DNP3 je otvoren, unteligentan, robustan i efikasan savremeni SCADA protokol kod koga su mogući:

                                                 Slika br.1 Šematska prezentacija DNP3 komunikacije

Slojevita arhitektura

 DNP3 je slojevit protokol. Međutim, umesto uklapanja u OSI arhitekturu od 7 slojeva, DNP3 podržava pojednostavljeni model od 3 sloja koji je predložen od strane IEC (International Electrotehnical Commission) za osnovne implementacije. Prema IEC, to je model poboljšanih performansi arhitekture (Enhanced Performance Architecture – EPA). Međutim, DNP3 nadograđuje EPA dodavanjem četvrtog, pseudotransportnog sloja, koji omoguduje segmentaciju poruke.

 Slika br.2 Poboljšani troslojni OSI model za DNP3

Fizički sloj

 Fizički sloj se prvenstveno odnosi na fizički medijum preko koga protokol komunicira. Takođe se odnosi na stanje medija (slobodno ili zauzeto), kao i sinhronizaciju unutar medija (pokretanje i zaustavljanje). Na DNP se najčešće odnosi jednostavni serijski fizički sloj poput RS-232 ili RS-485 uz korišćenje fizičkog medijuma tipa bakar, fiber, radio ili satelitski prenos. Novije aplikacije su implementirale DNP3 preko Ethernet veze.

Sloj veze podataka (Data link sloj)

 Sloj veze podataka upravlja logičkom vezom između pošiljaoca i primaoca i poboljšava karakteristike fizičkog kanala. Za ovaj protokol važi da svaki frejm veze podataka počinje zaglavljem i dodaje se kod za ispravljanje grešaka (CRC) od 16 bitova na svakih 16 bajtova frejma. Frejm (ram) predstavlja deo kompletne poruke prenete preko fizičkog kanala, dok je maksimalna veličina frejma u sloju veze podataka 256 bajtova. Svaki frejm sadrži izvornu i odredišnu adresu čija je veličina po 16 bitova. Adresne informacije, zatim 16-bitni startni kod, dužina frejma i kontrolni bajt veze podataka su smešteni u zaglavlju veličine 10 bajtova.

 Kontrolni bajt veze podataka ukazuje na funkciju frejma veze podataka, kao i na položaj logičkog linka. Jedan bajt se dodeljuje kontroli veze podataka i on uključuje: ACK, NACK, link zahteva reset, link je resetovan, potvrda zahteva za uspostavljanje veze, zahtev za status linka i odgovor na status linka. Kada se zahteva potvrda uspostavljenja veze, prijemnik odgovara ACK frejmom veze podataka, nakon što je frejm primljen i nakon što je prošao CRC kontrolu. U slučaju da se takva potvrda ne zahteva, nije potreban odgovor na status linka.

Pseudo-transportni sloj

 Pseudo-transportni sloj vrši segmentaciju poruka aplikacionog nivoa u višestruke frejmove veze podataka. Za svaki frejm, vrši se umetanje funkcionalnog koda veličine jednog bajta koji pokazuje da li frejm veze podataka predstavlja prvi ili poslednji frejm poruke, ili se poruka sastoji samo od jednog frejma.

Aplikacioni sloj

 Aplikacioni sloj odgovara na kompletne poruke koje su primljene (nalazi se iznad transportnog sloja), i formira poruke na osnovu potrebe ili dostupnosti korisničkih podataka. Kada se poruka formira, ona silazi do pseudo-transportnog sloja gde se vrši segmentacija i njeno prosleđivanje do sloja veze podataka i eventualna komunikacija sa fizičkin nivoom. Ukupna dužina poruke je označena od strane pseudo-transportnog sloja, koji dodaje frejmove veze podataka, pri čemu je svaki posebne dužine.

 Kada su podaci koji se šalju prevelike dužine da bi se smestili u jednu poruku aplikacionog sloja, mogu se formirati višestruke poruke aplikacionog sloja koje se prenose sekvencijalno. Međutim, sve poruke aplikacionog sloja su međusobno nezavisne, s tim da jedino postoji indikacija koja je poruka poslednja i da anakon nje nede biti slanja novih poruka. Zbog ovakve moguće fragmentacije podataka aplikacionog nivoa, sve poruke u ovom sloju se označavaju kao fragmenti, te stoga postoje jedno-fragmentne ili više-fragmentne poruke.

