Увод у надзорну контролу и прикупљање података (СЦАДА) за почетнике

СЦАДА помаже индустријским организацијама да одрже ефикасност, комуницирају са системским проблемима како би умањили застоје и обрађују податке за доношење паметнијих одлука.

Многа индустријска постројења, удаљена места и производни подови некада су се ослањали на особље да ручно надгледа и ручно контролише електричну опрему путем аналогних точкића и тастера.

Пошто су удаљене локације и индустријски подови почели да се смањују, била су им потребна боља решења за контролу своје електричне опреме са великих удаљености. Неке организације су почеле да користе тајмере и релеје како би понудиле бољи ниво надзорне контроле.

Иако тајмери ​​и релеји решавају велике проблеме, они пружају ограничену функционалност аутоматизације. Опет, тајмере и релеје је било тешко конфигурисати. Контролне табле и проналажење кварова заузимали су више простора. Због тога је почело да се јавља више проблема.

Технологија – ‘СЦАДА’ – је уведена за решавање оваквих проблема.

Пораст ПЛЦ-а и микропроцесора током почетка СЦАДА-е помаже организацијама да прате и контролишу аутоматизоване процесе више него раније.

У овом чланку ћу разговарати о СЦАДА-и, њеној употреби, карактеристикама, компонентама, типовима и још много тога.

Почнимо!

Шта је СЦАДА?

Надзорна контрола и аквизиција података (СЦАДА) је врста апликације која омогућава индустријама да контролишу своје индустријске процесе, као што је прикупљање података са удаљених локација у реалном времену ради контроле стања опреме. Нуди много алата потребних за примену одлука заснованих на подацима у реалном времену.

СЦАДА је решила многе индустријске процесе надгледања и контроле од 1970-их.

Касних 90-их и раних 2000-их, СЦАДА је усвојила промену тако што је преузела отворену системску архитектуру као и комуникационе протоколе, који нису специфични за произвођача. Ово је користило комуникационе технологије као што је Етхернет, што је омогућило системима да комуницирају са другим добављачима, подижући ограничења у старијим СЦАДА системима.

Модерни СЦАДА системи омогућавају индустријским подовима да приступе подацима у реалном времену са било ког места у свету. Овај приступ омогућава предузећима, појединцима и владама да донесу боље одлуке о томе како да унапреде своје процесе. Биће немогуће прикупити довољно података без СЦАДА софтвера.

Поред тога, савремени СЦАДА дизајнерски софтвер има могућности брзог развоја апликација (РАД). Ово омогућава корисницима да лако дизајнирају апликације чак и без знања о развоју софтвера.

Увођење савремених ИТ пракси и стандарда, као што су веб-базиране апликације и СКЛ у СЦАДА софтвер, побољшало је сигурност, поузданост, продуктивност и ефикасност СЦАДА система.

Велика предност коришћења СКЛ база података је у томе што олакшава процес интеграције у ЕРП и МЕС системе, омогућавајући да подаци неометано пролазе кроз целу организацију.

Дакле, СЦАДА је систем хардверских и софтверских елемената који индустријским организацијама омогућавају:

  • Контролишите индустријске процесе на удаљеним локацијама или локално
  • Пратите, прикупљајте и обрађујете податке у реалном времену
  • Директно комуницирајте са уређајима, као што су пумпе, вентили, сензори, мотори и још много тога, преко Хуман Мацхине Интерфаце (ХМИ софтвер)
  • Снимите све догађаје у датотеку евиденције
  Како направити и увести Битмоји аватар у Снапцхат

Основе његове архитектуре почињу са удаљеним терминалним јединицама (РТУ) и програмабилним логичким контролерима (ПЛЦ). Ова два су микрорачунари који комуницирају са широким спектром објеката, као што су сензори, крајњи уређаји, ХМИ и фабричке машине. РТУ и ПЛЦ-ови усмеравају податке од објеката до рачунара користећи СЦАДА софтвер.

