Большинство систем автоматизации функционирует с участием человека. Взаимодействие между человеком и системой автоматизации называют человеко-машинным интерфейсом (ЧМИ), а в мире это звучит как - Human Machine Interface , сокращенно HMI. На сегодняшний день, самым распространенным программным комплексом, реализующим человеко-машинный интерфейс, являются SCADA системы. SCADA – это акроним от выражения Supervisory Control And Data Acquisition , что дословно переводится на русский язык, как: диспетчерское управление и сбор данных. Но стоит отметить, что существующие SCADA системы помимо сбора данных и диспетчерского управления реализуют множество различных функций, далеко выходящих за рамки упомянутого выше определения.
Функции SCADA систем подразделяются на несколько групп:
- Адаптация SCADA системы под решение стоящих задач;
- Диспетчеризация объектов управления;
- Автоматизация процесса управления;
- Архивация истории протекающих процессов;
- Работа с функциями безопасности;
- Работа с общесистемными функциями.
Несмотря на наличие множества функций, которые выполняют SCADA системы, основным отличием SCADA от других систем является наличие пользовательского интерфейса. Если изъять пользовательский интерфейс, то все указанные выше функции совпадут с функциями, которые выполняют средства программирования промышленных контроллеров (ПЛК), и управление станет полностью автоматизированным в противовес диспетчерскому.
От качества принимаемых диспетчером решений зависит не только качество производимой продукции, но порой и человеческая жизнь. Именно поэтому комфортабельность рабочего места, простота и интуитивная понятность рабочего интерфейса, создание подсказок и блокирование допускаемых оператором ошибок – вот наиболее приоритетные свойства SCADA систем, дальнейшее развитие которых осуществляется в сторону большей эргономичности и улучшения экспертных подсистем.
Порой в комплектацию SCADA системы входят средства программирования контроллеров, однако подобные решения вызваны скорее коммерческим интересом, нежели напрямую связаны с основными функциями SCADA систем.
Основной функцией SCADA системы по праву считается создание человеко-машинного интерфейса (HMI ), т.е. SCADA система выступает сразу в двух ролях – в роли HMI и в роли инструмента его создания. Скорость проводимых разработок в значительной степени влияет на конкурентоспособность фирмы (которой в большинстве случаев является системный интегратор), внедряющей системы промышленной автоматизации (АСУТП), именно поэтому скорость разработки выступает в роли основного показателя с позиции системного интегратора качества SCADA системы. Процесс разработки SCADA систем включает в себя следующие операции:
- Разработка графического интерфейса (графики, всплывающие окна, мнемосхемы, таблицы, элементы ввода команд оператором и прочее);
- Процесс программирования и отладки алгоритмов работы системы промышленной автоматизации АСУТП. В большинстве SCADA систем отладку можно выполнить двумя вариантами – в режиме эмуляции оборудования или при подключенном оборудовании;
- Произведение настройки систем промышленной коммуникации (модемов, промышленных сетей и коммуникационных контроллеров);
- Процесс создания баз данных с дальнейшим подключением к ним SCADA системы.
Если рассматривать SCADA систему с точки зрения диспетчерского управления, то ей доступно выполнение следующих задач:
- Осуществление взаимодействия с оператором (представление слуховой и визуальной информации, трансляция системе команд оператора);
- Оказание помощи оператору в процессе выработки необходимого решения (выполнение функций экспертной системы);
- Автоматическое сигнализирование об аварии и случившихся критических ситуациях (подсистема алармов);
- Вывод на пульт оператора информации о состоянии процесса;
- Ведение журнала событий;
- Поиск и извлечение архивной информации, и предоставление её оператору в удобном для него варианте;
- Создание отчетов (графики смены операторов, таблицы температур, перечень необходимых действий оператора в определенной ситуации и прочее);
- Учет наработки технологического оборудования.
