Wat is scada? Structurele basiselementen van SCADA-systemen. Belangrijkste taken opgelost door SCADA-systemen

De meeste automatiseringssystemen werken met menselijke deelname. De interactie tussen een persoon en een automatiseringssysteem wordt een mens-machine-interface (HMI) genoemd, en in de wereld klinkt het als: Human Machine Interface, afgekort als HMI. Tegenwoordig zijn SCADA-systemen het meest voorkomende softwarepakket dat een mens-machine-interface implementeert. SCADA is een acroniem voor de uitdrukking Supervisory Control And Data Acquisition, wat in het Russisch letterlijk vertaald wordt als: toezichthoudende controle en data-acquisitie. Maar het is vermeldenswaard dat bestaande SCADA-systemen, naast gegevensverzameling en toezichtcontrole, veel verschillende functies implementeren die veel verder gaan dan de reikwijdte van de hierboven genoemde definitie.

De functies van SCADA-systemen zijn onderverdeeld in verschillende groepen:

  • Aanpassing van het SCADA-systeem om bestaande problemen op te lossen;
  • Verzending van controleobjecten;
  • Automatisering van het beheerproces;
  • Archiveren van de historie van lopende processen;
  • Werken met beveiligingsfuncties;
  • Werken met systeembrede functies.

Ondanks de vele functies die SCADA-systemen uitvoeren, is het belangrijkste verschil tussen SCADA en andere systemen de aanwezigheid van een gebruikersinterface. Als u de gebruikersinterface verwijdert, vallen alle bovenstaande functies samen met de functies die worden uitgevoerd door de programmeertools van industriële controllers (PLC), en wordt de besturing volledig geautomatiseerd in plaats van verzending.

Niet alleen de kwaliteit van de geproduceerde producten, maar soms zelfs het menselijk leven, hangt af van de kwaliteit van de beslissingen die door de coördinator worden genomen. Dat is de reden waarom het comfort van de werkplek, de eenvoud en intuïtiviteit van de werkinterface, het creëren van hints en het blokkeren van fouten gemaakt door de operator de hoogste prioriteit hebben van SCADA-systemen, waarvan de verdere ontwikkeling wordt uitgevoerd in de richting van een groter ergonomie en verbetering van deskundige subsystemen.

Soms wordt een SCADA-systeem geleverd met programmeertools voor controllers, maar dergelijke beslissingen worden meer ingegeven door commerciële belangen dan direct gerelateerd aan de hoofdfuncties van SCADA-systemen.

De belangrijkste functie van een SCADA-systeem wordt terecht beschouwd als het creëren van een mens-machine-interface (HMI), d.w.z. Het SCADA-systeem speelt twee rollen tegelijk: als HMI en als hulpmiddel voor de creatie ervan. De snelheid van ontwikkelingen heeft een aanzienlijke invloed op het concurrentievermogen van het bedrijf (dat in de meeste gevallen een systeemintegrator is) dat industriële automatiseringssystemen (ICS) implementeert. Daarom fungeert de snelheid van ontwikkeling als de belangrijkste indicator vanuit de positie van een systeemintegrator van SCADA systeem kwaliteit. Het ontwikkelingsproces van SCADA-systemen omvat de volgende bewerkingen:

  • Ontwikkeling van een grafische interface (grafieken, pop-ups, geheugensteuntjes, tabellen, elementen voor het invoeren van commando's door de operator, enz.);
  • Het proces van het programmeren en debuggen van algoritmen voor de werking van een industrieel automatiseringssysteem. In de meeste SCADA-systemen kan foutopsporing op twee manieren worden uitgevoerd: in de emulatiemodus van de apparatuur of met aangesloten apparatuur;
  • Configureren van industriële communicatiesystemen (modems, industriële netwerken en communicatiecontrollers);
  • Het proces van het maken van databases met verdere verbinding ermee met een SCADA-systeem.

Als we het SCADA-systeem beschouwen vanuit het oogpunt van verzendingscontrole, kan het de volgende taken uitvoeren:

  • Interactie met de operator (presentatie van auditieve en visuele informatie, overdracht van operatoropdrachten naar het systeem);
  • Het assisteren van de operator bij het ontwikkelen van de noodzakelijke oplossing (het uitvoeren van de functies van een expertsysteem);
  • Automatische signalering van ongevallen en kritieke situaties die zich hebben voorgedaan (alarmsubsysteem);
  • Uitvoer naar de bedieningsconsole van informatie over de status van het proces;
  • Gebeurtenisregistratie;
  • Het zoeken en terugvinden van gearchiveerde informatie, en deze in een voor hem handige vorm aan de operator ter beschikking stellen;
  • Opmaken van rapporten (ploegenschema's van de operatoren, temperatuurtabellen, lijst met noodzakelijke operatoracties in een bepaalde situatie, enz.);
  • Boekhouding van bedrijfsuren van technologische apparatuur.

