7 Ottobre 2008 1 SCADA LINUX CON TECNOLOGIA WEB. 7 Ottobre 2008 2 INNOVAZIONE TECNOLOGICAINNOVAZIONE TECNOLOGICA Realizzato partendo dalle esperienze.

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1 7 Ottobre 2008 1 SCADA LINUX CON TECNOLOGIA WEB

2 7 Ottobre 2008 2 INNOVAZIONE TECNOLOGICAINNOVAZIONE TECNOLOGICA Realizzato partendo dalle esperienze maturate sui Sistemi di Supervisione e controllo basate sui Sistemi Operativi OpenVms e Windows e dalle esigenze di conduzione e gestione degli impianti maturate nellattività di Global Service SVINCOLO DA PRODOTTI SU LICENZASVINCOLO DA PRODOTTI SU LICENZA Annullamento dei costi dovuti al software di base Annullamento dei tempi di ripristino dei Sistemi, a seguito di malfunzionamenti che richiedono la completa riconfigurazione, dovuti ai codici di Unlock (tipici di Windows) Superamento dei pacchetti chiusi e poco manutenibili che non permettono di risolvere i problemi tipici della specificità dellimpianto controllato (carico, quantità e varietà di device controllati ecc. ecc.) DISPONIBILITA DEL CODICE SORGENTE DI TUTTO IL SW UTILIZZATODISPONIBILITA DEL CODICE SORGENTE DI TUTTO IL SW UTILIZZATO CONTINUITA DI ESERCIZIOCONTINUITA DI ESERCIZIO I sistemi realizzati su Linux hanno una notevole stabilità prestazionale tipica dei sistemi basati sul S.O. Unix FACILITA DI ACCESSO ALLA RESTITUZIONE GRAFICA DI SISTEMA ED AI DATI D IMPIANTO SIA LOCALMENTE CHE DA REMOTOFACILITA DI ACCESSO ALLA RESTITUZIONE GRAFICA DI SISTEMA ED AI DATI D IMPIANTO SIA LOCALMENTE CHE DA REMOTO IMMEDIATA RISPOSTA ALLE ESIGENZE DEL CLIENTEIMMEDIATA RISPOSTA ALLE ESIGENZE DEL CLIENTE Tramite la realizzazione di una interfaccia applicativa standard si ha la possibilità di realizzare, velocemente e a bassi costi, applicativi specifici individuati in qualsiasi momento del ciclo di vita del Sistema I MOTIVI

3 7 Ottobre 2008 3 OpenSource: la parte SCADA del sistema è sviluppata su S.O. Linux, per usufruire di una vasta gamma di applicazioni, con disponibilit à di codice sorgente, reperibili in Internet. Modulare: lo SCADA è diviso in moduli che comunicano tra di loro come singoli servizi sia sullo stesso Server che tramite rete Ethernet (Tcp/Ip) su più server Scalabile: la comunicazione tra moduli avviene tramite un Communication Engine che permette il dialogo di moduli residenti su diversi Server e con diversi Sistemi Operativi (Windows, Unix ecc.), offrendo la possibilit à di realizzare il bilanciamento del carico di lavoro sulle varie CPU. Aperto: l indipendenza dalle licenze software e la disponibilit à dei sorgenti e librerie di protocolli di comunicazione, permette di realizzare un sistema che adotti la miglior periferica per ogni impianto assicurando all utente una completa indipendenza dai costruttori ed integrazione dell esistente Web Based: tutta la restituzione grafica è realizzata con tecnologie Web, da qualsiasi browser si può accedere alle informazioni impiantistiche sia localmente che da remoto, senza bisogno di pubblicare l applicazione e sempre con la medesima modalit à Sicuro: l accesso alla restituzione grafica è permessa solo ad utenti autenticati tramite nome utente e password e chiave di identificazione del nodo utilizzato. L accesso remoto, tramite internet, viene reso possibile tramite dei firewall preconfigurati che stabiliscono una VPN crittografata tra i nodi SCELTE PROGETTUALI