Большая часть имеющихся задач по автоматизации управления выполняется зачастую при помощи промышленного контроллера (ПЛК), но частично выполнение задач может быть возложено и на SCADA систему. Помимо всего прочего, многие небольшие системы управления могут вообще не иметь промышленного контроллера (ПЛК), поэтому промышленный компьютер, с установленной на него SCADA становится единственным средством управления процессом. В сфере автоматического управления (АСУТП) SCADA система, как правило, выполняет следующие функции:
- ПИД регулирование;
- Отслеживание последовательности выполнения операций в автоматизированной системе;
- Автоматическая перенастройка алгоритмов работы АСУТП к изменившимся условиям протекания управляемого процесса;
- Реализация автоматической блокировки исполнительных устройств во время выполнения ранее заданных алгоритмов.
Если знать предысторию объекта (процесса) управления, то можно значительно улучшить поведение системы в будущем, проанализировать и выявить причины возникновения ситуаций, связанных с безопасностью системы или появлением брака продукции, определить ошибки, сделанные оператором. Чтобы создать историю SCADA системой выполняются следующие операции:
- Сбор различных входных данных и произведение их обработки (цифровая фильтрация, нормализация, интерполяция, масштабирование, сжатие и прочее);
- Архивирование данных (действия оператора, файлы конфигурации, собранные и обработанные данные, электронные формы, отчеты, события, графики, алармы и т.д.);
- Управление различными базами данных (архивные базы данных и базы данных реального времени).
После того, как SCADA системы стали применять в системах удаленного доступа посредством сети интернет, то резко повысилась уязвимость SCADA к противоправным действиям со стороны злоумышленников. Относиться с пренебрежением к данной проблеме нет возможности, поскольку это может привести к серьезным сбоям в функционировании различных промышленных и инфраструктурных объектов. Что чревато человеческими жизнями и столь немалым экономическим ущербом. В SCADA системах применяются следующие способы для повышения уровня безопасности их работы:
- Осуществление разграничения уровней доступа к системе между различными категориями пользователей (оператор, программист, технолог и директор должны иметь различные уровни доступа к имеющейся в системе информации и к модифицированию настроек системы);
- Организация защиты информации (шифрование данных, обеспечение максимальной надежности от уязвимостей протоколов передачи информации);
- Проведение мер по обеспечению повышения безопасности оператора путем его отдаления от опасного процесса, которым он управляет (дистанционное управление или remote control ). Что важно, применение дистанционного управления является стандартным требованием Ростехнадзора и осуществляется посредством проводной сети, сети интернет, через радиоканал (радио или GSM -модем) и другие виды связи;
- Применение специальных мер и методов защиты информации от атак злоумышленников;
- Использование файерволов и прочих сетевых защит.
Учитывая то, что SCADA система, как правило, единственная программа, управляющая системой промышленной автоматизации (АСУТП), то при определенных условиях не неё может быть возложено выполнение некоторых общесистемных функций, таких как:
- Осуществление необходимого взаимодействия между различными SCADA системами, или между SCADA системой и иными сторонними программами (базы данных, офисные приложения, программы для математических расчетов и другие);
- Проведение диагностики аппаратуры, алгоритмов программ и каналов связи.
Основные тенденции в процессе развития программного обеспечения, используемого в средствах промышленной автоматизации – упрощение и облегчение процесса программирования, обеспечение полной открытости инструментальных средств. Конечная цель – осуществление потребителем возможности построения системы промышленной автоматизации, удовлетворяющей всем необходимым требованиям в максимально сжатые сроки.
После долгой неопределенности витавшей в средствах программирования SCADA систем и промышленных контроллеров (ПЛК) был принят общепризнанный стандарт на языки программирования МЭК 61131-3 (IEC 61131-3) и созданы на его основе инструментальные средства программирования, поддерживаемые компаниями, которые специализируются на создании программного обеспечения для АСУТП.
Значительный вклад в вопрос открытости систем автоматизации был внесен стандартом ОРС (OLE for Process Control ), что переводится как OLE для управления процессом, обеспечивший наличие широчайшего выбора аппаратного обеспечения, используемого системными интеграторами. Разработчики контроллерного оборудования получили, в свою очередь, от внедрения стандарта OPC расширение рынков сбыта. Стоит отметить, что данное аппаратное обеспечение совместимо с любыми стандартными SCADA системами.
