info@ipesoft.com
+421 41 50 70 311
Obchodná 9076/3D
010 08 Žilina
Slovensko
SK
26.3.2024
Prepojenie šiestich SCADA systémov
Nedávny upgrade u zákazníka zahŕňal okrem štandardnej výmeny hardvéru a aktualizácie D2000 na verziu 22 aj nakonfigurovanie prepojenia šiestich menších SCADA systémov s redundantným MES systémom. V tomto blogu by som sa pokúsil ukázať použitú technológiu a prínos pre zákazníka.
Prečo prepájať?
Cieľom prepojenia donedávna samostatných SCADA systémov v šiestich geografických lokalitách bolo sprístupniť lokálne dáta, ktoré donedávna videli iba dispečeri, širšej množine užívateľov MES systému. A nielen dáta – cieľom bolo sprístupniť aj technologické schémy (resp. ich kópie), navyše so zachovaním bezpečnosti – teda užívatelia MES systému vidia všetky hodnoty, ale riadenie nie je funkčné, nemôžu teda ovládať technológiu, ale iba sledovať stav technológie a zobrazovať historické hodnoty.
Čo sa týka rozsahu, jednalo s o menšie SCADA systémy (do 5 tisíc tagov), ktoré riadili technológiu prostredníctvom rôznych PLC (CompactLogix, Schneider Electric a iné).
Ako na dáta
Prenos údajov medzi dvoma systémami D2000 (napr. produkčné a testovacie prostredie, prípadne produkčné prostredie a nový systém pri migrácii) zabezpečujú v aplikačnom serveri reálneho času Ipesoft D2000 procesy Gateway Client a Gateway Server. Protokol medzi týmito procesmi je verziovo nezávislý a teda je možné prepojiť aj rôzne verzie D2000.
Pokiaľ sú na oboch systémoch rovnaké objekty (napr. linky, stanice, merané body, užívateľské a štruktúrované premenné), Gateway Client sa dá spustiť v tzv. režime transparentného gatewaya, kedy kopíruje hodnoty vybraných objektov. Napríklad všetky linky/stanice/merané body z vybraného
KOM procesu. Alebo konkrétnu stanicu s meranými bodmi. Prípadne hodnoty užívateľských premenných podľa zvolenej masky.
Transparentný gateway funguje ako dátová dióda, čím chráni zdrojový D2000 systém pred zápisom z cieľového. Takže je možné bez obáv pracovať napr. na testovacom prostredí, prípadne skopírovať schémy a skripty zdrojového D2000 systému do cieľového systému bez rizika zápisu v neželanom smere.
Ako na objekty
Predtým, ako sa môže použiť transparentný gateway, musí cieľový D2000 system obsahovať rovnaké objekty ako zdrojový. Pokiaľ sa jedná napr. o testovacie prostredie, tak je to jednoduché – stačí skopírovať celú konfiguračnú databázu.
V našom prípade bolo treba skopírovať (pomocou XML exportu a importu) iba vybrané objekty. Komunikačný proces a jeho potomkov – linky, stanice a merané body. Archívne objekty, aby sa hodnoty aj archivovali a boli k dispozícii napr. pre zobrazenie v grafoch. Niektoré (vybrané) schémy a objekty, ktoré sú schémami používané (bitmapy, zobrazovacie, bitmapové a doplnkové palety, grafy, atď).
Navyše okrem jednorázového kopírovania treba počítať s tým, že konfigurácia SCADA systému sa v čase mení. Niekto pridá pár meraných bodov, pridá ich do schémy, vylepší grafy ... pre takéto prípady je výhodné mať nástroj, ktorý umožňuje porovnanie konfigurácií dvoch systémov a nájdenie zmien.
D2000 systém takýto nástroj má. Jedná sa o aplikačný modul SysMirror, ktorý umožňuje presne toto – porovnanie zdrojovej a cieľovej konfiguračnej databázy, filtrovanie a výber objektov a následne ich XML export a nakopírovanie na FTP alebo SFTP server. Tento nástroj je nasadzovaný na zdrojové D2000 systémy. Jeho dvojička, modul s názvom SysRorrim (Mirror odzadu) nasadzovaný na cieľovú D2000 aplikáciu, je jednoduchá schéma, ktorá umožňuje zobrazenie a užívateľsky komfortný XML import priamo v prostredí D2000 HI.
SysMirror porovnáva objekty na základe času modifikácie. Vie tak rozlíšiť, či sú objekty v zdrojovom a cieľovom systéme identické (želaný stav), či je objekt v zdrojovom systéme novší (a je treba ho exportovať), prípadne či je novší objekt v cieľovom systéme (čo je neštandardný stav a je nutné zistiť, či ho niekto modifikoval a či zmenu treba zapracovať aj na zdrojovom systéme, alebo ju možno ignorovať), alebo či niektoré objekty zdrojového systému v cieľovom chýbajú (ako sme spomínali, kopírovali sme iba vybrané schémy, nie všetky).
Navyše SysMirror vie pracovať aj zo závislosťami objektov. Ak je napríklad vybraná na export schéma, tak sú k nej automaticky pridané aj ďalšie objekty (napr. grafy, bitmapy, merané body), ak v cieľovom systéme neexistujú a teda XML import by bol neúspešný z dôvodu porušenia referenčnej integrity.
O aplikačnom module SysMirror a o jeho nasadení na dvojicu veľkých systémov SCADA/MES (jednalo sa o prenos viac ako 57 tisíc objektov) si môžete prečítať samostatný blog. V našom prípade je objektov neporovnateľne menej, ale na druhej strane sme nasadili SysMirror hneď na šiestich SCADA systémoch. Ako bonus sme doimplementovali podporu SFTP, takže exportované XML súbory sú bezpečne kopírované na OpenSSH server (v konkrétnom prípade sa jednalo o OpenSSH server, ktorý je súčasťou Windows 2019). V minulosti SysMirror používal štandardné FTP.
Menotvorba
Aby sa v cieľovom MES systéme dalo jednoducho rozlíšiť, či patrí objekt do jedného zo SCADA systémov alebo je „pôvodný MES“, modul SysMirror pridáva k exportovaným XML objektom aj prefix. Napríklad z meraného bodu M.Temperature sa stane M.SCADA_BL.Temperature, pokiaľ pochádza zo systému BL. Každý zo šiestich SCADA systémov má svoj unikátny prefix, takže nemôže dôjsť ku menným kolíziám.
Z tohto dôvodu procesy Gateway Client v systéme MES žiadajú od procesov Gateway Server (bežiacich v zdrojových SCADA systémoch) objekty nie podľa ich mien, ale podľa UID – unikátnych identifikátorov objektu. Pri premenovaní objektu, ktoré vykonáva modul SysMirror, sa UID objektu nemení.
Aplikačný server reálneho času Ipesoft D2000 poskytuje nielen komfortné prostredie pri vývoji samostatných aplikácií, ale umožňuje aj nakonfigurovanie rýchleho a elegantného prepojenie viacerých D2000 aplikácií, ako aj na migráciu konfiguračných zmien medzi nimi.
To môžu oceniť užívatelia, ktorí majú testovacie/produkčné prostredia ale aj tí, ktorí potrebujú prepájať rôzne D2000 aplikácie. Funkcionalita dátovej diódy, ktorú ponúka D2000 Gateway Client, navyše zvyšuje bezpečnosť takéhoto prepojenia a zabraňuje prenosu dát v neželanom smere.
25.10.2022, Ing. Peter Humaj, www.ipesoft.com
Iné blogy