4 7 Ottobre 2008 4 Restituzione su Browser Web di pagine in PHP mediante l utilizzo dello standard grafico SVG (Grafica vettoriale scalabile) Utilizzo del Middleware ICE per la comunicazione tra i moduli software, residenti sulla stessa macchina o su macchine diverse e che permette di svilupparli con molteplici linguaggi di programmazione su diversi ambienti operativi Data Base relazionale MySql, stabile e performante ed in grado di assicurare una notevole velocit à di accesso ai dati in lettura e scrittura Inkscape editor grafico utilizzato Application Server sviluppato internamente, per facilitare e standardizzare la realizzazione di applicativi specifici per soddisfare le esigenze dei clienti OPC Client sviluppato internamente, per interfacciare tutti i device di acquisizione dati di cui i costruttori forniscono l OPC Server SCELTE PROGETTUALI

5 7 Ottobre 2008 5 RDB Internet Allarmi Suoneria Web Browser Web Server OPC Client Web Browser Web Browser ADB Application Server AP 1 Printer AP 2 AP 3 RDB Allarmi Web Browser Web Browser Web Browser OPC Server n OPC Server 1 Linux Scada Server RDB Web Server Windows OPC Server Firewall Data InputData Output RDB Archivi/Tre Driver Modbus Driver X Driver Y Architettura

6 7 Ottobre 2008 6 Il sottosistema di acquisizione dati e quello che normalmente subisce notevoli ampliamenti nel corso del tempo. La tipologia dei device da interfacciare aumenta continuamente. La dichiarazione progettuale di rendere il sistema aperto ed adattabile ai vari impianti, e il suo sviluppo successivo, ci permette di sopperire alle continue evoluzioni richieste senza un grande impegno di risorse. Aver sviluppato internamente l OPC Client apre al sistema una quantita innumerevole di prodotti e ci da modo di risolvere le situazioni in cui gli OPC Server non aderiscono fedelmente allo standard. La disponibilita di tutto il codice ci permette di sviluppare internamente tutti i Driver che via via si renderanno necessari. Acquisizione Dati

7 7 Ottobre 2008 7 Il sottosistema di acquisizione dati è formato da due moduli standard il Data input ed il Data Output che omogenizzano il trattamento di tutte le variet à dei dati acquisiti dai diversi Driver. Lo sviluppo di questi due moduli e la disponibilit à di un interfacciamento standardizzato permette di semplificare notevolmente lo sviluppo dei driver. Viene altres ì resa disponibile la diagnostica relativa al funzionamento del singolo driver, singolo device, fino ad arrivare al singolo punto acquisito. Tutti i punti che non sono acquisiti correttamente vengono visualizzati in grigio su tutte le videate grafiche dove e presente una qualsiasi restituzione del punto. Acquisizione Dati

8 7 Ottobre 2008 8 Nella progettazione e sviluppo, sia della struttura del MDB che dei moduli di acquisizione dati abbiamo ricercato la massima flessibilità di configurazione. Ne consegue che già oggi è possibile effettuare modifiche On-Line ai parametri, caratterizzanti i singoli punti, con attivazione immediata. Ancora più significativa è la possibilità che offre il sistema di configurare in linea dei nuovi device con tutti i punti dimpianto ad essi associati e metterli in linea con una semplice ripartenza di sistema. Non è più quindi necessario realizzare passi intermedi di generazione di specifici data base dedicati allacquisizione dati per il singolo driver. La caratteristica di modularità propria del sistema, permette di rispondere alle condizioni di carico a cui è soggetta lacquisizione dati in dipendenza di ampliamenti e/o mutate condizioni impiantistiche allocando i moduli driver su server dedicati. Acquisizione Dati

9 7 Ottobre 2008 9 Alla semplicit à di utilizzo basata sulla tecnologia Web, quindi attivabile da un qualunque browser, si coniugano prestazioni sofisticate. L utente, infatti ha la possibilit à di visualizzare contemporaneamente quante pagine video schematiche desidera dimensionandole a suo piacimento, con schemi rimpiccoliti per cogliere dalle variazioni di colore eventi particolari. Grafica Evoluta