SCADA (аббр. от англ. supervisory control and data acquisition , диспетчерское управление и сбор данных ) - программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте (мониторинг), а также возможного контроля и управления данным объектом.
Функции SCADA
В названии SCADA присутствуют две основные функции, возлагаемые на системы этого класса:
сбор данных о контролируемом процессе;
управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность технологического процесса.
SCADA-системы обеспечивают выполнение следующих функций:
Прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков.
Сохранение принятой информации в архивах.
Обработка принятой информации.
Графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме.
Прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов.
Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы.
Оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях.
Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации.
Обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием.
Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.
Особенности scada как процесса управления
Процесс управления в современных SCADA-системах имеет следующие особенности:
процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие человека (оператора, диспетчера);
процесс SCADA был разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу объекта управления или даже катастрофическим последствиям;
оператор несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая при нормальных условиях только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимальной производительности;
активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и в непредсказуемые моменты времени, обычно в случае наступления критических событий (отказы, нештатные ситуации и пр.);
действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами).
Основные требования к scada
К SCADA-системам предъявляются следующие основные требования:
надежность системы;
безопасность управления;
открытость, как с точки зрения подключения различного контроллерного оборудования, так и коммуникации с другими программами;
точность обработки и представления данных, создание богатых возможностей для реализации графического интерфейса;
простота расширения системы;
использование новых технологий.
Требования безопасности и надежности управления в SCADA-системах включают:
никакой единичный отказ оборудования не должен вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;
никакая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;
все операции по управлению должны быть интуитивно- понятными и удобными для оператора (диспетчера).
Основные возможности современных scada
Исходя из требований, которые предъявляются к SCADA-системам, большинству современных пакетов присущи следующие основные возможности:
Автоматизированная разработка, позволяющая создавать ПО системы автоматизации без реального программирования.
Средства сбора и хранения первичной информации от устройств нижнего уровня.
Средства обработки первичной информации.
Средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях.
Средства хранения информации с возможностью ее постобработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных).
Средства визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.п.
Структура (архитектура) scada-систем
Все современные SCADA-системы включают три основных структурных компонента (рис.).
Основные структурные компоненты SCADA-системы.
Remote Terminal Unit (RTU ) - удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени.
Системы реального времени бывает двух типов: системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени.
Системы жесткого реального времени не допускают никаких задержек
Спектр воплощения RTU широк - от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Конкретная его реализация определяется конкретным применением. Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.
Master Terminal Unit (MTU ) - диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого реального времени. Одна из основных функций - обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой. MTU может быть реализован в самом разнообразном виде - от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи до больших вычислительных систем и/или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов.
Communication System (CS ) - коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU.
Концепция SCАDA (сокр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) в настоящее время является основным средством автоматизированного диспетчерского управления сложными динамическими системами (процессами).
SCADA-система представляет собой специализированное программное обеспечение, осуществляющее двухстороннюю связь оператора (диспетчера) технологического процесса с АСУ ТП. Достоинствами SCADA - систем являются дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI), полнота и наглядность представляемой на экране информации, удобство пользования средствами управления и справочной системой, что в итоге повышает эффективность взаимодействия диспетчера с АСУ ТП и существенно снижает вероятность возникновения ошибок в управлении. В настоящее время SCADA-системы нашли применение практически во всех областях деятельности, где применяются автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ), в том числе и на производстве.
К основным функциям SCADA-систем относятся:
1) автоматизированная разработка ПО АСУ ТП;
2) сбор, обработка и архивирование информации, полученной от устройств нижнего уровня;
3) автоматическое управление технологическим процессом;
4) визуализация информации в виде мнемосхем, графиков и т.п.;
5) поддержание диалогового режима работы с диспетчером и оперативное реагирование на его команды;
6) сигнализация о неисправности оборудования и нарушении хода технологического процесса;
7) формирование оперативных и итоговых отчетных документов, характеризующих состояние производства.
