SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) — это программный пакет или программно-аппаратный комплекс, предназначенный для разработки и обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления.
Назначение и основные задачи
SCADA-системы предназначены для осуществления мониторинга и диспетчерского контроля большого числа удаленных объектов — от одного до нескольких тысяч, находящихся иногда на расстоянии в тысячи километров друг от друга. К таким объектам относятся нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, электрораспределительные подстанции, водозаборы, дизель-генераторные пункты и другое критичное оборудование.
Основные задачи SCADA-систем включают:
- Сбор информации о множестве удаленных объектов и отображение её в едином диспетчерском центре
- Обмен данными с устройствами связи с объектом (промышленными контроллерами, платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы
- Обработка информации в реальном времени
- Отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме
- Ведение базы данных реального времени с технологической информацией
- Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями
- Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса
- Долгосрочное архивирование полученных данных
- Обеспечение возможности дистанционного управления технологическими процессами
Структура SCADA-системы
Все современные SCADA-системы включают три основных структурных компонента:
Удаленный терминал (RTU — Remote Terminal Unit). RTU подключается непосредственно к контролируемому объекту и осуществляет управление в режиме реального времени. Таким терминалом может служить как примитивный датчик, так и специализированный многопроцессорный отказоустойчивый вычислительный комплекс. На этом уровне располагаются датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы.
Диспетчерский пункт управления (MTU — Master Terminal Unit). MTU осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме квазиреального времени. Он обеспечивает человеко-машинный интерфейс и может быть как одиночным компьютером, так и большой вычислительной системой или локальной сетью рабочих станций и серверов. На этом уровне расположены станции управления, представляющие собой автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчера/оператора.
Коммуникационная система (CS — Communication System). Коммуникационная система необходима для передачи данных с RTU на MTU и обратно. В качестве коммуникационной системы могут использоваться выделенные линии, радиосети, аналоговые телефонные линии, ISDN-сети, сотовые сети GSM (GPRS) и Ethernet.
Компоненты SCADA-системы
Любая SCADA-система включает следующие основные подсистемы:
Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счетчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
Человеко-машинный интерфейс (HMI) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса оператору, позволяя ему контролировать и управлять процессом. Включает программу-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе, и набор редакторов для их разработки.
База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
Применение в различных отраслях
SCADA-системы могут быть частью различных автоматизированных систем управления, включая:
- АСУ ТП (Автоматизированные системы управления технологическими процессами)
- АСКУЭ (Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии)
- Системы экологического мониторинга
- Системы автоматизации зданий
- Научные эксперименты
SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Они особенно важны в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях.
Примеры SCADA-систем
Среди наиболее распространенных коммерческих SCADA-систем:
- Siemens WinCC — используется для управления и мониторинга процессов в энергетике, нефтегазовой промышленности, химической промышленности
- Wonderware InTouch — используется для управления процессами в производстве, энергетике, транспорте
- GE iFIX — применяется в промышленности, энергетике, нефтегазовой промышленности
- Ignition — используется в производстве, энергетике, пищевой промышленности
- SCADA Infinity — российская система, насчитывающая более 20 000 инсталляций в России и СНГ на различных объектах
История развития
Термин SCADA изменял свое значение вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 1980-е годы SCADA-системы чаще понимались как программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 1990-х годов термин SCADA стал использоваться для обозначения прежде всего программной части интерфейса АСУ ТП.