购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.3 SCADA系统典型架构

SCADA系统的发展经历了集中式SCADA系统阶段、分布式SCADA系统阶段和网络式SCADA系统三个阶段。与集中式SCADA系统结构对应的是所有的监控功能依赖于一台主机(Mainframe),采用广域网连接现场RTU和主机。网络协议比较简单,开放性差,功能较弱。分布式SCADA系统充分利用了局域网技术和计算机PC化的成果,可以配置专门的通信服务器,SCADA服务器和操作站,操作站采用组态软件开发人机界面。网络式SCADA系统以各种网络技术为基础,控制结构更加分散化,信息管理更集中。系统普遍以客户机/服务器(C/S)和浏览器/服务器结构(B/S)为基础,多数系统结构上包含这两者结构,但以C/S结构为主,B/S结构主要是为了支持Internet应用,以满足远程监控的需要。与第二代SCADA系统相比,第三代SCADA系统在结构上更加开放,兼容性更好,可以无缝集成到全厂综合自动化系统中。

由于SCADA系统的规模可以从几百点到几万点,用户对SCADA系统的需求是多样的,因此,对其系统架构提出了很高的要求。SCADA系统应该具有良好的可扩展性,其系统架构能够灵活构建,可以适应从单机应用到多机多网等多种功能。例如,最简单的SCADA系统为单网单机,即一台计算机可以完成所有的功能。比较复杂的系统是多网多机系统,这样的系统既可以完成所有的SCADA功能,又可以保障其可靠性、容错性。

SCADA系统属于典型的分布式计算机应用系统,在这样的系统中,体系结构是软件系统中最本质的东西,良好的体系结构意味着普适、高效和稳定。由于体系结构是对复杂事务的一种抽象,良好的体系结构是普遍适用的,它可以高效地处理各种各样的个体需求。同时,体系结构在一定的时间内保持稳定。当需求发生变化时,程序员可以不用修改系统的体系结构。

1.3.1 客户机/服务器结构

C/S结构中客户机和服务器之间的通信以“请求—响应”的方式进行。客户机先向服务器发出请求,服务器再响应这个请求,如图1.5所示。

图1.5 客户机/服务器结构

C/S结构最重要的特征是:它不是一个主从环境,而是一个平等的环境,即C/S系统中各计算机在不同的场合既可能是客户机,也可能是服务器。在C/S应用中,用户只关心完整地解决自己的应用问题,而不关心这些应用问题由系统中哪台或哪几台计算机来完成。能为应用提供服务的计算机,当其被请求服务时就成为服务器。一台计算机可能提供多种服务,一个服务也可能要由多台计算机组合完成。与服务器相对,提出服务请求的计算机在当时就是客户机。从客户应用角度看,这个应用的一部分工作在客户机上完成,其他部分的工作则在(一个或多个)服务器上完成。如在SCADA系统中,当SCADA服务器向PLC请求数据时,它是客户机,而当其他操作站向SCADA服务器请求服务时,它就是服务器。显然,这种结构可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到客户端和服务器端来实现,降低了系统的通信开销。

1.3.2 浏览器/服务器结构

随着Internet的普及和发展,以往的主机/终端和C/S结构都无法满足当前的全球网络开放、互连、信息随处可见和信息共享的新要求,于是就出现了B/S型结构,如图1.6所示。B/S结构最大特点:用户可以通过浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息,这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的,而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接,大量的数据实际存放在数据库服务器中。这种结构的最大优点是客户机统一采用浏览器,这不仅让用户使用方便,而且使客户端不存在维护的问题。当然,软件开发和维护的工作不是自动消失了,而是转移到了Web服务器端。可以采用基于Socket的ActiveX控件或Java Applet程序两种方式实现客户端与远程服务器之间的动态数据的交换。ActiveX控件和Java Applet都是驻留在Web服务器上,用户登录服务器后下载到客户机。Web服务器在响应客户程序过程中,若遇到与数据库有关的指令,则交给数据库服务器来解释执行,并返回给Web服务器,Web服务器再返回给浏览器。在这种结构中,将许许多多的网连接到一块,形成一个巨大的网,即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Intranet。对于大型分布式SCADA系统而言,B/S的引入有利于解决远程监控中存在的问题,已经得到主流的SCADA系统供应商的支持。

图1.6 B/S(浏览器/服务器)结构

1.3.3 两种系统结构比较

1.B/S模式的优点和缺点

B/S模式的优点表现在以下几点。

(1)具有分布性特点,可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。

(2)业务扩展简单方便,通过增加网页即可增加服务器功能。

(3)维护简单方便,只需要改变网页,即可实现所有用户的同步更新。

(4)开发简单,共享性强。

B/S模式的缺点表现在以下几点。

(1)个性化特点明显降低,无法实现具有个性化的功能要求。

(2)操作是以鼠标为最基本的操作方式,无法满足快速操作的要求。

(3)页面动态刷新、响应速度明显降低。

(4)功能弱化,难以实现传统模式下的特殊功能要求。

2.C/S模式的优点和缺点

C/S模式的优点表现在以下几点。

(1)由于客户端实现与服务器的直接相连,没有中间环节,因而响应速度快。

(2)操作界面漂亮、形式多样,可以充分满足客户自身的个性化要求。

(3)C/S模式的管理信息系统具有较强的事务处理能力,能实现复杂的业务流程。

C/S模式的缺点表现在以下几点。

(1)需要专门的客户端安装程序,分布功能弱,针对点多面广且不具备网络条件的用户群体,不能够实现快速安装和配置。

(2)兼容性差,对于不同的开发工具,具有较大的局限性。若采用不同工具,需要重新改写程序。

(3)开发成本较高,需要具有一定专业水准的技术人员才能完成。

一般而言,B/S和C/S两者结构上具有各自的特点,在Internet应用、维护与升级等方面,B/S比C/S要强得多;但在运行速度、数据安全、人机交互等方面,B/S不如C/S。 UXngnqszmDgbdahgqs9rm8rhsN4tfZDW5EyoaxN2M27rI1wwH154i1NDv5AFMLSU

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开