10 7 Ottobre 2008 10 Veloci funzioni di Zoom In / Zoom Out permettono di modificare le dimensioni visualizzate allinterno delle dimensioni di finestra scelte. Effettuando il resizing della finestra viene automaticamente ingrandito e rimpiccolito lo schema visualizzato. Grafica Evoluta

11 7 Ottobre 2008 11 Tutta la gestione Allarmi è orientata a fornire la massima evidenza delle anomalie impiantistiche sia sulle pagine schematiche sia tramite pagine dedicate. A tale scopo il sistema viene suddiviso in zone impiantistiche con la possibilit à di caratterizzare la zona con un livello di criticit à (alto, medio e basso) dove il livello alto attiva una segnalazione sonora su ogni browser collegato. Entrando nel sistema al Login, viene immediatamente presentata la pagina di Controllo che rende evidente la presenza o meno di allarmi sulle varie zone. Da questa pagina è possibile visualizzare sia il totale degli allarmi acquisiti e non acquisiti sia quelli relative alle singole zone assegnate all utente loggato. Gestione Allarmi

12 7 Ottobre 2008 12 Selezionando un qualsiasi contatore allarmi presente sulla pagina di controllo viene visualizzata la relativa lista: Gestione Allarmi

13 7 Ottobre 2008 13 La presenza del simbolo della sirena all inizio di un allarme non acquisito, indica un allarme grave ed attiva una segnalazione sonora, quest ultima viene tacitata o acquisendo l allarme o selezionando il simbolo della sirena. In fondo alle pagine video schematiche d impianto viene presentato una sezione contenente la lista degli allarmi non acquisiti delle zone di pertinenza assegnate all utente loggato. Gestione Allarmi

14 7 Ottobre 2008 14 Le pagine video schematiche vengono progettate e realizzate con modalit à grafiche tali da rendere inequivocabile come l impianto stia funzionando e permettere l immediata identificazione delle condizione critiche che si dovessero verificare. I punti dinamici vengono caratterizzati con una simbologia che varia di forma e colore a seconda dello stato assunto dal punto. I valori delle misure variano di colore in dipendenza della fascia di allarme in cui si trovano. I simboli grafici che identificano gli allarmi possono essere invisibili in condizioni normali e rendersi visibili solo in presenza di essi. Tutti i punti (valori e simboli) lampeggiano in presenza di allarme non acquisito e si bloccano su acquisizione. Controllo

15 7 Ottobre 2008 15 Viene resa disponibile un altra importate funzionalit à per poter individuare le cause di situazioni anomale che si verificano con modalit à ricorrenti nel tempo. E di particolare interesse anche nei casi di situazioni anomale che si sviluppano in tempi rapidi, tali che l operatore visualizzata la situazione corrente e non riesce ad identificarne le cause. Per poter risalire alle cause scatenanti, il sistema memorizza e visualizza, per ogni punto d impianto la storia degli allarmi. Controllo

16 7 Ottobre 2008 16 Vengono inoltre rese disponibili diverse modalit à per una verifica a posteriori delle situazione anomale verificatesi. E attiva l archiviazione delle variabili desiderate, e loro successiva visualizzazione, nell arco temporale richiesto, nelle forme grafiche (trend) e tabulari (con la possibilit à di esportare i valori richiesti, su file excel, nel PC da cui si attiva il Browser). Viene gestito il giornale di servizio, nel quale vengono memorizzate le variazione di stato dei digitali, i cambi di fascia di allarme delle misure e le azioni operatore come invio comandi e set point, introduzioni manuali ecc. ecc. Controllo

