SCADA je súčasťou vlny Industry 4.0 – je to však len humbuk alebo má vo vašom podnikaní miesto?
Je to otázka, ktorá stojí za položenie a odpoveď, najmä ak chcete zostať konkurencieschopní už teraz. Máte možnosti a musíte vedieť, aké sú.
Aplikácia SCADA podporuje podnikanie prostredníctvom vzdialeného monitorovania. Často sa používa na ovládanie kritických funkcií a zhromažďovanie a prichádzajúcich údajov, ktoré pomáhajú udržiavať hladký chod vašich operácií.
SCADA sa stala kľúčom k inteligentnejšiemu a nákladovo efektívnejšiemu riadeniu energetického systému. Tu je všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste sa uistili, že je to pre vás to pravé.
Čo je SCADA?
SCADA je skratka pre dozorné riadenie a získavanie údajov. SCADA označuje automatizovaný riadiaci systém obľúbený vo veľkých priemyselných odvetviach, ako je ropa a plyn, voda, energetika, farmaceutický priemysel a ďalšie rozsiahle priemyselné, výrobné, stavebné a strojárske odvetvia.
Ale SCADA môže byť ťažké určiť, pretože to nie je špecifická technológia - je to proces. Predstavte si to ako aplikačný program, ktorý prijíma prevádzkové údaje o množstve systémov. Aplikácia potom využíva prichádzajúce dáta na riadenie a optimalizáciu prevádzky systému proaktívnym alebo dokonca prediktívnym spôsobom.
Začínate s centralizovaným systémom, ktorý monitoruje a riadi lokality, od jedného závodu až po komplexný rad závodov rozmiestnených po celej krajine.
SCADA funguje tak, že spracováva vstupné signály zo spínačov a zariadení. Vzdialení používatelia môžu čítať prichádzajúce údaje bez prítomnosti a potom ovládať zariadenie.
Aplikácia sa tiež spolieha na distribuovanú databázu značiek alebo bodov v rámci závodu. Tieto body sú informácie o jednotlivých vstupných alebo výstupných hodnotách, ktoré informujú SCADA systém o tom, čo sa deje s monitorovaným a riadeným zariadením.
SCADA tiež zachytáva a ukladá metadáta, ako sú programovateľné logické ovládače (PLC), cesty registrov a štatistiky alarmov. Architektúra spoločne podporuje:
- Ovládajte priemyselné procesy z miestnych alebo vzdialených miest.
- Monitorovanie, zber a spracovanie údajov v reálnom čase.
- Prostredníctvom softvéru HMI interagujte priamo so zariadeniami, ako sú senzory, ventily, čerpadlá a motory.
- Zaznamenajte udalosti do protokolových súborov.
Keď si prezeráte SCADA model graficky, je ľahké vidieť, že ide o spätnú väzbu s paralelnými vetvami analýzy. Napríklad pomocou snímačov teploty a RTU server SCADA prijíma informácie o informáciách pre ďalšiu analýzu a rozhodovanie.
Medzi bežné komponenty SCADA systému patria:
- Vzdialená koncová jednotka (RTU):Poľné zariadenie, ako napríklad PLC, ktoré prenáša údaje zo snímača/poľného zariadenia pomocou protokolov priemyselnej dátovej komunikácie. RTU sú výkonnejšie ako PLC, pretože sú to inteligentné riadiace jednotky, ktoré sa používajú na presadzovanie kontroly nad inými zariadeniami, ktoré potom automatizujú priemyselné procesy.
- Rádio/modem:Prostredníctvom bezdrôtového prenosu rádiá a modemy odosielajú a prijímajú dáta v reálnom čase efektívnym a spoľahlivým spôsobom.
- Senzory/prevodníky:Senzory prijímajú signály z fyzických systémov a potom ich komunikujú prostredníctvom telemetrických a riadiacich systémov. Tieto senzory pomáhajú technikovi/operátorovi SCADA systému merať a zbierať dáta na diaľku.
- Opakovače:Podobne ako satelity, aj opakovače prijímajú a prenášajú signály na veľké vzdialenosti, dokonca aj v prítomnosti fyzických prekážok.