De meeste bestaande besturingsautomatiseringstaken worden vaak uitgevoerd met behulp van een industriële controller (PLC), maar een deel van de taken kan ook worden toegewezen aan een SCADA-systeem. Bovendien hebben veel kleine besturingssystemen mogelijk helemaal geen industriële controller (PLC), dus een industriële computer waarop SCADA is geïnstalleerd, wordt het enige middel om het proces te besturen. Op het gebied van automatische besturing (ACS) voert het SCADA-systeem in de regel de volgende functies uit:

  • PID-regeling;
  • Het volgen van de volgorde van handelingen in een geautomatiseerd systeem;
  • Automatische herconfiguratie van procesbesturingsalgoritmen aan de gewijzigde omstandigheden van het gecontroleerde proces;
  • Implementatie van automatische blokkering van actuatoren tijdens de uitvoering van eerder gespecificeerde algoritmen.

Als u de achtergrond van het besturingsobject (proces) kent, kunt u het gedrag van het systeem in de toekomst aanzienlijk verbeteren, de oorzaken analyseren en identificeren van situaties die verband houden met de veiligheid van het systeem of het optreden van defecte producten, en fouten identificeren gemaakt door de exploitant. Om een ​​geschiedenis aan te maken, voert het SCADA-systeem de volgende handelingen uit:

  • Het verzamelen van diverse invoergegevens en deze verwerken (digitale filtering, normalisatie, interpolatie, schaling, compressie, etc.);
  • Gegevensarchivering (operatoracties, configuratiebestanden, verzamelde en verwerkte gegevens, elektronische formulieren, rapporten, gebeurtenissen, grafieken, alarmen, enz.);
  • Beheer van diverse databases (archiefdatabases en real-time databases).

Nadat SCADA-systemen werden gebruikt in systemen voor externe toegang via internet, nam de kwetsbaarheid van SCADA voor illegale acties van aanvallers sterk toe. Er is geen manier om dit probleem te verwaarlozen, aangezien dit kan leiden tot ernstige verstoringen in het functioneren van verschillende industriële en infrastructurele voorzieningen. Dat gaat gepaard met mensenlevens en aanzienlijke economische schade. SCADA-systemen gebruiken de volgende methoden om het veiligheidsniveau van hun werking te verhogen:

  • Differentiatie van toegangsniveaus tot het systeem tussen verschillende categorieën gebruikers (operator, programmeur, technoloog en directeur moeten verschillende toegangsniveaus hebben tot de informatie die beschikbaar is in het systeem en tot het wijzigen van systeeminstellingen);
  • Organisatie van informatiebescherming (gegevensversleuteling, zorgen voor maximale betrouwbaarheid tegen kwetsbaarheden van protocollen voor informatieoverdracht);
  • Het uitvoeren van maatregelen om de veiligheid van de operator te vergroten door hem te verwijderen uit het gevaarlijke proces dat hij bestuurt (afstandsbediening of afstandsbediening). Wat belangrijk is, is dat het gebruik van afstandsbediening een standaardvereiste is van Rostechnadzor en wordt uitgevoerd via een bekabeld netwerk, internet, via een radiokanaal (radio- of GSM-modem) en andere vormen van communicatie;
  • Toepassing van speciale maatregelen en methoden om informatie te beschermen tegen aanvallen door indringers;
  • Gebruik van firewalls en andere netwerkbeveiligingen.

Aangezien het SCADA-systeem in de regel het enige programma is dat het industriële automatiseringssysteem (ICS) bestuurt, kan het onder bepaalde omstandigheden worden toegewezen om een ​​aantal systeembrede functies uit te voeren, zoals:

  • Implementatie van de noodzakelijke interactie tussen verschillende SCADA-systemen, of tussen het SCADA-systeem en andere programma's van derden (databases, kantoorapplicaties, programma's voor wiskundige berekeningen, enz.);
  • Het uitvoeren van diagnostiek van apparatuur, programma-algoritmen en communicatiekanalen.

De belangrijkste trends in de ontwikkeling van software die wordt gebruikt in industriële automatiseringstools zijn vereenvoudiging en vergemakkelijking van het programmeerproces, waardoor volledige openheid van tools wordt gegarandeerd. Het uiteindelijke doel is dat de consument in zo kort mogelijke tijd een industrieel automatiseringssysteem kan bouwen dat aan alle noodzakelijke eisen voldoet.

Na een lange periode van onzekerheid bij de programmering van SCADA-systemen en industriële controllers (PLC's) werd de algemeen aanvaarde standaard voor programmeertalen IEC 61131-3 (IEC 61131-3) aangenomen en werden op basis daarvan programmeertools gemaakt, ondersteund door bedrijven die gespecialiseerd zijn in het maken van software voor procesbesturingssystemen.

