free-automation-logo
  • صفحه نخست
  • درباره ما

پروتکل های ارتباطی اسکادا

دی ۵, ۱۳۹۳آموزش, اسکادا, پروتکل, سیستم‌های کنترل صنعتی۷ دیدگاهفرزانه صداقت

در یک سیستم اسکادا (SCADA)، پایانه‌ی راه دور (RTU) فرمان‌ها را دریافت، و آن‌ها را روی سیگنال‌های کنترلی اعمال می‌کند و مقادیر آنالوگ خروجی را تنظیم می‌نماید. پایانه به درخواست‌های مرکز بالادستی (Master Station) یعنی اسکادا پاسخ می‌دهد و وضعیت‌ها، مقادیر و داده‌های جمع‌آوری شده را ارسال می‌کند. درک و تحلیل داده‌های ارسال شده، تنها در صورتی امکان‌پذیر است که یک مکانیزم آدرس‌دهی یکتا بین پایانه راه دور و اسکادا پیاده‌سازی شده باشد. پروتکل زبان مشترک اسکادا و پایانه راه دور است که براساس آن یک مکانیزم آدرس‌دهی یکتا تعریف می‌شود. این آدرس‌دهی باید طوری طراحی شود که با سیگنال‌های تعریف شده در پایگاه داده‌ی اسکادا ارتباط یک به یک داشته باشد. پایانه درکی از اطلاعاتی که دریافت یا ارسال می‌کند ندارد، یعنی نمی‌داند مقادیر تغییر یافته چه ارتباطی با دنیای واقعی دارند و معنای آنها چیست. پایانه تنها اطلاعاتی را از طریق کارت‌های ورودی دریافت می‌کند و تحت یک شیوه‌ی آدرس‌دهی آن‌ها را ارسال می‌نماید. اما اسکادا، آن بخشی از سیستم است که باید «بداند» مثلاً وضعیت اولین سیگنال دریافت شده از پایانه‌ی شماره ۲۷ وضعیت یک کلید مدار خاصی در یک قسمت خاص از پلنت است.

هر پروتکل شامل دو سری پیغام است. یک سری از پیغام‌ها از اسکادا که مرکز بالادستی است ارسال می‌شود و شامل درخواست‌های مرکز اسکادا است، و دسته‌ی دیگر پیغام‌هایی است که از پایانه به عنوان پاسخ یا تأیید درخواست مرکز ارسال می‌گردد.

 

SCADA Communication

SCADA Communication

تاریخچه پروتکل‌های باز

در گذشته پروتکل‌های مخابراتی در سیستم‌های اسکادا، به صورت اختصاصی تولید می‌شدند و توسعه می‌یافتند. هر کدام از پروتکل‌ها توسط یک شرکت تولید کننده، به عنوان یک بخش از سیستم کنترل صنعتی و برای رفع نیاز یک صنعت مشخص ایجاد شده بود. وقوع این مسأله ناگزیر بود، چرا که هیچ استاندارد مناسبی تا آن زمان تدوین نشده بود. با این وجود، پروتکل‌های اختصاصی مشکلاتی را برای کاربران به وجود می‌آوردند. با توسعه‌ی تأسیسات تحت کنترل، صاحبان صنایع مجبور می‌شدند سیستم کنترل را با استفاده از محصولات همان شرکت توسعه دهند، و در صورتی که می‌خواستند سیستم کنترل محصول شرکت دیگری را جایگزین کنند، ناگزیر به اعمال تغییرات ساختاری در بخش‌های اساسی سیستم کنترل می‌شدند.

با گسترش استفاده از سیستم‌های اسکادا و به وجود آمدن این مشکلات، نیازی برای تدوین استانداردهای باز به وجود آمد. ایجاد این نیاز موجب شد چندین سازمان در چندین کشور در این حوزه فعالیت کنند. با این حال، پذیرش اهمیت این استانداردها در دنیا، فرایند زمانبری بود.

