SCADA je součástí vlny Průmyslu 4.0 – ale je to jen humbuk, nebo má ve vašem podnikání své místo?
Je to otázka, kterou stojí za to si položit a zodpovědět, zvláště pokud si nyní chcete zůstat konkurenceschopní. Máte možnosti a musíte vědět, jaké jsou.
Aplikace SCADA podporuje podnikání prostřednictvím vzdáleného monitorování. Často se používá k ovládání kritických funkcí a shromažďování a příchozích dat, aby vaše operace fungovaly hladce.
SCADA se stala klíčem k chytřejšímu a nákladově efektivnějšímu řízení energetického systému. Zde je vše, co potřebujete vědět, abyste se ujistili, že je to pro vás to pravé.
Co je SCADA?
SCADA je zkratka pro Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA označuje automatizovaný řídicí systém preferovaný ve velkých průmyslových odvětvích, jako je ropa a plyn, voda, energetika, farmacie a další průmyslový průmysl, výroba, stavebnictví a strojírenství.
SCADA však může být obtížné určit, protože se nejedná o specifickou technologii – je to proces. Představte si to jako aplikační program, který přijímá provozní data o řadě systémů. Aplikace pak využívá příchozí data k řízení a optimalizaci provozu systému proaktivním nebo dokonce prediktivním způsobem.
Začínáte s centralizovaným systémem, který monitoruje a řídí místa, od jednoho závodu až po komplexní řadu závodů rozmístěných po celé zemi.
SCADA funguje tak, že zpracovává vstupní signály z přepínačů a zařízení. Vzdálení uživatelé mohou číst příchozí data, aniž by byli přítomni, a poté ovládat zařízení.
Aplikace se také spoléhá na distribuovanou databázi značek nebo bodů v rámci závodu. Tyto body jsou informacemi o jednotlivých vstupních nebo výstupních hodnotách, které sdělují systému SCADA, co se děje s monitorovaným a řízeným zařízením.
SCADA také zachycuje a ukládá metadata, jako jsou programovatelné logické řadiče (PLC), cesty registrů a statistiky alarmů. Architektura společně podporuje:
- Ovládejte průmyslové procesy z místních nebo vzdálených míst.
- Sledování, sběr a zpracování dat v reálném čase.
- Prostřednictvím softwaru HMI komunikujte přímo se zařízeními, jako jsou senzory, ventily, čerpadla a motory.
- Záznam událostí do log souborů.
Když si prohlížíte SCADA model graficky, je snadné vidět, že se jedná o zpětnovazební smyčku s paralelními analytickými větvemi. Například pomocí teplotních senzorů a RTU server SCADA přijímá informace o informacích pro další analýzu a rozhodování.
Mezi běžné součásti SCADA systému patří:
- Vzdálená koncová jednotka (RTU):Polní zařízení, jako je PLC, které přenáší data ze senzorů/polních zařízení pomocí průmyslových datových komunikačních protokolů. RTU jsou výkonnější než PLC, protože se jedná o inteligentní řídicí jednotky, které se používají k zajištění kontroly nad jinými zařízeními, která pak automatizují průmyslové procesy.
- Rádio/modem:Prostřednictvím bezdrátového přenosu rádia a modemy odesílají a přijímají data v reálném čase účinným a spolehlivým způsobem.
- Senzory/převodníky:Senzory přijímají signály z fyzických systémů a poté je komunikují prostřednictvím telemetrických a řídicích systémů. Tyto senzory pomáhají technikovi/provozovateli SCADA systému měřit a sbírat data na dálku.
- Opakovače:Stejně jako satelity i opakovače přijímají a přenášejí signály na velké vzdálenosti, a to i v přítomnosti fyzických překážek.
- SCADA Master:Hlavní je přístrojová deska, centrální řídicí stanice pro všechny ostatní operace. Může to být jeden počítač nebo více serverů, softwarových aplikací, RTU a PLC pro složitější operace.
- Monitorovací software:Monitorovací software je zodpovědný za instruktáž systému a vytvoření základní linie datových instrukcí. Tyto pokyny určují, jak systém spolupracuje s veškerým hardwarem, jaké hodnoty se očekávají a jaké metriky výkonu jsou vyžadovány.
- Rozhraní člověk-stroj (HMI):Jakmile hostitel SCADA naskenuje data, software HMI detekuje stav alarmu a řekne operátorovi, co má hledat.
SCADA není jen otázkou pohodlí. Může jít také o bezpečnostní problém.
Průmyslová odvětví, jako je ropa a plyn, elektrárny a vodní elektrárny, zařízení na úpravu vody a odpadních vod a stanice pro monitorování životního prostředí, spoléhají na komunikaci SCADA a sběr dat, protože tyto zdroje jsou tak vzdálené.
I když k nim lze přistupovat, je někdy pro operátory zařízení bezpečnější zůstat vzhůru – zvláště pokud systém vzdáleného monitorování může provádět pravidelné měření a sběr.
Ropné vrty, vodní vrty a elektrárny jsou jen několik příkladů aktiv, která se spoléhají na architektury SCADA, které se spoléhají na staromódní telemetrické operace.
Telemetrické sledování
SCADA aplikace by nebyly ničím bez telemetrického monitorování.
Telemetrie je kritickou součástí získávání, příjmu, monitorování a analýzy příchozích dat o stavu zařízení v reálném čase.
Dobrým příkladem telemetrického monitorovacího systému jsou meteorologické systémy, které měří, monitorují a předpovídají počasí. Telemetrické monitorování se provádí na dálku a vyžaduje sadu přístrojů pro sběr dat připojených (i bezdrátově) k sadě IT systémů.
