ghid_scada

7/31/2019 Ghid_SCADA

1/9

Ghid practic de intelegere a solutiilor de tip SCADA

Citind acest ghid veti intelege repede si fara batai de cap:

Ce este SCADA si ce poate face pentru utilizator...

Aplicatii SCADA din viata reala...

Cum se pot monitoriza si controla procesele industriale - mai repede, mai ieftin, mai profitabil Cum trebuie sa alegeti solutia SCADA care se potriveste nevoilor Dumneavoastra


2/9

Cuprins

Capitolul I:

Ce este SCADA si la ce foloseste?

Unde aveti nevoie de o solutie SCADA

Ce plus-valoare aduce o aplicatie SCADA?

Monitorizarea si controlul in timp real cresc Eficienta si maximizeaza Profitul

Capitolul 2:

Cum functioneaza o solutie SCADA

Cel mai simplu exemplu de SCADA

Achizitia de date

Comunicarea datelor

Prezentare

Control

Capitolul 3:

Evaluarea unei solutii SCADA

Alegerea RTU-urilor

Ce este important la modulul master

Anexa:

Fisa de dicutii pentru vanzarea de solutii SCADA

Copyright 2009 BlueNote Communications SA

Toate drepturile rezervatePentru informatii suplimentare: [email protected]


3/9

SCADA este o solutie utilizata peste tot in lume pentru a controla diverse procese industriale - implementareaunei solutii SCADA conduce la cresterea eficientei, scaderea costurilor si cresterea profitabilitatii operationale

Capitolul 1. Ce este SCADA si la ce foloseste?

Scada nu este o tehnologie specifica, ci mai degraba un tip de aplicatie. Numele SCADA este o abreviere de laSupervisory Control And Data Acquisition - orice aplicatie care culege date despre un sistem in scopul de acontrola acel sistem este o aplicatie de tip SCADA.

O aplicatie de tip SCADA vizeaza doua elemente:

1. Procesul / sistemul / echipamentul ce se doreste a fi monitorizat si controlat (poate fi o centrala electrica,o retea de apa, un sistem de dirijare a traficului sau orice altceva).

2. O retea de echipamente inteligente care se interfateaza cu primul sistem prin intermediul senzorilor si almecanismelor de control. Aceasta retea, care este sistemul SCADA, ofera posibilitatea monitorizarii

avansate si a controlului primului sistem prezentat.

Un sistem SCADA poate fi construit folosind mai multe tipuri de tehnologii si protocoale. Acest material va vaajuta sa alegeti sistemul SCADA potrivit fiecarei grupe de nevoi specifice de monitorizare si control.

Unde se utilizeaza SCADA?

Puteti folosi sisteme SCADA pentru gestionarea eficienta a oricarui tip de echipament, dar, in general, acesteasunt utilizate pentru automatizarea unor procese industriale complexe, unde controlul manual nu este practic,sisteme distribuite pe arii geografice mari, cu multipli parametri de monitorizat si corectat, sau cu viteza mare demodificare a datelor de proces, unde controlul uman este greoi si ineficient.

Fabricarea, transportul si distributia de energie electrica: utilitatile din zona energiei electricefolosesc sisteme SCADA pentru detectia circulatiei curentului electric, citirea tensiunii de linie,monitorizarea si operarea intrerupatoarelor, punerea sau scoaterea de sub tensiune a unor sectiuni dinreteaua energetica.

Apa si canalizare: retelele nationale si regionale de apa utilizeaza SCADA pentru monitorizarea siregularizarea debitelor, a nivelurilor de apa din rezervoare, a presiunii din conducte si a altor parametri.

Controlul incintelor: sistemeleSCADA sunt extrem de utile in monitorizarea si regularizarea conditiilorde mediu intern (temperatura, umiditate in depozite, camere frigorifice, sere), controlul iluminatului, allifturilor si intrarilor in cladire, coordonarea dintre sistemul de supraveghere video si celelalte sisteme dincladire, etc.


4/9

Productie: gestionarea automatizarilor si robotilor industriali, monitorizarea proceselor si a controluluicalitatii, regularizarea fluxurilor de productie pentru dimensionarea optima a stocurilor.

