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 产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA

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西门子官方工程师西门子官方工程师

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楼主    2012-02-20 16:23:32
主题:产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA
PVSS (Process Visualization and Steuerung (德语:Control) System )虽然是西门子HMI产品家族的新成员,但却已具有超过26年的历史!
成立于1985年的奥地利 ETM 公司出品了SCADA系统-- PVSS。
由于PVSS极其出众的特性,西门子在2007年收购ETM公司,使之成为西门子的全资子公司。
2009年西门子(中国)有限公司开始正式在中国推广PVSS产品。
2011 年 PVSS 正式更名为 WinCC OA (WinCC Open Architecture),由于产品推广的一些缘故,在国内两个名称PVSS和WinCC OA还会共存。
为简化起见,本帖中还是沿用PVSS作为该产品名称。

下面罗列出一些PVSS的主要特性:
1. 可以处理大于1千万数据点
2. 支持 2048 个PVSS分布式系统
3. 高度模块化,可以极其快速、灵活的部署
4. 支持多操作系统,跨操作系统:Windows/Linux/Unix
5. 通过 SIL3 / IEC-61508安全等级认证
6. 无间隙的热备冗余功能,2x2 灾难恢复中心功能
7. 自带嵌入式实时数据库,并支持 Oracle 数据库 及 Oracle RAC 集群
8. 实现各种特殊功能的灵活、开放的软件平台

虽然从产品定位上来讲,PVSS 属于SCADA范畴,但她所提供的功能却已经超越了传统意义的SCADA,即 “More than SCADA”。

了解了PVSS的一些特点后, 接下来让我们一起从技术角度来更深入的接触PVSS特点、探讨PVSS的各种应用可能。

>> 点击附件下载查看《PVSS 简介》

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>> 点击附件下载查看《PVSS 产品目录》

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案例1:
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案例2:
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案例3:
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lizhigang
游民

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精华帖:1
11楼    2012-02-21 23:50:12
精华帖  主题:回复:产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA
PVSS的灵活性是几乎所有的SCADA系统中最彻底的,你可以追本溯源找到几乎所有的开发源代码!!但内核的众多函数除外。高性能的多线程C脚本解析系统带来了系统性能的飞速运行,开发时共用一个常开着的事件查看窗口,所有运行状态和诊断信息都能轻松查看,不必到处乱翻。

本质上工业SCADA软件与普通的办公软件有什么不同?
稳定性?no,是软件就有bug,只要勤更新都很稳定。
界面友好?no,现在是个软件界面都十分华丽,工业SCADA软件一样的
安全性?no,办公软件安全性甚至比工业的更高,微什么软的天天出安全补丁包
架构!yes,架构不一样!
PVSS采用业内绝对领先的软件架构设计软件,知道为什么工业监控软件上要是改什么东西不能停项目吗?软件怎么做到的?这就要靠软件的架构了!不停机,说起来简单,做起来就难于登天了!
1. 且看通讯架构
PVSS用的离散式的通讯架构体系,所有的消息路径上的双端服务方式均为“提供者/消费者”模式,(不是M/S方式哦!你问我什么是M/S模式?主从嘛,master slave),没有消费者,就无需提供服务(我瞬间想起了姚明的公益广告词,没有消费,就没有杀戮 -_-!),管你某个消费者是死是活,反正只要我服务者还活着,别人就有饭吃。所以SCADA系统的各个模块一定是这种模式。

PVSS真正做到了广域网C/S架构。听说过C/S吗?不是Counter-Strike您老人家还在游戏人生哪~~是“服务器/客户机”架构。有的人说,我知道,几乎所有的SCADA软件都支持C/S架构。你太自以为是了!你眼中的C/S的Client是操作员站吧:),在大型SCADA软件中,所有数据的服务者皆为Server,所有用到数据的消费者皆为Client,不光是操作员站,还有驱动程序,报表程序,全局脚本程序等等,也就是除了核心的数据处理,其他的一切一切均为Client。这里面还有个问题,为了保证数据能从一个服务到另一个服务象击鼓传花一样最终到客户那里,是需要多级串联在一起,也就是说某一单个服务要保证数据有进有出才行,此服务便承担了数据流中的Client和Server双重角色,在SCADA系统中,这种例子遍地皆是,如Web服务器,Web服务器作为核心的数据服务器的一个Client工作,获得Server的数据,同时在内部的Web服务程序将其转换成IE浏览器能支持的HTML语言(或其他语言),作为Server为浏览器服务。

这种C/S的离散软件架构彻底的杜绝了象word一样都封装在一起的软件模式;一点右上角叉叉,什么都没了,还谈什么不项目改参数。

介有嘛!?什么什么的那个谁谁 不都也有C/S嘛,一样嘛! PVSS不一样!

