SCADA-система «КАСКАД»: Runtime-среда для ОС Linux

SCADA-система «КАСКАД» – первая российская 64‑битная SCADA. Это программное решение, разработанное инженерами научно-производственного объединения «Каскад-ГРУП» (г. Чебоксары), предназначено для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированных систем контроля и учета энергоресурсов (­АСКУЭР), автоматизированных систем оперативного диспетчерского управления (­АСОДУ).

Система представляет собой ключевой компонент программно-аппаратного комплекса «ПТК Каскад-ГРУП», находящего применение в различных отраслях промышленности, энергетики и других сферах народного хозяйства. Архитектурные решения 64‑битной платформы обеспечивают повышенную производительность при работе с крупными промышленными объектами и сложными технологическими процессами.

Особенностью разработки является полная адаптация к российским промышленным стандартам и требованиям, что делает SCADA-систему «КАСКАД» перспективным решением для задач импортозамещения в области промышленной автоматизации. Система демонстрирует стабильную работу с большими объемами данных в реальном времени, что особенно востребовано в энергетике и нефтегазовом секторе.

 

Возможности интеграции: поддерживаемые ОС, стандарты и протоколы

В сфере промышленной автоматизации SCADA-системы обеспечивают эффективный контроль и управление технологическими процессами. Будучи одной из них, SCADA-система «КАСКАД» в сочетании с 64‑разрядной кросс-платформенной SoftLogic-системой KLogic, предназначенной для программирования контроллеров с открытой архитектурой, предлагает возможности для работы с устройствами среднего уровня автоматизации, поддерживающими различные цифровые протоколы и стандарты.

Важная особенность SCADA-системы «КАСКАД» – большие возможности интеграции. Она поддерживает широкий спектр операционных систем: Astra Linux, РЕД ОС, ALT Linux, Windows 7–11, Windows Server 2012–2025, Ubuntu, Fedora. SCADA-система «КАСКАД» совместима со стандартами ОРС (OPC DA 2.0/3.0, OPC HDA, OPC UA) и поддерживает различные промышленные протоколы (Modbus RTU/TCP/ASCII, МЭК 870-5-101/103/104, МЭК‑61850, DNP3, SNMP, Step7, OPC UA и т. д.), что позволяет интегрировать ее с разными устройствами и системами.

SCADA-система «КАСКАД» имеет высокую степень открытости. Можно получать данные с устройств через прямые драйверы, реализована встроенная поддержка распространенных типов контроллерной техники, а также имеется возможность для подключения специфических уст­ройств, поддерживаются открытые интерфейсы. Сквозная интеграция с уст­ройст­ва­ми на ба­зе KLogic – интеллектуальными шлюзами ШИ‑01Р и процессором автоматизации КАСКАД АР‑8 – позволяет строить распределенные системы.

SCADA-система «КАСКАД» поддерживает работу с разными системами управления базами данных (СУБД): как российскими (Ред База Данных, Postgres Pro), так и зарубежными или свободными (Firebird, PostgresSQL, Microsoft SQL Server). Предусмотрена возможность ведения вторичных баз данных в MS SQL Server, Oracle, MySQL, реализована функция вычитки архивов из устройств.

 

Пользовательский интерфейс и удобство использования

SCADA-система «КАСКАД» разрабатывалась с учетом удобства использования и обслуживания. У нее простой и интуитивно понятный русскоязычный интерфейс. Система включает встроенную справочную документацию, контекстную справку, всплывающие подсказки в рабочем окне. Для оперативного решения пользовательских вопросов оказывается техническая поддержка.

Все клиентские подсистемы (модули) SCADA-системы «КАСКАД» объединены в единую диалоговую среду, что позволяет оператору выполнять в одном окне различные задачи: контролировать ход технологического процесса и управлять им, анализировать динамику процессов по историческим трендам, получать сообщения аварийно-предупредительной сигнализации и формировать сводную отчетную документацию за любые периоды. Такой подход позволяет не тратить времени на переключение между задачами и эффективнее управлять процессами.

