Что такое скада программы

SCADA-системы нужны для организации сбора данных в реальном времени, диспетчерского контроля и автоматизации технологических процессов.

Что такое SCADA система

Эта аббревиатура расшифровывается как Supervisory Control and Data Acquisition, т.е. диспетчерское управление и сбор данных. Такие системы позволяют:

• управлять автоматизированными технологическими процессами;
• собирать и обрабатывать данные в реальном времени;
• отслеживать состояние техники и ход работы;
• настраивать сигнализации и быстро реагировать на неполадки.

В общем, основные задача SCADA-систем – непрерывный мониторинг работы автоматизированных объектов и создание возможности своевременно реагировать на неполадки прямо с диспетчерского кресла. Объекты при этом могут находиться в километрах друг от друга, а управленческие права диспетчера – автоматически изменяться в зависимости от состояния техпроцессов.

Приведем пример: предприятие X занимается управлением нефтяной вышкой. SCADA-система собирает все показатели и в реальном времени (с небольшой задержкой) отображает в виде блок-схем на диспетчерских экранах. Все идет своим чередом, диспетчер просто сидит и наблюдает. Вдруг в одной из труб резко повышается давление – система мгновенно это фиксирует и переходит в режим тревоги.

Мастер-класс Modbus, OPC и SCADA

Начинает играть сирена, на мониторе подсвечивается проблемный элемент, диспетчер быстро принимает нужное решение и за шесть секунд сбавляет мощность соответствующего насоса. Показатели возвращаются в норму, ЧП предотвращено, система продолжает работать в автоматическом режиме.

Где применяется SCADA?

Сильнее всего СКАДА популярна в нефтедобывающей отрасли, а также у компаний, управляющих системами водоснабжения, газопроводами, электростанциями, железными дорогами и т.д. Обычно SCADA применяют в хозяйственном секторе, где рабочие процессы непрерывны автоматизированы, но из-за рисков нельзя обойтись без постоянного контроля в реальном времени.

Из чего состоит SCADA-система?

Структурно все SCADA системы схожи. Они обязательно должны содержать три элемента:

• Удаленный терминал (Remote Terminal Unite, сокращенно RTU) – устройство, расположенное на стороне объекта. Это может быть простой датчик, или же полноценный многопоточный микроконтроллер, не только собирающий разнообразную информацию, но и дающий возможность управлять ходом работы.
• Системы коммуникации, в реальном времени передающие информацию от RTU к MTU, а от MTU к RTU – сигналы к действиям. Использоваться могут самые разные протоколы и методы передачи данных – выделенное оптоволокно, радиоволны, мобильные сети, телефонные линии, TCP/IP, LAN и прочее.
• Терминал диспетчера (Master Terminal Unite, сокращенно MTU) – сервер, аккумулирующий информацию с удаленных терминалов (RTU). Это «сердце» всей SCADA-системы, именно этот сервис выводит все данные на диспетчерские мониторы, создавая человеко-машинный интерфейс (HMI). Он же анализирует состояние работы удаленных объектов, вовремя включает режим тревоги и сохраняет все логи. В зависимости от масштаба системы и поставленных задач, роль MTU может играть как обычный домашний компьютер, так и сложный комплекс из нескольких серверов.

Особенности SCADA-систем

1. SCADA – это человеко-машинный комплекс. То есть, присутствие человека для работы этой системы обязательно.
2. Диспетчер ответственен за все произведенные настройки, за слаженное и сбалансированное функционирование объектов.
3. Большую часть времени диспетчер ничего не делает, а лишь наблюдает за показателями.
4. Можно настроить как расширение полномочий оператора при определенных уровнях тревоги, так и наоборот, ограничения на его вмешательство.
5. Большинство SCADA-систем работают нативно и полагаются на выделенные и локальные соединения. Это позволяет избежать любых проблем с безопасностью. Тем не менее, существуют и Web-SCADA интерфейсы, открывающиеся через интернет-браузер через подключение к «облаку». Выбор конкретной схемы работы зависит исключительно от ваших приоритетов.

Современные системы класса SCADA – незаменимый инструмент управления сложными автоматизированными предприятиями. Благодаря СКАДЕ, диспетчеры и должностные лица могут в реальном времени получать самую подробную информацию о состоянии тысяч объектов, расположенных в самых разных точках мира. Доступ к этой информации позволяет им своевременно принимать верные стратегические решения по улучшению и модернизации техпроцессов. Без программы SCADA сбор и анализ такого объема данных был бы попросту невозможен.

АСУ ТП высокоточного дозирования: финал SCADA-чемпионата 2021

Хотите получать подобные статьи по четвергам?
Быть в курсе изменений в законодательстве?
Подпишитесь на рассылку

Нажатием кнопки я принимаю условия Оферты по использованию сайта и согласен с Политикой конфиденциальности

Источник: www.1cbit.ru

Что такое Скада система и что собой представляет

SCADA-система – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для контроля со стороны диспетчера и сбора данных. Терминология СКАДА видоизменялась со временем, совместно с развитием технологий автоматизации и управления. Например, SCADA системы восьмидесятых годов обозначали программно-аппаратные комплексы по сбору данный «здесь и сейчас», а в девяностые – уклон в формулировке пошел в сторону программ, в частности интерфейса автоматических систем управления техпроцессами.