Organizacija baza podataka

 Kod DNP3 protokola, podaci su organizovani kroz tipove podataka. Svaki tip podataka predstavlja grupu objekata koja sadrži:

• Binarne ulaze,
• Binarne izlaze,
• Analogne ulaze,
• Analogne izlaze,
• Brojače,
• Vreme i datum,
• Objekte za prenos podataka,
• i dr.

 Poruka aplikacionog nivoa može sadržati višestruka zaglavlja objekta. Zaglavlje objekta određuje objektnu grupu, varijaciju vrednosti unutar objektne grupe kao i opseg vrednosti unutar varijacije.

 IWS je jedan od softverskih paketa koji obuhvata najveći broj zahteva za ovakvim sistemima, kombinujući jednostavnu implementaciju, velike mogućnosti, prateći najsavremenije trendove u oblasti automatike.

 Pri projektovanju i realizaciji nekog automatskog sistema, u zavisnosti od njegove prirode, a u slučaju potrebe za nekim SCADA/HMI sistemom ili prostom vizuelizacijom, projektant ima nekoliko opcija. Moguće je koristiti jednostavniji sistem kontrole sa već gotovom vizuelizacijom, takođe je moguće za različite vrste kontrole koristiti neki od odgovarajućih gotovih SCADA/HMI sistema u koji može da se ubroji i IWS, ili se u slučaju komplikovanijeg sistema, odlučiti za samostalnu izradu SCADA ili HMI aplikacije.

 Ako projekat zahteva nezavisnu SCADA/HMI kontrolu, ekonomski nije isplativa realizacije sopstvene, a pri tom dovoljno složenu da obična vizuelizacija ne rešava sve zahteve,  IWS je veoma zahvalan za korišćenje iz više razloga. Vrlo lako se prilagođava i komunicira sa bilo kojim sistemom za kontrolu (PLC, Embedded PC, IPC,…), jednostavan je za korišćenje, radi pod Windows operativnim sistemom, može da se implementira na različitim uređajima (sa Windows, Windows Embedded, Windows CE, Windows Mobile, iOS, ili Android operativnim sistemom) i sadrži gotovo sve korisničke kontrole koje se mogu zahtevati od takvog sistema u najvećem broju slučajeva. To znači da se aplikacija kreirana u jednom softveru može pokrenuti i koristiti gotovo na svim računarima sa različitim operativnim sistemima, na različitim tablet računarima uključujući i iPad, iPhone i ostalim smart mobilnim uređajima.

 Ono što je interesantno vezano za ovaj softverski paket je što se redovno održavaju besplatni webinar-i za veliki broj postojećih, kao i za svaku novu funkcionalnost koja se lansira, tako da svi zainteresovani mogu da se prijave i nauče dosta o ovom i sličnim sistemima uopšte. Na njihovoj prezentaciji takođe se mogu preuzeti trial verzije softvera, primeri različitih aplikacija i tutorijali.

 
Automatika Team: Čime se Vi konkretno bavite, koji bi bio spisak Vaših delatnosti i šta biste posebno izdvojili?

Stipan Đuraković: Nije lako formulisati čime se bavimo pogotovo za čitaoce koji nisu u struci ili nisu iz sveta tehnike, a pošto vaši čitaoci to jesu rekao bih sledeće. PeLCer d.o.o iz Subotice pruža usluge u oblasti automatizacije, rešenja i standardne proizvode širom industrije, ali naročito u industriji hrane i pića, proizvodnji stočne hrane i silosa, proizvodnji ambalaže i štamparije, proizvodnji papira, proizvodnji obnovljivih izvora energije, kao i tretmanu voda i otpadnih voda. Naši inženjeri su kvalifikovani da dostave kompletan projekat od dizajna pa do same izrade i puštanja u rad. Održavanjem, kao dodatnom uslugom koju pruža PeLCer d.o.o, garantujemo za kontinuitet rada isporučenih rešenja. Posebno bi izdvojili inženjerske projekte u industriji pića, gde imamo veliki broj referenci. S druge strane, pored usluga inženjeringa i projektovanja, bavimo se i veleprodajom industrijske opreme.

Automatika Team: Da li biste mogli da opišete šta sve podrazumevate pod PLC programiranjem i da li imate neko iskustvo iz prakse koje biste posebno izdvojili, a koje bi bilo interesantno za čitaoce našeg portala?

