1          مقدمه

اسکادا ابزاری برای مونیتورینگ و کنترل ابزار اتوماسیون زیردست بصورت جامع و یک‌پارچه توسط مدیران و اپراتورهای یک مجموعه است. بعنوان مثال، در یک شبکه توزیع برق یا گاز در سطح یک استان، مدیران مجموعه نیاز دارند تا بصورت بلادرنگ از وضعیت تمامی سیستم‌های انتقال، عملکرد صحیح یا ناصحیح دستگاه‎ها، قطعی، مصرف و فشار وارد بر شبکه آگاهی داشته باشند و در صورت نیاز، بعضی از سیستم‌ها را از راه دور خاموش یا روشن کنند. این کار با جمع‌آوری و ذخیره اطلاعات از کنترل‌کننده‌ها ) از جمله PLC و RTU) از راه دور و نمایش آن در یک رابط گرافیکی انسانی (Human Machine Interface) میسر است. این  مجموعه کار توسط نرم‌افزار نرمییشس یسبرا اسکادا انجام می‌شود.

 

سامانه‌ نرم‌افزاری SCADA Mission یکی از محصولات شرکت دانش‌بنیان هوش داده هدف است که کاربرد اصلی آن اتوماسیون، مونیتورینگ و کنترل شبکه‌های پیچیده‌ی صنایع تولید و توزیع  آب-برق-گاز و همچنین کارخانجات مختلف است. سامانه‌ی SCADA Mission از مجموعه عظیمی از ماژول‌های نرم‌افزاری ساخته شده که در جهت کاربری هرچه بیشتر و بهتر در صنایع مختلف توسط متخصصین شرکت هوش داده هدف توسعه داده شده است. در اسکادا امنیت، قابلیت به همراه پشتیبانی و توسعه بالاترین اهمیت را دارند. SCADA Mission   یک محصول بومی است که همه‌ی این موارد را در سطح بالایی فراهم می‌کند. در این کتابچه قابلیت‌های این اسکادا شرح داده شده است.

 

2          مروری بر عملکرد SCADA Mission

استفاده از اسکادا تاریخچه‌ای در حدود 50 سال دارد و نسل‌های مختلفی از این سامانه تولید و توسعه داده شده است. سامانه‌یSCADA Mission  از آخرین نسل اسکادا یعنی اسکادای بر مبنای وب محسوب می‌شود. در این سامانه سرور اسکادا با کنترل کننده‌ها  از طریق شبکه در ارتباط است. اطلاعات دریافتی از این ابزار در پایگاه داده سرور اسکادا ذخیره می‌شود و همچنین بصورت بلادرنگ برای اپراتور بصورت گرافیکی در یک صفحه مرورگر وب نمایش داده می‌شود.

 

در اسکادا اپراتور بسادگی می‌تواند از وضعیت تک تک ابزار مطلع شود و در صورت نیاز دستورات لازم را به کنترل‌کننده‌ها ارسال کند. همچنین اپراتور می‌تواند برای پارامتر‌هایی از این دستگاه‌ها حد هشدار تعریف کند تا در صورت رسیدن پارامترها و سنسورها به این مقادیر، عوامل مربوطه سریعا مطلع شوند. در صورت اضافه و کم شدن به کنترل‌کننده‌ها و یا تغییر تنظیماتی در آن‌ها اپراتور ادمین بسادگی می‌تواند این موارد را برای سرور اسکادا تعریف کند و همچنین اینکه طرح و شمای جدیدی برای آن‌ها تولید کند.

 

نرم‌افزار SCADA Mission از بخش‌های مختلفی تشکیل شده و هر بخش وظیفه‌ای بخصوص و منحصر بفرد دارد. مهم‌ترین بخش‌های این نرم‌افزار شلمل سرور، ارتباط دهنده، وب استیشن، برنامه عامل، برنامه ادمین و برنامه ویرایشگرشماتیک است. در ادامه ابتدا معماری این نرم‌افزار به همراه بخش‌های مختلف آن شرح داده شده است. سپس در بخش آخر خلاصه‌ای از قابلیت‌های نرم‌افزار فراهم شده است.

 

2.1       معماری نرم افزار  SCADA Mission

معماری نرم افزار  SCADA Mission چند لایه و توزیع شده است. برنامه های کاربردی می توانند بر روی یک سرور واحد یا چندین رایانه در سراسر شبکه اجرا شوند. کنترل کننده‌ها می‌توانند از کانال‌های ارتباطی در انواع مختلف برای اتصال به یک سیستم استفاده کنند. در شکل 1 معماری توزیع‌شده SCADA Mission  بصورت شماتیک نمایش داده شده است.