Отметим одну из клиентских подсистем – ту, которая предназначена для формирования отчетов. Этот модуль позволяет не только формировать отчетную документацию, но и экспортировать ее в разные форматы. Эта же подсистема позволяет настроить формирование отчетов автоматически по расписанию или по событиям с отправкой по электронной почте.

В SCADA-системе «КАСКАД» реализованы настраиваемые пользовательские шаблоны и механизм виртуализации для упрощения настройки проекта. Обеспечены контроль и логирование действий пользователя. Есть система обработки аварийных ситуаций, которая контролирует технологический процесс по заданным алгоритмам и оповещает пользователя с помощью текстовых и звуковых сигналов, а также отправляя сообщения по СМС, электронной почте и в различных мессенджерах.

 

Сферы применения

SCADA-система «КАСКАД» находит применение в различных сферах, позволяет строить АСУ ТП, ­АСОДУ, системы учета энергоматериальных ресурсов, телемеханики. 

Объекты автоматизации в промышленных технологиях – это объекты производства промышленной продукции, в общественных инфраструктурах – здания и комплексы зданий, гипермаркеты, торговые и распределительные центры, в электроэнергетике – гидроэлектростанции, электростанции на ба­зе ГПУ, электрические подстанции, в теплоэнергетике – ТЭЦ, ГРЭС, котельные, ГРП, в линейных структурах – распределенные инженерные объекты тепло-, электро- водоснабжения и водоотведения, очистные сооружения.

При этом на всех объектах распределенная клиент-серверная архитектура дает возможность расширять количество как клиентов, так и серверов. В качестве клиента можно использовать веб-браузер для диспетчеризации технологических процессов. Это позволяет системе адаптироваться к меняющимся требованиям и масштабироваться.

 

Нативная Runtime SCADA-системы «КАСКАД» для ОС Linux

Работа над SCADA-системой «КАСКАД» продолжается. Новинкой этого пакета программ стала Runtime (среда выполнения) для ОС Linux (рис. 1).

Нативная версия SCADA-системы «КАСКАД» для ОС Linux позволяет запускать проекты верхнего уровня (ВУ) АСУ ТП, ­АСОДУ, АСДУ, ­АИСТиКУ и других систем промышленной автоматизации без использования набора библиотек WINE, NET и без виртуальной машины JAVA. Нативная версия напрямую взаимодействует с API ОС Linux, такой подход повышает надежность и безопасность системы в целом.

 

Экспертное мнение. О ключевых особенностях SCADA-системы «КАСКАД» и инновациях в новом программном обеспечении рассказывает Владимир Смирнов, руководитель департамента систем диспетчеризации ООО «НПО «Каскад-ГРУП»

Владимир Александрович! Какие риски сегодня связаны с программным обеспечением на российском рынке и какой из них вы поставили бы на первое место?

Применение программного обеспечения иностранного производства, особенно в условиях санкционных ограничений, несет существенные риски и неудобства для его владельцев. Во‑первых, это завышенная це­на и длительные сроки поставки, связанные с параллельным импортом. Во‑вторых, проблемы с обновлением и да­же с локализацией. В‑третьих, существует потенциальная угроза информационной безопасности для КИИ: от невозможности анализа ко­да на уязвимости и «ды­ры» в безопасности до возможной блокировки лицензий на ПО, что способно привести к непрогнозируемым последствиям. В‑четвертых, западные производители неохотно поддерживают в своих программных продуктах оборудование российских производителей, что осложняет настройку системы в целом.

SCADA-система «КАСКАД» изначально проектировалась с ориентацией на широкий спектр производителей оборудования – как западных, так и отечественных. Благодаря поддержке международных стандартов (OPC UA, Modbus, МЭК 60870, МЭК 61850 и других) и большого количества отечественных проприетарных протоколов возможна работа с широчайшим спектром оборудования в рамках одной системы.

Как бы вы охарактеризовали технические особенности своей платформы? Какие возможности дает кросс-платформенность? Какая платформа сейчас в приоритете?