- Majster SCADA:Master je prístrojová doska, centrálna riadiaca stanica pre všetky ostatné operácie. Môže to byť jeden počítač alebo viacero serverov, softvérových aplikácií, RTU a PLC pre zložitejšie operácie.
- Monitorovací softvér:Monitorovací softvér je zodpovedný za pokyny systému a vytvorenie základnej línie údajových pokynov. Tieto pokyny určujú, ako systém interaguje so všetkým hardvérom, aké hodnoty sa očakávajú a aké metriky výkonu sa vyžadujú.
- Rozhranie človek-stroj (HMI):Keď hostiteľ SCADA naskenuje údaje, softvér HMI detekuje stav alarmu a povie operátorovi, čo má hľadať.
SCADA nie je len otázkou pohodlia. Môže ísť aj o bezpečnostný problém.
Odvetvia ako ropa a plyn, elektrárne a vodné elektrárne, zariadenia na čistenie vody a odpadových vôd a stanice monitorujúce životné prostredie sa spoliehajú na komunikáciu SCADA a zber údajov, pretože tieto zdroje sú tak vzdialené.
Aj keď sú prístupné, pre operátorov zariadení je niekedy bezpečnejšie zostať hore – najmä ak systém diaľkového monitorovania môže vykonávať pravidelné merania a zber.
Ropné vrty, vodné vrty a elektrárne sú len niekoľkými príkladmi aktív, ktoré sa spoliehajú na architektúry SCADA, ktoré sa spoliehajú na staromódne telemetrické operácie.
Telemetrické monitorovanie
SCADA aplikácie by neboli ničím bez telemetrického monitorovania.
Telemetria je kritickou súčasťou získavania, prijímania, monitorovania a analýzy prichádzajúcich údajov o stave zariadení v reálnom čase.
Dobrým príkladom telemetrického monitorovacieho systému sú meteorologické systémy, ktoré merajú, monitorujú a predpovedajú počasie. Telemetrické monitorovanie sa vykonáva na diaľku a vyžaduje súbor nástrojov na zber údajov pripojených (aj bezdrôtovo) k súboru IT systémov.
Komunikácia medzi týmito dvoma rozhraniami prebieha prostredníctvom technológií, ako sú rádiové, ultrazvukové, infračervené, telefónne alebo počítačové siete.
V SCADA sa používajú štyri typy telemetrických jednotiek:
- Káblové:Fyzicky umiestnený v závode a zahŕňa Ethernet, vytáčané telefónne linky a prenajaté linky na vzdialené miesta.
- Bezdrôtové:Zahŕňa vnútropodnikové bezdrôtové siete, ako sú Wi-Fi, mobilné, satelitné a rádiové siete point-to-point s opakovačmi.
- Hlasovanie:nahlasovanie tu je založené na výnimkách.
- Hybrid:Kombinácia jednej alebo viacerých predchádzajúcich jednotiek.
S príchodom veľkých dát sa telemetria stáva čoraz užitočnejšou. Poskytuje prenosový systém bohatý na údaje, ktorý možno rozšíriť o komplexné a podrobné informácie prostredníctvom agregácie v centralizovanom systéme.
Moderné SCADA systémy
Moderné systémy SCADA sa pri pretváraní architektúry SCADA stále viac spoliehajú na cloudové aplikácie SCADA.
Koncepty v modeli sú rovnaké, ale fyzické zariadenia sú často digitalizované a automatizované, vďaka čomu sú operácie intuitívnejšie, flexibilnejšie a škálovateľnejšie.
Dnešné moderné SCADA systémy prinášajú najlepšie riadiace zariadenia do flexibility a funkčnosti IT. Moderné systémy SCADA sú o operáciách v reálnom čase: prístup, transparentnosť, kontrola a rozhodovanie.
Sedem zlatých pravidiel pre úspech SCADA
Skutočná účinnosť SCADA spočíva v jej úlohe v širších cieľoch organizácie.
SCADA zaujíma veľmi strategickú pozíciu v strede automatizačnej pyramídy:
Prostredníctvom svojich operácií SCADA riadi a monitoruje prichádzajúce údaje a operácie podľa plánu.
