基于SCADA的排水泵站运行保障中心设计(2)

预警的重大作用在于远程中控这边的不断完善的智能分析系统，对现场的港机设备的重要参数进行采集之后，可以通过智能算法和经验进行分析，对系统的安全隐患等进行预警，及时修复，避免安全隐患成为严重的安全事故;

(2)监测站、点数量不足，且布设不能满足日常及防汛调度实际需求，对于容易发生及曾经发生汛期积水事件的河道、排水泵站、管网等设施尚无及时准确的监控手段，同时缺少应急便携式监测设备。控制系统包含了上位机、PLC、工程型变频器，发生故障的时候，核心的不仅仅是中小型设备上的PLC，诊断需要综合性的进行，包括上位机、PLC、工程型变频器，而这些系统所采用的上位机工具软件都是不同的，带上工具到了现场，可以进行诊断，但发生故障时，如果要等远方的维护工程师到现场，时间越久，将可能带来物品安全和人身安全事故的可能性越大，所以进行远程诊断和维护的需求性特别紧迫。而远程诊断，一定要和到现场的工程师所能做的一样，如深入到PLC程序在线，变频器参数显示和控制，上位机的实时组态和诊断。

(3)虽然部分排水泵站管理单位已实现了对部分数据的自动采集、存储，但由于有些系统建设时间较长、数据分散、技术水平及标准不统一，各系统独立运行，数据未实现共享，不能为上层应用系统提供有力的服务支撑。

3排水泵站运行保障中心硬件设计

远程安全通讯系统，针对排水泵站现场的设备，为了达到工程师在远程运行保障中心即可实现到现场的程序实时在线诊断、实时观察现场动作的需求，系统SCADA拓扑图如图2所示。

图2 系统SCADA拓扑

排水泵站现场的控制设备，可以通过有线或者站点的WIFI覆盖系统上到Internet公网，也可以是单独上3G网络，通过无线上网的方式，连接到运行保障中心。

中大型的运行保障中心工程的装备配置举例如表1所示：

表1 装备配置举例表

现场端如果是通过3G上网，连接的是具有Profinet工业总线的西门子s7-300PLC系列大型PLC工业自动化平台，则需要如下配置如表2所示：

表2 所需配置表

不同的配置，对于排水泵站，可以同时连接不同数量的站点进行实时在线诊断、预警、维护、升级等工作，关键点是实现对可编程控制器的程序级访问，上下载程序、在线诊断都不再是困扰难题，最大化的节省每一次故障或者调试需要团队去现场的大量成本，实现当下的信息化，真正实现物联网的智能化、网络化，实现数据存储由远端中央服务器执行的云计算化，将传统的工控和IT互联网真正的工业化和信息化的融合。

4排水泵站运行保障中心软件设计

4.1原理设计

在该安全通讯系统中，软硬件设计，实现了工业协议进行解析、加密和路由、交换、防火墙等功能，通过公网传输的时候，采用的S-Link协议，是专用于传输工业数据的一个稳定、安全的私钥协议。在运行保障中心，通过SY-RSCM进行核对和验证，再进行准确的安全的解包，传递给目标对象。

4.2安全设计

通过该系统，实现的是针对排水泵站设备的全应用周期的远程管理：安装、预警、调试、故障诊断、升级，并且注重信息通讯过程中的安全性，体现在以下4个方面：

(1)远程安全通讯模块的应用，不仅实现了工业数据从局域网向广域网的扩充，并且其自带硬件防火墙功能。它可对每一层的数据包进行检查和监控，实现内容过滤，入侵侦测，入侵保护等功能。并可对工业数据进行S-link协议的转换。

(2)远程安全通讯模块还带有身份认证技术，可实现设备认证和使用者认证，使得工业数据只能在经过了认证的模块直接传输，以及有认证许可的操作人员进行数据读取等。

(3)工业数据在Internet中传输过程中，采用S-Link协议。这种协议是专针对工业数据广域网传输所开发的。它是基于标准协议的不通用性，以及工业现场总线的特殊要求，以协议转换准确和安全性为首要目标的一种非公开密钥方式的专用协议，采用了RSA算法，密钥最高为1536位加密非对称密钥，公钥和私钥结合使用的方式进行加密。S-link协议的应用确保了工业数据广域网传输的机密性，真实性和完整性。

(4)整个系统采用了虚拟局域网VLAN技术，各个设备在逻辑上划分到了一个局域网中，满足了工业数据传输的实时性要求。同时，限制了工业数据只能在同一VLAN中传输，防止了数据在Internet上的广播，提高了工业数据传输的安全性。

5基于赛远安全通讯体系的SCADA泵站

5.1赛远远程安全通讯系统

赛远工业远程安全通讯，完全是自主创新的通讯系统，不同于市面上的MODEM拨号、GPRS等低速连接系统，不同于现场需要电脑进行远程桌面的方式，不同于固定IP查找对方的方式，具有如下显著的特点：

(1)工程师实时分钟级的响应，实时运行保障。

(2)全球internet覆盖支持，支持ADSL，VDSL，3G等方式。