1 / 23

SCADA

SCADA. s upervisory c ontrol a nd d ata a cquisition. Architektura. Převzato z http :// en.wikipedia.org /wiki / Building_Automation [ citováno 16. 04. 2012]. RS 232. Typicky pro sekundární sběrnici

alfonso-valentine
Download Presentation

SCADA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SCADA supervisory control and data acquisition

  2. Architektura Převzato z http://en.wikipedia.org/wiki/Building_Automation [citováno 16. 04. 2012]

  3. RS 232 • Typicky pro sekundárnísběrnici • Spojení point-to-point mezi DTE (Data Terminal Equipment) a DCE (Data Circuit-terminating Equipment) • half-duplex – min 2 vodiče (TxD->RxD, Ground) • full-duplex – min 3 vodiče – signályRxD, TxD, Ground • Řízeníroku – buďXOn/Xoff (stačí 3 vodiče) • Hardwarový handshake (dříve) - 5 vodičovéspojení – Rx, Tx, Ground, RTS, CTS • Úroveňsignálů 3V až 15V • Dosah 15 m (19200 Bd)

  4. RS 485 • Diferenciálnízapojení– minimálně 0,2 Voltů, typicky5 V, 7 V či 12 V. • Dvou- (tří-) vodičovézapojení (nemají-li uzlyspolečnénapájení, je třebatřetívodič (zem) • Dvou- (tří-) vodičovézapojeníumožňujehalfduplex. http://www.root.cz/clanky/sbernice-rs-422-rs-423-a-rs-485/#k06

  5. RS 485 • Diferenciálnízapojení • Čtyř- (pěti-) vodičovézapojeníumožňujefullduplex. • V podstatědvěsamostatněpracujícíjednosměrnésběrnicedoplněné v případěpotřeby o společnýnulovývodič. • Sběrnice – až 32 zařízeníbezopakovače, teoreticky 256 s opakovači • Vzdálenostaž 1200 m, 10 Mb/s

  6. MODBUS • Master (dotazuje se) / slave (odpovídá) • Modbus RTU (po RS232 nebotypicky RS 485) • Pokudmezisítěmi, možnost IP tunnelingu (naoboukoncíchrozhranítvářící se jakoseriovéporty, kterápřevedoupřenášená data do TCP/IP paketů • Modbus/TCP – modifikace pro TCP/IP bez IP tunnelingu

  7. MODBUS • Typyproměnných: • Discrete Input– binárnívstup. Jedenbiturčenýpouzekečtení (ale čte se poosmicích – požádám-li o 1. DI, dostanu 1. až 8.). • CoilJeden bit, kterýlzečístizapisovat. Např. cívkarelé, lzejiovládatizjišťovatjejístav. • Input Register– 16-bitový registrurčenýpouzekečtení. Např. analogovývstup. • Holding Register– 16-bitový registr, kterýlzečístizapisovat. Např. čítač, lzejejnastavitičístjehohodnotu.

  8. MODBUS • Typyfunkcí: • 01 Read Coils • 02 Read Discrete Inputs • 03 Read Holding Registers • 04 Read Input Registers • 05 Write Single Coil • 06 Write Single Register • 15 Write Multiple Coils • 16 Write Multiple Registers

  9. SNMP • Simple Network Management Protocol • Verze 1: bezautentikace a šifrování • Verze 2: autentikace, bezšifrování • Verze 3: autentikace, šifrování

  10. SNMP • Proměnnéjednoduchéistruktury • Kódování BER (Basic Encoding Rules) • TLV encoding: type– length – value • Managed device • Agent • Network management system (např. ZENOSS)

  11. SNMP Dvarežimy: • NMS se dotazuje, agent odpovídá • Agent vysílánevyžádanézprávy (trap) • UDP

  12. SNMP • MIB: management information base, obsahuje metadata (OID proměnné, typ) • OID – object identifier

  13. BACnet • BACnet(Buliding automation and control networking protocol) • Otevřený protokol, navržený pro systémyautomatizace, měřenía řízení. • Vyvíjí ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.). • Standard od roku1995. • V ČR - ČSN EN ISO 16484-5

  14. BACnet BACnet Application Layer BACnet Network Layer LonTalk(Echelon) Dial-up PTP IEEE 802.2 MS / TP Ethernet ArcNet RS 485 RS 232 MS … Master / Slave TP … Token Passing PTP … Point-to-Point BACnet/IP

  15. BACnet Výbornýpřehled:Kučera Adam: Monitorovacínástroje pro objektya zařízenísítěBACnet, bakalářskápráce, Masarykovauniversita, Brno, 2010 • BACnetover MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) – propojeníkontrolerůnasběrniciv rámcijednohopavilonu. VyužívásériovousběrniciRS-485(levnéřešení, nízkénárokynarychlost a propustnost. • BACnet over Ethernet – Slouží k propojeníprvků, kteréjsouschopnykomunikovatspolupouze s využitímprotokoluEthernet • BACnetover IP – Slouží k propojeníkontrolerů, které se nacházejí v různýchpodsítích.

  16. BACnet – aplikačnívrstva • Aplikačnívrstva je objektověorientovaná. • Každý aktivníprvek = zařízenís unikátníadresou (Device ID) • Služby – komunikacemezizařízeními. Definujíparametry a datovétypy. • Zařízeníobsahujíobjekty, kekterýmpřistupujíslužby. • Každý objektv rámcizařízeníjednoznačný identifikátor:<typobjektu, instance> (instance … číselnýidentifikátorrozlišujícíobjektystejnéhotypu. • Objektje složen z vlastností, kteréhopopisují a dodávají mu specifickoufunkčnost.