Managementul traficului: automatizarea traficului feroviar, controlul semnalelor luminoase si almacazurilor; descongestionarea traficului rutier prin integrarea sistemelor de supraveghere video cutelecomandarea semafoarelor.

Aceste cateva exemple de procese care necesita implementarea de solutii SCADA sunt doar cateva situatiipentru a va face o imagine cat mai clara asupra utilitatii acestor aplicatii. Practic solutiile SCADA sunt utile inorice proiect de infrastructura si in orice industrie in care automatizarea aduce eficienta.

Iata cateva exemple concrete:

1. Clorinarea apei

Bazinele de captare a apei se intind pe o lungime de 20 Km, in camp. Trebuie prelevate probe privind calitateaapei si concentratia de clor de cateva ori pe zi, ulterior acesti parametri trebuind normalizati. Pana laimplementarea unei solutii SCADA, acest proces se facea manual, o persoana trebuind sa parcurga de catevaori pe zi acest traseu, sa masoare parametri si sa modifice doza de clor administrata.

Solutia SCADA implementata asigura:

culegerea datelor din fiecare punct monitorizat in timp real controlul dozajului de clor pentru fiecare punct obtinerea imediata a efectelor noii doze de clor optimizarea dozajului de clor de la distanta

Pentru client, aceste beneficii inseamna:

rapiditate in normalizarea parametrilor apei garantia calitatii apei mai putina bataie de cap cu deplasarea, vremea, starea masinii, etc.


5/9

2. Statia de tratare a apei

Tratarea apei se face intr-un bazin imens de beton, cu dispozitiv de separare si evacuare a malului decantat.Pentru a realiza decantarea, nivelul malului trebuie sa fie intre anumiti parametri indicati in procesul tehnologic.

Inainte de implementarea solutiei SCADA, monitorizarea nivelului malului se facea de catre un responsabil caremergea de la punctul de comanda la turnul de tratare, urca 10 metri pe o scara metalica verticala pana pe

pasarela de deasupra turnului, estima nivelul malului, se intorcea la punctul de comanda, si declansa evacuareaatunci cand considera ca nivelul a atins valoarea specifica. Pana la atingerea acestei valori repeta drumul poatesi de zeci de ori.

3. Telecomandare reclosere

Reteua electrica de inalta tensiune se intinde pe tot cuprinsul unui judet, avand, in general, un singur dispeceratde comanda. In momentul aparitiei unei avarii intr-un punct al retelei este necesara scoaterea de sub tensiune aliniei pentru reparatii.

Implementarea sistemului SCADA a condus la identificarea aproape instantanee a punctului avariat, izolarea siscoaterea de sub tensiune a unei portiuni minime de retea si comandarea intreruperii tensiunii de la punctul decomanda, fara a fi necesara deplasarea unui om care sa traga heblul. Asta a insemnat pentru consumatorireducerea timpului de remediere si a ariei geografice fara curent electric pana la remediere.


6/9

Cand avem nevoie de SCADA?

Atunci cand propunem unui client o solutie SCADA, trebuie sa stim cu ce il va ajuta. Solutiile SCADA se impun inmomentul in care avem un raspuns afirmativ la una dintre urmatoarele intrebari:

Are procese care necesita mentinerea unor conditii de mediu speciale in diferite incinte? Procesele sale necesita monitorizare in timp real a unor echipamente distribuite geografic?

Este important pentru el sa analizeze modul in care modificarea input-urilor influenteaza output-urile? Are nevoie sa controleze echipamente de la distanta? Are nevoie de informatii exacte, in timp real, despre procese cheie din activitatea sa?

Monitorizarea si controlul in timp real cresc Eficienta si maximizeaza Profitul

Daca ati inteles domeniile de aplicare ale solutiilor SCADA si beneficiile acestora, trebuie sa va ganditi si laavantajele pe termen lung pe care le ofera ca si instrument de analiza:

Acces la date importante de proces, atat in timp real cat si istoric, cu posibilitati de structurare siraportare flexibile

Analiza trend-urilor de proces

Descoperirea si corectarea punctelor de incetinire ale procesului Reducerea schemelor de personal si a costurilor implicate.