PVSS的核心特性是广域网的C/S架构,不单纯在局域网。所有服务的方式非常类似现在炒的火热的云计算。所有的应用不管服务器在哪,只要知道服务器叫什么(IP),端口号是什么就可以了,能不能连得上就地看服务器给不给面子开不开权限了。

2. 谁能保证修改某个参数不能停项目?
这个谁也保证不了,如果我非较真我要修改注册表那只有雷焦的份了。我们只能在最大程度上通过更加灵活的方式来实现用户的这种需求。就看哪家的软件做的更加的深入了。PVSS的软件文件体系是二进制的内核+可运行时加载的ASCII文件和图片构成。二进制的内核文件除非update,不能动。其他的均能在线修改。用户的余地有多大?举个例子来说,有个左箭头的图标,文件名为:arrow_left.xpm, 我那天觉得这个图标忒难看了,改吧,用记事本打开这个文件,瞬间亮了:
/* XPM */
static char * C:\pvss\test10_4_99\pictures\arrow_left[] = {
"18 18 3 1",
" s none m none g4 none g none c none",
". c #000000000000",
"X c #FFFFFFFFFFFF",
" . ",
" ... ",
" .X.. ",
" .XX.. ",
" .XXX......... ",
" .XXXXXXXXXXXX..",
" .XXXXXXXXXXXXX..",
" .XXXXXXXXXXXXXX..",
".XXXXXXXXXXXXXXX..",
" .XXXXXXXXXXXXXX..",
" .XXXXXXXXXXXXX..",
" .XXXXXXXXXXXX..",
" .XXX..........",
" .XX..........",
" .X.. ",
" ... ",
" .. ",
" . "};

我擦,这都行。瞬间明白了为啥PVSS支持Windows/Linux/Unix跨平台了,发明C语言的丹尼斯·里奇万岁,可惜老人家没等到2012的到来就登船去了。

数据库代码/面板代码/颜色代码/动画代码/ 权限管理代码/项目管理代码/等等统统的包含设计者几十年心血的东东呈现在你眼前的时候,你作为一个求知若渴的知识青年,还不瞬间被他融化!
(有点累了,明天想看下文,得跟帖才行,这样才有动力写)
喵了个咪的再汪打你
々稻草人々
侠客

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精华帖:9
19楼    2012-02-24 08:52:48
精华帖  主题:回复:产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA
山西煤层气项目SCADA 系统技术方案
(1 ) 软件完全实现跨平台设计,支持 Windows,Linux 和Unix 操作系统平台;
(2 ) 软件是完全面向对象开发的,可以实现工厂建模、设备建模;并且软件内部采用
组件管理架构,各组建之间通过堆砌确立关系;
(3 ) 单台服务器最大支持10,000,000点;分布式站点最大到2000个;
(4 ) 软件作为标准的SCADA系统解决方案,支持多达25种硬件驱动程序;
(5 ) 软件具有三级以上冗余功能,包括数据采集冗余,数据处理冗余,数据存储冗余,
而且数据存储部分支持群集技术与存储转发技术。
(6 ) 通过工程师站在线修改和上传项目到目的地服务器;
(7 ) 世界范围内第一家获得 SIL3 安全认证的 SCADA 软件;
(8 ) 强大的 ETool 组态工具可轻松导入 STEP7 中的变量和工程数据,从而节省开发时
间和成本;
(9 ) PVSS Secure 选件可提供一整套基于项目的安全管理体制;
(10 ) Advanced Maintenance Suite 和Scheduler 选件为系统中各设备提供完整的维护功能
和调度任务管理;
(11 ) 非常出色的基于Business Object Universe的报表工具,随意生成符合各种企业要
求的报表;
(12 ) 软件集成工业实时数据库-RAIMA ,高效处理从不同设备采集来的各种数据;
(13 ) 软件集成标准的数据库接口,可外挂第三方数据库如:Oracle,对数据进行长期的
保存和维护;
(14 ) 软件支持Web 服务器架构,客户端可通过 IE 浏览器获得项目的全部信息和操作;
另可支持纯瘦客户解决方案? JAVA 平台;
(15 ) 软件增加Video视频管理选件,无缝集成各种摄像头视频信息到 PVSS 平台并转
发到各类显示终端(LED 、液晶大屏);
(16 ) 系统可作为ComCenter 使用,将重要的信息发送到用户手机终端查看;
(17 ) 软件支持过程行业标准的Batch和配方处理功能;
(18 ) 软件具有强大的诊断工具,监控软件以图形的形式显示采集各数据的各种状态,
包括初始化,挂起,软件错误,通讯错误,警告,系统错误等等。系统维护人员
可以轻松察看系统各种状态,诊断出错信息,排除错误。
(19 ) 软件有良好的可扩展性,包括系统规模的扩展(服务器端IO点数以及客户端数的
扩展),以及在统一的平台之上实现包括资源跟踪,过程质量分析等功能扩展。
(20 ) 软件支持ODBC 、OPC 、DDE等标准应用程序接口协议,集成完整的 ANSI-C脚
本系统;同时提供各类 API 函数的开发包,用于未来新功能扩展和行业库的集成。