17 7 Ottobre 2008 17 Esport in excel del giornale di servizio

18 7 Ottobre 2008 18 SUDDIVISIONE IMPIANTISTICA Il sistema permette: un ampia configurabilit à delle sezioni impiantistiche e dei privilegi assegnabili agli operatori. Partendo dal concetto che ogni punto d impianto va assegnato ad una zona di pertinenza cos ì come ogni pagina video schematica; di segregare le porzioni d impianto sulle quali operare sia in termini di visualizzazione delle informazione che di azioni effettuabili; ogni Utente viene identificato tramite un nome ed una password e gli vengono assegnati dei privilegi che ne condizionano le azioni eseguibili (invio comandi – in toto o solo per alcune zone, acquisizione/cancellazione allarmi, configurazione di archivi e trend ecc.ecc.) e le aree d impianto visualizzabili (pagine video, zone di allarmi, punti d impianto). Applicativi Speciali

19 7 Ottobre 2008 19 Gestione TREND in forma grafica e tabulare con esport in Excel Variabili sovrapposte Variabili separate

20 7 Ottobre 2008 20 Gestione TREND in forma grafica e tabulare con esport in Excel Confronto tabulare Esport dei dati tabulari in Excel

21 7 Ottobre 2008 21 Gestione Multiwindowing Non cè nessuna limitazione sul numero delle finestre visualizzabili contemporaneamente sia di trend che schematiche

22 7 Ottobre 2008 22 REALIZZAZIONI APPLICATIVI UTENTE Il nostro approccio al problema è stato quello di sviluppare non una serie di applicativi standard ma un Application Server che ci permettesse di soddisfare le esigenze dei Clienti con il minor sforzo possibile. L Application Server è una interfaccia Applicativi che maschera completamente i metodi di accesso ai dati ed al Sistema Operativo sul quale gira lo SCADA. Mette a disposizione delle funzionalit à che permettono lo scambio dati con il Sistema e gli Operatori ed il tracciamento sul giornale di servizio di tutte le azioni in risposta ad eventi che dovesse attuare. Gli applicativi realizzati, come l application Server, possono essere attivati, indipendentemente l uno dall altro, sia sul Server dove è residente lo SCADA che su altri computer, tra cui il PC dal quale si attiva il browser di visualizzazione grafica. Applicativi Speciali

23 7 Ottobre 2008 23 I PRINCIPALI APPLICATIVI REALIZZATI: I PRINCIPALI APPLICATIVI REALIZZATI: Calendari per la gestione del Microclima ambientale con l adozione di tecniche di Optimum Start / Stop Gestione del Distacco Carichi elettrici per il mantenimento dei consumi entro i valori contrattuali Consuntivazione dei consumi energetici (Elettrici, Termici, Acqua, Aria Compressa … ) Pianificazione della produzione di Aria Compressa ottimizzando l usura dei compressori RCE (Registrazione Cronologica degli Eventi) Applicativi Speciali

24 7 Ottobre 2008 24 Building Automation Building Automation: viene realizzata la gestione integrata degli edifici utilizzando differenti tecnologie di comunicazione standardizzate e di utilizzo pi ù comune, quali: BACnet Lonwork EIB (European Installation Bus) ed una molteplicit à di protocolli proprietari incapsulati su Tcp/ip Per la gestione dei sottosistemi di: Antintrusione Controllo Accessi Video Sorveglianza Antincendio ( Rilevazione Fumi, Spegnimento, Gestione Esodo) Diffusione Sonora Sistemi per Impianti Elettrici : Sistemi per Impianti Elettrici : l utilizzo di un Data Base Relazionale efficiente e prestazionale come MySql e la possibilit à di distribuzione dei carichi di lavoro su pi ù Cpu oltre all utilizzo di un Sistema Operativo ritagliabile fino a livello del Kernel, come Linux, permette di utilizzare il sistema anche per le aree impiantistiche che richiedono tempi di risposta estremamente rapidi Sistemi per impianti Tecnologici : Sistemi per impianti Tecnologici : Climatizzazione, Centrali Termiche, Trattamento Acque, Centrali Aria Compressa ecc. ecc. Sistemi Speciali: Sistemi Speciali: Gestione Consumi con applicativo di consuntivazione, Controllo Emissioni Fumi in Atmosfera, Controllo Reti di Trasmissione Dati Aree di Utilizzo