Stipan Đuraković: Kada smo krenuli da sastavljamo spisak usluga šta sve radimo na prvom mestu se našao pojam PLC programiranje. To je izrada algoritma upravljanja jednog automatskog sistema. Od osmišljavanja toka, regulacionih petlji i sekvenci, definisanje promenljivih, do pisanja i konfigurisanja logičkih funkcija i sekvenci. Na kraju naravno sledi testiranje i puštanje u rad. Interesantno iskustvo koje bih izdvojio jeste rad na većim i složenim sistemima. Sistemi gde imate više PLC-a i PC-a, industrijsku mrežu (field bus) sa više desetina (ili stotina) učesnika, kada su na tu mrežu priključeni i motori, pneumatska ostrva, procesna oprema itd. Gde se radi dugo više meseci i na kraju kad se završi sve to lepo funkcioniše i zadovoljava svrhu i korisnike.

Automatika Team: Šta sve podrazumevate pod implementacijom SCADA i HMI rešenja i da li biste mogli da date neki praktični primer?

Stipan Đuraković: Deo jednog automaskog sistema je svakako i sučelje (interface) za operatera. Sučelje je kod većih i složenih sistema SCADA a kod manjih sistema ili celina HMI (operatorski panel). Za izradu istog koristimo gotova rešenja, alate kao što su WinCC, WinCC flexible, Video designer, TwinCAT HMI, i slične alate proizvođača opreme koju koristimo, ponekad Visual Basic. SCADA je sistem ispred koga operater u kontrolnoj sobi sedi i nadgleda i upravlja automatskim sistemom preko više monitora a ponekad i preko više računara. HMI je na primer operatorski panel sa ekranom osetljivim na dodir sa ili bez funkcijskih tastera, preko koga operater upravlja jednom mašinom, podešava parametre sistema (na primer zadaje temperaturu brzinu itd). Najprostiji HMI (human machine interface) su svakako tasteri prekidači i signalne sijalice.

Automatika Team: Na osnovu korisničkih ideja, potreba i zahteva izrađujete sisteme automatskog upravljanja koristeći najsavremenije tehnologije i rešenja. Šta pod time podrazumevate?

Stipan Đuraković: Upravo to što kažete. Na osnovu korisnikovih potreba i zahteva, sagledava se problem sa više strana, predlažu adekvatna inženjerska rešenja, vrši odabir opreme, i pristupa izradi idejnog projekta i ponude. U naknadnim razgovorima sa korisnikom, preciznije se definiše vrednost radova i usklađuje sa njegovim stvarnim potrebama i trenutnim finansijskim mogućnostima. Koristimo kvalitetnu najsavremeniju, najnoviju opremu-tehniku koja postoji na tržištu i u konbinaciji sa našim iskustvom i znanjem pronalazimo optimalna rešenja za naše kupce. To u praksi znači kvalitetno rešen zadatak na jeftiniji način od uobičajenog ili zastarelog.

Automatika Team: Bavite se još rekonstrukcijom i automatizacijom starih sistema, puštanjem u rad automatskih sistema, postrojenja i linija i parametrisanjem industrijske opreme. Da li biste ukratko mogli da opišete kako sve to radite?

Stipan Đuraković: Na tržištu postoji oprema koja je stara više desetina godina, a koju je potrebno remontovati ili rekonstruisati iz raznoraznih razloga. Često se mehanika samo remontuje a upravljački sistem zameni novim i savremenijim od starog, gde se osim ponovnog funkcionisanja dobija često i na performansama. Bavimo se i puštanjem u rad sistema, i linija novih ili polovnih kupljenih u inostranstvu kada sistem ili mašine dolaze bez tehničke podrške proizvođača ili servisera. Naša satnica je daleko ispod inostranih. Moram da naglasim, ova usluga iziskuje pre svega vrlo dobro iskustvo i vrlo dobrog inžinjera, jer često mašine nemaju dokumentaciju ili je imaju samo delimično, takođe su često sami programi mašina nekompletni ili nečitljivi (nereverzibilni). Tada radimo reverzibilni inžinjering (ja to tako zovem) kada na osnovu onoga što imamo saznajemo kako je to radilo i kako treba da radi.

Automatika Team: Vratimo se na početak i sam nastanak preduzeća. Kako je bilo počinjati u Poslovnom Inkubatoru u Subotici?