O solutie SCADA ofera un instrument de tunning al proceselelor si de crestere a eficientei. Se poate alegeorice punct considerat critic in proces pentru a fi monitorizat si controlat. SCADA fiind o aplicatie foarte flexibila,va creste odata cu procesul, nenecesitand o investitie initiala care sa acopere nevoi previzionate pe termenmediu si lung.

Eficienta solutiilor SCADA se vede mai ales in procesele complexe si in retelele cu distributie teritorialaimportanta, unde vederea procesului din interior si concentrarea multor puncte distribuite intr-un loc conduce la ocrestere importanta a eficientei si la economii de costuri considerabile.

Capitolul 2. Cum functioneaza o solutie SCADA?

O solutie SCADA indeplineste patru functii:

1. Achizitie de date2. Comunicarea datelor prin retea3. Prezentarea datelor4. Control

Aceste functii sunt sustinute de cele patru componente ale solutiei SCADA:

1. Senzorii (digitali sau analogici) si releele de comanda care se interfateaza direct cu procesul.

2. RTU-urile (Remote telemetry units). Aceste echipamente inteligente sunt instalate in teren pentru aprelua datele de la senzori pe de o parte, si a transmite comenzile la releele de comanda pe de altaparte.

3. Statia Mastersau serverul SCADA este o consola care serveste drept punct central al intregii aplicatii.Statia Master beneficiaza de o interfata grafica prin care utilizatorul are acces la toate datele de processi poate da comenzi pentru modificarea acestuia. De asemenea, exista corectii setate ca automate lamodificarea unor parametri, comenzi corective pe care statia Master le transmite automat, farainterventia operatorului.

4. Infrastructura de comunicatii conecteaza Statia Master cu RTU-urile din teren.


7/9

Cel mai simplu sistem SCADA din lume

Cel mai simplu exemplu de aplicatie SCADA este un singur circuit care monitorizeaza un singur punct siavertizeaza la aparitia unui singur eveniment. Daca luam exemplul unei fabrici care produce orice, sa zicemsuruburi. La incheierea procesului de productie al unui surub se actioneaza un comutator care aprinde un bec. Inacest fel operatorul va sti de fiecare data cand un surub este gata.

Evident, o aplicatie SCADA reala face mult mai mult decat in acest exemplu, dar principiul este acelasi. Unsistem SCADA adevarat doar monitorizeaza in acelasi timp mai multe evenimente si situate la distante mai mari.Sa vedem ce se adauga la exemplul initial pentru a-l transforma intr-un sistem SCADA complex:

Achizitia de date

In viata reala o solutie SCADA poate monitoriza sute sau chiar mii de senzori, unii senzori masurand intrari inproces (de exemplu debitul de apa care curge intr-un rezervor), iar altii iesirile din proces (de exemplu presiuneavalvelor la evacuarea apei din rezervor). Unii senzori, numiti senzori digitali, inregistreaza evenimente simple detipul on/off. Exista si senzori analogici care inregistreaza date mai complexe ce necesita masuratori (deexemplu: nivelul apei in rezervor, temperatura, etc.).

Pentru majoritatea factorilor analogici se defineste o zona de normalitate, definind plafonul maxim si pe celminim acceptabil. De exeplu, temperatura din camera serverelor trebuie mentinuta in intervalul 15 - 19 gradeCelsius). Exista si sisteme mai avansate care permit patru nivele de alarmare pentru evenimentele analogice:Mult sub cota minima, Putin sub cota minima, Putin peste cota maxima, Mult peste cota maxima.

Comunicarea datelor

In exemplul nostru despre fabrica de suruburi, rolul retelei de comunicatii este jucat de un fir care conecteazaintrerupatorul cu becul. In realitate insa este foarte important sa ai o retea de comunicatii bine dezvoltata caresa-ti permita transportarea datelor in si din punctul de comanda.

Primele sisteme SCADA comunicau prin radio, modem, sau linii seriale dedicate. Astazi tendinta este de a trimite

datele prin Ethernet sau IP. Din motive ce tin de securitatea datelor se recomanda ca datele din sistemeleSCADA sa fie tranzitate prin LAN / WAN, fara a le expune pe Internet.

