WW System Platform a Geo SCADA

Transkript

1 18. Wonderware konference R/SR WW System Platform a Geo SCADA Nasazení v geograficky rozsáhlých aplikacích Technické tipy pro použití v sítích WAN Jaroslav Jarka

2 Obsah prezentace Co je Geo SCADA Problémy a specifika SCADA aplikací Wonderware a Geo SCADA

3 WW System Platform a Geo SCADA Co je Geo SCADA

4 Co je Geo SCADA SCADA/HMI systémy se typicky nasazují ve výrobních závodech se sítí LAN Geo SCADA systémy propojují geograficky vzdálená místa Propojení hlavního dispe inku a vzdálených provoz Propojení r zných výrobních závod navzájem Použití sítí WAN (Wide Area Network) Technicky r zné typy propojení Rychlost komunikace je pomalejší Ur itá technická omezení

5 R zné typy a velikosti Geo SCADA aplikací Pr myslové závody Propojení více budov výrobního závodu, mezi kterými není LAN Propojení více závod na republikové / mezinárodní úrovni Areály budov Správa a provoz budov, zabezpe ení M stské aglomerace Vodárenství, NN energetika, teplárenství Regionální a celostátní oblasti VN energetika, vedení potrubí, povodí ek

6 Použití sítí WAN (Wide Area Network) Kombinace r zných technologií a IT nástroj Vyžaduje konkrétní nastavení a optimalizace Wonderware má dlouholeté zkušenosti z Geo SCADA aplikací D ívejší rodina (FactorySuite) Technologie ArchestrA a Wonderware System Platform podporuje a je velmi vhodná pro tento typ aplikací

7 Bezpe nost má vysokou prioritu Geo SCADA asto zajiš uje základní infrastrukturu pro obyvatelstvo Vodárenství, energetika, plyn Ur ité ásti technologie na opušt ných místech s bezobslužným provozem Detekce a prevence narušení

8 Spolupráce s IT Spolupráce s odd lením IT je klí ový aspekt Odpov dné za funk nost sít LAN a WAN Centrální správa a diagnostika LAN a WAN nemusí být v rozsáhlých aplikacích statické Nemusí vše spadat pod jedno odd lení IT Využití domén a jejich možností zabezpe ení Automatická propagace zabezpe ení i na nejvzdálen jší body funk ní sít IT asto hledí na sí z kancelá ského pohledu Pot eba vzít v úvahu specifické požadavky SCADA systém Potencionální riziko náhlé nefunk nosti

9 Nonstop provoz (7 x 24 x 365) Nutnost zajistit funk nost sít pro nep etržitý provoz Funk nost sít WAN zajiš ují r zné technologie a fyzická za ízení na vzdálených místech Použití technologií pro sledování aktuálního provozního stavu sí ových za ízení Možnost provád t vzdálenou konfiguraci a zm ny Detekce poruch nebo narušení ohrožující provoz sít nebo samotné SCADA technologie je velmi d ležitá

10 Rozdíly mezi SCADA/HMI a Geo SCADA aplikací SCADA/HMI v rámci jedné lokality Nejen monitoring, ale i asto ovládání asté zásahy operátor ovliv ující chod výroby Základní sou ást výroby Geo SCADA na rozsáhlém teritoriu P edevším sb r d ležitých dat v reálném ase Mén asté operátorské zásahy Poskytování p esných a aktuálních dat / informací pro podporu rozhodování a optimalizaci provozu

11 Požadavky na Geo SCADA aplikace Sb r dat, alarm, historizace, možnost ovládání Využití dostupných sí ových možností Primárn TCP/IP Implementace informací z GIS (Global Information Systems) systém Mapové podklady, databáze, zem pisné sou adnice Nástroje pro diagnostiku, správu a údržbu (SW i HW) Distribuované zabezpe ení Využití Domény, p íp. proprietárních technologií

12 Wonderware System Platform a Geo SCADA Problémy a specifika Geo SCADA aplikací

13 Problémy v komunikaci v rozsáhlých sítích Menší ší ka pásma Hlavn u radiokomunikace, vliv p id lené frekvence Vysoká latence (zpožd ní signálu) P edevším u satelitní komunikace Výpadky komunikace Satelitní a mikrovlnné spojení LAN Ethernet maximální délka kabelu Nutnost opakova, router, switch WAN zastaralé technologie s malou rychlostí

14 Problémy v komunikaci v rozsáhlých sítích (pokra.) Modemy v tšinou pomalé N které používají kompresní algoritmy pro vyšší efektivitu Sdílení sí ové linky s dalšími produkty Voice Over Internet Protocol, video konference Ani vyhrazená linka negarantuje rychlost p ipojení za všech okolností Quality of Service (QOS) zmenšuje potíže Vyhrazuje ást p enosového pásma pro ur itá data