Stipan Đuraković: Poklopilo se vreme kada sam se odlučio za osnivanje preduzeća sa vremenom kada je BIS (Biznis Inkubator Subotica) raspisao konkurs za stanare koji nameravaju da počinju biznis, rekao bih kao kec na jedanaest. Bilo je vrlo interesantno a sa druge strane vrlo teško i neizvesno moram priznati, u Inkubatoru smo dobili važne smernice, odnosno obuke, koje pomažu u odlučivanjima na početku kada čovek zbog neiskustva može puno puta da napravi velike greške.

Automatika Team: Da li ulažete u profesionalno usavršavanje i edukaciju Vaših zaposlenih i ako da, kako se to manifestuje?

Stipan Đuraković: Posvećujemo pažnju konstantnoj profesionalnoj edukaciji svojih zaposlenih. Prosto smo prinuđeni na to da bi mogli da koristimo najnoviju tehniku i da bi bili konkurentni na tržištu, što za dobrog inženjera predstavlja čar. To se pre svega ogleda kroz praćenje i učešće na kursevima, obukama i edukacijama koje renomirane svetske firme organizuju i održavaju u zemlji i inostranstvu.

Automatika Team: Čuli smo da imate ideju za veoma interesantan projekat. Reč je o inverznoj kinematici robota. Da li biste mogli ukratko da nam opišete o čemu se radi?

Stipan Đuraković: U ovom mesecu završavamo jedan interesantan projekat sa sinhronizacijom 10 servo osa. Sledeći korak bi bio kada se ukaže potreba na tržištu za robotsku aplikaciju da sami pokušamo da napravimo svoje rešenje za inverznu kinematiku robota, što bi bio veliki izazov za nas.

Automatika Team: I za kraj, šta mislite o našem sajtu Automatika.rs?

Stipan Đuraković: Podržavam vaš sajt i drago mi je da postoji. Poželeo bih vam da imate što više kvalitetnih i stručnih sadržaja, da vam komercijalna nota ne preraste inžinjersku.

---

{gallery}intervjui/pelcer/galerija{/gallery}

 

 Kako se eksploatacija i proizvodnja nafte i naftnih derivata povećava, merenja na raznim nivoima u ovoj oblasti su postala još važnija. SCADAvantage podržava akviziciju podataka iz svih potrebnih vrsta merenja. U novoj verziji softvera, integrisani su alati prikaza, čuvanja i analize ovih podataka. Za specifična tržišta kao što je Kanada, softver je usklađen sa najnovijim ERCB direktivama od 17 zahteva.

 ABB je tokom realizacije nove verzije SCADA sistema sarađivao sa kompanijama koje su lideri u oblasti rada sa tečnostima, kako bi odgovorio svim zahtevima koje ovakav sistem traži.

 „Imajući u vidu značaj i obim ovakvih sistema danas, stvorili smo snažan alat za upravljanje, akviziciju i obradu podataka sistema koji rade sa tečnostima, što eliminiše potrebu za skupim i rizičnim softvrima nekih drugih proizvođača“, rekao je Richard Dilcher, ABB SCADAvantage razvojni menadžer i dodao: „Naši kupci su u potrazi za objedinjenim SCADA sistemom na nivou celih korporacija koji će smanjiti troškove obuka i održavanja.“

 ABB SCADAvantage uključuje funkcije sigurnosti sistema na visokom nivou i obezbeđuje zaštitu od pretnji iz okruženja. Sistem radi u blagom stanju pripravnosti za ultra brzo otklanjanje grešaka i brzi oporavak.

 Nova verzija ovog softvera uključuje Geografski informacioni sistem (GIS) sa mogućnošću mapiranja, koristeći poslednju verziju softvera za mapiranje „ESRI®”. SCADAventage takođe ima mogućnost tekstualnog izveštavanja, slanjem SMS poruka na neki događaj ili na zahtev korisnika.

 Verzija 5.4 već je dostupna i to kao deo ABB godišnjeg softvera za održavanje. ABB SCADAventage nudi visoke performanse koje se lako nadograđuju na postojeću SCADA platformu. Za više informacija posetite sledeći link.

 Primarni operaterov interfejs je skup grafičkih ekrana koji prikazuju reprezentaciju opreme koja se nadgleda. Podaci u realnom vremenu su prikazani numerički ili grafički kao promenjivi barovi, krugovi, linije ili neki drugi oblici koji se nalaze na statičnoj pozadini.   
 