Een belangrijke bijdrage aan de openheid van automatiseringssystemen werd geleverd door de OPC-standaard (OLE for Process Control), wat zich vertaalt als OLE voor procescontrole, en biedt de breedste keuze aan hardware die door systeemintegrators wordt gebruikt. Ontwikkelaars van besturingsapparatuur kregen op hun beurt een uitbreiding van de afzetmarkten door de introductie van de OPC-standaard. Het is vermeldenswaard dat deze hardware compatibel is met alle standaard SCADA-systemen.

SCADA (afkorting uit het Engels.toezichtcontrole en gegevensverzameling , verzendingscontrole en gegevensverzameling ) - een softwarepakket dat is ontworpen voor het ontwikkelen of garanderen van de real-time werking van systemen voor het verzamelen, verwerken, weergeven en archiveren van informatie over een object (monitoring), evenals de mogelijke controle en beheer van dit object.

    SCADA-functies

De naam SCADA bevat twee hoofdfuncties die zijn toegewezen aan systemen van deze klasse:

    verzamelen van gegevens over het gecontroleerde proces;

    technologisch procesmanagement, geïmplementeerd door verantwoordelijke personen op basis van verzamelde gegevens en regels (criteria), waarvan de implementatie de grootste efficiëntie van het technologische proces garandeert.

SCADA-systemen bieden de volgende functies:

    Ontvangst van informatie over gecontroleerde technologische parameters van controllers en sensoren op een lager niveau.

    Opslaan van ontvangen informatie in archieven.

    Verwerken van ontvangen informatie.

    Grafische weergave van de voortgang van het technologische proces, evenals ontvangen en gearchiveerde informatie in een gemakkelijk leesbare vorm.

    Ontvangst van bedieningsopdrachten en overdracht ervan naar besturingen en actuatoren op een lager niveau.

    Registratie van gebeurtenissen gerelateerd aan het gecontroleerde technologische proces en de acties van personeel dat verantwoordelijk is voor de bediening en het onderhoud van het systeem.

    Het informeren van het bedienings- en onderhoudspersoneel over gedetecteerde noodsituaties die verband houden met het gecontroleerde technologische proces en de werking van de software en hardware van het geautomatiseerde procesbesturingssysteem, met registratie van personeelsacties in noodsituaties.

    Genereren van rapporten en andere rapportagedocumenten op basis van archiefinformatie.

    Uitwisseling van informatie met een geautomatiseerd bedrijfsbeheersysteem.

    Directe automatische controle van het technologische proces volgens gespecificeerde algoritmen.

  1. Kenmerken van scada als managementproces

Het besturingsproces in moderne SCADA-systemen heeft de volgende kenmerken:

    Het SCADA-proces wordt gebruikt in systemen waarin de aanwezigheid van een persoon (operator, coördinator) vereist is;

    het SCADA-proces is ontwikkeld voor systemen waarbij elke onjuiste beïnvloeding kan leiden tot het falen van het besturingsobject of zelfs tot catastrofale gevolgen;

    de operator heeft over het algemeen de algehele verantwoordelijkheid voor de besturing van het systeem, dat onder normale omstandigheden slechts af en toe aanpassing van de parameters vereist om optimale prestaties te bereiken;

    actieve deelname van de exploitant aan het controleproces komt niet vaak voor en op onvoorspelbare momenten, meestal in het geval van kritieke gebeurtenissen (storingen, noodsituaties, enz.);

    acties van operators in kritieke situaties kunnen strikt beperkt zijn in de tijd (enkele minuten of zelfs seconden).

  1. Basisvereisten voor scada

Voor SCADA-systemen gelden de volgende basisvereisten:

    systeembetrouwbaarheid;

    managementbeveiliging;

    openheid, zowel wat betreft het aansluiten van verschillende controllerapparatuur als de communicatie met andere programma's;

    nauwkeurigheid van gegevensverwerking en -presentatie, creatie van rijke mogelijkheden voor het implementeren van een grafische interface;

    gemak van systeemuitbreiding;

    gebruik van nieuwe technologieën.

Vereisten voor de veiligheid en betrouwbaarheid van de besturing in SCADA-systemen zijn onder meer:

    geen enkele storing in de apparatuur mag leiden tot het geven van een valse uitvoeractie (opdracht) aan het besturingsobject;

    geen enkele bedieningsfout mag leiden tot het uitgeven van een valse uitvoeractie (opdracht) naar het besturingsobject;

    Alle bedieningshandelingen moeten intuïtief en gemakkelijk zijn voor de operator (dispatcher).

  1. Belangrijkste kenmerken van moderne scada

Op basis van de vereisten voor SCADA-systemen hebben de meeste moderne pakketten de volgende basismogelijkheden:

    Geautomatiseerde ontwikkeling waarmee u software voor een automatiseringssysteem kunt maken zonder echt te programmeren.

