Invensys Foxboro I/A SCADA系统

I/A SCADA系统是INVENSYS FOXBORO开发的大型SCADA系统。I/A SCADA采用模块化和面向对象设计，遵循开放的国际标准，SCADA服务器基于64位内核的Solaris平台。I/A SCADA主要应用于石油、天然气、水利、电力、轨道交通等各行业的远程调度和监控系统。系统可以根据不同用户的需要来确定系统规模，从单个工作站到广域分布的上千台工作站均可灵活配置，所用的通讯媒介非常广泛，包括电缆、光缆、无线电台、微波、卫星VSAT、PSTN、DDN、ISDN、GPRS、CDMA、载波电力线等。系统具有高度的分散性、可靠性、扩展性和可用性。

I/A SCADA 系统结构
I/A SCADA系统的主要结构是基于TCP/IP的冗余双以太网结构。由于软件系统完全是模块化设计的，因此系统各功能既可分散配置在各服务器和功能站上，也可全部集中安置在一台服务器上，这就为系统的配置和扩展提供了非常灵活的方案。

I/A SCADA 系统包含以下几个子系统
1. 核心SCADA子系统
2. 前置处理子系统(FEP)
3. 数据库子系统
4. 计算子系统
5. 历史子系统
6. 人机界面子系统
7. 组态器

对于不同规模的系统，其系统配置也有所不同，如：
对于大型SCADA系统，应至少设置两台冗余的SCADA服务器和多台功能站. 在一些应用中还设置多级控制中心.如总调中心与区域控制中心,后备调度中心等等.
对于中型SCADA系统，应至少设置一台SCADA服务器和一台功能站

I/A SCADA 系统功能
1、核心SCADA子系统
核心SCADA子系统是整个I/A SCADA系统的基础，它把原始数据转换成 I/A SCADA系统所需要的对象数据库，并把对象数据发布到报警组、事件组、人机界面、计算子系统或其他高级应用中。核心SCADA确保控制的可靠性及安全性，所有I/A SCADA子系统均通过核心SCADA子系统联接在一起。

2、前置处理子系统 (FEP)
FEP子系统负责与所有的远动设备(RTU、IED、PLC等)进行可靠的数据和控制信息交换，特别是在出现通讯设备故障、通讯线路故障、通讯错误率过高的情况下进行通讯链路的优化选择。FEP子系统是一个分布式的模块，可以安置在远离I/A SCADA其余子系统以外的地方，并提供了灵活的多协议组态和管理。物理通讯接口包括
 ·通讯线路服务器(CLS)
 ·Terminal Server
 ·直接的TCP/IP通讯

FEP子系统支持的通讯协议包括
 ·DNP3
 ·IEC 60870-5-101
 ·Conitel (2025，2020 and C300)
 ·Modbus

FEP子系统协调各类数据通讯
 ·周期性的、连续性的或按照命令来采集现场数据
 ·接收带毫秒级时间标志的SOE， 事件和其他数据
 ·接收“逢变则报”的DNP3数据
 ·控制命令执行“操作前检验”(Check-before-operation)的安全逻辑
 ·控制输出值与现场回读值比较
 ·主站和从站间毫秒级的时间同步

FEP子系统执行下面的通讯管理功能
 ·主站与从站间完整的通讯链路的健康状态检测(包括故障链路和当前不使用的链路)
 ·提供链路使用率和错误发生率的统计
 ·允许手动切换通讯链路
 ·当通讯链路质量变差时自动切换到备用链路
 ·当优先级高的通讯链路的通讯质量改善后，将工作链路自动切回
 ·部分链路切换功能

在处理串行通讯时，通讯线路服务器(CLS)是一个很好的选择。它能实施对冗余的物理路径进行遥测和遥控，进行无缝的在线切换，可满足不同的通信网络，不同的通信媒介，提供多种通信协议。

3、 数据库子系统
I/A SCADA数据库建立在VERSANT对象数据库管理系统上，它是专门为多用户的分散应用设计的，并且使用了统一的基于对象的结构，因此提供了系统的高可用性。分布式的实时数据库以优先级顺序的方式提供了内在的容错特性，允许将冗余的数据对象配置在多个服务器/工作站上。I/A SCADA系统支持多个并发的数据库实例，允许多个实例同时运行、仿真、测试和开发。

I/A SCADA数据库提供了关系数据库管理系统的功能，但是消除了关系数据库中的关系联结(关系联结是影响关系数据库性能的最大问题)，因此获得高度实时的系统性能。数据库可以扩展到1，000，000个对象，在连续操作的条件下提供了高可靠性、灵活性和可用性。I/A SCADA数据库的数据还可以实时映射到ORACLE数据库中。

4、人机界面子系统（HMI）
HMI为系统操作提供了直观、清晰的界面，每一个操作员都可以拥有个性化的界面，也就是说所有的菜单、操作按钮和屏幕布局都是可以定义的。而对每一个操作员来说，在他们登录系统的时候，只能得到属于自己的系统画面。HMI子系统既可以运行于UNIX站上，又可以运行于Windows XP站上，利用双冗余的LAN连接，可支持多CRT，也支持基于网络的X终端显示。

5、计算子系统
计算子系统可运行在任何一台服务器/工作站上，支持IEC1131-3结构化文本，具有全编码调试和编译环境。计算子系统可完成常规的数学运算和布尔逻辑运算，例如，操作员输入的短小控制程序、开关切换程序等。计算子系统能生成可移植的计算程序，这些计算仅是文本型的而不包括系统的连接信息，它们可被其他IEC1131-3兼容的应用复制使用。计算程序可以通过数字的状态改变来触发，或者周期性地执行，或者由操作员手动触发。计算程序支持顺序控制。

计算子系统同样对激活的计算程序可用优先级顺序的方式来提供冗余性，即在当前激活的主计算程序无法运行时，冗余的备份计算程序会自动被激活。冗余方案可组态成1对2、1对3等。

6、历史子系统
历史子系统是I/A SCADA分布式对象数据库整体的一部分，包括了对历史数据和操作事件的存储。历史子系统从ODBMS（对象数据库管理系统）中收集数据，并且能通过短期、长期和归档历史模块对数据进行处理。带时间标志的数据将自动插入历史数据库的适当位置。除了预先定义的干扰触发涉及的前后一段时间的历史数据外，其他历史数据都是通过对模拟量和数字量的增量压缩来进行连续存储的。增量压缩技术再加上ODBMS使得数据存储速度要比传统的RDBMS（关系数据库管理系统）快2-3倍，数据检索速度则要比RDBMS更快。

7、组态器
组态器是维护I/A SCADA系统的工程师工具。它支持全图形化的量测和编辑数据的输入/输出。组态器是和I/A SCADA对象数据库集成在一起的，并内置了对多数据库的版本维护功能。组态器的图形界面支持全部的系统定义，包括组态I/A SCADA工作站的功能，还提供了系统安装和数据库测试的功能。组态器是一个管理数据库的整套工具，它作用于对象数据库，以一系列的逻辑性的画面来显示，编辑系统和设备的信息，从系统画面上可以激活有关数据库表格来编辑所选择的对象的数据特性。组态器可生成和管理多个数据库。

I/A SCADA 系统特点
 ·面向对象的数据库引擎
        ·规模可变性
        ·模块化设计
        ·互操作性
        ·操作员界面
        ·动态通信协议支持
 ·优化的数据存取
 ·基于标准的计算机和控制引擎
 ·应用开发
        ·组态