公用事业网络集成

涉及能源或能源相关输配电的公司发现,SCADA(监控和数据采集)系统的生命周期不像以前那么长了,这是由于能源相关市场的放松管制、自由化和私有化所推动的快速发展的技术和不断变化的市场需求。

通过Yauheni Veryha和Markus Gauder 二五年八月一日

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  • 特定于实用程序的应用

  • 集成平台

涉及能源或能源相关输配电的公司发现,SCADA(监控和数据采集)系统的生命周期不像以前那么长了,这是由于能源相关市场的放松管制、自由化和私有化所推动的快速发展的技术和不断变化的市场需求。因此,将传统SCADA功能与外部商业和技术应用(如网络信息系统、客户信息系统、计算机化维护管理系统和地理信息系统)集成在一起的需求更为常见。

目前大多数大型控制系统供应商提供的控制系统提供了先进的集成机会。

能够集成第三方应用程序的控制系统所需的基本构建模块包括:

  • 基于组件、面向对象的系统体系结构;

  • 无需更改HMI即可更改的SCADA服务器;

  • OPC连接;而且

  • 能够在未来的项目中为第三方应用程序集成重用编程。

网络管理

SCADA系统促进能源和能源相关网络的运作;一个日益增长的行业趋势是使用多用途SCADA系统(见图表)。这样的SCADA系统必须包括特定于公用事业的应用程序,使操作员和支持工程师能够以用户友好的方式实时访问企业内的所有过程控制信息,以提高企业绩效。

多用途SCADA概述示意图描述了与第三方应用程序集成的多用途SCADA系统的网络管理设置。

特定于实用程序的应用程序(例如泄漏检测、管道模拟、停机和泄漏管理)通常在软件体系结构上有所不同,如果它们是基于组件的应用程序,支持像CORBA、OPC和OLE这样的集成技术,并且运行在与SCADA系统相同的平台上,那么它们就不难集成。然而,由于所涉及的集成成本很高,将单一的软件应用程序套件与定义不佳的应用程序编程接口(api)集成是困难的,也是不明智的。不幸的是,单一类型的遗留应用程序通常用于能源和能源相关的输配电系统。

(了解更多关于CORBA的信息,请访问www.corba.org;OPC在www.opcfoundation.org;OLE在https://support.microsoft.com

集成平台

“带有集成平台的SCADA系统”图表中所示的系统架构说明了与特定公用事业应用程序集成SCADA网络的一种方法。该图形显示了SCADA系统和集成平台之间使用OPC(如果需要,可以使用专有接口)传输的过程数据。

多用途SCADA扩展的集成平台架构依赖于带有SCADA API的控制系统API。

在这种配置中,网络控制系统包括SCADA系统的功能和集成平台。由于从流程数据缓存中检索缓存数据的访问时间很短,因此使用用于SCADA的标准OPC接口的流程数据缓存可以实现较高的通信性能。

以ABB的800xA系统为例,特定于实用程序的第三方应用程序可以集成为“方面系统”——它们使用SCADA系统连接成为集成平台的面向对象组件。

遵循这种类型的集成体系结构,在大多数情况下,允许在其他项目中重用集成平台。

如果对SCADA HMI进行更改,则可以提供扩展集成可能性的其他机会。例如,可以将现有的SCADA HMI模块替换为来自集成平台的模块,如警报和事件列表、趋势显示以及来自第三方应用程序(如过程查看器或距离图)的面板。因此,根据客户需求和未来的重用机会,可以为每个应用程序定义给定SCADA系统的组件。HMI级别上的用户管理功能可以从集成平台重用。

用于支持第三方应用程序集成的通用SCADA网络配置。

在这样一个扩展的体系结构中(如图“SCADA系统网络配置”图所示),SCADA系统核心包括:实时数据库(负责处理与数据采集、控制命令、报警处理和存档相关的过程变量);接口I/O设备控制器的进程连接模块;处理模块;和SCADA API。进程连接模块可以根据用户自定义的轮询速率轮询I/O设备的控制器。

服务器可以位于与SCADA服务器软件相同的计算机上,也可以位于单独的计算机上。客户端通常为操作员工作站。

在线额外侧边栏

网络应用程序的综合好处

集成平台为网络管理应用程序提供的主要好处包括:

  • 基于组件的网络控制体系结构;

  • 全公司范围内低成本的迁移机会;而且

  • 重用第三方、特定于实用程序的应用程序。

作者信息
Yauheni Veryha,科学家,Markus Gauder,理学硕士,就职于德国ABB企业研究中心制造与自动化服务集团;