Technologie

SCADA WindEx firmy Apator Elkomtech S.A. w cloud computingu

Wraz ze wzrostem ilości rozproszonych elektrowni, małych OSD, małych i średnich firm, rośnie także popyt na nowe rozwiązania w branży ICT. Znany i stosowany system klasy SCADA staje się niezbędny także w przypadku mniejszych klientów. Systemy klasy SCADA takie jak WindEx firmy Apator Elkomtech S.A. umożliwiają realizację nadzoru sieci i urządzeń poprzez wizualizację, a także zarządzanie, co staje się kwestią kluczową. Należy zdawać sobie sprawę z ograniczeń inwestycyjnych mniejszych klientów. Bardzo szybki rozwój technologii w branży IT umożliwia stosowanie znanych i sprawdzonych rozwiązań informatycznych w nowych modelach biznesowych. Apator Elkomtech jako firma rozwojowa z dużym dorobkiem teleinformatycznym, stawiając na rozwój i wychodząc naprzeciw klientom posiadającym małe firmy, proponuje nowe rozwiązanie sytemu WindEx SCADA – w chmurze obliczeniowej.

Chmura obliczeniowa – co to jest?

Chmura obliczeniowa to w dużym skrócie i uproszczeniu przeniesienie zasobów serwerowych, infrastruktury, danych i ich przetwarzania z własnej serwerowni w inne miejsce, czyli do usługodawcy. Brak inwestycji w niezbędną infrastrukturę, licencje oraz brak administracji nad sprzętem i oprogramowaniem pozwala na redukcję kosztów, a co za tym idzie na zwiększenie konkurencyjności. Rozwiązania w chmurze obliczeniowej są idealnym rozwiązaniem dla firm, które potrzebują dostępu do usług, bez inwestowania w serwery i infrastrukturę.

Rodzaje chmur obliczeniowych:

  • Prywatna (ang. private cloud) – to chmura której zasoby są przeznaczone do użytku tylko przez jedną organizację, obejmującą wielu konsumentów.
  • Publiczna (ang. public cloud) – jest przeznaczona do użytku publicznego, ogólnodostępna.
  • Hybrydowa (ang. hybrid) – będąca połączeniem zasad funkcjonowania chmury prywatnej i publicznej. Pewna część aplikacji i infrastruktury danego klienta pracuje w chmurze prywatnej, a część jest umiejscowiona w przestrzeni chmury publicznej.

Zgodnie z przedstawionym wykresem na rysunku 1, preferowanym przez rynek rozwiązaniem jest chmura prywatna, co związane jest głównie z zapewnieniem odpowiedniego stopnia bezpieczeństwa.

Apator_Elkomtech_rys 1

Rysunek 1. Preferencje rynkowe wyboru modelu chmury [źródło: Raport “Quantitative Estimates of the Demand for Cloud Computing in Europe and the Likely Barriers to Uptake”]

Modele chmury obliczeniowej, w której może funkcjonować WindEx

Obecnie coraz więcej funkcjonalności przenoszonych jest do chmury obliczeniowej. Granicą do której dąży wirtualizacja jest przeniesienie całego oprogramowania, wraz z systemem operacyjnym, do chmury, gdzie użytkownik łączy się do niej tylko za pomocą cienkiego klienta. Taki klient łączy się do serwera umieszczonego w dowolnym miejscu, poza siecią lokalną.

Przy założeniu, że chmura to przeniesienie pewnych zasobów w inne miejsce, pierwszy z modeli chmury jest dobrze znany i stosowany. Nie wszyscy użytkownicy mają świadomość, że jest to rozwiązanie chmurowe. Mowa tutaj o kolokacji polegającej na wynajęciu miejsca w serwerowni (klimatyzacji, dostępu do energii elektrycznej i do Internetu), poza siedzibą firmy. Serwery, oprogramowanie, zapory, zarządzanie systemem należą do firmy korzystającej z miejsca w serwerowni.

