Разработка систем диспетчерского контроля и сбора данных (или SCADA, supervisory control and data acquisition) – это важный момент при автоматизации работы предприятия.
Такая система включает в себя программные элементы, задачей которых является сбор данных о работе предприятия, а также их обработка и классификация. Полученная информация выводится на мониторы, где диспетчер имеет возможность быстро реагировать на различные ситуации, возникающие в процессе работы.
SCADA и АСУ ТП
Иногда может возникнуть путаница между понятиями SCADA и АСУ ТП. Стоит понимать, что это не одно и то же. АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими процессами, включающая в себя исполнительные механизмы, различные сенсоры, программируемые логические контроллеры, а также высший уровень с промышленными серверами, человеко-машинным интерфейсом и системы связи. Именно к последнему уровню и относится SCADA, то есть она является пусть весьма весомой, но частью АСУ ТП.
При правильном подходе Scada серьезно увеличивает производительность предприятия, позволяет определить, достигнуты ли поставленные цели при добыче ресурсов, выпуску продукции, соответствует ли готовый продукт стандартам качества.
В зависимости от задач, поставленных при разработке SCADA системы, она позволяет оператору быстро получить информацию о характере и местонахождении неисправности, если на каком-либо из участков есть проблема, или же самостоятельно выполняет основные задачи, если значения на производственной линии достигнут неких критических значений. Система в состоянии выполнить аварийное отключение, подать сигнал тревоги и т.д.
При этом важно понимать, что данная система не является полноценной заменой промышленным системам управления, в ее задачи никогда не закладывалось самостоятельное управление фабрикой или заводом.
Ее цель – сбор информации с сенсоров и программируемых логических контроллеров и дальнейшая ее передача на человеко-машинный интерфейс, чтобы в свою очередь диспетчер мог видеть реальную картину и принимать более продуманные решения.
Поэтому разработка SCADA систем должна рассматриваться как один из этапов в создании крупной сети управления предприятием.
Разработка SCADA систем: элементы сети
В основе функционирования такой системы лежит пять основных компонентов, обеспечивающих ее универсальность и широкое использование в различных отраслях. Часто они работают вместе с датчиками, что дает больше возможностей для автоматизации.
Первым элементом является программируемые логические контроллеры (сокращается как ПЛК). Это один из способов взаимодействия программы и физических компонентов АСУ ТП. Информация с датчиков поступает на ПЛК, который в свою очередь, передает их на высшие уровни. Такие устройства очень хорошо показывают себя в локальных системах или на каком-то небольшом участке более масштабной сети. В некоторых случаях можно отдавать команды исполнительным механизмам через SCADA, не программируя для этого каждый отдельный контроллер.
RTU (remote terminal units) можно перевести как удаленные терминальные устройства, но чаще встречается такое обозначение, как УСО – устройства связи с объектом. Это в целом похожий на ПЛК способ связи между SCADA и компонентами системы. Если контроллеры применяются в ограниченных масштабах, то УСО часто можно встретить на крупных заводах, распределенных по большой территории, например в нефтеперерабатывающей отрасли.
Серверное оборудование – это сердце системы, аккумулирующее данные и передающее их на человеко-машинный интерфейс. Данные также передаются и в обратном направлении, позволяя управлять различными частями предприятия удаленно. Каждое автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора может взаимодействовать с несколькими серверами.
Человеко-машинный интерфейс или HMI (human machine interface) – это графические интерфейсы, мониторы, графические панели, все, что позволяет осуществить связь человек-машина. В данном случае HMI находится на высшем уровне управления, с ним работает диспетчер. Его задача – представлять данные специалисту в удобной для восприятия форме.
Разработка SCADA систем немыслима также без развитой инфраструктуры связи.
Сложно понять ее устройство, рассматривая лишь отдельные элементы. Для правильной и эффективной работы необходима развитая архитектура системы, описывающая взаимодействие различных блоком друг с другом как единого комплекса управления.
В очень общих чертах описать такое взаимодействие можно следующим образом. Информация может собираться с измерительной сети сенсоров и преобразователей или же заноситься вручную. В ней отражаются изменения любых важных для производства параметров: давления, температуры на линии, напряжения и т.д.
Все полученные переменные сначала поступают на программируемые контроллеры или удаленные терминальные устройства, которые, в свою очередь, передают полученную информацию на серверное оборудование. Часто контроллер или RTU программируется на автоматическое выполнение определенных действий, если этого требует ситуация.
Промышленные сервера обрабатывают полученный сигнал и передают все сведения на графический интерфейс, где с ним уже работает диспетчер, готовый в случае необходимости предпринять меры по устранению неисправностей или сбоев.
Конечно, это весьма обобщенный взгляд. Практически разработка SCADA систем предусматривает весьма сложную архитектуру, охватывающую огромное число компонентов на разных участках производства и использование самых разнообразных протоколов связи.
Для программирования SCADA системы используется специальное программное обеспечение, рассчитанное на куда большую гибкость, чем распределенная система управления.
В качестве примера такого программного обеспечения можно привести программный пакет MasterSCADA.
Это более сложный процесс, дающий в итоге большую свободу действий диспетчеру, позволяя последнему принимать необходимые решения и менять параметры технологических процессов по мере необходимости.
Разработка SCADA систем и информационная безопасность
Ввиду особенностей SCADA систем к ним предъявляются особые требования в плане информационной безопасности. Потенциальная кибератака на что-то, столь тесно связанное с производством, может привести к серьезным последствиям.
Не вполне правильно считать, что SCADA размещена в изолированной сети и не может быть подвержена взлому. С одной стороны это, конечно, верно, т.к. при разработке используются физически изолированные компьютерные сети. Однако в современных реалиях для более эффективной работы используется корпоративная сеть компании, а многие функции автоматизации используют интернет-протоколы. Таким образом система диспетчерского контроля может быть опосредована связана с интернетом и неуязвимой она ни в коем случае не является.
Таким образом стоит рассматривать безопасность SCADA-системы как часть внутренней политики безопасности, что требует разработки необходимых мер на нескольких уровнях, а именно:
- Необходимо определить политику безопасности;
- Обеспечить безопасность сети SCADA системы и операционной среды;
- Обеспечить также безопасность используемых приложений;
- Разработать меры для предотвращения неавторизированного доступа;
- Регулировать также и физический доступ.
Области применения
Большое количество отраслей сегодня используют программы SCADA в своей ежедневной работе. К ним относится не только сфера производства, где необходим контроль качества своего продукта, строгое соблюдение технологии производства и мониторинг складских запасов.
Их также используют для управления движением на дорогах: регулирования светофоров, контроля загруженности участков дорог и передвижения общественного транспорта; для водоочистных сооружений и контроля сточных вод; на электростанциях, где необходимо постоянное наблюдение за электросетью и пр.
Заказать программирование SCADA системы
Заказать программирование SCADA системы можно, обратившись к нашим специалистам. Для этого Вы можете воспользоваться контактной формой или напрямую связаться с нами, позвонив по телефону 8 (812) 454-0-666.
Мы работаем по всем регионам России и стран СНГ, поэтому заказать разработку SCADA системы можно не только для предприятий в Москве или Петербурге, но и в Белоруссии, Казахстане, Узбекистане и т.д.
В нашем каталоге также представлен широкий ассортимент оборудования для автоматизации предприятий, также доступного для заказа в любом регионе РФ и стран СНГ.