مهم‌ترین سودمندی یک استاندارد باز، ایجاد سازگاری بین تجهیزات تولیدی شرکت‌های مختلف است. به این معنی که یک کاربر می‌تواند یک ایستگاه بالادستی شامل نرم‌افزار و سخت‌افزار اسکادا را از یک شرکت الف خریداری کند، و پایانه‌های راه‌دور (RTU) را از شرکت ب تأمین نماید. علاوه بر این، ممکن است پایانه راه دور تعدادی رله‌ی کنترلی داشته باشد که به تجهیزات الکترونیکی هوشمند (IED) متصل شود که آن‌ها نیز از همین پروتکل‌ها برای ارتباط استفاده می‌کنند. تمام این تجهیزات را می‌توان از تولیدکننده‌های مختلف تأمین کرد، که در راه‌اندازی اولیه نصب می‌شوند، یا با توسعه‌ی سیستم تحت کنترل و در طول زمان به تجهیزات پلنت اضافه می‌شوند. فهرستی از مزایای استفاده از پروتکل‌های باز و استاندارد در اینجا آمده است.

–  سازگاری بین تجهیزات برندهای مختلف
–  کاهش تعداد پروتکل‌های نیازمند پشتیبانی
–  کاهش هزینه‌های نرم‌افزاری
–  عدم نیاز به مبدل‌ها و مترجم‌های پروتکلی
–  تست، تعمیر و آموزش کمتر
–  مستندات کامل‌تر
–  قابلیت توسعه‌ی سیستم
–  گسترش و اعمال سریع‌تر تکنولوژی‌های جدید

توسعه‌ی استانداردها

با شناخت نیاز تدوین استانداردهای باز برای پروتکل‌های مخابراتی اسکادا، سازمان‌های استاندارد در یک دوره‌ی چندساله استانداردهای مناسبی را تصویب کردند. این پروسه منجر به تولید دو پروتکل مخابراتی استاندارد برای اسکادا در اواخر دهه‌ی ۱۹۹۰ شد، که شامل مدل معماری پروتکل (Enhanced Protocol Architecture) و جزئیات ساختار چارچوب پیغام‌ها (Message Frame Format) بود. این دو پروتکل DNP 3.0 و IEC 60870-5-101 هستند.

این دو استاندارد باز پروتکلی که برای پشتیبانی از سازگاری بین سیستم‌ها در کاربردهای کنترل از راه دور تدوین شده‌اند، بیشترین کاربرد را در کل دنیا دارند و در صنعت عمومی‌تر هستند. امروزه DNP در امریکای شمالی، امریکای جنوبی، آفریقای جنوبی، آسیا و استرالیا کاربرد گسترده‌ای دارد، اما IEC 60870-5-101 در منطقه‌ی اروپا بسیار به کار رفته است.

این مطلب اقتباس و ترجمه‌ای است از بخش‌های کتاب‌های زیر:

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Systems, NATIONAL COMMUNICATIONS SYSTEM, www.comtechnologies.com

Gordon R. Clarke et al, Practical modern SCADA protocols: DNP3, 60870.5 and related systems, Newnes, 2004 ISBN 0-7506-5799-5


برچسب ها: DNP 3.0, DNP3, IEC 101, IEC 60870, IEC 60870-5-101, SCADA, SCADA Protocols, استاندارد پروتکل, پروتکل, پروتکل DNP, پروتکل ارتباطی, پروتکل اسکادا, پروتکل صنعتی, پروتکل مخابراتی, پروتکل های ارتباطی, پروتکل های ارتباطی اسکادا, پروتکل های اسکادا
فرزانه صداقت
فرزانه صداقت
کارشناس تحقیق و توسعه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی فارغ التحصیل رشته مهندسی برق، گرایش کنترل از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی علاقه‌مند به سیستم‌های کنترل صنعتی، برنامه نویسی و سیستم‌های رباتیک
پست قبلی اینفوگرافیک اسکادا چیست؟ پست بعدی معماری پروتکل DNP3

