Как работают системы SCADA?

SCADA может быть одним из наиболее часто используемых акронимов в отрасли управления, относящимся к системам диспетчерского управления и сбора данных. Программное приложение широко используется в управлении технологическими процессами и состоит из центральной системы управления, а также сетевых интерфейсов контроллера, оборудования ввода-вывода и связи.

Основной целью систем SCADA является мониторинг и управление оборудованием в промышленных процессах, включая производство, разработку, производство и изготовление. Кроме того, эти системы также используются в инфраструктурных процессах, таких как нефть и газ, распределение электроэнергии и управление водными ресурсами.

Архитектура

Система SCADA, как правило, построена на централизованной топологии, осуществляющей мониторинг и управление всей географической областью. Это программный пакет, который находится поверх аппаратного уровня, собирает данные о процессе и отправляет их. Действия по управлению выполняются через удаленные терминалы (RTU), обычно ПЛК и связанные с ними контроллеры. Например, на тепловой электростанции температура измеряется с помощью набора датчиков, а соответствующее управляющее действие (клапан) осуществляется с помощью аналоговых выходов ПЛК.

Системы SCADA позволяют операторам изменять заданные значения, изменять условия сигнализации и создавать необходимые журналы для последующего анализа. Системы обычно обмениваются данными через сеть беспроводных и проводных технологий и могут работать по проприетарным протоколам.

Оборудование

Как правило, системы SCADA можно разделить на две части:

• Клиентский уровень
• Уровень службы данных

Клиентский уровень занимается взаимодействием человека и машины, тогда как уровень службы данных обрабатывает действия по обработке данных. Служба данных взаимодействует с полевыми устройствами, такими как RTU, датчики и т. д., по сетям WAN или LAN. RTU преобразуют сигналы датчиков в цифровой формат перед их отправкой мастеру, после чего соответствующие управляющие сигналы генерируются на реле.

Программное обеспечение

Серверы, используемые в системе SCADA, в основном предназначены для многозадачности и работы с базами данных в реальном времени. Они отвечают за сбор и передачу данных, предоставление тенденций и диагностической информации об операции. В зависимости от их функций также могут быть варианты настройки схем профилактического обслуживания, логистической информации и т. д. Возможности программного обеспечения зависят от поставщика или группы разработчиков.

Рабочая процедура системы SCADA

Основные функции систем SCADA можно разделить следующим образом. Эти функции выполняются с помощью комбинации датчиков, удаленных терминалов, контроллеров и сетей связи.

• Сбор данных:

Реальные системы состоят из тысяч узлов, что делает управление ими сложной задачей. Крайне важно иметь точную информацию о состоянии конкретных датчиков. Точность систем управления зависит от качества сбора данных.

• Передача данных

Системы SCADA могут использовать проводные или беспроводные технологии связи между устройствами и пользователями. Системы реального времени имеют датчики и устройства, разбросанные по обширной географической территории, что делает беспроводные сети нормой. Кроме того, для систем SCADA, которые управляют несколькими удаленными областями, также может использоваться интернет-связь. Как правило, в системах SCADA используются специальные протоколы, а связь осуществляется через виртуальные частные сети для предотвращения вторжений.

• Представление информации/данных

SCADA использует HMI или человеко-машинный интерфейс для предоставления пользователю информации, собранной с различных сетевых устройств. Информация отображается в понятной и действенной форме, поскольку могут быть случаи, когда может потребоваться быстрое действие пользователя. В интерфейсе обычно используются графические изображения реальных объектов, таких как насос или резервуар, чтобы сделать процессы понятными.

• Мониторинг/контроль

Системы SCADA используют разные переключатели для управления несколькими устройствами и отображения их состояния в зоне управления. С помощью этих переключателей процессы можно включать/выключать или изменять на основе аналогового значения. Большинство процессов автоматизированы в соответствии с заданными пользователем параметрами, в то время как другие важные задачи могут потребовать дополнительного вмешательства человека.

Одним из самых больших преимуществ систем SCADA является их масштабируемость. Расширение систем SCADA просто и не требует экстраординарных усилий. Более того, эти системы разрабатывались десятилетиями и поэтому достигли уровня зрелости, что делает их пригодными для использования в критически важных приложениях.

Искусство перекрестных ссылок Чистое и общее измерение