Tiež odpovedá a odosiela kritické informácie do softvéru MES a ERP. Úspešná implementácia SCADA vám umožňuje premeniť prevádzkové údaje na použiteľné obchodné informácie a plánovanie.
1) Systémové problémy
Váš výber systému by mal byť v súlade s požiadavkami vášho sektora a odvetvia, ako aj dodávateľa so silnou reputáciou pre škálovateľné riešenia.
2) Správna integrácia siete
Sú prestoje pri migrácii z jedného systému na druhý nevyhnutné? Vážne prestoje môžu znamenať stratu údajov, narušenú integritu údajov alebo možný nepresný prenos údajov. Naplánujte si tieto nepredvídané udalosti, pretože každá strata môže byť katastrofálna.
3) Pripravte sa na nebezpečenstvo pre životné prostredie
RTU poskytujú operátorom bezpečnejší prístup k relevantným informáciám. Ale aj RTU môžu byť poškodené, keď sú vystavené drsnému prostrediu. Vyberte si zariadenie, ktoré vyhovuje vášmu regionálnemu podnebiu a pravidelnému (alebo dokonca prediktívnemu) plánu údržby.
4) Naplánujte si výmenu zastaraných jednotiek
Plánovaná jednotka zastarania znamená, že môžete naplánovať výmenu. Nezabudnite si tiež vybrať komponenty SCADA navrhnuté pre budúce rozšírenie a maximalizáciu flexibility zariadenia.
5) Drž sa ďalej od bezpečnostných hrozieb
Prevádzka softvéru je rovnako dôležitá ako jeho implementácia.
68 % IT profesionálov tvrdí, že útoky denial-of-service (známe ako DDOS) sú najbežnejším spôsobom narušenia a zneužitia systémov SCADA.
Akokoľvek je SCADA výkonný, je stále zraniteľný voči útokom.
Časť tejto zraniteľnosti pochádza zo spôsobu, akým priemyselný internet vecí (IIOT) mení oblasť prístrojového vybavenia a riadenia.
Kybernetická bezpečnosť pre SCADA musí byť rovnako proaktívna a prediktívna ako monitorovanie a údržba jej zariadení.
6) Pravidelné hodnotenie zraniteľnosti
Zvážte hodnotenia hrozieb a zraniteľnosti, ako je rutinná a preventívna údržba zariadení. Nestačí nahlásiť útoky – na ochranu siete vášho SCADA systému potrebujete špecifický preventívny program.
Dokonca aj uzavreté systémy bez externých komunikačných rozhraní sú ohrozené.
Je to životne dôležité, nevyhnutné a nevyhnutné. Spustite všetky možné scenáre a typy útokov pomocou interných alebo externých odborníkov, ako aj skúsených technikov, ktorí vedia reagovať na externé útoky.
7) Urobte rovnováhu
Strategická pozícia SCADA medzi prevádzkovou technológiou a pokročilými plánovacími iniciatívami z neho robí silný nástroj pre business intelligence.
Ale iba ak dosiahnete rovnováhu medzi bezpečnosťou a integráciou. Zabezpečte, aby rôzne systémy v rozsiahlej sieti boli interoperabilné, pričom sa uistite, že nie sú dostatočne otvorené, aby riskovali infiltráciu nečestných zariadení.
Záver
Industrial MAX vie, že softvér SCADA je kritický. Ako certifikovaný integrátor prístrojového a riadiaceho systému sme videli, ako je SCADA pripravená posunúť svoju úlohu cenného spravodajského centra na ďalšiu úroveň.
Namiesto toho, aby IIOT vytlačil SCADA systémy z podnikania, vidíme, ako priority, ako je flexibilita a rozhodovanie založené na údajoch, prehodnocujú možnosti moderných systémov SCADA.
Keďže integrácia je rodinná záležitosť, SCADA systémy nikam nevedú.
Namiesto toho uvidíme, ako sú znaky IIOT, ako je cloud computing, mobilita a analytika, umelá inteligencia, strojové učenie a ďalšie, indikátormi úspešného výberu a nasadenia softvéru HIM/SCADA.