    Middelen voor het verzamelen en opslaan van primaire informatie van apparaten op een lager niveau.

    Middelen voor het verwerken van primaire informatie.

    Middelen voor het controleren en registreren van noodsignalen.

    Middelen om informatie op te slaan met de mogelijkheid om deze na te bewerken (meestal geïmplementeerd via interfaces met de meest populaire databases).

    Hulpmiddelen voor informatievisualisatie in de vorm van grafieken, histogrammen, enz.

  1. Structuur (architectuur) van scada-systemen

Alle moderne SCADA-systemen omvatten drie structurele hoofdcomponenten (Fig.).

Belangrijkste structurele componenten van een SCADA-systeem.

Op afstandTerminalEenheid (RTU) - een terminal op afstand die de taak (controle) in realtime verwerkt.

Er zijn twee soorten real-time systemen: harde real-time systemen en zachte real-time systemen.

Harde realtime systemen Er zijn geen vertragingen toegestaan

Het bereik van RTU-implementaties is breed: van primitieve sensoren die informatie van een object verzamelen, tot gespecialiseerde fouttolerante computersystemen met meerdere processors die informatie verwerken en in realtime controleren. De specifieke implementatie ervan wordt bepaald door de specifieke toepassing. Het gebruik van informatieverwerkingsapparaten op laag niveau maakt het mogelijk om de bandbreedtevereisten voor communicatiekanalen met het centrale controlecentrum te verminderen.

MeesterTerminalEenheid (MTU) - verzendingscontrolecentrum (hoofdterminal); voert gegevensverwerking en -controle op hoog niveau uit, meestal in zachte realtime. Een van de belangrijkste functies is het bieden van een interface tussen de menselijke operator en het systeem. MTU kan in een grote verscheidenheid aan vormen worden geïmplementeerd: van een enkele computer met extra apparaten voor het verbinden van communicatiekanalen tot grote computersystemen en/of werkstations en servers die zijn aangesloten op een lokaal netwerk.

MededelingSysteem (C.S.) - communicatiesysteem (communicatiekanalen) is nodig voor het verzenden van gegevens van afgelegen punten (objecten, terminals) naar de centrale interface van de operator-dispatcher en het verzenden van besturingssignalen naar de RTU.

Het SCADA-concept (afgekort van het Engelse Supervisory Control And Data Acquisition - Supervisory Control and Data Acquisition) is momenteel het belangrijkste middel voor geautomatiseerde toezichtcontrole van complexe dynamische systemen (processen).

Het SCADA-systeem is gespecialiseerde software die tweerichtingscommunicatie biedt tussen de operator (dispatcher) van het technologische proces en het geautomatiseerde procesbesturingssysteem. De voordelen van SCADA-systemen zijn de vriendelijkheid van de mens-machine-interface (HMI), de volledigheid en duidelijkheid van de informatie die op het scherm wordt gepresenteerd, het gebruiksgemak van de bedieningselementen en een helpsysteem, wat uiteindelijk de efficiëntie van de interactie van de coördinator met het geautomatiseerde procescontrolesysteem en verkleint de kans op fouten in het management aanzienlijk. Momenteel hebben SCADA-systemen toepassing gevonden in vrijwel alle activiteitengebieden waar geautomatiseerde operationele dispatch control-systemen (ASODC) worden gebruikt, ook in de productie.

De belangrijkste functies van SCADA-systemen zijn onder meer:

1) geautomatiseerde ontwikkeling van geautomatiseerde procesbesturingssysteemsoftware;

2) het verzamelen, verwerken en archiveren van informatie ontvangen van apparaten op een lager niveau;

3) automatische controle van het technologische proces;

4) visualisatie van informatie in de vorm van geheugensteuntjes, grafieken, enz.;

5) het onderhouden van een dialoogmodus met de coördinator en het onmiddellijk reageren op zijn bevelen;

6) signalering van defecten aan apparatuur en verstoring van het technologische proces;

7) vorming van operationele en definitieve rapportagedocumenten die de productiestatus karakteriseren.

Er zijn 2 manieren om gespecialiseerde software te ontwikkelen voor het maken van een SCADA-systeem:

1) Programmeren met “traditionele” tools (traditionele programmeertalen, standaard debugging tools, etc.) Geschikt voor eenvoudige systemen of kleine fragmenten van een groot systeem waarvoor geen standaardoplossingen bestaan ​​(er is bijvoorbeeld geen geschikte driver geschreven) of ze zijn eigenlijk om de een of andere reden niet geschikt.

2) Gebruik van commerciële probleemgerichte instrumenten. Geschikt voor complexe gedistribueerde systemen. Hiermee minimaliseert u de arbeidskosten van hooggekwalificeerde programmeurs, waarbij u indien mogelijk gespecialiseerde technologen op het gebied van geautomatiseerde processen bij de ontwikkeling betrekt.

