來源：Bristol Babcock Practices typical in SCADA provide security for the system, itself: • Backup power systems • Redundant networks • Distributed operator workstations • Alarm system alerts operators to failures of SCADA components • Typically private networks that are not accessible to the outside world • Password security • Dialup and paging 隨著安全形式和合適方法的應(yīng)用，逐漸引起了水資源工業(yè)的注意。我們一直致力于研究技術(shù)怎樣才能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我們廣泛征求用戶的意見、復(fù)查他們一直以來使用的定型的方法并討論了他們的最新計劃。 這些用戶中有很多人想要擁有一個可以通過網(wǎng)絡(luò)連通整個企業(yè)的理想的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可提供對所有邊遠(yuǎn)地區(qū)的不間斷監(jiān)控。一旦有安全問題或者異常的操作出現(xiàn)，該監(jiān)控系統(tǒng)將會馬上報警。它將減少日常值班的必需條件并極大減少對偏遠(yuǎn)地區(qū)的檢查頻率。 該系統(tǒng)對影響其正常工作的干擾有很好的容錯能力。即使電源斷電或者某條通信線路被嚴(yán)重?fù)p害，它也將繼續(xù)運(yùn)行。對于不能人為控制或被迫取消的操作，它都能進(jìn)行操作。它還能對黑客入侵提供安全保護(hù)。 該系統(tǒng)也能夠自動的對某些環(huán)境條件作出反應(yīng)并采取控制措施。這些措施可以安全停止生產(chǎn)過程或者將水資源分流系統(tǒng)進(jìn)行隔離。 很可能你意識到這并不是什么科幻小說甚至不是對某種正在誕生的技術(shù)的闡述。事實上，應(yīng)用在這樣一套系統(tǒng)上的技術(shù)已經(jīng)不是什么新事務(wù)了。其中大部分的技術(shù)都已在當(dāng)前的水資源工業(yè)中得到應(yīng)用了。可能你正在使用這樣一個系統(tǒng)，它就是你的SCADA系統(tǒng)。 簡單回顧 其縮寫表明了一切，“SCADA”即“supervisory control and data acquisition” （監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集）。本質(zhì)上，SCADA系統(tǒng)是過程監(jiān)視和自動化操作和管理的分布式計算機(jī)系統(tǒng)。如圖1所示，SCADA通信網(wǎng)絡(luò)遍布水資源分流系統(tǒng)。往往是基于個人計算機(jī)并位于某個處理工廠的控制室的工作站使得操作人員能夠察看整個生產(chǎn)過程并采取控制措施。 在工廠的內(nèi)部，過程控制器或者可編程序控制器（PLC）監(jiān)控某個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)，例如化學(xué)處理和過濾器，并將這些控制器和工作站連接到局域網(wǎng)（如以太網(wǎng)）。 遠(yuǎn)程終端單元（Remote Terminal Units (RTU)）用于邊遠(yuǎn)地區(qū)甚至人跡罕至的地區(qū)，例如泵站、儲水池、閥拱頂和處理設(shè)備。目前，遠(yuǎn)程終端單元是過程控制器的簡略版本并運(yùn)行在室外環(huán)境中。如下圖所示，遠(yuǎn)程終端單元通常在以無線電系統(tǒng)為特征的城域網(wǎng)上通信。傳統(tǒng)上使用的是電話呼叫或者租賃的電話線系統(tǒng)，但現(xiàn)在城域網(wǎng)更多的被用于無線電通信。 事實上，大部分的SCADA系統(tǒng)并不滿足這種理想的情況。并不是所有的泵站都裝備了RTU。并不是所有邊遠(yuǎn)的地區(qū)都被該網(wǎng)絡(luò)覆蓋。幸運(yùn)的是，對系統(tǒng)擴(kuò)展并不像以前那么難。這對于私人擁有的系統(tǒng)也是一樣的。以前，將一個被放置高處的水箱或者泵站連接至網(wǎng)絡(luò)中意味著減少租賃的電話線。從長遠(yuǎn)看，這代價不菲且安裝不夠及時。