1.6 Рекомендации по развитию комплекса
Для функций расширения комплекса до системы ЖКХ резервируется один Ethernet порт на коммутаторе, к которому подключается оборудование WiFi. При выборе WiFi оборудования необходимо предусмотреть установку внешней круговой или секторной антенны. Коаксиальный кабель, соединяющий антенну и точку доступа должен быть как можно меньшей длины и с минимальными потерями на частотах нескольких гигагерц. Оборудование WiFi должно в обязательном порядке поддерживать WDS систему, реализующую роуминг пакетов, иначе необходимо обеспечить прямую видимость до диспетчерского пункта [7,8].
Диспетчерский пункт необходимо оборудовать аналогичной точкой WiFi, а также серверной стойкой или шкафом с установленным серверным оборудованием для поддержки СКАДА системы и доступом в интернет.
Для диспетчерского контроля необходим персональный компьютер с минимальными вычислительными ресурсами и операционной системой Windows XP SP3 или выше. Для этих целей допустимо использовать тонкую станцию с соответствующей поддержкой на сервере.
Серверное программное обеспечение строиться на основе Citect SCADA под управлением операционной системы Windows 2003, 2008.
Исользование программного обеспечения Citect объясняется многими факторами. Во-первых, данное обеспечение предназначено для использования в высоконагруженных системах, поддерживает все необходимы функции по управлению, отображению, анализу и архивированию данных[5]. Кроме того имеет множество драйверов для подключения к нижнему уровню комплекса.
Разграничение прав пользователей и клиент-серверная структура позволяет разнести функции пользователей территориально.
Отличительной особенностью программного обеспечения Citect является открытость API. Язык программирования CiCode позволяет использовать внешние данные и, тем самым, реализовать собственный драйвер. Стоимость программного обеспечения Citect складывается из количества переменных обрабатываемых драйверами Citect, при написании собственного драйвера мы снимаем ограничение наложенное лицензией на количество данных поступающих в СКАДА систему, а также избавляемся от промежуточного звена, OPC сервера, получая данные напрямую из МС сервера «Контар».
При подключении комплекса к сети Интернет встанет проблема доступа к серверу, не каждый провайдер предоставляет IP адрес, напрямую транслируемый в сеть Интернет. Кроме того такое подключение не безопасно. Для этих целей необходимо использовать VPN сервер. В качестве программного обеспечения рекомендуется использовать OpenVPN с протоколом UDP, свободно проходящим через шлюзы cNAT[11]. Как альтернативу можно использовать IPSec Nat-Traversal [6,9,10], но возможно встанет проблема с совместным использованием единственного UDP порта. Нельзя использовать VPN на основе протоколов GRE и IPIP, потому как в данном случае при NAT нет возможности разделять подключения по сокетам.
2 Структурная схема
Исходя из требований, изложенных в ТЗ, необходимо построить программно-аппратный комплекс управления климатическими системами с возможностью масштабирования и удалённым доступом.
Исходя из идеологии многоуровневой структуры комплекса, представим структуру как связь уровней на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1
На самом низком уровне управление осуществляется исполнительными механизмами на основании сигналов полученных с датчиков и параметров настройки. В соответствии с этим необходимо обеспечить съем параметров с аналоговых и дискретных датчиков, а также подключение аналоговых и дискретных сигналов к исполнительным механизмам.
По ТЗ необходимо обеспечить управление тремя системами. Приточно-вытяжная система вентиляции оборудована датчиками и исполнительными механизмами.
Оборудование кондиционеров и чиллера имеет свои цифровые устройства управления и позволяет произвести съём параметров и передать параметры настройки по протоколам межсетевого взаимодействия. Структурная схема межсетевого взаимодействия представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2
При этом если сигналы с датчиков контроллер позволяет получать напрямую, то для подключения сторонней автоматики требуются устройства сопряжения сигналов. Укрупненная структурная схема уровня автоматики приведена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3
Внешние подключения должны охватить максимум возможностей для масштабирования комплекса. А также обеспечить удалённый доступ. Исходя из идеи развития комплекса до системы коммунального хозяйства, в структурную схему включим локальный диспетчерский пункт с выходом в глобальную сеть. Структурная схема диспетчерского пункта приведена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4
При этом сервер СКАДА должен получить доступ к максимальному количеству систем коттеджного посёлка для эффективного обслуживания климатических и прочих систем в зависимости от особенностей каждого коттеджа.
Диспетчерский терминал в основном режиме работы должен отображать аварийные и предаварийные ситуации с рекомендациями к действию обслуживающего персонала. Кроме того должен содержать функциональные схемы систем с отображением параметров для диагностики неисправностей.
Связь между автоматикой коттеджей и диспетчерским пунктом обеспечит WiFi точка доступа.
Для удалённого доступа к серверу СКАДА и прочему оборудованию, служит маршрутизатор с выходом в сеть интернет. В связи с тем что в большинстве случаев провайдеры не предоставляют постоянный транслируемый адрес в сети интернет, необходимо подключение к виртуальной частной сети. Для этих целей можно использовать выделенный сервер в сети интернет либо VPN созданный по облачной технологии, например Hamachi.