Међутим, СЦАДА софтвер обрађује, приказује и дистрибуира податке, помажући запосленима и оператерима да анализирају информације и доносе важне одлуке.

На пример, СЦАДА систем се брзо обраћа оператеру у вези са серијом производа који показују грешке. Оператер паузира операцију, прегледа системске податке преко ХМИ-ја и утврђује узрок проблема. Оператер затим прегледа информације и открива да „Машина 4″ не ради.

На овај начин СЦАДА систем помаже оператеру да идентификује проблем, реши га на време и спречи даље губитке.

Компоненте СЦАДА система

СЦАДА системи имају различите компоненте које су распоређене на терену за прикупљање података у реалном времену. Ове компоненте омогућавају прикупљање података и унапређење индустријске аутоматизације.

Хајде да детаљно размотримо сваку компоненту.

#1. Сензори и актуатори

Сензор је уређај или систем који детектује улазне функције из индустријских процеса. Актуатор је уређај који контролише механизам индустријских процеса. Сензори функционишу као мерач или мерач који приказује статус машине.

Актуатор делује као точкић, контрола или прекидач који се може користити за контролу уређаја. Оба се надгледају и контролишу од стране СЦАДА теренских контролера.

#2. СЦАДА теренски контролери

Теренски контролери су директно повезани са актуаторима и сензорима. У овоме постоје две категорије:

  • Удаљене телеметријске јединице (РТУ) имају интерфејс са сензорима за прикупљање телеметријских података, а затим их прослеђују примарном систему за следећу акцију.
  • Програмабилни логички контролери (ПЛЦ) су повезани са актуаторима за одржавање и контролу индустријских процеса на основу тренутне телеметрије коју РТУ прикупљају.
  • #3. СЦАДА надзорни рачунари

    Надзорни рачунари контролишу све процесе који се односе на СЦАДА. Користе се за прикупљање података са теренских уређаја и за слање команди уређајима у циљу контроле индустријских процеса.

    #4. ХМИ софтвер

    Овај софтвер обезбеђује систем који потврђује и представља податке са СЦАДА теренских уређаја. Такође омогућава оператерима да разумеју и модификују статус процеса које контролише СЦАДА.

    #5. Комуникациона инфраструктура

    Комуникациона инфраструктура омогућава СЦАДА надзорним системима да комуницирају са теренским контролерима и теренским уређајима. Ово такође омогућава СЦАДА системима да прикупљају податке са теренских уређаја и контролишу ове уређаје.

    Карактеристике СЦАДА система

    СЦАДА системи укључују посебне карактеристике за специфичне апликације или индустрије, а већина система подржава следеће карактеристике:

    • Прикупљање података: То је основа СЦАДА система где сензори прикупљају податке и испоручују их теренским контролерима. Заузврат, теренски контролери уносе податке у СЦАДА рачунаре.
    • Даљинско управљање: Постиже се контролом теренских актуатора, која се заснива на подацима прикупљеним са сензора поља.
    • Мрежна комуникација података: Омогућава све СЦАДА функције. Подаци прикупљени од сензора се преносе до СЦАДА теренских контролера, који затим комуницирају са СЦАДА надзорним рачунарима. Команда даљинског управљања се преноси назад на актуаторе са надзорних рачунара.

    • Презентација података: Остварује се преко ХМИ-а који представљају тренутне и историјске податке потребне оператерима за покретање СЦАДА система.
    • Аларм: Упозорава оператере на значајне услове у СЦАДА систему. Може се лако конфигурисати да обавештава оператере када су процеси блокирани, неки системи отказују или када други аспекти захтевају заустављање, покретање или прилагођавање.
    • Подаци у реалном времену и историјски подаци: Оба су суштински делови СЦАДА система. Ово ће омогућити корисницима да прате учинак тренутног сценарија у односу на историјске трендове.
    • Извештавање: Ово укључује извештаје о перформансама процеса, статусу система и прилагођене извештаје за специфичне намене.
      Опоравите трајно избрисане фотографије користећи Рецоверит Пхото Рецовери

    Рад СЦАДА-е

    СЦАДА системи обављају неке функције, укључујући прикупљање података, комуникацију података, презентацију информација/података и праћење/контролу. Ове функције обављају компоненте СЦАДА, као што су сензори, РТУ, контролери, комуникациона мрежа итд.