Komunikace mezi těmito dvěma rozhraními probíhá prostřednictvím technologií, jako je rádio, ultrazvuk, infračervené rozhraní, telefonní nebo počítačové sítě.
Ve SCADA se používají čtyři typy telemetrických jednotek:
- Kabelové:Fyzicky umístěné v rámci závodu a zahrnuje Ethernet, vytáčené telefonní linky a pronajaté linky do vzdálených míst.
- Bezdrátový:Zahrnuje vnitropodnikové bezdrátové sítě, jako je Wi-Fi, mobilní, satelitní a point-to-point rádiové sítě s opakovači.
- Hlasování:hlášení zde je založeno na výjimkách.
- Hybridní:Kombinace jedné nebo více předchozích jednotek.
Telemetrie je s příchodem velkých dat stále užitečnější. Poskytuje přenosový systém bohatý na data, který lze rozšířit o komplexní a detailní inteligenci prostřednictvím agregace v centralizovaném systému.
Moderní SCADA systémy
Moderní systémy SCADA stále více spoléhají na cloudové aplikace SCADA, aby přetvořily architekturu SCADA.
Koncepty v modelu jsou stejné, ale fyzická zařízení jsou často digitalizovaná a automatizovaná, díky čemuž jsou operace intuitivnější, flexibilnější a škálovatelnější.
Dnešní moderní SCADA systémy přinášejí do flexibility a funkčnosti IT ta nejlepší řídicí zařízení. Moderní SCADA systémy jsou o operacích v reálném čase: přístup, transparentnost, kontrola a rozhodování.
Sedm zlatých pravidel pro úspěch SCADA
Skutečná účinnost SCADA spočívá v její roli v širších cílech organizace.
SCADA zaujímá velmi strategickou pozici ve středu automatizační pyramidy:
Prostřednictvím svých operací SCADA řídí a monitoruje příchozí data a operace, jak bylo zamýšleno.
Také reaguje a odesílá důležité informace do softwaru MES a ERP. Úspěšná implementace SCADA vám umožňuje přeměnit provozní data na použitelné obchodní informace a plánování.
1) Systémové problémy
Váš výběr systému by měl být v souladu s požadavky vašeho sektoru a odvětví, stejně jako dodavatele se silnou pověstí škálovatelných řešení.
2) Správná integrace vaší sítě
Je při migraci z jednoho systému na druhý nevyhnutelný výpadek? Vážné výpadky mohou znamenat ztrátu dat, narušenou integritu dat nebo možný nepřesný přenos dat. Plánujte na tyto nepředvídané události, protože jakákoli ztráta by mohla být katastrofální.
3) Připravte se na nebezpečí pro životní prostředí
RTU poskytují operátorům bezpečnější přístup k relevantním informacím. Ale i RTU mohou být poškozeny, když jsou vystaveny drsnému prostředí. Vyberte si zařízení, které odpovídá místnímu klimatu a pravidelnému (nebo dokonce prediktivnímu) plánu údržby.
4) Plánujte výměnu zastaralých jednotek
Jednotka plánovaného zastarávání znamená, že můžete plánovat výměnu. Nezapomeňte si také vybrat komponenty SCADA navržené pro budoucí rozšíření a maximalizaci flexibility zařízení.
5) Drž se dál od bezpečnostních hrozeb
Provoz softwaru je stejně důležitý jako jeho implementace.
68 % IT profesionálů uvádí, že útoky typu denial-of-service (známé jako DDOS) jsou nejběžnějším způsobem, jak narušit a zneužít SCADA systémy.
Jakkoli je SCADA výkonný, je stále zranitelný vůči útoku.
Část zranitelnosti pochází ze způsobu, jakým průmyslový internet věcí (IIOT) mění oblast přístrojového vybavení a řízení.
Kybernetická bezpečnost pro SCADA musí být stejně proaktivní a prediktivní jako monitorování a údržba jejich zařízení.
6) Pravidelné hodnocení zranitelnosti
Zvažte hodnocení hrozeb a zranitelnosti, jako je běžná a preventivní údržba zařízení. Nestačí hlásit útoky – k ochraně sítě vašeho SCADA systému potřebujete specifický preventivní program.
Ohroženy jsou i uzavřené systémy bez externích komunikačních rozhraní.
Je to životně důležité, nevyhnutelné a nezbytné. Spusťte všechny možné scénáře a typy útoků pomocí interních nebo externích odborníků a také zkušených techniků, kteří vědí, jak reagovat na externí útoky.
7) Nastolte rovnováhu
Strategická pozice SCADA mezi operační technologií a pokročilými plánovacími iniciativami z něj dělá silný nástroj pro business intelligence.
Ale pouze v případě, že dosáhnete rovnováhy mezi bezpečností a integrací. Zajistěte, aby různé systémy v rozsáhlé síti byly interoperabilní, a zároveň se ujistěte, že není dostatečně otevřená, aby riskovala infiltraci podvodnými zařízeními.
Závěr
Industrial MAX ví, že SCADA software je kritický. Jako certifikovaný integrátor instrumentace a řízení jsme viděli, jak je SCADA připravena posunout svou roli cenného zpravodajského centra na další úroveň.
Spíše než IIOT vyřazuje systémy SCADA z provozu, ale vidíme, jak priority, jako je flexibilita a rozhodování založené na datech, přetvářejí schopnosti moderních systémů SCADA.
Vzhledem k tomu, že integrace je rodinná záležitost, SCADA systémy nikam nevedou.
Místo toho uvidíme, jak jsou znaky IIOT, jako je cloud computing, mobilita a analytika, umělá inteligence, strojové učení a další, indikátory úspěšného výběru a nasazení softwaru HIM/SCADA.