مطالب پیشنهادی

معرفی کتاب: مبانی سامانه های کنترل توزیع شده DCS

اردیبهشت ۲۱, ۱۳۹۴فرزانه صداقت

MPLS در تله متری – بخش اول

اسفند ۱۴, ۱۳۹۴مهدی فلاحتی

پروتکل‌های انتقال OPC UA

بهمن ۱۱, ۱۳۹۳فرزانه صداقت

۷ دیدگاه. دیدگاه جدید بگذارید

Avatar
ali
بهمن ۱۴, ۱۳۹۴ ۶:۲۳ ق.ظ

با سلام
آیا از opc هم برای ارتباطات اسکادا استفاده می شود و یا اینکه opc در اسکادا نقش دارد؟

پاسخ
فرزانه صداقت
فرزانه صداقت
بهمن ۱۴, ۱۳۹۴ ۹:۴۸ ق.ظ

سلام
ممنونم از کامنتی که گذاشتید.
استاندارد OPC فراتر از یک پروتکل ارتباطی است، اما عموماً برای ارتباطات سطح بالای اسکادا استفاده می‌شود. از آنجا که در این استاندارد اطلاعات کامل اشیاء شامل Attributeها، مقدار و نوع داده آنها، برچسب زمانی، سطوح آلارم و حتی وجود و عدم وجود آلارم، تاریخچه‌ی تغییرات، سطوح دسترسی و غیره قابل تعریف و استفاده است، می‌توان گفت OPC قابلیت استفاده در بسیاری از بخش‌های اسکاداها را دارد. در واقع ماهیت شی گرا و همه جانبه بودن این استاندارد باعث می‌شود که بتوان از آن در پیاده‌سازی و طراحی اسکادا استفاده کرد.
اگر سؤال شما در مورد شرایط، نرم‌افزار اسکادا یا پروژه‌ی به خصوصی است، بفرمایید، شاید بتوانم بهتر راهنمایی کنم.

پاسخ
Avatar
صادق
مرداد ۱۰, ۱۳۹۷ ۶:۰۲ ق.ظ

سلام وقت بخیر من اطلاعاتی در مورد پرتکل های ارتباطی مثل مدباس و IEC , DNP3در رله های حفاظتی میخواستم ممنون میشم کمک کنید

پاسخ
Avatar
tarokh
دی ۲۰, ۱۳۹۷ ۲:۵۶ ب.ظ

سلام من یک نمونه از حمله های اسکادا میخام بدونم بغیر از استاکس نت

پاسخ
فرزانه صداقت
فرزانه صداقت
دی ۲۵, ۱۳۹۷ ۴:۲۹ ب.ظ

سلام
این مطلب رو بخونید: حمله های سایبری در صنعت

پاسخ
Avatar
فاضل
آبان ۹, ۱۳۹۸ ۷:۱۸ ب.ظ

سلام
من طراح دستگاه های الکترونیکی هستم. میخواستم بدونم برای اینکه دستگاه من بتواند تحت اسکادا استفاده شود، باید از چه پروتکلی پشتیبانی کند؟تشکر

پاسخ
فرزانه صداقت
فرزانه صداقت
آبان ۱۱, ۱۳۹۸ ۶:۴۸ ب.ظ

سلام و ممنون از کامنت.
بیشتر از همه بستگی به اسکادای مورد نظر داره و بعد به هزینه، بستر مخابراتی و خیلی چیزهای دیگه. معمولا ساده ترین حالتش اینه که از مدباس پشتیبانی کنه. میتونید OPC UA هم اضافه کنید که طیف وسیعی از سیستم ها ازش پشتیبانی میکنند.

پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جستجو

دسته‌بندی‌ها

  • BMS (1)
  • Embedded Systems (5)
  • Uncategorized (1)
  • آموزش (۱۵)
  • اخلاق حرفه ای (۲)
  • برنامه نویسی (۶)
  • تجربه (۱۱)
  • رباتیک (۲)
  • سیستم‌های کنترل صنعتی (۲۵)
    • DCS (7)
    • اسکادا (۱۰)
    • امنیت (۴)
    • پروتکل (۱۱)

آخرین مطالب

  • سیستم مدیریت ساختمان BMS آذر ۲۴, ۱۳۹۶
  • رویکرد شیء گرا در نرم‌افزارهای اتوماسیون صنعتی آذر ۷, ۱۳۹۶
  • DCS مقدمه ای بر سیستم کنترل توزیع شده خرداد ۷, ۱۳۹۶
  • انتخاب سیستم کنترل مناسب اردیبهشت ۱, ۱۳۹۶

برچسب‌ها

DCS DNP3 Embedded Linux Embedded System ICS Security Industrial Control System OLE for Process Control OPC OPC UA OPC UA چیست Open Platform Communication open source Reliability Safety SCADA SCADA Arcitecture Stuxnet System Failure اتوماسیون صنعتی اخلاق حرفه ای استاندارد پروتکل استاکس نت استاکس‌نت اسکادا امنیت امنیت سایبری امنیت سیستم امنیت سیستم کنترل صنعتی تله متری حمله سایبری سیستم های کنترل صنعتی سیستم کنترل سیستم کنترل توزیع شده سیستم کنترل صنعتی قابلیت اطمینان لینوکس لینوکس امبدد متن باز پروتکل پروتکل DNP پروتکل OPC پروتکل ارتباطی پروتکل اسکادا پروتکل های اسکادا کنترل صنعتی

جستجو

اتوماسیون آزاد

درمجله اتوماسیون آزاد مطالب مختلفی برای آموزش و به اشتراک گذاشتن تجربیات تخصصی در زمینه اتوماسیون صنعتی و کلیه مباحث وابسته منتشر می‌شود. مطالب این وبسایت تحت لیسانس GPL منتشر شده است. بنابراین اتوماسیون آزاد، به مخاطبان خود آزادی بازنشر کلیه مطالب موجود در این وبسایت را می‌دهد. به شرط آن که این مطالب با اعطای این آزادی در اختیار سایرین قرار گیرد.

پیوندها

Email
RSS

آخرین مطالب

  • سیستم مدیریت ساختمان BMS آذر ۲۴, ۱۳۹۶
  • رویکرد شیء گرا در نرم‌افزارهای اتوماسیون صنعتی آذر ۷, ۱۳۹۶
  • DCS مقدمه ای بر سیستم کنترل توزیع شده خرداد ۷, ۱۳۹۶

آخرین دیدگاه‌ها

  • گرامی در فاجعه بوپال، یک تراژدی آموزنده از نقص ایمنی سیستم
  • فرزانه صداقت در پروتکل های ارتباطی اسکادا
  • فاضل در پروتکل های ارتباطی اسکادا

ابرچسب

DCS DNP3 Embedded Linux Embedded System ICS Security Industrial Control System OLE for Process Control OPC OPC UA OPC UA چیست Open Platform Communication open source Reliability Safety SCADA SCADA Arcitecture Stuxnet System Failure اتوماسیون صنعتی اخلاق حرفه ای استاندارد پروتکل استاکس نت استاکس‌نت اسکادا امنیت امنیت سایبری امنیت سیستم امنیت سیستم کنترل صنعتی تله متری حمله سایبری سیستم های کنترل صنعتی سیستم کنترل سیستم کنترل توزیع شده سیستم کنترل صنعتی قابلیت اطمینان لینوکس لینوکس امبدد متن باز پروتکل پروتکل DNP پروتکل OPC پروتکل ارتباطی پروتکل اسکادا پروتکل های اسکادا کنترل صنعتی
HomeBlog
Free Aoutomation