 Pošto se prikupljeni podaci menjaju u realnom vremenu, barovi, krugovi, linije ili drugi predstavljeni oblici se stalno ažuriraju. Na primer, povećanje analognog nivoa može da bude prikazano kao produženje representovanog vertikalnog bara ili grafika ventila može da izgleda otvorena kako bi prikazala da je ventil otvoren. Tipičan MMI će imati ugnežđenu strukturu drveta koja se sastoji od mnogo takvih ekrana, obično od mnogo preglednih ekrana na prvoj stranici sa mnogo relevantnih podataka prikazanih. Ovde takođe postoje linkovi koji vode na druge stranice. Korisnici lako mogu da konfigurišu tip U/I tačke, drajvere komunikacionog protokola, biračku stopu, prag alarma i podsetnike, proces trenda podataka, baš kao što može da se konfiguriše korisnikov i operaterov ekran.   
 
 Sledeća generacija SCADA MMI softvera kao što je NetSCADA uključuje sve ove funkcije u prijatnom, lakom za korišćenje i povoljnom po pitanju cene paketu i takođe ima bešavnu internet integraciju koja omogućava mnogim klijentima da bezbedno pogledaju prikupljene podatke bilo gde na internet. Fleksibilni SCADA Host može jednostavno da se proširi u smislu upravljeanja dodatnim budućim udaljenim sajtovima i U/I tačkama. 

 SCADA komunikacija može da zaposli različiti opseg kako žičanih (iznajmljene linije, dail-up linije, fajber, ADSL, kablivi), tako i bežičnih medija (licencirani radio, šireći spektar, mobilni, WLAN ili satelit). Izbor zavisi od broja faktora koji karakterišu klijentovu trenutnu komunikacionu infrastrukturu.   
 
 Faktori kao što su postojeća komunikaciona infrastruktura, dostupna komunikacija na udaljenim lokacijama, stopa podataka i izabrana frekvencija, blizina sajta, instalacioni budžet i sposobnost da se smeste buduće potrebe su stavke koje imaju uticaja na konačnu odluku. U kompleksnim SCADA arhitekturama može postojati raznolikost kako žičanih, tako i bežičnih medija i protokola koji su uključeni u povraćaj podataka na centralni sajt za monitoring.   
 
 SCADA sistemi se razlikuju od DCS (Distributed Control Systems) koji su generalno vezani za sajtove postrojenja. Dok DCS-ovi pokrivaju sajt postrojenja, SCADA sistemi pokrivaju mnogo šire geografske površine. Uobičajeno SCADA sistemi se nalaze pred zahtevom da ostvare interfejs sa postrojenjem DCS-a ukoliko postoje udaljeni senzori, instrumenti ili motori i pumpe koji moraju biti kontrolisani ili nadgledani sa sajta postrojenja DCS-a.   
 
 Dati tipovi aplikacija kao što su oni za naftu i gas, električne i vodene komunalne sisteme, sisteme za vodu, gubitke vode ili nadzor životne sredine zahtevaju SCADA komunikaciju baš iz razloga njihove neudaljenosti. Nadalje, zbog njihove blizine mnogi od ovih obično zahtevaju upotrebu bežičnih komunikacija. U ovom slučaju, tradicionalno rešenje je da se doda radio modem na standardnu SCADA arhitekturu kao što je pokazano.  

 Sledeća generacija bežične SCADA opreme kao što je Bentek Systems SMX-900 ili UNICON IP nude drugi nivo integracije postavljajući bežične komunikacije i RTU funkcionalnost zajedno u isti paket.

 U dodatku na ovaj visok nivo integracije, SCADA oprema sledeće generacije kao što je IP100 takođe podržava TCP/IP, UDP ili neki drugi IP zasnovani komunikacioni protocol, baš kao i strogo definisane industrijske protokole kao što su Modbus TCP, Modbus preko TCP ili Modbus preko UDP – svi rade preko privatnog radija, mobilnog telefona ili satelitske mreže. IP100 može da deluje kao Ethernet Serial gateway da dopusti starijem zaveštanju serijske opreme da se poveže na TCP/IP mreže. Spojeni sa  Host softverom kao što je NETSCADA, ovo omogućava implementaciju moćne IP zasnovane SCADA mreže preko spoja mobilnih, satelitskih sistema i zemaljskih sistema.  
 
 Tekst je preuzet iz baze znanja sajta www.scadalink.com . Dalja objašnjenja vezana za pojmove iz ovog teksta možete da pronađete na navedenom sajtu.

---

 {gallery}baza_znanja/scada_uvod/galerija{/gallery}