SCADA

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) je sistem koji služi za automatizaciju opštih procesa, odnosno koji se koristi za prikupljanje podataka sa senzora i instrumenata lociranih na udaljenim stanicama i za prenos i prikazivanje tih podataka u centralnoj stanici u svrhu nadzora ili upravljanja. Prikupljeni podaci se obično posmatraju na jednom ili više SCADA računara u centralnoj (glavnoj) stanici. SCADA sistem u realnosti može da prati i upravlja i do stotinama hiljada ulazno-izlaznih vrednosti. Uobičajeni analogni signali koje SCADA sistem nadzire (ili upravlja) su nivoi, temperature, pritisci, brzine protoka i brzine motora. Tipični digitalni signali za nadzor (upravljanje) su prekidači nivoa, prekidači pritiska, status generatora, releji i motori.

Kao što joj i samo ime kaže, ona nema potpunu kontrolu nad sistemom, već je više fokusirana ka nivou nadgledanja i nadziranja. Kao takva, ona je softverski paket koji je pozicioniran na samom vrhu hardvera na koji se odnosi, uglavnom preko PLC-a ili drugog komercijalnog hardverskog modula. SCADA sistemi se koriste ne samo u većini industrijskih procesa kao što su pravljenje čelika, proizvodnja i distribucija struje (konvencionalne i nuklearne), praćenje i kontrola hemijskih i transportnih procesa, gradskih vodovodnih sistema već takone sve više i svakodnevnom životu. SCADA sistemi su postigli suštinski napredak tokom proteklih godina u smislu funkcionalnosti i performansi.

Termin SCADA se obično odnosi na centralni sistem koji nadgleda i kontroliše čitavu fabriku ili sistem koji je raspregnut na velike daljine (kilometri). Najveći deo kontrole jedne stanice se ustvari vrši automatski od strane PLC-a. Glavne kontrolne funkcije su skoro uvek zabranjene kontroleru u stanici. Na primer, PLC može da kontroliše protok vode za hlanenje kroz deo industrijskog procesa, ali SCADA sistem može da dozvoli operateru da promeni zadatu vrednost protoka i može da snima i prikazuje bilo koja alarmna stanja, kao što su gubitak pritiskaili visoka temperatura.

Prikupljanje podataka počinje na nivou PLC-a i uključuje očitavanje veličina i statusa. Zatim se podaci koji su potrebni šalju na SCADA sistem, gde se prevode i formatiraju na takav način da operater u kontrolnoj sobi uz pomoć interfejsa može, na osnovu njih, doneti odgovarajuće odluke koje mogu biti potrebne da bi se podesile ili prepisale normalne PLC-ove kontrole. Podaci se takone mogu čuvati u istorijatu, koji je često podržan bazom podataka, radi prikaza trendova i drugih analitičkih radnji.

SCADA sistem tipično implementira distribuiranu bazu podataka, koja se često zove i baza tagova, koja se sastoji od elemenata zvanih tačke ili tagovi. Tag predstavlja jednu ulaznu ili izlaznu vrednost koja se prati ili kojom se upravlja od strane sistema. Tagovi mogu biti “hard” (tvrdi) ili “soft” (meki). Tvrdi tag predstavlja stvarnu vrednost ulaznog ili izlaznog signala, dok je meki tag rezultat logičkih i matematičkih operacija primenjenih na tvrdi tag. Većina interpretacija konceptualno uklanja ove granice nazivajući tvrde tagove najprostijim slučajem mekog taga. Vrednosti tagova se obično čuvaju kao kombinacija vrednost-vreme; vrednost i vremenski trenutak kada je ta vrednost snimljena ili izračunata. Serija vrednost-vreme kombinacija je istorijat tog taga. SCADA računar je obično industrijski PC na kome se izvršava sofisticirani SCADA HMI softver. HMI (Human-Machine Interface – Sprega izmenu čoveka i računara) je aparat koji procesne podatke predstavlja operateru i kroz koji operater kontroliše proces. Osnovni interfejs operatera je skup grafičkih ekrana koji prikazuju reprezentaciju opreme koja se posmatra.

Tipičan HMI se sastoji od ugneždenog derivacijskog stabla mnoštva takvih ekrana. HMI industrija je u osnovi ronena iz potrebe za standardizacijom načina praćenja i kontrolisanja udaljenih kontrolera sa više pozicija, PLC-ova i drugih kontrolnih urenaja. Dok PLC-ovi omogućavaju automatsko, pre-programsko vonenje procesa, oni su obično raštrkani po celoj fabrici, čime je ručno prikupljanje podataka sa njih otežano. Istorijski, PLC-ovi nemaju standardizovan način prikazivanja informacija operateru. Dok SCADA sistem prikuplja informacije sa PLC-ova i drugih kontrolera preko neke vrste mreže, zatim kombinuje i formatira te informacije. HMI može takone biti povezan sa bazom podataka, da bi obezbedio prikazivanje trendova, dijagnostičkih podataka i menadžerskih informacija.

Tri komponente SCADA sistema su:

• · višestruke udaljene terminalne jedinice PLC-ovi),
• · glavna stanica (Master Station) i HMI kompjuter(i),
• · komunikacijska infrastruktura.

Termin “glavna stanica” se odnosi na servere i na softver za komunikaciju sa opremom, a onda i

na HMI softver koji se izvršava na jednom ili više računara u kontrolnoj sobi, ili negde drugde.

U manjim SCADA sistemima, glavna stanica može biti samo jedan PC računar, dok u većim SCADA sistemima, glavna stanica se može sastojati od više servera i distribuiranih softverskih aplikacija SCADA sistem obično prezentuje informacije operateru u obliku mimičkih dijagrama. To znači da operater može da vidi šematsko predstavljanje fabrike koju kontroliše. Na primer, slika pumpe koja je povezana sa cevi može operateru pokazati da pumpa radi i koliko tečnosti pumpa kroz cev u tom trenutku. Operater tada može da isključi pumpu. HMI softver će prikazati smanjivanje brzine protoka tečnosti u cevi u realnom vremenu. Mimički dijagrami se mogu sastojati od linijske grafike i šematskih simbola koji predstavljaju procesne elemente, ili se mogu sastojati od digitalnih fotografija procesne opreme prekrivenim animiranim simbolima. Vreme potrebno da se stigne do udaljenih stanica, da se prikupe podaci ili da se izdaju naredbe, da se preispitaju ručno uneti podaci, ispišu izveštaji ili izvrše bilo koje od funkcija koje pruža SCADA sistem, je u činjenici veoma znatno. Koristi od uštede vremena su daleko veće od skraćenja ljudskih radnih sati – brze reakcije na alarme, blagovremene akcije i naredbe imaju i visoku novčanu vrednost. Primarna svrha SCADA sistema je da unapred daju upozorenje na problem koji može nastati.