如今，這個唯一的問題在所有的無線通訊方案中都被解決了。 即使你需要一個新的RTU，目前的設(shè)備都是高性價比的，適用開放式的體系結(jié)構(gòu)，并可從許多的系統(tǒng)供應(yīng)商那里采購。這些供應(yīng)商都能將該設(shè)備可靠的接入到你現(xiàn)有的系統(tǒng)。 提高SCADA系統(tǒng)的性能 將SCADA系統(tǒng)的性能發(fā)揮到極致是水資源公司利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和可利用資源的最佳方法。有如此的性能和覆蓋范圍時刻為你所用，SCADA系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅是在安全評估時作為你需要考慮的運(yùn)行的一部分。許多公司已經(jīng)決定要將SCADA系統(tǒng)作為他們整個安全計劃的重中之重。SCADA系統(tǒng)一個主要優(yōu)勢在于其安全控制方法是與操作相協(xié)調(diào)的。許多安全系統(tǒng)與其說是人們所推薦的控制方法，并不是一定強(qiáng)制要求具有協(xié)調(diào)性，而且這樣做事半功倍。 連接至外圍監(jiān)控設(shè)備的SCADA系統(tǒng)或者能夠極大地減少或者消除人為巡邏的需求。與巡邏不一樣，SCADA系統(tǒng)能夠?qū)λ形恢眠M(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控。 包括視頻攝像頭、運(yùn)動探測器、接觸式開關(guān)、面板輸入設(shè)備和讀卡器在內(nèi)的安全系統(tǒng)或者設(shè)備能方便的直接接入或者通過附近的遠(yuǎn)程終端單元（RTU）連接到該SCADA網(wǎng)絡(luò)。 安全故障以和過程故障相同的方式――通過嵌入所有SCADA的報警系統(tǒng)報告給操作人員。SCADA系統(tǒng)除了通過聲音報警提醒操作人員外，還通過圖形界面上的寬大的可視化指示燈給予提醒。當(dāng)前的SCADA系統(tǒng)進(jìn)一步提供了報警管理。這避免了操作人員的過度勞累，而這種情況下往往容易在短時間內(nèi)發(fā)生大量的故障報警。這也克服了很可能蒙騙操作人員的企圖。報警管理通過地點、邏輯分組或者優(yōu)先權(quán)過濾發(fā)生的報警并使操作人員集中注意力。以音頻帶存儲且以時間為基準(zhǔn)的報警記錄使這些報警能夠與其它諸如視頻幀的基于時間的信息關(guān)聯(lián)起來。音頻帶對于事故追蹤也非常重要。 SCADA系統(tǒng)還能夠自動的對特定條件作出反應(yīng)并采取相應(yīng)的控制措施，例如說緊急關(guān)斷進(jìn)程、啟動或者停止水泵、打開或關(guān)閉閥門等。這些措施的指令可由任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點執(zhí)行。SCADA系統(tǒng)是否允許采取這樣的動作取決于管理的需要。SCADA系統(tǒng)能夠通過停止水泵并關(guān)閉閥門自動地將你的供水系統(tǒng)的某個工段隔離或者是能夠?qū)⑻幚磉^程的條件告知操作人員并由他們作出決定。 SCADA系統(tǒng)能否檢測到生物危害或者化學(xué)污染物呢？在理想的情況下，在線分析儀會對所有的對水供應(yīng)有污染的物品進(jìn)行分析。它們能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，而這些接口使報警能夠通過SCADA系統(tǒng)馬上報告給操作人員。現(xiàn)在，在市場上可采購能分析處理很大范圍內(nèi)的污染物的在線分析儀。目前許多水資源系統(tǒng)使用諸如套色版這類設(shè)備檢測許多種化學(xué)物的存在。成熟的分析儀檢測氯的成分并分解氧氣。用于檢測諸如顏色/渾濁度、傳導(dǎo)性、PH值（一種表示物質(zhì)酸堿程度的計量方法）、壓力和溫度的設(shè)備也可以在市場上購買。但是，諸多的測試依然是“離線”的且不提供接口。此外，用于檢測許多污染物的技術(shù)正在誕生研發(fā)。我們唯愿新的傳感技術(shù)能夠應(yīng)用到與SCADA相兼容的設(shè)備中。可以肯定的是，身處SCADA領(lǐng)域的我們將樂于與任何開發(fā)這類重要設(shè)備的人進(jìn)行合作。 實施站點安全控制方法 以下我們將闡述并演示安全控制方法如何能夠被集成到一個現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)中。 