生活就是不断寻找你想要的东西
展翅飞翔
侠圣

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22楼    2012-02-26 00:59:46
精华帖  主题:回复:产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA
因为工作的一些原因,好久没来论坛冒泡了。
凌晨冒上来,发现开始讨论PVSS啦。

客观的说,我刚装完PVSS 3.8 时,不知道该从何下手,
还是 hannong.cheng 发给了我一个PPT,我照着慢慢一步步做,才有点感觉。

C脚本很强大,但是感觉有点复杂了。

目前还没有应用PVSS,但是我对PVSS很期待。

好,OK,我们分析分析PVSS 适合哪个行业吧。。。这个可能会更实际些,
也符合本帖最终所追求的目标。

1. PVSS 强悍的分布式架构 将使得PVSS 最适合 大型分布式SCADA系统,
例如典型的地铁/轨道交通,隧道,水文/水利,大型楼宇控制/BAS。

对于动辄上数百万点,甚至上千万点的SCADA系统而言,全球不可能再找出来比PVSS更好的选择了。

2. 对于分布式SCADA中,PVSS不太适合应用的行业有哪些?
目前看来,主要是电网。
虽然PVSS 有IEC101,102,104规约,最新据说也会发布IEC61850规约的驱动。也有调度功能模块。
但是毕竟PVSS不是为电网自动化而研发的,出发点不一样。
加上西门子内部各个子集团之间协调的问题。
目前PVSS 唯一“不太适合” 应用的行业就是 电网自动化。
注意不太适合 不是不适合。 我想 假如工业领域集团 能和P&TD,还有PG联合在PVSS平台上研发。
PVSS 将会在电网自动化领域大放异彩!
我见过P&TD 和PG 那些电网自动化软件,客观的说,跟PVSS 差的不是以公里计算的。
我甚至认为从 软件的架构上来说,没有比PVSS更适合电网的软件的了。

3. 关于SIL3的软件认证。
目前关于过程控制行业的SIS-ESD等系统,对于硬件的 安全等级认证是强制性规范,对于HMI软件的认证是推荐性规范。
所以我们能够很经常的看到 Triconex + Intouch, 也能很经常的看到 HIMA-H51Q + Wizcon。
其中硬件系统都是有SIL3认证的,而其HMI软件如Intouch,Wizcon等都是没有认证的。

PVSS的SIL3 认证在通用HMI/SCADA 软件领域是一骑绝尘的。
将Wonderware,GE-interllution, Citect 等远远的抛在了身后。

对于典型的过程控制的工厂而言,例如炼油厂,化工厂,其ESD往往可能只有 一两套硬件,不过数百点到一千点。这个时候,应用PVSS去挂接 S7-400FH,或者Triconex和HIMA 是不太经济的,也不太合适的。
PVSS的架构 还是适合玩大系统的。
那么什么的场合最适合发挥PVSS SIL3这个鲜明的优势?
“油气长输管线”,短距离管线都不太适合。
管线上有很多个站,一般是Safety PLC + ESD 这种模式,
Safety PLC 一般会要求SIL2以上等级,ESD会要求SIL3安全等级。
这个时候,选择符合SIL3等级认证的PVSS 软件是很容易将Honeywell E-HS SCADA,Foxboro I/A Scada, Telvent OA-sys, Citect,Wonderware 这些厂家斩于马下的。
PVSS 在国内的这个行业内应用较少,客观的讲,也很西门子收购ETM比较晚有点关系,进入中国区市场就更晚。所以做工作的力度还不到位。
但是欧洲这方面的应用业绩PVSS已经不少了。
未来这将是能充分发挥PVSS优势的行业。

气田气井。
最近很多井场井站的设计越来越规范,也更多的倾向于采用 SIS-ESD系统或者Safety-PLC系统来做气井的控制。而不再是过去那种简单的采用RTU的方式。

对于一个 上千口井的 大气田而言。这就是一个十分典型的 分布式SCADA。
每个站虽然数据量都不大,但是如此大的控制网络,这么多的节点。
很分布的地域,复杂的通讯(光纤/有线/无线/3G/卫星),
有哪个软件会比PVSS更适合?!