15 Problémy bezpe nosti v rozsáhlých sítích Možnosti neoprávn ného napojení na sí P ipojení na fyzicky p ístupný router Odposlech rádiové komunikace Nedostate né zabezpe ení WiFi sít Vloupání do odlehlých objekt Snížení rizika použitím vhodných prost edk Fyzické zabezpe ení s detekcí narušení objekt SW systémy schopné odhalit narušení sít Zabezpe ené sít (nap. VPN) Identifikace uživatel a jejich práv

16 Další problémy a specifika Vzdálené lokality Náro nost cestování Jiné asové pásmo Nedostatek specialist Zm ny v sí ovém propojení Nedostatek informací Požadavky na centrální správu systému Spole né konfigura ní prost edí Jednoduchá implementace Nasazování na cílové místo z centrálního PC

17 Další problémy a specifika (pokra.) Požadavky na vysokou dostupnost a odolnost v i katastrofám (Disaster Recovery) Záloha a synchronizace databází Konfigura ní data (Alarmy, Historizace, Galaxy Repository) Runtime data (Alarmy, Historizace) Wonderware System Platform spl uje požadavky na centrální správu, vysokou dostupnost i odolnost v i katastrofám Pro Geo SCADA nutno zvážit zvýšené požadavky na komunikaci (Nasazování, synchronizace) Redundantní pár v jednom míst HW pro záložní PC Virtualizace (viz p ísp vek Wonderware Application Server 2012 na konferenci 2011)

18 Wonderware System Platform a Geo SCADA Wonderware a Geo SCADA

19 Testování Wonderware softwaru Geo SCADA Testování speciáln zam ené na Geo SCADA prost edí ve firm Wonderware Simulace b žných podmínek u Geo SCADA Malá ší ka pásma P erušované p ipojení, Domain controllery Active Directory Domain Name Server Routery, switche Modemy a radiomodemy Satelitní spojení

20 Testování WW softwaru Geo SCADA (pokra.) Wonderware Application Server InTouch Historian Server Historian Client DAServer

21 Testování WW softwaru Geo SCADA (pokra.) Výsledky Benchmark test N které uvedeny v dokumentu Deployment Guide Nutno brát pouze orienta n Skute né podmínky mohou být odlišné od testovacích

22 Vývoj a správa systému Geo SCADA Mobilní pracovníci Vzdálené IDE IDE v terminálových relacích Offline vývoj a Export objekt GR (Galaxy Repository) by m lo být stále p ipojeno Nasazování aplikací InTouch z IDE (Managed Application) nebo vyžití NAD (Network Application Devlopment)

23 Vývoj a správa systému Geo SCADA (pokra.) Wonderware Historian Server Centrální Lokální na vzdálených pracovištích Možnost replikace dat Wonderware Application Server Nasazování s volbou Cascade vyžaduje v tší ší ku pásma Minimální podporovaná ší ka pásma je 128 kbit/s Nasazování, živá data, alarmy, historizace Lokální komunikace mezi AOS, InTouch, DAServerem v rámci vzdáleného místa Omezit poskytování alarm na lokální alarmy

24 Vývoj a správa systému Geo SCADA (pokra.) DAServery není nutno instalovat lokáln na vzdáleném PC Lze je naimportovat do IDE jako DI (Device Integration) objekty Spole ná konfigurace v rámci IDE Nasazení na vzdálené PC provede instalaci a spušt ní DAServeru s nastavenou konfigurací Snižuje nutnost výjezdu na vzdálená místa Pro nasazování objekt nutno povolit n které porty ve Firewallu

25 Vývoj a správa systému Geo SCADA (pokra.) Využití objektového vývoje v IDE Propagace zm n ze šablony na instance Co nejvíce konfigurace nastavit v šablonách V instancích nastavit pouze I/O adresy, p íp. inicializa ní hodnoty Zamknout nem nné vlastnosti, skripty atd. D ležité správné definice šablon / podšablon a z nich odvozených instancí Propagace zm n ze šablon na instance P i op tovném nasazení (a související komunikaci) se m ní jen pot ebné instance

26 Vývoj a správa systému Geo SCADA (pokra.) Správné rozložení objekt na jednotlivé PC Kombinace Klient/Server a Peer-to-Peer architektury Minimalizace zbyte né sí ové komunikace Optimalizace grafiky

27 P íklad Geo SCADA architektury Vzdálení p íležitostní uživatelé Hlavní ídicí centrum Operátorské PC Vzdálené pracovišt Operátorské PC 100 MB/sec WAN 10 MB/sec Portal WIS Inženýrská stanice Historian AOS AOS MTU 1 MTU 2 RTU 1 RTU 2 RTU 3

28 Nasazení na vzdálené PC a centralizovaná správa Hlavní ídicí centrum Operátorské PC LAN WAN Oblast A Oblast B Inženýrská stanice AOS AOS AOS MTU 1 MTU 2 MTU 3 RTU 1 RTU 2 RTU 3