    Сензори се користе за прикупљање битних података, а РТУ-ови се користе за слање ових података контролору да прикаже статус система. Према статусу, корисник даје команду другим компонентама да обављају своју функцију. Ову функцију обавља комуникациона мрежа.

    Овде ћемо разговарати о свакој функцији да бисмо разумели принцип рада СЦАДА система.

    Прибављање података

    СЦАДА систем у реалном времену састоји се од много сензора и компоненти за прикупљање информација и слање података на даљу обраду.

    На пример, неки од сензора мере проток воде из резервоара у резервоар за воду, а други сензори мере притисак док се вода испушта из резервоара. Овде сензори прикупљају различите врсте података да би разумели да ли сви процеси теку глатко.

    Дата Цоммуницатион

    СЦАДА системи користе жичану мрежу за прикупљање и пренос података између корисника и уређаја. СЦАДА апликације у реалном времену користе компоненте и сензоре који се контролишу даљински. Такође користи интернет комуникације. Пошто релеји и сензори нису у могућности да комуницирају, РТУ се користе за комуникацију мрежних интерфејса и сензора.

    Презентација података

    Нормалне мреже се састоје од индикатора који су видљиви у циљу контроле. У СЦАДА апликацијама у реалном времену постоји много аларма и сензора којима је немогуће управљати одједном. СЦАДА систем користи ХМИ да понуди све податке прикупљене од различитих сензора.

    Мониторинг и контрола

    СЦАДА систем користи различите прекидаче за управљање уређајима и приказује статус контролисане области. Било који део се може укључити/искључити са станице помоћу ових прекидача. СЦАДА апликација је имплементирана да ради без икакве људске интервенције аутоматски. Само у критичним ситуацијама то ће решити човек.

    Врсте СЦАДА

    СЦАДА системи су категорисани у четири типа, укључујући монолитне СЦАДА системе, дистрибуиране СЦАДА системе, умрежене СЦАДА системе и ИоТ СЦАДА системе.

    #1. Монолитни СЦАДА системи

    Рани или СЦАДА системи прве генерације познати су као монолитни СЦАДА системи. При томе се користе мини рачунари. Развој монолитних СЦАДА система може се обавити када заједничка мрежна услуга није доступна. Дизајн овог система је као независан систем, што значи да дизајн једног система не мора бити повезан са другим системом.

    Подаци се могу прикупити са РТУ-ова коришћењем резервног главног рачунара. Кључна функција система прве генерације је ограничена на процесе означавања и праћење сензора.

    #2. Дистрибуирани СЦАДА системи

    Дистрибуирани СЦАДА системи се такође називају системи друге генерације. Контролне функције су распоређене на различите системе повезивањем на ЛАН. Контролне операције се изводе обрадом команди и дељењем података у реалном времену.

    У овом систему, цена и величина сваке станице су смањени, али не постоје доследни мрежни протоколи.

    #3. Умрежени СЦАДА системи

    Умрежени СЦАДА системи познати су као системи треће генерације. Комуникациона мрежа постојећих СЦАДА система ради преко ВАН система преко телефона или дата линија.

    Пренос података између чворова се врши коришћењем оптичких или Етхернет веза. Ово користи ПЛЦ за подешавање, надгледање и контролу операција означавања када постоји потреба.

    #4. ИоТ СЦАДА системи

    ИоТ СЦАДА системи су познати као системи четврте генерације. Овде је инфраструктурни трошак система минимизиран имплементацијом ИоТ-а путем рачунарства у облаку. Интегрисање и одржавање ових система је лакше од осталих.