شکل 1) معماری توزیع‌شده در نرم‌افزار SCADA Mission (سمت راست) و معماری در اسکاداهای ساده‌تر و معمول (سمت چپ).

   

2.2       بخش سرور (Server Application)

سرور اسکادا آرشیو داده‌ها را مدیریت می‌کند، محاسبات ریاضی را انجام می‌دهد و اطلاعات را به برنامه‌های کاربردی مشتری (client applications) ارائه می دهد. سرور، داده‌ها را برروی آرشیو اصلی می نویسد و یک نسخه پشتیبان را به طور همزمان کپی می‌کند. سرور به عنوان یک سرویس کار می‌کند، بدین معنی که رابط کاربری ندارد و به طور مداوم در پس زمینه کار می‌کند. پوسته گرافیکی برای پیکربندی سرور در برنامه Administrator در نظر گرفته شده شده است  و در شکل 2 نمایش داده شده است.

 

شکل 2) پوسته گرافیکی برای تنظیمات سرور.

این برنامه اتصالات کاربر را کنترل می‌کند و در هنگام پردازش درخواست‌ها و عبور از دستورات ، سطح دسترسی کاربر را بررسی می‌کند. اطلاعات مربوط به حالت برنامه و اقدامات انجام شده را لاگ‌های متنی ذخیره می‌کند. سرور برای اجرای بدون توقف طراحی شده است. همچنین سرور قابلیت توسعه‌پذیری با استفاده از ماژول را دارد. ماژول‌های اضافی سرور اجازه می‌دهند تا عملکرد سرور را با توجه به نیاز مشتری گسترش داده شود.

  

2.3       بخش ارتباط دهنده (Communicator Application)

ارتباط دهنده با کنترل‌کننده‌ها در تعامل است و داده‌های آن‌ها را به برنامه سرور منتقل می‌کند. ارتباط با کنترل‌کننده‌های متصل به یک سامانه به طور موازی در چند خط (communication line) انجام می‌شود. ارتباط دهنده داده‌های جاری، داده‌های آرشیو شده و رویدادها (events) را از کنترلر دریافت می‌کند و دستورات را برای کنترل کننده‌ها ارسال می‌کند. این برنامه به رفع عیب‌یابی با خطوط و دستگاه‌های ارتباطی کمک می‌کند.

شکل 3) پوسته گرافیکی برای تنظیمات برنامه ارتباط دهنده.

ارتباط دهنده نیز مانند سرور به عنوان یک سرویس کار می‌کند. یک پوسته گرافیکی برای تنظیمات برنامه ارتباط دهنده (Communicator) در برنامه Administrator ساخته شده است (تصویر 3). اطلاعات مربوط به برنامه، خطوط ارتباطی و هر دستگاه متصل در فایل های لاگ ذخیره می‌شوند. برنامه ارتباط دهنده برای اجرای بدون توقف طراحی شده است.

 

2.4       بخش وب استیشن (Webstation Application)

وب استیشن یک برنامه وب است که اطلاعات را از طریق مرورگر به اشکال مختلف (جداول ، شماتیک ، نمودارها ، گزارش ها و غیره) در اختیار یک توزیع کننده قرار می‌دهد و دستورات ارسال را در اختیار شما قرار می‌دهد. گزارش‌ها در قالب‌های متداول HTML و Microsoft Excel تولید می‌شوند.

شکل 4) وب استیشن - نمای شماتیک.

کاربر قادر است یک نما (جدول یا شماتیک) و تاریخ دسترسی به داده‌های بایگانی را انتخاب کند. برای نشان دادن نمودار کانال ورودی، روی یک آیکون مورد در یک جدول یا یک عنصر مناسب در یک طرح کلیک کنید.

وب استیشن از هر رایانه یا تبلت متصل به شبکه سازمان بدون نیاز به نصب نرم افزار خاصی در دسترس است. دسترسی توسط ادمین سیستم که سطح دسترسی کاربر را مشخص می کند مدیریت می‌شود.

 

2.5       برنامه عامل (Agent Application)

برنامه عامل (agent) تنظیمات را بین نمونه SCADA Mission و برنامه Administrator انتقال می‌دهد. منظور از «نمونه‌ SCADA Mission » مجموعه‌ای است شامل برنامه های سرور، ارتباط دهنده و وب استیشن، همه یا برخی از این برنامه ها. علاوه بر این، عامل نماینده فایل‌های گزارش را برای نمایش در Administrator فراهم می‌کند. نماینده به عنوان یک سرویس بر روی سروری اجرا می شود که در نمونه SCADA Mission که توسط عامل کنترل می شود ، نصب شده است.

