curs3-scada

8/3/2019 curs3-scada

1/20

Achizitia si prelucrarea datelor

in procese industriale

Curs 3


2/20

Achizitia si prelucrarea datelor in

procesele industriale Introducerea electronicii n controlulechipamentelor electrice a nsemnat o schimbareimportant a acestui domeniu de activitate care a

avut drept finalitate o nou abordare a metodelor deacionare i automatizare electric a echipamentelorde toate categoriile.

Practic, la ora actual aproape nu mai exista pe piataechipamente electrice care snu fie dotate cu unmicro-cip specializat, de cele mai multe ori

programabil, destinat s ndeplineasc anumite

funcii specifice.


3/20

Sisteme de control industrial ICS

Sistem de control al proceselorindustriale a evoluat n ultimiitrei- patru decenii. Sisteme ICS (Industrial Control Systems), ngeneral, se refer la funcionarea sistemelor distribuite de controlcare exist nprocesul de productie industriale (de exemplu, petrol

i gaze, rafinare, chimie, farmaceutica, uneleproduse alimentare ia buturilor, ap i ap uzat, celuloz i hrtie, utilitati energetice,minerit,prelucrarea metalelor ).

Conceptul ICS a aprut dinnecesitatea de a aduna date deproductie i de control a sistemelor de pe un areal mare intimp

real, cu lime de band mare sitimpi de raspuns redusi ai reelelede date. Este comunpentru buclele de control pentru a extinde operatiile

pana la nivelul controlorilor de top ntr-unICS, iartotulfuncioneaz ntimp real.


4/20

ICS este strans legat de ideea de sisteme decontrol distribuite si sisteme de automate

programabile industriale. Posibilitile de aplicare a acestor mecanisme au

crescut datorit automatizrilor controlului

electronic, a dezvoltrii aa numitelor sistemeautomate de producie i a implementrii unorgeneraii de automate programabile din ce n cemai avansate n cadrul proceselortehnologice

industriale.

Sisteme de control industrial


5/20

Elementele de control suntnecesare ntoatetipurile de procese tehnologice industriale.

Ceea ce se urmrete este iniierea, controlul imonitorizarea operaiilor n orice zon sau pentruorice participant la proces. ntrecut acest lucru serealiza n mod clasic prinpanouri de automatizarecu contactoare i relee.

Sisteme de control industrial


6/20

PLC Trecerea la controller-ele logiceprogramabile a permis

aparitia unor avantaje insemnate, cum ar fi: Creterea flexibilitii;

Productivitii; Competitivitii; Cresterea niveluluiproducieipropriu-zise.

Dac se realizeaz un sistem integrat, completautomatizat, avantajele sunt enorme, att dinpunct devedere alproductivitii ct i dinpunct de vedere aleficienei.


7/20

Fluxul de informaie ntre toate componenteleprocesului automat de producie industrial este

esenial pentru funcionarea ntreguluiproces.

De asemenea procesul tehnologic de fabricaie

nu mai este structurat centralizatierarhic, cidevine distribuitpe elemente autonomeindependente.

Fluxuri de informatie


8/20

Mediul automatizrii siintegrriitotale a sistemelorindustriale nu s-a realizat brusc, ci a evoluatpas cu pasdatorit unor factori ajuttori. Intre acetiaputemaminti:- configurarea iprogramarea unitar a prilorcomponente ale unui sistem, tiut fiind faptul c la ora

actual majoritatea firmelorproductoare deechipamente au dezvoltat soluii complete, la cheie,folosindpropriileproduse ;- managementul comun al datelor,prinimplementareaunor reele de comunicaiiindustriale ;

- comunicaia comun ntre toiparticipanii la oautomatizare,prininserarea n cadrul automatizriipropriu-zise a unorprocesoare de comunicaie, care sapreia din sarcinile automatelor deproces


9/20

Coordonare i descentralizare n

cadrul unui proces industrial Coordonarea activitatilor unuiproces industrial trebuie sa se

bazezepe asa numita arhitectura de tipSCADA. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) este cel mai

moderninstrument utilizatpentru supraveghereaproceselorindustriale. Un soft special instalat n calculator,prinintermediulunor echipamente locale (automateprogramabile PLC), va aduceunproces tehnologic, orict de complex, pe ecranul calculatorului.

Progresele substaniale nregistrate n acest domeniu au facut casistemele SCADA s fie folosite n cele mai diverse domenii, de lametalurgie, chimie i energetic,pn la domeniul nuclear.

Generatiile SCADA: monolitic; distribuit; conectatin retea.