Apator_Elkomtech_rys 2

Rysunek 2. Warstwy chmury obliczeniowej

Kolejną widoczną na schemacie (rysunek 2) warstwą chmury jest IaaS – infrastruktura jako usługa (ang. Infrastructure as a Service), czyli wynajęcie sprzętu, infrastruktury sieciowej, oprogramowania, serwisowania. Klient wykupuje potrzebną mu np. liczbę serwerów, moc obliczeniową, przestrzeń dyskową, zasoby pamięci. Często to klient dostarcza oprogramowanie do zainstalowania na wynajętych serwerach. Usługę IaaS można spotkać także pod nazwą HaaS czyli Host as a Service. Model chmury obliczeniowej składa się także z warstwy PaaS – platforma jako usługa (ang. Platform as a Service). Jest to IaaS uzupełnione przez platformę aplikacyjną. Klient ma najczęściej dostęp do platformy przez przeglądarkę internetową z dowolnego miejsca przy użyciu Internetu. Warstwa SaaS –oprogramowanie jako usługa (ang. Software as a Service), klient otrzymuje sprzęt, infrastrukturę, zarządzanie, system operacyjny i dopasowaną do jego potrzeb aplikację z określonymi przez niego funkcjonalnościami. Klient nie jest zmuszony do nabywania licencji na oprogramowanie, płaci jedynie za każdorazowe lub terminowe użycie aplikacji, mając zapewniony dostęp na żądanie przez Internet. Ostatnią usługą z pokazanego modelu jest S+S – czyli połączenie możliwości korzystania z klasycznego oprogramowania zainstalowanego na komputerze (Software), z możliwością wykorzystania tego samego oprogramowania, ale online, jako usługa (Service). Dzięki temu to klient decyduje, z którego rozwiązania korzysta.

Rozwiązanie WindEx w chmurze

Branży energetycznej stawiane są coraz większe wymagania, dotyczące zarówno zwiększenia efektywności działania, jak i odpowiedniego zarządzania. Szybko rozwijająca się idea „Smart Grid” czyli stworzenia inteligentnej sieci, składającej się z lokalnych, zautomatyzowanych sieci (microgrid) oraz rozproszonej generacji wymaga ciągłego nadzoru. Znany i stosowany od wielu lat w energetyce zawodowej system WindEx, w dopasowanej do potrzeb wersji, znajduje swoje zastosowanie także w przypadku małych OSD, generacji rozproszonej, a w przyszłości również mikrosieci. Do tej pory inwestorzy zmuszani byli, i ciągle jeszcze są, do zakupu i utrzymywania nie tylko samego oprogramowania, ale także serwerowni i obsługi IT. Z tego powodu w sektorze utility coraz chętniej rozważane są rozwiązania w chmurze obliczeniowej. Implementacja systemu WindEx klasy SCADA w chmurze i dostosowanie go do wymagań klientów jest jednym z produktów Apator Elkomtech S.A. Podejście chmurowe związane jest między innymi z wymaganiami stawianymi małym OSD, na które składa się:

  • zarządzanie generacją,
  • bilansowanie podaży i popytu,
  • utrzymanie sieci.

Oczywiście w przyszłości wymagania te mogą zostać zwiększone również o zarządzanie ładowaniem samochodów elektrycznych, zarządzaniem magazynami energii, etc.

Możliwe są różne sposoby na umieszczenie systemu WindEx w chmurze obliczeniowej. Najbardziej popularne i najczęściej stosowane są dwa:

  • aplikacja WindEx pracuje lokalnie na serwerach, zbiera dane z sieci technicznej, w której są obiekty telemechaniczne i przekazuje dane do chmury, w której są one rozpowszechniane,
  • cała aplikacja WindEx jest umieszczona w chmurze, pobiera dane z sieci technicznej przedsiębiorstwa udostępnionej zdalnie.

Metoda pierwsza, przedstawiona na schemacie poniżej (rysunek 3), jest najbardziej rozpowszechniona.