Softwareproducten uit de SCADA-klasse zijn breed vertegenwoordigd op de wereldmarkt. Het gaat om enkele tientallen SCADA-systemen, waarvan er vele hun toepassing in Rusland hebben gevonden. De meest populaire staan ​​hieronder vermeld:



SCADA Ontwikkelingsbedrijf Land
Impliciteit GE Fanuc-automatisering VS
Citeer CI-technologie Australië
Fabriekslink Verenigde Staten DATA Co. VS
iFIX Intellutie VS
Genesis Iconen VS
InTouch Wonderware VS
MeesterSCADA InSAT Rusland
TraceModus AdAstra Rusland
WinCC Siemens Duitsland
CIRKEL2000 NPO "Krug" Rusland

SCADA-selectie wordt gemaakt op basis van technische, economische en operationele kenmerken.

Na het kiezen van een SCADA-systeem begint de ontwikkeling van een procesbesturingssysteem voor een specifieke faciliteit, inclusief de volgende fasen:

1) Ontwikkeling van de architectuur van het procesbesturingssysteem als geheel. In dit stadium wordt het functionele doel van elk systeemknooppunt bepaald.

2) Het oplossen van problemen gerelateerd aan mogelijke ondersteuning voor gedistribueerde architectuur.

3) Creëren van een applicatieprogramma voor elk knooppunt, d.w.z. het schrijven van algoritmen, waarvan de combinatie het mogelijk maakt automatiseringsproblemen op te lossen.

4) Communicatie van het applicatieprogramma met apparaten op een lager niveau (PLC, sensoren, actuatoren, enz.)

5) Foutopsporing in het gemaakte applicatieprogramma in emulatiemodus.

Kenmerken van SCADA-systemen

Specificaties

1) Ondersteunde software- en hardwareplatforms. Een analyse van de lijst met platforms is noodzakelijk, omdat deze het antwoord bepaalt op de vraag of het mogelijk is een bepaald SCADA-systeem te implementeren op bestaande computerbronnen, evenals een beoordeling van de kosten van het exploiteren van het systeem (dat in de toekomst wordt ontwikkeld). één besturingssysteem, het applicatieprogramma kan worden uitgevoerd in elk ander besturingssysteem dat het geselecteerde SCADA-pakket ondersteunt).

Dit probleem wordt in verschillende SCADA-systemen verschillend opgelost. FactoryLink heeft dus een brede lijst met ondersteunde platforms: DOS, MS Windows, OS/2, UNIX, enz. In RealFlex en Sitex is de basis van het softwareplatform fundamenteel de QNX RTOS. De overgrote meerderheid van SCADA-systemen wordt geïmplementeerd op MS Windows-platforms. Gezien de positie van Microsoft op de OS-markt moet worden opgemerkt dat zelfs ontwikkelaars van multi-platform SCADA de ontwikkeling van hun systemen op het Windows NT/2000-platform als een prioriteit beschouwen.



2) Beschikbaarheid van netwerkondersteuningstools. Om effectief te kunnen werken in een heterogene omgeving, moet SCADA ondersteuning bieden voor het werken in standaard netwerkomgevingen (ARCNet, Ethernet, enz.) met behulp van standaardprotocollen (NetBIOS, TCP/IP, enz.), en ook ondersteuning bieden voor industriële interfaces (PROFIBUS , KAN , MODBUS, enz.).

3) Ingebouwde opdrachttalen. De meeste SCADA-systemen hebben ingebouwde VisualBasic-achtige high-level-talen waarmee u adequaat kunt reageren op gebeurtenissen.

4) Ondersteunde databases. Een van de hoofdtaken van SCADA is informatieverwerking: verzameling, operationele analyse, opslag, compressie, doorzending, enz. Een database moet dus functioneren binnen het raamwerk van het gecreëerde systeem. Bijna alle SCADA-systemen gebruiken ANSI SQL-syntaxis, die onafhankelijk is van het databasetype.

5) Grafische mogelijkheden. Voor een gespecialiseerde ontwikkelaar van automatiseringssystemen, maar ook voor een gespecialiseerde “technoloog” is een grafische gebruikersinterface van groot belang. Functioneel lijken de grafische interfaces van SCADA-systemen sterk op elkaar. Elk van hen heeft een grafische objectgeoriënteerde editor met een specifieke reeks animatiefuncties. De gebruikte vectorafbeeldingen maken het mogelijk om een ​​breed scala aan bewerkingen op een geselecteerd object uit te voeren, en om de afbeelding op het scherm snel bij te werken met behulp van animatietools. Ook de kwestie van de ondersteuning van standaard GUI-functies (Graphic Users Interface) in de systemen in kwestie is van groot belang. Omdat de meeste SCADA-systemen in kwestie Windows draaien, bepaalt dit het type GUI dat wordt gebruikt.

