很多具有遥测功能的SCADA系统,尤其是在水/污水处理行业的SCADA,从各个从站汇集过来的数据量极小。例如,一个比较典型的有100个从站的污水收集系统,一共可能只有1000-2000个标签变量。(这些数据点是类似“液位”的模拟量信号,或者是类似”泵运行”的数字量信号 。)在系统集成商将控制系统更加集成一体化的同时,标签变量的数量也大幅度的上升。因此需要一个合适的规划来建立和成功管理这种规模的系统。
总部设在澳大利亚布里斯班的系统集成商Parasyn,对于大型SCADA系统有着极其丰富的经验。与一般系统集成商不同的是,Parasyn从不间断其在SCADA新技术领域的研发。“SCADA系统是一个整体,你必须从一开始就将最终效果都考虑清楚。” Parasyn 的总经理Tony Poole 说道,把握好最终输出的内容和效果是个不错的开局。
SCADA系统的详细要求和规格如下:
■ 访问次数——用于报警显示和确认;
■ 数据解析——比如,对于每个数据点来说控制工程网版权所有,死区的类型或者延时分析报告的时间跨度;
■ 可视化工具——比如,单位更新时间内,画面上显示的数据点的数量;
■ 报表要求——报表的类型及其读写的频率。
“一旦这些条件成立,我们就可以开始设计和测试系统的每个元素,以保证其在现实条件下正常运作,”Poole说道,“这些元素包括通讯、驱动、SCADA(HMI)以及历史数据。管理平台上所有数据流的方法是获得应用上以及商业上成功的关键。”时序数据以及它和历史数据之间的关系是极有可能造成麻烦的地方。
时间标记
建立一个高效可扩展SCADA系统的基本要素是数据,也就是领域内的日期和时间戳。一个SCADA系统的实时运行要求100%的可运行性——一年365天——因为错过任何事件都有可能造成不可弥补的损失。域内没有日期/时间戳的数据就需要SCADA系统对其进行瞬间读取、储存和处理。但这从来都不是优先处理的,而且随着系统的规模增大CONTROL ENGINEERING China版权所有,系统的延时也会增加。
在领域内设置第一个日期/时间戳的系统控制工程网版权所有,在之后的整个系统对这个原始(或称本地)日期/时间戳的应用中有一个非常大的优点——部分系统能够允许数据长时间的延迟,并不会对其质量造成任何影响。满足这些要求的这个分布式网络规约被称作DNP3。
对于一个SCADA系统的管理者来说,在不影响SCADA系统性能的前提下对数据进行采集是一个基本要求。Poole说道:“SCADA系统能有效的汇集数据,但是在获得这些数据后,要想在不影响SCADA系统的性能稳定性的情况下对数据进行备份是非常困难的,这就是为什么历史数据是必不可少的。”
历史数据
历史数据的作用是,获取数据、形成趋势,并向客户提供报告。这使得SCADA系统的HMI部分能实现其最佳功能,例如,实时可视化报警工具。不幸的是,尽管历史数据在过去几年里已经得到了极大的改善,但仍有很多数据不支持核心日期/时间戳。即使支持时间序列的数据,经常也是通过 “专门设计的后门”实现的。
PI 、eDNA等人们所更熟悉的历史数据,的确是拥有原生的时间戳数据支持功能,但是价格昂贵。而如果使用一个相对便宜的历史数据库,就要麻烦许多,因为当标签变量的数量上升时,系统会变得越来越难以管理。
大量的标签量对于关系数据库而言是个大问题,因为数据库无法在标签量和相关数据量同时增长的情况下保持稳定的工作状态。而较大的历史数据库,其本身的内在结构包含了一个关系数据库包,它们可以和普通的关系数据库一样通过标准的报告工具来进行存取,但是其核心已经被大大优化,以满足实现最快速的数据采集的要求。
人机界面功能
一个精心设计的HMI通常包括了以下重要元素:每个画面里数据点的数量;加载画面需要的反应时间;当画面切换时,HMI如何获得数据(例如采用受内部数据库和设备驱动程序架构影响的高速缓存概念);以及如何在不影响使用的前提下控制工程网版权所有,对不断扩大的系统的安全性进行管理。
不同的Web客户端通常(但不经常)通过不同的方式被SCADA服务器刷新,虽然这是非常流行的应用方式,但是也存在先天的缺陷。其中最关键的一点就是CONTROL ENGINEERING China版权所有,Web服务器不是实时的,这就意味着它们不会根据数据的变化而及时更新数据。另一个问题有时会出现在供应商的Web客户端技术上,所谓“完整的HMI客户端”与Web客户端实际支持的功能之间往往存在着巨大的差距。
开发商应该设计一个具有实际使用意义的HMI客户端类型的系统。因为用一个TCP端口来传输数据的Web应用程序并不一定是安全和有效的。使用SCADA技术所带来的安全性能的提升,部分是由其本质所决定的。客户端的数量以及数据读取对SCADA服务器所产生的影响是值得重点考虑的方面——特别是对于大标签量的系统,其处于分支众多的繁忙