Sistemele SCADA reale nu comunica prin simple impulsuri electrice, datele fiind impachetate in formatprotocol. Sistemele mai vechi erau dependente de protocoale proprietare inchise, insa in prezent trendul este dea le deschide, de a se orienta spre protocoale standard sau de mediere.

Senzorii si releele de control sunt echipamente electrice foarte simple care nu pot genera sau decodificaprotocoale de comunicatii. De aceea este nevoie de RTU, pentru a le interfata cu Statia Master. Rolul RTU estede a coda datele culese de la senzor in format protocol si de a le trimite in aceasta forma catre statia Master, siinvers, RTU primeste comenzi codate de la statia Master si trimite comenzile decodate prin semnale electricecatre releele de control aferente.

Prezentarea datelor

Singurul element de prezentare din modelul nostru cu fabrica de suruburi era becul care se aprindea atunci candera actionat intrerupatorul. Evident, la scara mare, acest gen de avertizare nu este practica; ar insemna sa avemun om angajat doar ca sa urmareasca si sa noteze aprinderea miilor de becuri din sistem.

Sistemele SCADA raporteaza prin intermediul unei interfete grafice situate pe serverul Master.


8/9

Statia Master indeplineste mai multe functii:

Monitorizeaza permanent toate punctele critice si alarmeaza operatorul la depasirea pragurilor de alertapre-stabilite

Prezinta o imagine de ansamblu a procesului monitorizat si detaliaza informatiile la comanda Proceseaza datele culese, pastreaza liste de log-uri si sumarizeaza serii cronologice de date

Control

Exemplul nostru cu fabrica de suruburi nu include elemente de control, deci va trebui sa-l dezvoltam putin. Sazicem ca operatorul dispune de un buton la apasarea caruia se activeaza un comutator la linia de fabricatie careaduce mai multa materie prima pe linie.

Daca am avea o solutie SCADA reala in exemplul nostru, aceasta ar putea regla automat fluxul de productie,calibrand viteza de productie in functie de viteze de intrare a materiei prime. Evident, toate aceste comenziautomate pot fi modificate manual de catre operator.

In realitatea prezenta SCADA regularizeaza automat tot felul de procese industriale. De exemplu, dacapresiunea dintr-o conducta de gaz creste prea mult, sistemul SCADA poate comanda automat deschiderea uneivalve de evacuare. Productia de energie electrica poate fi ajustata pentru a acoperi nevoile din retea. Si acestea

sunt niste exemple simple, sistemele SCADA putand fi configurate sa ajusteze sistemul gestionat in functie deparametri si evenimente multiple, evaluate izolat sau cumulativ.

Capitolul 3. Evaluarea unei solutii SCADA

Ati identificat o nevoie de aplicatie SCADA intr-un sistem? Trebuie sa stiti cum sa alegeti solutia cea maipotrivita.

Este greu pentru un ne-initiat sa evalueze o solutie atat de complexa cum este SCADA, insa fiind o investitieimportanta pe termen mediu si lung (10 - 15 ani), este important sa puteti lua o decizie documentata.Principalele probleme care pot sa apara daca achizitionati o aplicatie SCADA nepotrivita sunt:

Puteti cheltui o avere pe o aplicatie nepotrivita Dupa ce v-ati depasit cu mult bugetul, va puteti da seama ca aplicatia achizitionata tot nu va

indeplineste asteptarile Sau, la fel de neplacut, puteti realiza ca ati cumparat o aplicatie inflexibila, care va acopera pentru

moment nevoile insa nu poate creste odata cu procesele Dumneavoastra.

Sa trecem deci prin cateva aspecte pe care ar trebui sa le gasiti intr-un sistem SCADA potrivit.

Cum trebuie sa alegem un RTU?

RTU-urile trebuie sa comunice cu toate echipamentele din teren si sa reziste la conditii grele de mediu. Iatacateva caracteristici ale unui RTU bine ales:

Capacitate suficienta pentru a suporta echipamentele din teren, dar nu mai mare decat este necesar.In fiecare punct critic aveti nevoie de un RTU care sa poata face fata cresterii estimate a numarului desenzori si relee de control, insa nu are rost sa investiti in capacitati mai mari decat veti avea nevoie.