6) Openheid van systemen. Een systeem is open als de gebruikte dataformaten en de procedurele interface daarvoor zijn gedefinieerd en beschreven, waardoor het mogelijk is om er ‘externe’, onafhankelijk ontwikkelde componenten aan te koppelen. Moderne SCADA-systemen bieden een groot aantal stuurprogramma's voor bestaande apparaten op laag niveau en hebben tools ontwikkeld voor het maken van uw eigen softwaremodules of stuurprogramma's voor nieuwe apparaten. De stuurprogramma's zelf zijn ontwikkeld met behulp van standaard programmeertalen.

Belangrijkste taken opgelost door SCADA-systemen

Operatorinterface ontwikkeld in SCADA

SCADA-systemen lossen de volgende taken op:

  • Wissel gegevens uit met “objectcommunicatie-apparaten”, dat wil zeggen met industriële controllers en I/O-kaarten) in realtime via stuurprogramma’s.
  • Informatie in realtime verwerken.
  • Logische controle.
  • Het weergeven van informatie op het beeldscherm in een vorm die handig en begrijpelijk is voor mensen.
  • Het onderhouden van een realtime database met technologische informatie.
  • Alarmsignalering en alarmbeheer.
  • Opstellen en genereren van procesvoortgangsrapportages.
  • Implementatie van netwerkinteractie tussen SCADA-pc's.
  • Het verzorgen van communicatie met externe applicaties (DBMS, spreadsheets, tekstverwerkers, etc.). In een bedrijfsbeheersysteem worden dergelijke toepassingen meestal geclassificeerd als MES.

Met SCADA-systemen kunt u geautomatiseerde procesbesturingssystemen ontwikkelen in een client-server of gedistribueerde architectuur.

Belangrijkste SCADA-componenten

Een SCADA-systeem bevat doorgaans de volgende subsystemen:

  • Drivers of I/O-servers zijn programma's die SCADA-communicatie mogelijk maken met industriële controllers, meters, ADC's en andere apparaten voor het invoeren/uitvoeren van informatie.
  • Een real-time systeem is een programma dat gegevensverwerking binnen een bepaalde tijdscyclus mogelijk maakt, rekening houdend met prioriteiten.
  • Mens-machine-interface ( HMI, Engels Mens-machine-interface) - een tool die gegevens over de voortgang van een proces presenteert aan een menselijke operator, waardoor de operator het proces kan monitoren en beheren. Een editorprogramma voor het ontwikkelen van een mens-machine-interface.
  • Logisch besturingssysteem is een programma dat zorgt voor de uitvoering van gebruikersprogramma's (scripts) van logische besturing in het SCADA-systeem. Een set editors voor hun ontwikkeling.
  • Real-time database - een programma dat de procesgeschiedenis in realtime opslaat.
  • Een alarmbeheersysteem is een programma dat automatische monitoring van procesgebeurtenissen mogelijk maakt, deze classificeert als normaal, waarschuwing of noodgeval, en gebeurtenissen verwerkt door een operator of computer.
  • Rapportgenerator is een programma waarmee aangepaste rapporten over technologische gebeurtenissen kunnen worden gemaakt. Een set editors voor hun ontwikkeling.
  • Externe interfaces zijn standaard interfaces voor gegevensuitwisseling tussen SCADA en andere applicaties. Typisch OPC, DDE, ODBC, DLL, enz.

Systeemconcepten

De term SCADA verwijst meestal naar gecentraliseerde systemen voor het monitoren en controleren van een geheel systeem, of complexen van systemen, uitgevoerd met menselijke deelname. De meeste besturingsacties worden automatisch uitgevoerd door de RTU of PLC. Directe procesbesturing wordt meestal verzorgd door een RTU of PLC, waarbij SCADA de bedrijfsmodi bestuurt. Een PLC kan bijvoorbeeld de stroom koelwater binnen een deel van een productieproces regelen, en een SCADA-systeem kan operators in staat stellen stroompoorten te wijzigen, vloeistofpaden te wijzigen, containers te vullen en alarmberichten te monitoren ( alarmen), zoals stromingsverlies en hoge temperatuur, die moeten worden weergegeven en geregistreerd en waarop de operator tijdig moet reageren. De gesloten regellus loopt via de RTU of PLC, terwijl het SCADA-systeem de volledige uitvoering van de lus regelt.

Het verzamelen van gegevens begint op RTU- of PLC-niveau en omvat ook meterstanden. Vervolgens worden de gegevens zodanig verzameld en geformatteerd dat de operator in de controlekamer, met behulp van de HMI, controlebeslissingen kan nemen - om de standaardbesturing van RTU/PLC-tools aan te passen of te onderbreken. Gegevens kunnen ook worden vastgelegd in een archief voor het opbouwen van trends en andere analytische verwerking van verzamelde gegevens.