  17. BACnet – základnítypyobjektů • Analog Input (AI)Snímáhodnotu z analogovéhovstupu. • Analog Output (AO)Nastavujehodnotunaanalogovémvýstupu. • Analog Value (AV)Programověměněnáa ovládanáanalogováhodnotabeznapojenínakonkrétnívstupnebovýstup. • Binary Input (BI)Snímáhodnotu z binárníhovstupu. • Binary Output (BO)Nastavujehodnotunabinárnímvýstupu. • Binary Value (BV)Programovéměněnáa ovládanádvoustavoválogickáhodnota. • Multistate Input (MI)Snímáhodnotu z vícestavovéhovstupu – např. několikasdruženýchbinárníchvstupů. Každémustavu je přiřazentextový popis.

  18. BACnet – základnítypyobjektů • Multistate Output (MO)Nastavujehodnotunavícestavovémvýstupu. Každémustavu je přiřazentextový popis. • Multistate Value (MV)Vícestavováhodnota. Každémustavu je přiřazentextový popis. • Device (DEV)V každémzařízeníse nacházíprávějeden DEV objekt (identifikován ID zařízení). Obsahujezákladníinformace o zařízení, vekterém je tentoobjektumístěn. Jedná se napříklado název, popis, umístění, výrobce, nastavení data a časua podporovanéslužbyprotokolu. • Program (PG)Objekt, který je schopenvykonávatlibovolnoučinnost. Program běží v nekonečnésmyčce. Můžepřistupovatk ostatnímobjektůma měnitjejichstav. Konkrétnízpůsobprogramovánízařízenínormanedefinuje a je závislénavýrobcihardwaru. Mechanismuspriorit, kteréurčují, který původcezměnymápřednost.

  19. BACnet – základnítypyobjektů • Trendlog (TL)Slouží k uchováváníhistorienaměřenýchhodnot. Existujídvapřístupy k archivaci – Polling (sběrvzorku v pravidelnýchčasovýchintervalech) nebotzv. COV (change of value, do historie se ukládajípouzetakovézměnystavu, kterépřekročínastavenouprahovouvelikostzměny). • Event Enrollment (EV)Objektsloužíkesledovánízměnstavujinéhodefinovanéhoobjektu. Je možnéurčit, nakteréudálostireagovat (nejdůležitějšíjsouzměnastavunebopřekročenízadanéhorozsahuhodnoty). Objektnazměnureagujepředánímhlášení o událostipřiřazenémuobjektu EVC. • Notification Class (EVC)Objekty EVC jsouzodpovědnézadoručovánízpráv o změnáchstavůobjektůnadefinovanýmpříjemcům. Každý objektudává, kterýmzařízenímmábýtzprávadoručenaa dalšíparametrypřenosu.

  20. BACnet – základníslužby(potvrzované) • CreateObjectslouží k vytvořeníobjektuzadanéhotypu a případnémuprvnímunastaveníjehovlastností (odpověďidentifikátorobjektunebochybový kód • DeleteObjectslouží k odstraněníinstance objektu se zadanýmidentifikátorem. • ReadPropertyslouží k získáníhodnotyvlastnostidanéhoobjektu. • ReadPropertyMultipleumožňujezískávatvícehodnot v rámcijednédvojicedotazu a odpovědi. Dotaz = pole uspořádanýchdvojic, kdeprvnípoložka = identifikátorobjektu a druhápoložka= pole identifikátorůvlastností. • WritePropertyslouží pro zápishodnotyvlastnosti. Jakoparametryklientzasíláidentifikátorobjektua vlastnostia novouhodnotu. Dáleje zadánapriorituoperace.

  21. BACnet – základníslužby (nepotvrzované) • WritePropertyMultipleje obdobouWriteProperty pro vícehodnot. • ReadRangeNěkterévlastnostimohouobsahovatvícehodnot, aniž by se jednalo o indexované pole. Zpravidla se taktoukládáhistoriezměnurčitéhodnoty v časev objektutypuTrendlog. SlužbaReadRangeslouží pro získávánítěchtodat. Přidotazu se kromězákladníchparametrů, shodných s ReadProperty, specifikujetakémísto, odkud se mázačítčíst, a početzáznamů, kterése majípřečíst. • ConfirmedCOVNotificationslouží k oznamovánízměnhodnoturčitýchvlastnostíobjektů. K odběrunotifikací je třebase přihlásitpomocípotvrzovanéslužbySubscribe COV. • ConfirmedEventNotificationje hlavnímnástrojemprotokoluBACnet pro oznamovánínestandardníchstavů. Zařízenípomocítétoslužbyzasílajídefinovanýmpříjemcůmzprávy o stavuobjektů. Existujídvazákladnítypyupozornění– Event a Alarm, obatypyjsouvšakpřenášenyslužbami Event Notification. Upozorněníjsou bud’ generovánasamotnýmobjektem, vekterémdošlokezměně(tzv. Intristic reporting) nebojsouobjektysledoványobjektemtypuEventEnrollment(tzv. Algorithmic reporting), který potégenerujesamotnéupozornění.

  22. OPC • OPC--The Interoperability Standard for Industrial Automation • OLE for process control

More Related