泵站是邊遠(yuǎn)地區(qū)的一個范例。在這個邊遠(yuǎn)地區(qū)通常都有一個RTU。RTU的功能一般都是使用由流量或者水位傳感器產(chǎn)生的輸入信號對泵進(jìn)行控制。 對泵的控制方法相當(dāng)成熟。RTU一直調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，盡量避免峰值運(yùn)行，使它的效率最大化。RTU同樣能產(chǎn)生很多報警，而這些報警使操作員知道泵的自動/手動狀態(tài)、運(yùn)行的改變和失效。若泵站與儲水池有關(guān)聯(lián)，則RTU還能夠?qū)﹂撝祷蛘咚蛔兓蔬M(jìn)行報警。 一般而言，某些讀取控制或者報警設(shè)備是已安裝好的，而其對RTU的接口也是如此。例如，用于大門、建筑物的門和RTU封閉門等的接觸式開關(guān)（或者限位開關(guān)）用電纜連接至數(shù)字量輸入并允許RTU在任何一個開關(guān)打開時發(fā)出一個報警。 如果任何水資源公司的工作人員沒有被事先通知到某個現(xiàn)場，而該現(xiàn)場有任何的接觸式開關(guān)被打開，這將引發(fā)報警。直到最近，這種安全水平才被視為合理。下圖顯示了這種架構(gòu)，它提高了能阻止有企圖攻破安全系統(tǒng)的高度信息化的監(jiān)控系統(tǒng)的安全水平。 由于連線式接觸開關(guān)易于攻破，該系統(tǒng)增加了這樣的控制方法作為無鍵盤輸入設(shè)備與運(yùn)動檢測器。這兩種設(shè)備都接入到遠(yuǎn)程終端單元（RTU）的數(shù)字量輸入接口。認(rèn)為遠(yuǎn)程終端單元（RTU）擁有最少兩個備用數(shù)字量輸入接口其實并不是不可理喻的。一般而言，對額外的報警進(jìn)行重新編程也不是一件困難的事。還可以選擇更加成熟的使用串口的無鍵盤輸入設(shè)備。它們提供額外的信息，例如采集卡代碼或者鍵盤代碼。遠(yuǎn)程終端單元（RTU）并不存在于能夠打開門的控制環(huán)中。相反的是，它把信息記錄在音頻帶中并將該訪問數(shù)據(jù)報告給操作人員。但是問題是，對于很多現(xiàn)實遠(yuǎn)程終端單元（RTU）而言，它們不太可能像擁有數(shù)字量輸入接口那樣，有備用的串口。 圖中還有視頻攝像頭。傳統(tǒng)的閉路電路電視（closed circuit television ，CCTV）并不與SCADA系統(tǒng)相連，而目前的數(shù)字式攝像頭與個人電腦兼容并能夠長時間接入到網(wǎng)絡(luò)中。 從定義的角度看，支持互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (Internet Protocol，IP)攝像頭是與互聯(lián)網(wǎng)兼容的，但是將之引入到使用IP協(xié)議的SCADA網(wǎng)絡(luò)中也應(yīng)是容易的。無線以太網(wǎng)（如圖所示）與單元數(shù)字式封裝數(shù)據(jù)是應(yīng)用在SCADA世界里的IP網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典范例。對于SCADA的非IP協(xié)議，某些數(shù)字式攝像頭也提供RS232/調(diào)制解調(diào)器連接。但是，如果將攝像頭引入到某個私人網(wǎng)絡(luò)則可能要涉及到一些工程上的額外付出。使用單獨(dú)的、無線IP網(wǎng)絡(luò)可能更有效。說到SCADA系統(tǒng)，則IP攝像頭技術(shù)還是嶄新的。目前，大部分的系統(tǒng)并不使用攝像頭，而如果SCADA系統(tǒng)支持文件傳輸協(xié)議 (file transfer protocol, FTP)，則攝像頭很方便地就可以被采納使用。SCADA供應(yīng)商將不得不通過更新版本而使這種功能能夠為用戶所用。 為了滿足SCADA網(wǎng)絡(luò)中的帶寬限制，攝像頭的分辨率、壓縮與圖禎率都要能自主設(shè)置。實際運(yùn)用中，除非有報警發(fā)生，大部分的操作人員都避免觀看在線的視頻圖像，而這意味著視頻并沒有通過網(wǎng)絡(luò)傳送。 如圖所示的配置中，IP攝像頭甚至沒有與遠(yuǎn)程終端單元（RTU）相連接。它只是簡單的共享了無線以太網(wǎng)并將視頻圖像傳送至SCADA工作站。操作人員能夠像觀察其他窗口一樣觀看該視頻圖像。該窗口以圖像化的方式顯示了泵站、一份報警列表和其他信息。 有些攝像頭還提供了有限的報警系統(tǒng)。當(dāng)該系統(tǒng)檢測到報警時將會發(fā)出信息。一個接<