Кроссплатформенная защищенная SCADA

SCADA NPT Compact

Система SCADA NPT Compact предназначена для обеспечения задач сбора, обработки, представления, хранения и передачи информации, а также для управления технологическими процессами в энергетике и промышленности.

SCADA NPT Compact – это простое технологическое решение для реализации проектов АСУ ТП различной сложности, а также для визуализации информации в составе автономных систем мониторинга оборудования.

Cистема управления и сбора данных SCADA NPT Compact внесена в единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.

Концепция

• Максимально компактное ядро системы и сборка в один бинарный файл без зависимостей: все необходимые инструменты включены в состав приложения.
• Возможность расширения за счет плагинов с использованием популярных скриптовых языков (Python, NodeJS и др.).
• Максимально использование Web технологий и повторное использование сложных компонентов NPT Platfrom (редактор схем, осциллограф и др.)
• Четыре варианта доступа: через браузер, приложение для рабочего стола, мобильное приложение, touch панели отображения.
• Возможность глубокой интеграции с NPT Platform в части авторизации/идентификации, получения информации по схеме сети и др.

Архитектура

Программное обеспечение

Программное обеспечение системы состоит из двух частей:

• серверное ПО,
• клиентское ПО.

Серверное ПО осуществляет функции сбора, обработки, архивирования информации, администрирования системы и функционирует на следующих ОС:

• ALT Linux, ASTRA Linux и др. отечественные ОС.
• Microsoft Windows.
• Android.

Клиентское ПО используется для представления информации на всех современных ОС, в том числе на мобильных устройствах.

Аппаратное обеспечение

В качестве аппаратного обеспечения для серверов системы могут использоваться:

• промышленные серверы (x86, ARM 64);
• промышленные и персональные компьютеры (x86, ARM 64);
• панели отображения (x86, ARM 64);
• одноплатные компьютеры (x86, ARM 32/64);
• контроллеры NPT.

В качестве аппаратного обеспечения для АРМ используются панели отображения, в том числе сенсорные, стационарные персональные компьютеры, ноутбуки, смартфоны или планшетные компьютеры. Допускается совмещение аппаратных средств сервера и АРМ в одном устройстве.

Преимущества

• Кроссплатформенность: серверное ПО поддерживает ОС Linux , Android, Microsoft Windows.

• Модульное исполнение: система построена на модульном принципе и может легко модифицироваться за счет изменения перечня модулей, подстраиваясь под нужды конкретного проекта
• Компактность: отсутствие жестких требований к аппаратным и программным средствам и возможность реализации даже в рамках одного микропроцессорного устройства
• Масштабирование: возможность внедрения в системы различных масштабов - от малых панелей отображения до многоуровневых систем с резервированными серверами и несколькими АРМ.
• Удобство доступа: возможность доступа посредством WEB-интерфейса с различных, в том числе портативных устройств
• Встроенные средства разработки: конфигурирование элементов интерфейса системы выполняется непосредственно в SCADA NPT Compact с использованием встроенных средств разработки.
• Встроенный редактор мнемосхем: удобный инструмент для создания мнемосхем с использованием векторной графики и механизма «слоев».
• Встроенный конструктор отчетов: удобный инструмент для создания отчетов, построенных по принципу блокнота, знакомого по интерфейсу Jupyter Notebook и др. аналитических пакетов.
• Безопасность: использование SSL-шифрования, HTTPS протокола для обмена данными, аутентификация и авторизация пользователей, используются защищенные версии отечественных операционных систем и баз данных, а также система разграничения прав доступа пользователей
• Интеграция с ГИС: отображение информации с привязкой к географическому расположению и с использованием собственного автономного картографического сервера или публичных web-сервисов (Yandex, Google, OSM).

Функции

• Сбор данных с микропроцессорных устройств нижнего уровня по протоколам:

• МЭК 61850-8-1 (MMS);
• МЭК 60870-5-104/103/101;
• Modbus TCP/RTU;
• SNMP;
• DNP3 и др.

• Логическая обработка данных
• Отображение данных
• Управление оборудованием и мониторинг его состояния
• Архивирование данных с использованием встроенной базы данных или различных СУБД (SQLite, PostgreSQL, Postgres PRO, и др. отечественных СУБД на базе PostgreSQL)
• Регистрация пользователей в системе с возможностью назначения ролей и выбором перечня полномочий
• Гибкая поддержка создания и отображения мнемосхем
• Сбор и выгрузка аварийных осциллограмм
• Гибкие настройки аварийной сигнализации

Пользовательский интерфейс

Пользовательский интерфейс предназначен для отображения данных на АРМ, а также для управления коммутационным оборудованием в виде различных экранных форм: мнемосхем, трендов, ведомостей и т.д. Для удаленного доступа к пользовательскому интерфейсу используется web-интерфейс на базе HTML5.

Панель быстрого доступа используется для быстрого перехода между мнемокадрами. Дизайн всех элементов пользовательского интерфейса разработан специально для удобного использования на планшетах и сенсорных панелях отображения.

 

Мнемосхемы позволяют отображать различную информацию о технологическом процессе в графическом виде.

Диалог управления в мнемосхемах обеспечивает управление коммутационными аппаратами, предоставляет информацию о положении ключей управления, оперативных блокировках, диагностических сигналах.

Ведомость событий. Служит для вывода сообщений о событиях, зарегистрированных в заданный пользователем промежуток времени.

Ведомость тревог. Предназначена для вывода сообщений о срабатывании сигналов, имеющих аварийный или предупредительный статус.

Тренды. Позволяют создавать графики изменения различных величин.

Бланк переключений служит советником оператора для последовательного выполнения операций по переключениям в электроустановках.