عامل از طریق TCP با Administrator ارتباط برقرار می کند. بنابراین این امکان وجود دارد که Administrator  بر روی همان رایانه‌ی عامل و یا رایانه دیگری که از طریق شبکه قابل دسترسی است ، نصب شود.

 

2.6       برنامه ادمین (Administrator Application)

برنامه Administrator (تصویر 5) برای توسعه پروژه‌های SCADA Mission و نظارت بر وضعیت سیستم خودکار در نظر گرفته شده است. همچنین Administrator دارای یک محیط توسعه یکپارچه ویرایش پایگاه داده و تنظیمات است که تنظیمات برنامه‌های اصلی سریع SCADA‌، ماژول های سرور و درایور دستگاه را فراهم می کند.

شکل 5) برنامه ادمین.

ابزار Administrator برای سرعت بخشیدن به روند تنظیمات قابلیت‌های زیر را دارد:

·         ایمپورت و اکسپورت جداول بانک اطلاعاتی پیکربندی برای تبادل کار بین پروژه‌ها.

·         ایجاد خودکار کانال‌های ورودی و خروجی توسط ویزارد.

·         ویژگی کلون سازی کانال که ورودی دستی را به حداقل می‌رساند.

یک پروژه ادمین شامل مجموعه‌ای از پرونده‌های تنظیمات، به طور عمده با استفاده از قالب XML است. این رویکرد کپی کردن پروژه ها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر را آسان می کند.

  

2.7       برنامه ویرایشگرشماتیک (Scheme Editor Application)

برنامه ویرایشگر طرح برای ایجاد شماتیک‌هایی طراحی شده است که در ایستگاه کاری اپراتور نمایش داده می‌شوند. ویرایشگر طرح توسط مهندسین در طول تنظیمات SCADA Mission استفاده می‌شود.

شکل 7) برنامه ویراشگر شماتیک.

یک شماتیک شامل عناصر متنی و گرافیکی است که مجموعه ای از ویژگی‌ها ظاهر و رفتار آنها را تعریف می‌کند. در یک شماتیک عناصر استاتیک محتوای تغییر ناپذیر را نشان می‌دهند. همچنین عناصر پویا به کانالهای پایگاه داده پیکربندی متصل شده‌اند که اجازه می‌دهد مقادیر و حالتهای اندازه گیری شده فعلی را نشان دهند، نمودارها ترسیم کرده و با کلیک کاربر دستورات ارسال کنند.

       

3          توانایی‌های SCADA Mission

در این بخش بطور توانایی‌های SCADA Mission طبقه‌بندی و ارائه شده است.

3.1    کاربری

·         سامانه‌‌هاى اتوماسیون صنعتى .

·         سامانه‌‌هاى اتوماسیون خانگى .

·         سامانه‌‌هاى حسابدارى انرژى .

·         سامانه‌‌هاى امنیتى و اعلام حریق .

·         سامانه‌‌هاى کنترل دسترسى .

 

3.2       توانایی و عملکرد

·        مونیتورینگ با مرورگر وب	·        فرمان خودکار و امن
·        عدم محدودیت تعداد Tag	·        نوشتن فرمول برای کانال
·        صدور فرمان مرحله‌ای	·        پایداری هنگام تغییرات غیرساختاری
·        ارتباط ICCP با مراکز کنترل	·        بانک اطلاعاتی بلادرنگ
·        رنگ‌آمیزی پویای نقشه‌ها	·        نسخه پشتیبان خودکار
·        توسعه‌پذیری با سیستم ماژولار	·        تقویم شمسی و میلادی
·         ماژول‌های فراوان آماده استفاده	·         سازگار با فرمت‌های AutoCAD
·        پایداری شبانه روزی

         

3.3       سازگاری

 

سیستم عامل	Windows, Linux, Mac
مرورگر	IE, Chrome, Firefox, Opera, Edge
سازگاری با بانک‌های اطلاعاتی	Oracle, SQL Server, MySQL, Postrage, Ado db
ایجاد ارتباط با نرم افزارهای دیگر	webservice
پورت‌	Serial, TCP, UDP
فرمت Export داده	Excel, PDF, PNG
ارتباط با برنامه‌های کاربردی دیسپاچینگ	سامانه PM و GIS

  

3.4       پروتکل‌های پشتیبانی شده

·        Modbus	·        OPC	·        DNP3
·        GSM	·        MQTT	·        SNMP
·        SMTP

 

3.5       امنیت

·        رمزنگاری اطلاعات                                   

·        پروتکل امنیتی SSL

·        گزارش تخطی از دسترسی ها

·        ثبت و ردیابی تراکنش ها

·        دارای گواهینامه امنیتی

·        دسترسی براساس وظیفه سازمانی

·        پشتیبانی از Firewall