Constitutie robusta si rezistenta la temperaturi extreme si umiditate. Stiti cat de dur este mediul dinteren... Aveti nevoie ca aplicatia Dumneavoastra SCADA sa fie permanent functionala!

Surse de alimentare redundante.Aveti nevoie ca sistemul Dumneavoastra SCADA sa fie functional24/7. RTU-urile trebuie sa suporte baterii si, de preferat, doua alimentari.


9/9

Porturi de comunicatii redundante. La fel de importanta ca si continuitatea alimentarii estecontinuitatea comunicatiilor. Un port serial secundar sau un un modem incorporat vor mentine RTU-ulonline, chiar daca reteaua LAN pica. Mai mult decat atat, RTU-urile cu mai multe porturi de comunicatiisuporta foarte usor migrarile de LAN.

Memorie non - volatila (NVRAM). Optiunea NVRAM asigura salvarea datelor in cazul unei caderibruste de tensiune. De asemenea, up-date-urile software pentru RTU pot fi download - ate automat interen, fara a necesita deplasarea unui specialist.

Control inteligent. Unele RTU-uri sofisticate au incluse optiuni de automatizare pentru control local,

comandand practic diverse actiuni pre - programate la anumite nivele inregistrate de senzor, farainterventia statiei Master. Aceste optiuni nu sunt neaparat necesare intr-un sistem SCADA, insa, in unelecazuri pot fi utile.

Sincronizarea orei pentru a avea rapoarte exacte ale evenimentelor. Watchdog timerpentru a verifica permanent conectivitatea echipamentului (de exemplu pentru a ne

asigura ca RTU - ul reporneste dupa o pana de curent).

Cum alegem Statia Master?

Statia SCADA Master trebuie sa prezinte datele in maniere cat mai utile pentru operator si sa regularizezeinteligent procesul. Iata cateva dintre caracteristicile pe care o aplicatie SCADA trebuie sa le aiba:

Raspuns programabil flexibil. Cautati o aplicatie care ofera instrumente intuitive de programare aalertelor (raportarea de evenimente complexe care combina datele citite de senzori cu data si oracomunicarii) si comenzi de control (comenzi programate care se declanseaza la producerea unuieveniment).

Alertarea 24/7 prin email si SMS. Nu mai este demult cazul sa platiti pe cineva care sa monitorizeze24/7 interfata aplicatiei Dumneavoastra SCADA. Daca echipamentele necesita interventia umana,aplicatia SCADA poate trimite SMS sau e-mail catre persoanele autorizate sa intervina.

Afisarea de informatii detaliate. Orientati-va catre o solutie SCADA care are un modul de raportareflexibil si usor de inteles. Informatiile transmise trebuie sa fie complete si detaliate astfel incat sa vaputeti face repede o imagine cat mai clara asupra procesului monitorizat si a interventiilor necesare.

Filtrarea alertelor. O avalansa de alarme, multe dintre ele simple log-uri de sistem, actioneaza ca unmotor spam, si este de natura a abate atentia de la problemele reale. Asigurati-va ca aplicatia pe caredoriti sa o achizitionati are instrumente de filtrare a alarmelor.

Expandabilitate. O solutie SCADA este o investitie pe termen lung (10 - 15 ani), de aceea trebuie sa vaasigurati ca sistemul Dumneavoastra permite dezvoltarea ulterioara necesara.

Backup redundant. Cele mai bune aplicatii SCADA suporta statii Master de backup situate in diverselocatii, astfel incat daca statia principala sufera o avarie, a doua statie sa preia automat gestionareaprocesului.

Suport pentru protocoale si echipamente multiple Primele aplicatii SCADA erau proiectate salucreze cu protocoale proprietar, protocoale inchise. Solutiile de producator, inchise, nu suntrecomandate, pentru ca pe termen lung producatorul poate sa iasa de pe piata sau sa nu ofere suport lastandardele dorite. Cautati o aplicatie care sa ofere suport pentru cat mai multe protocoale sicompatibilitati cu cat mai multe echipamente. In acest fel va asigurati ca investitia Dumneavoastra esteprotejata pe termen lung si sistemul SCADA implementat este flexibil.

ghid_scada

Documents