10/20

SCADA

Un sistem SCADA este alctuit din dou componentehardwareprincipale:

Server (unul sau mai multe). Acesta este conectat la elementele de cmp (proces)prin

intermediul automatelorprogramabile (PLC). Serveruleste responsabilpentru toate datele culese dinproces(realizeaza i baza de date, asigura comunicatia cu PLC-urile dinproces);

Client.Este legat n retea cu serverul, utilizeaz datele dinacesta i asigur comunicarea cu operatorul uman. Poatelipsi la sistemele mici (serverul ndeplineste n acest cazi functia de viewer).


11/20

Serverele sunt conectate la automateleprogramabile printr-o gam foarte larg dedrivere de comunicaie (sute de drivere careasigur legatura practic cu toate PLC-urile de la

firmele cunoscute). Un singur serverpoatecomunica simultan cu mai multe protocoale. Se

pot dezvolta i drivere de comunicaie noi.

Serverele iviewer-ele sunt legate n reea(Ethernet). Tehnologia Web adoptatpermiteacum vizualizarea itransmiterea unuiproces

prin mediul Internet.

SCADA


12/20

La nivel de proces industrial, acolo undeprezenta zgomotului face dificila transmisiadatelor, sistemul trebuie prevazut cuconectori spoeciali, din gama Ethernetindustrial, care sa asigure o transmisiefiabila, fara erori i o buna rejectie azgomotelor. Aceste semnale sunt apoi fiedigitizate itransmise intrarilor digitale alemicro-controllereler, fie trimise direct laintrarile analogice de curent itensiune alemicro-controllerelor.

SCADA INDUSTRIAL


13/20

Pornind de la o astfel de structur de aplicaie,apare ca imediatnecesitatea de a trece la ovizualizare dinamic a reelei, npriminstan

prin colorarea distinct a liniilor n funcie destarea n care se afl.

Pentru a putea introduce n mod eficient o astfelde funcionalitate, devine evident faptul c

ecranele HMItrebuie s fie completate cu unnivel de inteligen, astfel nct schemele sdevin mai mult dect un set de imagini scalare.

SCADA INDUSTRIAL


14/20

Arhitectura generala client-server

implementata pe un sistemS

CADA


15/20

Avantaje Avantajele acestui sistem sunt multiple: Controlul funcional deplin al procesului

monitorizat; Creterea sensibila a productivitii; Siguran, robustee, eforturi i cheltuieli

minime de exploatare; Suporttehnic continuu asigurat de ctre

furnizor.


16/20

Alctuirea generala a unui sistem

SCADA


17/20

Alctuirea generala a unui sistem

SCADA

Trebuie introdus o structur de date care sconintopologia retelei. Soluia natural este o

baz de date de proces, optimizatpentruaccesare intensiv, care conine codificareatopologiei retelei i a strii ei la orice moment.

Pentru optimizarea vitezei de acces, apelarea prinOPC s-a doveditpn acum, n urma testelorrealizate, soluia cea mai bun.


18/20

Topologii ale retelelor SCADA


19/20

Topologii ale retelelor SCADA Desigur, reelele electrice conin i unnumr

semnificativ de echipamente care nu conin dispozitivepentru telecomand inici comunicaie cu punctulcentral. Pentru aputea realiza corect colorarea dinamic

a reelei, starea acestor echipamente trebuie introdusmanual. Topologiile reelelorSCADA sunt realizate n mai

multe moduri de conectare, mergnd de la conexiune

punct cu punct, legturi seriale, n stea sau conexiunemultipl. Se poate remarca rolul important al suportuluihard-ware de comunicaii(modem-uri, swich-uriEthernet, routere, etc.) fr de care implementarea unuisistem tipSCADA nu ar fiposibil.


20/20

Dezavantaje Trecerea de la tehnologii brevetate la soluii standardizate si

deschise, mpreun cu creterea numrului de conexiuni ntresistemele SCADA i reelele de calculatoare de birou iprezentaInternet-uluiin conexiuni de tipSCADA au fcut aceste retele maivulnerabile la atacuri cibernetice. Principaleleprobleme care aparsunt:

lipsa de preocupare cu privire la securitatea i autentificarea nproiectarea, implementarea i exploatarea unor reele SCADAexistente;

convingerea c sistemele SCADA beneficiaz de securitateprinobscuritate,prin utilizarea unorprotocoale iinterfee specializate

deproprietate; convingerea c reelele SCADA sunt sigure, deoarece acestea sunt

efectiv garantate; convingerea c reelele SCADA sunt sigure, deoarece acestea sunt

deconectate de la Internet.

curs3-scada

Documents