      Како правилно очистити свој лаптоп рачунар

    У систему у реалном времену, стање компоненти или уређаја може се лако извести путем рачунарства у облаку.

    Предности СЦАДА

    Предности СЦАДА система су следеће:

    • Скалабилност: Модерни СЦАДА системи су скалабилни из неколико разлога, као што су боља доступност подржаног софтвера и хардвера, коришћење рачунарства у облаку како би се задовољила потражња за радним оптерећењем итд.
    • Интероперабилност: Модерни СЦАДА системи се не ослањају на власнички софтвер и хардвер, што резултира нултим закључавањем добављача.
    • Комуникације: СЦАДА подржава модерне комуникационе протоколе који омогућавају већу доступност Сцада контролама и подацима.
    • Подршка: Модерни СЦАДА системи су добро подржани од стране произвођача. Употреба стандарда отвореног умрежавања, модерних платформи за развој софтвера и комерцијалног хардвера који се продаје у продаји чини и добављаче трећих страна приступачнијим.

    Ограничења СЦАДА

    Нека од ограничења СЦАДА система су следећа:

    • Долази са сложеним хардверским јединицама и зависним модулима.
    • За одржавање су му потребни програмери, вешти оператери и аналитичари.
    • Цена инсталације је висока.
    • Многи спекулишу да СЦАДА може помоћи у повећању стопе незапослености.

    Случајеви употребе СЦАДА

    СЦАДА се користи на многим индустријским подовима као помоћ у управљању и аутоматизацији индустријских процеса и намена пошто су ови процеси постали сложени и гломазни за људску контролу и праћење.

    СЦАДА је корисна за процесе који се могу контролисати и надгледати на даљину, посебно у случају када је сасвим могуће минимизирати отпад и повећати ефикасност.

    Уобичајени индустријски примери СЦАДА аутоматизације су следећи:

    • Операције прераде нафте и гаса
    • Производња и дистрибуција електричне енергије
    • Хемијска производња
    • Телекомуникациона инфраструктура
    • Израда и сродни процеси
    • Транспортна и поморска инфраструктура
    • Комуналне инфраструктуре, као што је контрола воде и отпада
    • Прерада хране и пића

    Уз помоћ СЦАДА технологије, ови процеси се могу пажљиво пратити и правилно контролисати како би се побољшале перформансе током времена. Ефикасни системи резултирају значајним уштедама новца и времена.

    Савремени свет користи неку врсту СЦАДА система. Неки примери могу бити – одржавање система за хлађење, осигурање безбедности производње у рафинерији, добијање стандарда квалитета у постројењу за пречишћавање отпадних вода, праћење потрошње енергије у вашем дому и још много тога.

    Како имплементирати СЦАДА решење

    Морате узети у обзир ове важне кораке док имплементирате СЦАДА систем:

    • Јасно дефинишите шта желите да надгледате и разумејте то
    • Одредите коју врсту података желите да прикупите и како
    • Додајте мрежне пролазе да бисте се придружили недавним тачкама прикупљања података
    • Креирајте тачке за прикупљање података ако је потребно
    • Централизујте податке на локацију за надгледање коју желите
    • Подаци мапе у СЦАДА апликацији по вашем избору
    • Додајте визуализације контрола и процеса података
    • Дефинишите правила и аутоматизацију

    Када завршите са свиме, СЦАДА софтвер ће се побринути за остало. Помаже вам да ступите у интеракцију са објектом, упозоравате на проблеме, информишете о предиктивном одржавању и нудите контролу над опремом.

    Закључак

    СЦАДА нуди ефикасан начин за контролу и управљање индустријским процесима и подацима и откривање системских проблема и њихово комуницирање ради брзог решавања. Дакле, уместо да све радите ручно или губите време и новац, можете аутоматизовати ове процесе користећи СЦАДА систем.

    СЦАДА се имплементира са специфичним циљевима. Дакле, када то желите да имплементирате у својој компанији, одредите своје потребе и аутоматизујте процесе у складу са тим.