WebSCADA

Onder de termijn WebSCADA In de regel bedoelen we de implementatie van een mens-machine-interface (HMI) van SCADA-systemen op basis van webtechnologieën.

Hiermee kunt u het SCADA-systeem monitoren en beheren via een standaard browser, die in dit geval fungeert als thin client.

De architectuur van dergelijke systemen omvat een WebSCADA-server en clientterminals - pc's, PDA's of mobiele telefoons met een webbrowser. Door clients via internet/intranet met de WebSCADA-server te verbinden, kunnen ze met de automatiseringstoepassingstaak communiceren zoals met een eenvoudige web- of WAP-pagina. In dit ontwikkelingsstadium heeft WebSCADA echter nog niet het niveau van wijdverbreide industriële implementatie bereikt, omdat er problemen zijn met het beschermen van de verzonden informatie. Bovendien is de implementatie van controlefuncties via onbeveiligde communicatiekanalen in strijd met de veiligheidsoverwegingen van welke industriële faciliteit dan ook. In dit opzicht worden webinterfaces in de meeste gevallen gebruikt als externe clients voor het monitoren en verzamelen van gegevens.

Kwetsbaarheid

SCADA-systemen kunnen kwetsbaar zijn voor aanvallen van hackers; in 2010 werd er bijvoorbeeld een aanval uitgevoerd op uraniumverrijkingscentrifuges in Iran met behulp van het Stuxnet-virus. Om informatiesystemen die SCADA-systemen bevatten te beschermen, is naleving van algemene informatiebeveiligingseisen vereist.

Zie ook

Opmerkingen


Stichting Wikimedia.

2010.

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken: SCADA

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken:- is de afkorting voor Supervisory Control And Data Acquisition. Het verwijst doorgaans naar een industrieel besturingssysteem: een computersysteem dat een proces bewaakt en bestuurt. Het proces kan industrieel, infrastructuur- of faciliteitsgebaseerd zijn zoals ... ... Wikipedia - verzendcontrolesysteem en software voor gegevensverzameling, ontworpen om automatiseringstools te ondersteunen en industriële automatiseringssystemen te bouwen.

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken: SCADA (afkorting voor toezichtcontrole en gegevensverzameling,... ...

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken: Handleiding voor technische vertalers

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken:- Dit artikel of deel van de informatie is noodzakelijk voor wikificado met een formaat dat overeenkomt met de stijlconvenciones. Voor de gunst, bewerking voor het cumpla. Dit is de laatste keer dat deze op 10 februari 2010 is geëlimineerd. U kunt nog… … Wikipedia Español

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken:- Toezichtscontrole en gegevensverwerving (computergebruik »Algemeen) Toezichtcontrole en gegevensverwerving (Zakelijk » Internationaal zakendoen) Toezichtcontrole en gegevensverwerving (computergebruik »SMS) Toezichtcontrole en gegevensverwerving... ... Woordenboek van afkortingen

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken:- Toezichtcontrole en gegevensverzameling... Acroniemen

    scada- cascada... Dictionnaire des rimes

    scáda- m (n/ n) kruin van het hoofd… Oud tot modern Engels woordenboek

    Zie wat "SCADA" is in andere woordenboeken:- Supervisory Control And Data Acquisition… Acroniemen von A bis Z

De term SCADA-systeem wordt gebruikt om een ​​software- en hardwarecomplex voor gegevensverzameling aan te duiden (telemechanisch complex).

De belangrijkste taken die door SCADA-systemen worden opgelost, zijn onder meer:

  • Uitwisseling van gegevens in realtime met de USO (communicatieapparaat met het bestuurde object). Dit apparaat kan een industriële controller of een I/O-kaart zijn.
  • Informatie in realtime verwerken.
  • Het weergeven van informatie op het beeldscherm in een voor mensen begrijpelijke vorm (HMI, afgekort uit het Engels. Human Machine Interface - mens-machine-interface).
  • Het onderhouden van een realtime database met technologische informatie.
  • Alarmsignalering en alarmbeheer.
  • Opstellen en genereren van procesvoortgangsrapportages.
  • Archivering van technologische informatie (geschiedeniscollectie).

Het verzorgen van communicatie met externe applicaties (DBMS, spreadsheets, tekstverwerkers, etc.). In een bedrijfsbeheersysteem zijn dergelijke toepassingen meestal geclassificeerd als MES-niveau.

Soms zijn SCADA-systemen uitgerust met aanvullende software voor het programmeren van industriële controllers. Dergelijke SCADA-systemen worden geïntegreerd genoemd en de term SoftLogic wordt eraan toegevoegd.

Het was een droge formulering afkomstig uit een encyclopedie. In feite hebben systemen van deze klasse een duidelijk doel: ze bieden de mogelijkheid om vele objecten op afstand (van 1 tot 10.000 controlepunten, soms op een afstand van duizenden kilometers van elkaar) of één geografisch verspreid object te monitoren en te besturen. .

