專用伺服器確保SCADA運作更安全穩定
- 林稼弘
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圖控系統(Supervisor Control And Data Acqusition；SCADA)是自動化應用中的靈魂人物，它為管理者與現場設備搭起一座溝通橋樑，管理者透過SCADA遠端監看、控制現場設備，現場設備則將所蒐集到的資訊上傳回SCADA系統中。在規模比較小的應用情境中，也許只要一台電腦就能執行SCADA系統，但在大型應用情境中，就需要多台伺服器來共同運作SCADA系統。
然而，過往企業用來運作SCADA的伺服器，通常是一台工業電腦，或是商業電腦品牌商所推出的工作站？伺服器，這些設備本身並沒有不好，但它們都不是為了SCADA應用而設計，沒有考量到實際應用時的特殊需求，對使用者來說難免不是那麼理想。
研華嵌入式電腦系統事業群產品業務經理林群復表示，研華看到客戶在這部份的需求，因此從應用角度進行產品設計，推出SCADA伺服器解決方案：HPC-7442、HPC-7242、AIMB-782與AIMB-701，其具備的7大優勢，可以滿足不同客戶的應用需求。
優點1：維持系統運作可靠度
維持系統穩定運作必須從現場環境與網路二個層面來看。有些SCADA應用目的是蒐集資料，此時SCADA伺服器會置放在離現場很近的地方，而現場環境通常都不會太好，可能溫度偏高、供電不穩等，因此，SCADA伺服器在硬體設計上必須與工控設備相同等級，也就是具備寬溫、高可靠度等基本條件，才能穩定運作。
現場環境電力供應不穩，可能停電或者短暫跳電，這兩者都會造成系統中斷，但是後者在既有殘餘電壓尚未清空、電源供應又恢復的情況下，很容易造成系統當機，因此，研華SCADA伺服器的主機板有特殊放電線路設計，在供電中斷時立即清空線路上殘留的電，等到恢復供電後再自動重新啟動，降低系統因Power Sequence錯誤而重啟失敗的風險。
再來則是網路傳輸穩定性，研華採用2顆Intel網路晶片支援Teaming 功能，將2個網口用軟體模擬成1個虛擬網口，一來加快傳輸速度，因為實體資料流量變成2倍，二來則是做到負載平衡(low balance)，三來可以互為備援，倘若其中某1條Line故障的話，另一條Line可以繼續傳輸資料，不必擔心資料流失的風險。
優點2：提供彈性選擇
林群復指出，所謂彈性指的是可隨著客戶需求調整系統設計，如：更換CPU、記憶體、硬碟等；另外，研華4U SCADA伺服器還提供最高8個硬碟抽取盒的高容量儲存空間，其中4個已內建在機殼中，另外4個則做成模組供使用者選配，每一個硬碟抽取盒皆支援2.5與3.5吋硬碟或SSD，企業可依自身對儲存容量的需求來決定硬碟配置方式。
優點3：軟硬兼施確保系統安全
在系統安全設計上，研華從軟體與硬體雙管齊下，先就硬體來看，機身前方有一個全金屬且有鎖的前門，保護硬碟抽取盒不會被任意拔走；再者機殼本身也有入侵偵測機制，若上蓋被打開就會發出警示訊息通知系統管理員，而系統BIOS也會留下相關記錄供追查之用；第三則是在主機板上設有internal USB接口，有些圖控系統為了避免盜版使用的狀況，通常會有一把用來啟動軟體的USB Key，一般商用伺服器的USB接口設計在機身外側，容易被拔走，因此研華將Key放在機殼裡保護。至於軟體面，則是與資安廠商McAfee合作，提供軟體白名單，惟有在名單內的軟體才能在系統中運作。
優點4：遠端管理
研華自行研發，在機殼內建一塊系統監控小板SAB-2000，負責整合訊息和儲存資料。林群復指出，傳統作法以監控主機板為主且無遠端管理功能，而SAB-2000可同時監控主機板與系統的溫度、電壓、風扇轉速等參數，整合新版SUSIAccess軟體後，遇到異常時，除了機箱前方的LED燈會亮起，SUSIAccess也會發出通知給遠端管理者，至於IPMI雖然也有相同功能，但價格較高，相對而言SAP-2000的C/P值較高。
優點5：最佳化風扇控制
前述提及，SAB-2000除了監控系統與主機板的運作狀況，也連接機箱內的溫度感測器，由Embedded Controller調節系統風扇運轉速度，CPU風扇則是由主機板BIOS內建的風扇轉速曲線所控制，系統電源也有自動調節風扇轉速的功能，故SCADA Server整機擁有優異的散熱、靜音與省電效能。
優點6：運算效能高
一般SCADA應用不會太複雜，但有些應用情境需要處理大量資料，例如IP攝影機的畫面解碼，此時就需要運算效能較高的CPU做視訊解碼，而研華可以做到充分支援。另外，研華SCADA Servers支援最新第三代Intel Core i系列處理，記憶體容量最高可達32 GB，故系統可以輕鬆應付20,000個資料點，足供大型SCADA系統的應用。
優點7：無痛升級
工控設備追求穩定運作，無論軟硬體總是用上好幾年也不會淘汰，然而IT技術幾乎每1~2年就會變化一次，倘若硬體設備不支援舊版作業系統，對企業來說就要多付出一筆成本，而研華SCADA伺服器提供最新的硬體平台，也同時支援舊版OS(如：32bite的XP)，讓客戶可以輕鬆升級其現有的SCADA系統。
由於圖控系統是自動控制的核心，透過專用伺服器來運轉，不僅更加穩定安全，也能讓自動化設備運作更有效率。以油田開發環境為例，油井數量多分布廣，各個井口間距離很遠，所以通常會將現場劃分成好幾個井區，每個井區設立一個區域監控中心，監控油井數量約200口，之後在採油廠則成立中央監控中心，可管理5~10個井區，也就是1~2,000口油井。
像這種分層式管理架構對SCADA伺服器的需求就會有些差異，在區域監控中心比較重視SCADA伺服器適應現場環境的能力，中央監控中心則需求較高的儲存容量與資料處理能力，無論哪一種需求研華都能充分滿足，因為最初就是從使用者角度出發來設計產品，才能在確保油井數據收集穩定性的同時，讓油田的生產管理和監控效能最佳化。 (本文由研華科技提供，林稼弘整理)