Apator_Elkomtech_chmurapubliczna_rys 3

Rysunek 3. Schemat przedstawiający system WindEx pracujący lokalnie, dane udostępnione w chmurze

W tym przypadku system WindEx umieszczony jest lokalnie, a funkcje sterujące i akwizycji danych izolowane są w sieci lokalnej przedsiębiorstwa. Wszystkie pozostałe aplikacje podłączone są do chmury, która odpowiada też za wizualizację, raportowanie, dostęp do danych historycznych, a także dostęp dla zdalnych użytkowników.

Druga wymieniona koncepcja zakłada umieszczenie całej aplikacji WindEx w chmurze obliczeniowej (rysunek 4). Zazwyczaj tego typu rozwiązania stosuje się w przypadku systemów, w których tworzenie pojedynczych, lokalnych rozwiązań nie ma uzasadnienia praktycznego i ekonomicznego. Sterowniki podłączone są przez zabezpieczoną sieć do sytemu WindEx w chmurze. W przypadku umieszczenia całego systemu WindEx w chmurze preferuje się zamieszczenie aplikacji w chmurze prywatnej lub hybrydowej.

Apator_Elkomtech_chmuraprywatna_rys 4

Rysunek 4. Schemat przedstawiający system WindEx w chmurze

Kombinacja chmury prywatnej i publicznej zapewnia wymóg dostępu zdalnego, przy jednoczesnym zachowaniu kontroli nad częściami krytycznymi systemu: sterowaniami i danymi wrażliwymi.

Część prywatna zawiera wrażliwe dane i realizuje sterowania i przesyłanie komunikatów z obiektów. Ze względów bezpieczeństwa, a także zapewnienia przepływu danych czasu rzeczywistego z prędkością sieci LAN, znajduje się najczęściej w przedsiębiorstwie. Część publiczna dostarcza danych użytkownikom, którzy realizują proces nadzoru.

System WindEx jest w pełni przygotowany do tego, aby przenieść go do chmury obliczeniowej. Z potrzeb jakie przedstawiają klienci wynika model jaki zostanie użyty. Dla użytkownika końcowego idealnym wydaje się być SaaS. Cała administracja i utrzymanie systemu jest poza odbiorcą. Użytkownik płaci tylko za dostęp i użycie oprogramowania.

Od strony wizualizacji możliwe są dwa sposoby dostępu do systemu WindEx umieszczonego w chmurze:

  • WindEx WEB – udostępnianie systemu WindEx poprzez przeglądarkę internetową,
  • Terminal dynamiczny – udostępnianie systemu WindEx w specjalizowanym terminalu z interfejsem identycznym jak u dyspozytora lokalnego, z szyfrowanym i uwierzytelnianym połączeniem.

Pierwszy sposób dostępu – uruchomienie WindEx WEB (usługa WEBSVC w systemie WindEx) umożliwia dostęp do systemu poprzez dowolną przeglądarkę internetową. WindEx WEB zapewnia dostęp do:

  • selektora stacji z możliwością wyszukiwania według wprowadzonego wzorca,
  • wszystkich dostępnych w systemie schematów bieżących i retrospektywnych,
  • dzienników bieżących i historycznych,
  • list aktywnych alarmów,
  • prezentacji symboli dodatkowych, ustawionych na schematach,
  • prezentacji pomiarów i raportów dostępnych w systemie.

Apator_Elkomtech_rys 5

Rysunek 5. Okna usługi WindEx WEB

Dostęp do WindEx WEB jest zabezpieczony poprzez login i hasło. WindEx WEB nie wymaga instalacji dodatkowego oprogramowania na komputerze użytkownika.

Drugi sposób dostępu do systemu WindEx umieszczonego w chmurze obliczeniowej – terminal dynamiczny – posiada następujące cechy:

  • wygląd i interfejs użytkownika identyczny jak w klasycznym terminalu dyspozytorskim,
  • szyfrowane i uwierzytelniane połączenie między terminalem a serwerem,
  • automatyczna aktualizacja zasobów terminala z serwera konfiguracji,
  • prosta instalacja poprzez dedykowany program instalacyjny.