Существует 2 пути разработки специализированного ПО для создания SCADA-системы:
1) Программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные языки программирования, стандартные средства отладки и пр.) Целесообразен для простых систем или небольших фрагментов большой системы, для которых нет стандартных решений (не написан, например, подходящий драйвер) или они не устраивают по тем или иным причинам в принципе.
2) Использование коммерческих инструментальных проблемно-ориентированных средств. Целесообразен для сложных распределенных систем. Позволяет минимизировать затраты труда высококлассных программистов, по возможности привлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизируемых процессов.
Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколько десятков SCADA - систем, многие из которых нашли свое применение и в России. Наиболее популярные из них приведены ниже:
| SCADA | Фирма-разработчик | Страна |
| Сimplicity | GE Fanuc Automation | США |
| Citect | CI Technology | Австралия |
| Factory Link | United States DATA Co. | США |
| iFIX | Intellution | США |
| Genesis | Iconics | США |
| InTouch | Wonderware | США |
| MasterSCADA | InSAT | Россия |
| TraceMode | AdAstra | Россия |
| WinCC | Siemens | Германия |
| КРУГ2000 | НПО "Круг" | Россия |
Выбор SCADA осуществляется на основе технических, экономических и эксплуатационных характеристик.
После выбора SCADA - системы, начинается разработка АСУТП для конкретного объекта, включающая следующие этапы:
1) Разработка архитектуры АСУТП в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы.
2) Решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры.
3) Создание прикладной программы для каждого узла, т.е. написание алгоритмов, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации.
4) Связь прикладной программы устройствами нижнего уровня (ПЛК, датчики, исполнительные устройства и др.)
5) Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции.
Характеристики SCADA-систем
Технические характеристики
1) Поддерживаемые программно-аппаратные платформы . Анализ перечня платформ необходим, поскольку от него зависит ответ на вопрос, возможна ли реализация той или иной SCADA-системы на имеющихся вычислительных средствах, а также оценка стоимости эксплуатации системы (будучи разработанной в одной ОС, прикладная программа может быть выполнена в любой другой, которую поддерживает выбранный SCADA-пакет).
В различных SCADA-системах этот вопрос решен по разному. Так, FactoryLink имеет широкий список поддерживаемых платформ: DOS, MS Windows, OS/2, UNIX и др. В RealFlex и Sitex основу программной платформы принципиально составляет ОСРВ QNX. Подавляющее большинство SCADA-систем реализовано на MS Windows платформах. Учитывая позиции Microsoft на рынке ОС, следует отметить, что даже разработчики многоплатформных SCADA, приоритетным считают развитие своих систем на платформе Windows NT/2000.
2) Наличие средств сетевой поддержки. Для эффективного функционирования в разнородной среде SCADA должна иметь поддержку работы в стандартных сетевых средах (ARCNet, Ethernet и т.д.) с использованием стандартных протоколов (NetBIOS, TCP/IP и др.), а также обеспечивать поддержку промышленных интерфейсов (PROFIBUS, CAN, MODBUS и т.д.).
3) Встроенные командные языки. Большинство SCADA-систем имеют встроенные VisualBasic-подобные языки высокого уровня, позволяющие генерировать адекватную реакцию на события.
4) Поддерживаемые базы данных. Одной из основных задач SCADA является обработка информации: сбор, оперативный анализ, хранение, сжатие, пересылка и т. д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должна функционировать база данных. Практически все SCADA-системы, используют ANSI SQL синтаксис, который является независимым от типа базы данных.
5) Графические возможности. Для специалиста-разработчика системы автоматизации, также как и для специалиста - "технолога", очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графические интерфейсы SCADA-систем весьма похожи. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации. Крайне важен также вопрос о поддержке в рассматриваемых системах стандартных функций GUI (Graphic Users Interface). Поскольку большинство рассматриваемых SCADA-систем работают под управлением Windows, это и определяет тип используемого GUI.