29 Jednoduché rozši ování a škálovatelnost

30 Jednoduché rozši ování a škálovatelnost (pokra.) INSTANCE ŠABLONA

31 P íklad Geo SCADA s r znými typy p ipojení WAN (Koaxiální kabel, kroucená dvoulinka, optický kabel, mikrovlné spojení; Internet, VPN) Radiová komunikace (p id lená frekvence, kratší vzdálenosti, p ímá viditelnost) Satelitní spojení

32 Komunikace aktuálních hodnot (testy Wonderware) Protokol Message Exchange Komunikace v rámci adresního prostoru WW Application Serveru mezi jednotlivými PC (WinPlatform objekty) Minimální úrove komunikace mezi PC, i když se nekomunikují zm ny hodnot Lineární nár st dle po tu zm n za sekundu

33 Komunikace alarm a událostí (testy Wonderware) Minimální úrove komunikace mezi PC, i když se nekomunikují zm ny alarm /událostí Lineární nár st dle po tu zm n za sekundu

34 Komunikace historizovaných dat (testy Wonderware) Minimální úrove komunikace na Historian, i když se nekomunikují zm ny historizovaných hodnot Lineární nár st dle po tu zm n za sekundu

35 Komunikace celkov (testy Wonderware) Komunikace datového typu Integer 100 zm n za vte inu MX komunikace 100 [položek/s] 11.7 kb/s Alarmy 100 [položek/s] 26.1 kb/s Historizace 100 [položek/s] 21.1 kb/s Test realizován s produkty Industrial Application Server 2.1 InTouch 9.5 IndustrialSQL Server 9.0 Podobné zatížení i v aktuálních verzích

36 Komunikace na koncová za ízení (PLC) Device Integration CD Specializované Servery pro Geo SCADA a RTU od t etích stran

37 Synchronizace asu Synchronizace asu je velmi d ležitá pro správnou funk nost Wonderware podporuje p enos asových zna ek Rozsynchronizovaná data se starší asovou zna kou nemusí být uložena do Historianu Metody synchronizace GPS asový server DCF (Radio signál) Internet

38 Zabezpe ení Možnosti Wonderware softwaru N kolik druh modelu zabezpe ení V etn ov ování ú t v opera ním systému, resp. Active Directory, podpora technologie Smart Card P i azení uživatel do konkrétních rolí Povolen zápis jen do ur itých objekt Specifikace typu zápisu Zabezpe ený a verifikovaný zápis Lze využít další techniky používané p i SCADA aplikacích v rámci jednoho místa P ísp vky na minulých konferencích

39 Zabezpe ení (pokra.) Možnosti rozší it zabezepe ení Nap. IPSec (IP Security) protokol Detailní informace na stránkách technické podpory firmy Wonderware Sekce Security Central Testování bezpe nostních oprav firmy Microsoft Seznam bezpe nostních doporu ení Dokument Deployment Guide má kapitolu k zabezpe ení

40 Zabezpe ení WW Security Central

41 Diagnostika Wonderware System Platform Aktuální hodnoty vestav ných atribut Platform, Engine, DI objekty SMC LogViewer SMC Platform Manager Nástroje t etích stran P íkazová ádka Ping Tracert SNMP Router reporty A mnoho dalších

42 Další vlastnosti pro podporu Geo SCADA Podpora tzv. Buffered data asto využíváno p i komunikaci s RTU WW Application Server zpracovává Buffered data rychleji než je Scan Perioda vykonávání aplika ního Enginu Také možnost p ímého zpracování v Historianu

43 Další vlastnosti pro podporu Geo SCADA (pokra.) Optimalizace komunikace mezi AOS a Historian Serverem Podpora virtualizace High Availibility (Vysoká dostupnost) Disaster Recovery Nové vlastnosti WW System Platform 2012 R2 Historizace do dvou Historian zárove Komprimace a kryptování komunikace

44 Deployment Guide D íve samostatný PDF dokument (392 stran) Kapitola Working in Wide-Area Networks and SCADA Systems Nyní na WDN.wonderware.com

45 Wonderware System Platform a Geo SCADA Záv r

46 Shrnutí Geo SCADA aplikace je komplexní ešení D raz na zabezpe ení Pot eba p izp sobit se možnostem sít Optimalizovat ešení tak, aby nedocházelo ke zbyte né sí ové komunikaci Wonderware System Platform podporuje Geo SCADA aplikace

47 Wonderware & Geo SCADA aplikace v R / SR Mnoho Geo SCADA aplikací s Wonderware softwarem i od eských / slovenských Systémových integrátor ZAT Siemens TES B:Tech Protelcont Aster a další

48 Otázky (... a odpov di) di)