Terminal dynamiczny umożliwia użytkownikowi z jednego programu dostęp do wszystkich posiadanych instalacji systemu WindEx.

Apator_Elkomtech_rys 6

Rysunek 6. Dostęp do wszystkich posiadanych instalacji systemu WindEx za pomocą terminala dynamicznego

Dostęp do systemu WindEx w chmurze obliczeniowej za pomocą terminala dynamicznego zapewnia możliwość konfiguracji usług serwowanych użytkownikowi, pozwala na równoczesną pracę w wielu sieciach systemu WindEx. Wstępna autoryzacja użytkownika odbywa się poprzez login i hasło, tak samo jak w przypadku dostępu do systemu za pomocą WindEx WEB.

Oczywiście nie każdy klient zdecydowany jest na zastosowanie w swoim przedsiębiorstwie rozwiązań chmurowych. W tego typu przypadkach inwestorom, którzy nie potrzebują pełnej wersji systemu WindEx możemy zaproponować rozwiązania „WEB-BASED SCADA”, czyli wersję, która używa do komunikacji protokołu http lub https do podłączenia klienta z dowolnego miejsca w sieci. Serwery udostępniające usługi nie znajdują się w chmurze, a w sieci lokalnej. Dostęp do usług jest możliwy z intranetu lub z sieci Internet poprzez VPN. Do tego rozwiązania idealnie nadają się opisane wcześniej WindEx WEB i Terminal dynamiczny.

Podsumowując, rozwiązania chmurowe budzą powszechnie znane obawy, ale posiadają także zalety, o których warto pamiętać:

  • dostęp do wymaganych zasobów na żądanie i możliwość ich powiększania, bez konieczności inwestowania w kosztowny sprzęt i infrastrukturę,
  • brak konieczności zakupu kosztownych, redundantnych systemów (klastry, macierze itp.),
  • brak kosztów zakupu kosztownego oprogramowania i licencji,
  • możliwość rezerwowania zasobów dyskowych, które łatwo stopniowo rozszerzać,
  • większa niezawodność i redundancja poprzez zwielokrotnienie połączeń Internetowych oraz dostęp do kilku serwerów zapasowych,
  • możliwość dostępu do danych czasu rzeczywistego i historycznych z dowolnego urządzenia podłączonego do Internetu np. tabletu czy smartfona,
  • łatwa instalacja poprawek i aktualizacji z możliwością szybkiego powrotu do stanu poprzedniego,
  • możliwość testowania nowych wersji poprzez klonowanie maszyn.

Apator Elkomtech S.A. wspiera nowe rozwiązania spełniające wymagania klientów. Do dyspozycji oddajemy rozwiązania polegające na przeniesieniu systemu do centrów przetwarzania danych, dostęp do systemu z dowolnego miejsca na świecie, jak i przeniesienie usług do chmury obliczeniowej. Takie rozwiązanie może również polegać na sprzedaży usług w formule Software as a Service, gdzie klient nie ponosi kosztów utrzymania specjalistycznej kadry IT, a jedynie okresowo płaci za dostęp do systemu WindEx. Apator Elkomtech S.A. bardzo poważnie podchodzi również do tematów związanych z bezpieczeństwem teleinformatycznym, dlatego przedstawiane rozwiązania oferują zabezpieczenia połączeń teleinformatycznych pomiędzy sterownikami telemechaniki a serwerami systemu zgodne z normami międzynarodowymi (min IEC 62351-3 i IEC 62351-5), a także połączenia pomiędzy terminalami a serwerami zabezpieczone przy pomocy TLS1.2.

Zachęcamy do kontaktu z firmą Apator Elkomtech S.A. w celu omówienia rozwiązań, które będą dopasowane do Państwa potrzeb, aby w bezpieczny i ekonomicznie uzasadniony sposób zapewnić Państwu nadzór nad posiadaną infrastrukturą.

Anna Biłek, Marek Borkowski, Tomasz Dąbrowski, Apator Elkomtech S.A.

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top