6) Открытость систем. Система является открытой, если для нее определены и описаны используемые форматы данных и процедурный интерфейс, что позволяет подключить к ней "внешние", независимо разработанные компоненты. Современные SCADA-системы предоставляют большой набор драйверов к существующим устройствам нижнего уровня и имеют развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств. Сами драйверы разрабатываются с использованием стандартных языков программирования.
Основные задачи, решаемые SCADA-системами
Операторский интерфейс, разработанный в SCADA
SCADA-системы решают следующие задачи:
- Обмен данными с «устройствами связи с объектом», то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.
- Обработка информации в реальном времени.
- Логическое управление.
- Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
- Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
- Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
- Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
- Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.
- Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД , электронные таблицы , текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES .
SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.
Основные компоненты SCADA
SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:
- Драйверы или серверы ввода-вывода - программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами , счётчиками , АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
- Система реального времени - программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
- Человеко-машинный интерфейс (HMI , англ. Human Machine Interface ) - инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
- Система логического управления - программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.
- База данных реального времени - программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
- Система управления тревогами - программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
- Генератор отчетов - программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.
- Внешние интерфейсы - стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC , DDE , ODBC , DLL и т. д.
Концепции систем
Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК . Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы. Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уста для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные ёмкости, а также следить за тревожными сообщениями (алармами ), такими как - потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.
Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает - показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI мог принять контролирующие решения - корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.
WebSCADA
Под термином WebSCADA , как правило, понимается реализация человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем на основе web -технологий.
Это позволяет осуществлять контроль и управление SCADA-системой через стандартный браузер, выступающего в этом случае в роли тонкого клиента .
Архитектура таких систем включает в себя WebSCADA-сервер и клиентские терминалы - ПК, КПК или мобильные телефоны с Web-браузером. Подключение клиентов к WebSCADA-серверу через Internet /Intranet позволяет им взаимодействовать с прикладной задачей автоматизации как с простой web или WAP -страницей. Однако на данном этапе развития WebSCADA ещё не достигло уровня широкого промышленного внедрения, так как существуют сложности с защитой передаваемой информации. Кроме этого, реализация функций управления через незащищенные каналы связи противоречит соображениям безопасности любого промышленного объекта. В связи с этим, в большинстве случаев Web-интерфейсы используются в качестве удаленных клиентов для контроля и сбора данных.
Уязвимость
SCADA-системы могут быть уязвимы для хакерских атак, так, в 2010 году с использованием вируса Stuxnet была осуществлена атака на центрифуги для обогащения урана в Иране . Таким образом, для защиты информационных комплексов, содержащих SCADA-системы, требуется соблюдение общих требований информационной безопасности .
См. также
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "SCADA" в других словарях:
SCADA - is the abbreviation for Supervisory Control And Data Acquisition . It generally refers to an industrial control system: a computer system monitoring and controlling a process. The process can be industrial, infrastructure or facility based as… … Wikipedia
SCADA - система диспетчерское управление и сбор данных ПО, предназначенное для поддержки средств автоматизации и построения систем промышленной автоматизации. SCADA (аббр. от англ. supervisory control and data acquisition,… … Справочник технического переводчика
SCADA - Este artículo o sección sobre informática necesita ser wikificado con un formato acorde a las convenciones de estilo. Por favor, edítalo para que las cumpla. Mientras tanto, no elimines este aviso puesto el 10 de febrero de 2010. También puedes… … Wikipedia Español
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition SCADA est l acronyme de Supervisory Control And Data Acquisition (commande et l acquisition de données de surveillance). L idée générale est celle d un système de télégestion à grande échelle réparti au… … Wikipédia en Français
SCADA - Unter Überwachung, Steuerung, Datenerfassung (ÜSE), oft englisch Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), wird das Konzept zur Überwachung und Steuerung technischer Prozesse verstanden. Inhaltsverzeichnis 1 Konzept 2 Kommunikation 3… … Deutsch Wikipedia
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (Computing » General) Supervisory Control And Data Acquisition (Business » International Business) Supervisory Control And Data Acquisition (Computing » SMS) Supervisory Control And Data Acquisition… … Abbreviations dictionary
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition … Acronyms
scada - cascada … Dictionnaire des rimes
scáda - m (n/ n) crown of head … Old to modern English dictionary
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition … Acronyms von A bis Z
Термин SCADA-система используют для обозначения программно-аппаратного комплекса сбора данных (телемеханического комплекса).