如果能撬动这2个市场, 单纯就技术而言,PVSS还是接近于于无敌的存在。

4. 关于Batch和配方功能。
目前来看,PVSS应用的业绩中 选择Batch功能的客户也很少。
主要和PVSS定位为SCADA软件有关系。
毕竟这行业内,应用Batch的领域主要是 制药和精细化工,而精细化工制药则主要都是PLC/DCS 厂家配套的Batch软件。
例如某一个华北某制药厂,其系统采用400和400H,则其软件平台采用PCS7 ,+ PCS7 Batch明显会比采用PVSS +PVSS的batch 更合适。

那么PVSS的 batch 到底用到哪里去了?
如果PVSS 忽悠到了大型地铁项目则应该领着业主去看看 纽约地铁是怎么干的。
地铁也有batch 么? 仔细想一想,车控的调度,不是典型的批次过程控制么?

谁说ISA S88 标准只能用于 制药和精细化工?。
据说所知,在轨道交通适用的SCADA 软件中,PVSS 是唯一一个成功应用了batch 的。
Wonderware的Intouch 有Inbatch, Citect 也有Citect-Batch,iFix也有ibatch,
他们也有轨道交通的业绩,但是没有一个成功应用Batch的轨道交通项目,
他们的batch 基本上只适用于 批次特征的过程控制。

5. 关于企业级数据库的支持。
其实这是PVSS 最大的优势之一。
仔细看看大型项目,油气田,大型企业的ERP,轨道交通的底层数据库,部分自动化厂家的MES(如Honeywell的PHD,ABB的cpmPlus-ECS等) 背后都是 Oracle的身影。

以API 级别访问 Oracle等大型数据库,和用ODBC/SQL 等标准接口访问Oracle,其效率是差别很大的。
在几万点的IO时,不太能体现的出来。当十万点以上的变量时,数据库的吞吐量会十分的大,
大部分软件都会出现明显的瓶颈,这时候不是增加服务器,更换更快的硬盘,增加更多的网卡就能解决的。

PVSS 从内核优化了对Oracle的支持,底层支持 Oracle RAC的负载均衡算法。
PVSS 支持Oracle等 大型关系型数据库,可以很好的实现跟企业管理平台的连接。


6. 关于容灾中心。
很多人对容灾中心 不太理解。
当你做自动化时见到很多的 CPU冗余,网络冗余,通讯冗余,服务器冗余,操作站客户端冗余时,
你就很好理解了。

容灾中心,就是中控室的冗余。。。

完全备份的容灾中心 就是中控室的 冗余。
一般对于 轨道交通和 油气管线,比较经常提到 容灾中心,
而且出于安全考虑,2个中控室的距离往往还分布的比较远,例如甚至可能远达几十上百公里。

当2台服务器放在一起时,其双机冗余还是很好实现的,
当服务器和服务器距离很远的时候,网络很复杂的时候,怎么办?

当不是1:1 冗余,甚至是 N:N 冗余时怎么办?
其数据同步,握手信号,心跳检测 是如何传递的?

这时候,其冗余机制和 本地的冗余有着巨大的不同。

大部分支持容灾的系统,其中控制内部的 服务器之间是冗余--热备关系。
多个容灾中心之间的 服务器群 是负载均衡关系。

能支持容灾中心的 软件其实是不多的。
印象中 iFix 家族完全不支持 容灾中心,Wonderware对容灾中心的支持有些弱。
Citect的中控室冗余完全是个忽悠。
基本上只有ABB 的Scada Vantadge 和Telvent 的OA Sys具备完善的容灾中心的支持能力。

综上所述,大家可以看到,其实PVSS 不是一个简单的SCADA软件。
是一个很强大的SCADA系统。
现在只有一个期望,别卖的太贵就行,卖的贵,再好的东西大家用不起,也没招啊。
O(∩_∩)O
Qiaopeng1231--乔鹏
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31楼    2012-02-29 10:16:39
精华帖  主题:回复:产品技术介绍——性能强悍且易于扩展的大型分布式SCADA 系统-- PVSS/WinCC OA
从目前的情况来看,这些嵌入式实验其验证的意义大于实际应用的意义,因为PVSS提供了无需任何安装的嵌入式设备的远程访问方案:Pocket client, 以及后续要推出的Ultra thin client,这些功能只需要你的浏览器支持JAVA脚本的运行,而不需要安装任何插件,也不管这个浏览器运行在哪个硬件平台上。
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