Klassieke voorbeelden zijn:

  • Oliepijpleidingen;
  • Gaspijpleidingen;
  • Waterleidingen;
  • Onderstations voor stroomdistributie op afstand;
  • Waterinname;
  • Dieselgeneratorpunten, enz.

De hoofdtaak van SCADA is het verzamelen van informatie over een verscheidenheid aan objecten op afstand die afkomstig zijn van controlepunten en deze informatie weergeven in één enkel verzendcentrum. Bovendien moet SCADA zorgen voor langdurige archivering van ontvangen gegevens. Tegelijkertijd heeft de coördinator vaak de mogelijkheid om het object niet alleen passief te observeren, maar ook om het in beperkte mate te controleren, in reactie op verschillende situaties.

Algemene SCADA-structuur

SCADA-werking is een continu proces van het verzamelen van realtime informatie van afgelegen punten (objecten) voor verwerking, analyse en mogelijk beheer.

De vereiste voor real-time verwerking is te wijten aan de noodzaak van een snelle levering (uitgifte) van alle berichten en gegevens aan de centrale interface van de operator (dispatcher). Tegelijkertijd verschilt het concept van realtime voor verschillende SCADA-systemen.

Alle moderne SCADA-systemen omvatten drie belangrijke structurele componenten (zie onderstaande afbeelding):

Terminaleenheid op afstand(RTU) is een terminal op afstand die rechtstreeks verbinding maakt met het bestuurde object en de taak (besturing) in realtime verwerkt. Het bereik van RTU-implementaties is breed: van primitieve sensoren die informatie van een object verzamelen, tot gespecialiseerde fouttolerante computersystemen met meerdere processors die informatie verwerken en in realtime controleren. De specifieke implementatie ervan wordt bepaald door de specifieke kenmerken van de applicatie. Het gebruik van informatieverwerkingsapparaten op laag niveau maakt het mogelijk om de bandbreedtevereisten voor communicatiekanalen met het centrale controlecentrum te verminderen.

Hoofdterminaleenheid(MTU), Master Station (MS) controlecentrum (hoofdterminal); voert gegevensverwerking en -controle op hoog niveau uit, meestal in zachte (quasi-) realtime. Een van de belangrijkste functies is het bieden van een mens-machine-interface (tussen de menselijke operator en het systeem). Afhankelijk van het specifieke systeem kan MTU in een grote verscheidenheid aan vormen worden geïmplementeerd: van een enkele computer met extra apparaten voor verbinding met communicatiekanalen tot grote computersystemen (mainframes) en/of werkstations en servers geïntegreerd in een lokaal netwerk. Bij het bouwen van een MTU worden in de regel verschillende methoden gebruikt om de betrouwbaarheid en veiligheid van het systeem te vergroten. Het MTU-apparaat wordt vaak een SCADA-server genoemd.

Communicatiesysteem(CS) communicatiesysteem (communicatiekanalen) tussen RTU en MTU. Het is noodzakelijk om gegevens van op afstand gelegen eenheden (RTU) naar de centrale coördinatorinterface te verzenden en besturingssignalen terug te zenden van de MTU naar de RTU. Als communicatiesysteem kunnen de volgende datatransmissiekanalen worden gebruikt:

  • Huurlijnen - eigen of gehuurd; koperkabel of glasvezel;
  • Particuliere radionetwerken;
  • Analoge telefoonlijnen;
  • Digitale ISDN-netwerken;
  • Mobiele netwerken GSM (GPRS).

Om communicatielijnen te dupliceren, kunnen apparaten verbinding maken met meerdere netwerken, bijvoorbeeld een speciale lijn en een back-upradiokanaal.

Kenmerken van SCADA als controleproces

Hieronder vindt u enkele karakteristieke kenmerken van het controleproces in moderne verzendsystemen:

  • In SCADA-systemen is de aanwezigheid van een persoon (operator, coördinator) verplicht;
  • Elke onjuiste impact kan leiden tot falen (verlies) van het controleobject of zelfs catastrofale gevolgen;
  • De coördinator heeft over het algemeen de algehele verantwoordelijkheid voor de besturing van het systeem, dat onder normale omstandigheden slechts af en toe aanpassing van de parameters vereist om optimale prestaties te bereiken;
  • Meestal observeert de coördinator de weergegeven informatie passief. De actieve deelname van de coördinator aan het controleproces komt niet vaak voor, meestal in het geval van kritieke gebeurtenissen - storingen, noodsituaties en noodsituaties, enz.;
  • De acties van de operator in kritieke situaties kunnen strikt beperkt zijn in de tijd (enkele minuten of zelfs seconden).


GERELATEERDE ARTIKELEN