К основным задачам, решаемым SCADA-системами, относятся:
- Обмен данными в реальном времени с УСО (устройством связи с контролируемым объектом). Этим устройством может быть как промышленный контроллер, так и плата ввода/вывода.
- Обработка информации в реальном времени.
- Отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (HMI сокр. от англ. Human Machine Interface — человеко-машинный интерфейс).
- Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
- Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
- Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
- Архивирование технологической информации (сбор истории).
Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронными таблицами, текстовыми процессорами и т.д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.
Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными, и к ним добавляют термин SoftLogiс.
Это была сухая формулировка, взятая из энциклопедии. На самом деле системы такого класса имеют четкое предназначение - они предоставляют возможность осуществлять мониторинг и диспетчерский контроль множества удаленных объектов (от 1 до 10000 пунктов контроля, иногда на расстоянии в тысячи километров друг от друга) или одного территориально распределенного объекта.
Классическими примерами являются:
- Нефтепроводы;
- Газопроводы;
- Водопроводы;
- Удалённые электрораспределительные подстанции;
- Водозаборы;
- Дизель-генераторные пункты и т.д.
Основная задача SCADA - это сбор информации о множестве удаленных объектов, поступающей с пунктов контроля, и отображение этой информации в едином диспетчерском центре. Кроме этого, SCADA должна обеспечивать долгосрочное архивирование полученных данных. При этом диспетчер зачастую имеет возможность не только пассивно наблюдать за объектом, но и ограниченно им управлять, реагируя на различные ситуации.
Общая структура SCADA
Работа SCADA - это непрерывный процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления.
Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью оперативной доставки (выдачи) всех сообщений и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время понятие реального времени отличается для различных SCADA-систем.
Все современные SCADA-системы включают три основных структурных компонента (см. рисунок ниже):
Remote Terminal Unit (RTU) удаленный терминал, подключающийся непосредственно к контролируемому объекту и осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени. Спектр воплощений RTU широк: от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Конкретная его реализация определяется спецификой применения. Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.
Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS) диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого (квази-) реального времени. Одна из основных функций - обеспечение человеко-машинного интерфейса (между человеком-оператором и системой). В зависимости от конкретной системы MTU может быть реализован в самом разнообразном виде: от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи до больших вычислительных систем (мэйнфреймов) и/или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, и при построении MTU используются различные методы повышения надежности и безопасности работы системы. Устройство MTU часто называют SCADA-сервером.
Communication System (CS) коммуникационная система (каналы связи) между RTU и MTU. Она необходима для передачи данных с удаленных точек (RTU) на центральный интерфейс диспетчера и передачи сигналов управления обратно с MTU на RTU. В качестве коммуникационной системы можно использовать следующие каналы передачи данных:
- Выделенные линии - собственные или арендованные; медный кабель или оптоволокно;
- Частные радиосети;
- Аналоговые телефонные линии;
- Цифровые ISDN сети;
- Сотовые сети GSM (GPRS).
С целью дублирования линий связи устройства могут подключаться к нескольким сетям, например к выделенной линии и резервному радиоканалу.
Особенности SCADA как процесса управления
Ниже перечисленные некоторые характерные особенности процесса управления в современных диспетчерских системах:
- В системах SCADA обязательно наличие человека (оператора, диспетчера);
- Любое неправильное воздействие может привести к отказу (потере) объекта управления или даже катастрофическим последствиям;
- Диспетчер несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального функционирования;
- Большую часть времени диспетчер пассивно наблюдает за отображаемой информацией. Активное участие диспетчера в процессе управления происходит нечасто, обычно в случае наступления критических событий - отказов, аварийных и нештатных ситуаций и пр.;
- Действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами.