Раздел Устройства позволяет отслеживать сигналы и измерения, поступающие от конкретного устройства.

   

Осциллограф позволяет выполнять аналитические операции с осциллограммами с помощью встроенных функций в соответствии с ГОСТ Р 58601-2019 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Релейная защита и автоматика. Автономные регистраторы аварийных событий. Нормы и требования (п. 9.13 Требования к программному обеспечению для обработки и анализа данных регистратора аварийных событий).

Отчеты позволяют анализировать данные о технологических процессах, собранные SCADA, для принятия решений о необходимости каких-либо изменений в технологических процессах.

Вывод данных по выбранному отчету выполняется в окне браузера. С помощью интерактивных элементов можно выполнить фильтрацию данных и вывести результат для просмотра.

Отчет, отображаемый в окне браузера, можно вывести на печать или экспортировать в следующие форматы:

• PDF,
• MS Word (docx),
• MS Excel (xlsx),
• HTML.

Интерфейс разработчика

Конфигурирование SCADA NPT Compact выполняется непосредственно в системе без использования дополнительного ПО и позволяет гибко настраивать проекты SCADA.

Интерфейс разработчика содержит инструменты для разработки проекта автоматизации технологического процесса, а также встроенную документацию с подробным описанием процесса разработки.

Инструменты разработчика позволяют выполнять следующие задачи:

1. Интеграция устройств с настройкой списка сигналов, коэффициентов преобразования величин, признаков аварийной и предупредительной сигнализации.
2. Распределение и настройка параметров последовательных интерфейсов.
3. Разработка мнемосхем (графических экранных форм) для наглядной визуализации технологического процесса.
4. Разработка графических форм отображения временных рядов (трендов) для визуализации изменения сигналов во времени.
5. Загрузка статических изображений (растровых и векторных) для использования в мнемосхемах, отчетах и др.
6. Разработка программных модулей интеграции устройств, не поддерживающих стандартные протоколы с использованием подключаемых модулей (плагинов).
7. Разработка отчетных форм для агрегации, визуализации, вывода на печать и передачи в формате документов информации обрабатываемой и накапливаемой в системе.
8. Формирования пользовательских фильтров для ускорения и упрощения поиска информации в журналах событий, тревог и перечнях сигналов и других формах вывода информации.

Модули расширения (плагины)

Плагин – это внешний модуль расширения функционала SCADA NPT Compact, написанный с помощью скриптовых языков программирования (python, node.js и т.п.).

Задачи, решаемые плагинами, могут быть самыми разнообразными: от диагностики свободного места на диске сервера до выполнения сложных расчетных задач по данным, получаемым от SCADA. Поэтому решение задач, заложенных в проекте автоматизированной системы, которые не могут быть решены основным функционалом SCADA NPT Compact, выполняется с помощью плагинов.

Встроенный редактор схем

Наглядное отображение технологического процесса для оператора SCADA осуществлется с помощью мнемосхем.

Мнемосхема (экранная форма) – наглядное графическое изображение технологического процесса, интегрированное со средствами контроля и управления. Она является важнейшим источником информации о характере и структуре связей, текущем состоянии переменных (в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т. п.) и позволяет оператору-технологу:

• упростить запоминание хода технологического процесса и назначения устройств и органов управления;
• определить способы действия при различных режимах работы объекта;
• упростить поиск и идентификацию нужной информации для оперативного принятия решений.

Чаще всего мнемосхемы строятся на использовании технологических схем. Под технологической схемой понимается условное графическое изображение совокупности основных и вспомогательных элементов (оборудования) и связей между ними, определяющей основной технологический процесс.

Для формирования технологических схем в SCADA NPT Compact предусмотрен встроенный редактор схем.

 

Элементы схемы в SCADA NPT Compact делятся на два вида:

• стандартные
• пользовательские.

Стандартные элементы схемы присутствуют в системе по умолчанию. К стандартным элементам относятся различные индикаторы, текстовая надпись, таблицы и т.п.

В SCADA можно добавлять пользовательские компоненты в формате SVG, созданные в любом редакторе, позволяющем сохранять изображения в указанном формате.

Встроенный конструктор отчетов

Встроенный конструктор отчетов – это гибкий инструмент для настройки различных отчетов, содержащих следующие элементы:

• элемент "Markdown" (позволяет добавить в отчет элемент, сформированный с помощью облегчённого языка разметки Markdown),
• элемент "SQL" (инструментальное средство для формирования запросов (англ. *Query tool*) к базе данных),
• элемент "Формула" (позволяет добавить в отчет элементы с вычислениями значений по заданному выражению),
• элемент "Форма" (позволяет добавить в отчет элементы с различными HTML формами для ввода данных),
• элемент "График" (позволяет добавить в отчет элементы с различными вариантами графиков: линейный, столбчатый, круговой, тепловую карту или поверхность).

 

Для просмотра результатов выполненных настроек конструктор отчетов содержит режим предпросмотра. Этот режим позволяет разработчику просматривать настроенный отчет в том виде, как его будет видеть оператор SCADA.

Интеграция SCADA NPT Compact и  NPT Platform

Интеграция SCADA NPT Compact с автоматизированными системами позволяет расширить функционал SCADA в части добавления следующих функций:

• Предоставления информации по характеристикам оборудования, участвующего в автоматизируемом технологическом процессе
• Планирование и выполнение переключений для выполнения обслуживания оборудования, участвующего в автоматизируемом технологическом процессе
• Расчетно-аналитических функций
• Советник диспетчера
• Автоматизированное ведение журналов (оперативный журнал, журнал работ по нарядам и распоряжениям, журнал диспетчерских заявок, журнал отказов оборудования, журнал отключений и др.)