SCADA-система «КАСКАД» – это первая российская 64‑битная SCADA-система с открытой архитектурой, поддерживающая в качестве платформы исполнения Astra Linux, РЕД ОС, Alt Linux, Debian, Ubuntu и различные версии Windows. Кросс-платформенность позволяет развертывать систему с учетом особенностей информационной инфраструктуры заказчика: от персональных компьютеров и промышленных серверов до облачных решений и интеллектуальных шлюзов. Благодаря кросс-платформенности выполняется бесшовная интеграция с оборудованием разных производителей. Да и риски при переходе с зарубежных аналогов минимизируются.

Приоритетными платформами, безусловно, являются отечественные операционные системы: Astra Linux, РЕД ОС, Alt Linux. На текущий момент они образуют основу для импортозамещения в госсекторе и критической инфраструктуре.

Раз уж мы заговорили о Linux, давайте обратимся к новому решению – Runtime SCADA-системы «КАСКАД» для ОС Linux. Какие возможности оно дает?

В первую очередь – возможность запуска на отечественных операционных системах, что подтверждается соответствующими сертификатами от их производителей. Причем проект, разработанный для Windows, можно перенести на Linux буквально в два клика. Тонкий клиент визуализации технологических процессов поддерживает все современные веб-браузеры (рис. 2). Более то­го, возможна комбинированная работа в единой системе серверов на ба­зе Windows и Linux одновременно, что позволяет поэтапно переводить инфраструктуру АСУ ТП на отечественные платформы. Все возможности классической версии SCADA-системы «КАСКАД» сохранены в Runtime-версии.

Кроме того, мы разработали для этой программы новый формат хранения данных. Помимо привычной ба­зы данных открытого формата, но со специально разработанными структурами данных, добавлена новая структура БД колоночного ти­па. Открытый формат отлично справляется с обслуживанием 40 тыс. точек в секунду при записи и чтении (при условии использования SSD). БД колоночного ти­па спроектирована с учетом обслуживания 1,5 млн точек в секунду при записи и 5 млн точек при чтении (при условии использования SSD).

В сфере аварийно-предупредительной сигнализации был улучшен механизм обработки значений технологических параметров, чтобы обеспечить более быстрый доступ к активным аварийно-предупредительным ситуациям. Также был ускорен протокол передачи активных сработавших аварийно-предупредительных сигнализаций от сервера до клиента. Реализована поддержка ранее настроенных АПС в проектах SCADA-системы «КАСКАД». Информирование пользователя производится, как и раньше, средствами визуально-звукового оповещения, отправки СМС- и Telegram-сообщений, а также по электронной почте.

Требуется ли для версии на ОС Linux новый лицензионный ключ?

Да, требуется. Как и базовая версия, Runtime SCADA-системы «КАСКАД» поддерживает и аппаратные, и программные ключи. Программный ключ – это файл, который хранит данные и о лицензии, и об аппаратной платформе, на которой запускается SCADA. Аппаратный ключ позволяет использовать зашитую в не­го лицензию на том компьютере, в который он установлен. Программный ключ – только на том, для которого он выпущен. После установки любого ти­па ключей информацию о составе лицензии можно получить средствами SCADA-системы.

Позволяет ли новая программа управлять виртуальными контроллерами?

Да, полюбившийся инструментарий для запуска нескольких виртуальных контроллеров на одном компьютере есть и в версии под Linux, причем интерфейс его аналогичен версии под Windows.

В целом же хочу отметить, что в современном ми­ре объемы и скорость передачи информации растут семимильными шагами, а для обработки информации, защиты передачи данных необходимо выводить на рынок новый адаптивный продукт, который будет удовлетворять потребности заказчиков. Runtime SCADA-системы «КАСКАД» был разработан именно под такие задачи. Это ПО обеспечивает возможность системы получать и обрабатывать одновременно большое количество сигналов. При разработке нативной версии SCADA-системы «КАСКАД», благодаря обратной связи от наших партнеров и заказчиков, был учтен опыт внедрения и использования.

 

Беседовали: С. В Бодрышев,
главный редактор журнала «ИСУП»;

В. А. Смирнов, 
руководитель департамента
систем диспетчеризации,
ООО «НПО «Каскад-ГРУП», г. Чебоксары,
тел.: 8 (8352) 223-432,
e‑mail: info@kaskad-asu.com,
сайт: kaskad-asu.com

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 3(117)_2025