Назначение и задачи SCADA-систем

Контроль и мониторинг многочисленных удаленных объектов – это главная задача Скада систем. Иногда, эти объекты могут быть удалены друг от друга на тысячи километров. В качестве основных потребителей Скада выступают электро-распредстанции, нефтепроводы, газопроводы, системы водоснабжения и так далее. Можно сказать, что Скада реализуют во всех хозяйственных отраслях, где необходимо автоматическое управление техпроцессами в режиме «real-time».

Диспетчер взаимодействует с программным обеспечением, установленным на ПК, а реализация связи с объектами, нуждающимися в контроле, осуществима через драйвер ввода-вывода или сопряженные с ними серверы. Программное обеспечение может использовать в своей структуре коды, сгенерированные в среде автоматизированного проектирования.

1. Обмен информацией с устройствами, контролирующими объект (пром-контроллеры или платы input-output) в real-time режиме с помощью драйверов.
2. Обрабатывание данных в real-time режиме.
3. Logical-управление.
4. Вывод данных на экран для комфортного восприятия человеком (диспетчером).
5. База данных ведется в real-time режиме с техническими составляющими.
6. Полноценное управления и контроль за тревожными СМС и аварийной сигнализацией.
7. Генерирование всевозможных отчетов о состоянии и работе системы, и отдельных ее составляющих.
8. Контроль и реализация сетевой структуры между Скада-станциями.
9. Сопряжение с внешними программами (СУБД, текст, таблицы).

Разработка СКАДА ведется АСУ ТП в клиент-серверной или же в архитектуре распределенной.

Преимущества

1. Повышенная надежность через автоматизацию.
2. Отказ от ручного сбора данных в пользу автоматизированного.
3. Мониторинг системы и тревожные уведомления разрешают оператору быстро выявить проблему и устранить ее источник.
4. Больший процент неисправностей можно устранить в автоматическом режиме, не посылая на удаленный объект сотрудников компании.
5. Мощный аналитический инструментарий, разрешающий анализировать и диагностировать системы. Благодаря такому инструменту можно повысить эффективность техобслуживания и выявить участки, рекомендуемые или незамедлительно требующие модернизации.
6. Сохранение данных о работе системы за все время ее функционирования разрешает выуживать информацию, анализировать ее и применять для дальнейшего повышения эффективности.

Структура SCADA-систем

1. Удаленный терминал (обозначают как RTU).
2. Терминал диспетчера (на схеме MTU).
3. Системы коммуникации, связывающие RTU и MTU.

RTU имеет непосредственное подключение к объекту управления. То есть контроль или управление объектом реализовывается в real-time режиме. В качестве терминала может быть датчик с примитивным способом взаимодействия, или же процессорный, многопоточный, отказоустойчивый МПЦ, занимающийся обработкой данных и управлением в real-time режиме.

• обычный компьютер, сопряженный с несколькими источниками связи;
• огромный вычислительный мейнфрейм с терминалами/табло;
• с развитой и продуманной сетью рабочих станций MTU и обрабатывающих данные серверами.

1. Выделенные линии связи.
2. Мобильные сети.
3. Радиоволны.
4. Телефонные линии связи.
5. ISDN-каналы и т.д.

Особенности процесса управления в SCADA-системах

• Присутствие человека в SCADA-системах обязательно;
• Неправильно поданные команды или воздействие реализуют отказ объекта контроля или большие проблемы для взаимодействия системы в целом;
• Диспетчер ответственен за управление системой, ее настройки (опционально это реализовано через пульт и практически не требует вмешательства);
• За все время работы диспетчер чаще всего наблюдает за показателями системы, не внося никаких управленческих изменений;
• Активное вмешательство случается из-за появления алармов – предупреждения, отказы, авария или внештатные ситуации;
• Временные ограничения на действия оператора реализуется при появлении критических алармов системы. Задать тайминг можно от нескольких секунд до минут.

Защита SCADA-систем

Эксплуатируемые SCADA-системы создавались заточенными на конкретные задачи, не имеют высоких степеней защиты и уязвимы для кибератак.

Подобного рода системы, например, применяемые в энергетическом секторе, разрабатывались только для управления напряжением электроцепи. Больших способностей (по типу протоколов безопасности сети) в СКАДА нет.

Хотя большинство современных SCADA-систем могут работать с популярным сетевым протоколом TCP/IP, им ограждают выход в интернет (они соединяются от точки до точки через выделенные линии связи). Но это не значит, что защита от кибератак им обеспечена на 100%.

Делают это ограничение не для всех SCADA поголовно. Многое зависит от задач и применяемой структуры построения системы.

• безопасную операционную систему, которая способна работать только с доверенными приложениями;
• сетевой экран (брандмауэр), фильтрующий трафик;
• аппаратную составляющую.

Примеры SCADA-систем

1. OpenSCADA.
2. Rapid SCADA.
3. FreeSCADA.
4. IAI (Inductive Automation Ignition).

1. MasterSCADA.
2. IGSS.
3. Каскад.
4. Vijeo Citect.
5. Simp Light Free.
6. IntraScada

WebSCADA интерфейс системы, осуществляемый через Web-браузер, реализуется не часто, поскольку работа через веб противоречит модели безопасного ведения контроля и управления промышленного аппарата. Однако, ее можно применять во время настроек собственной безопасной сети, или с ограниченными опциями «только мониторинг» в сети Интернет.

Источник: future2day.ru

SCADA
Supervisory Control And Data Acquisition

SCADA-система — программно-аппаратный комплекс сбора данных и диспетчерского контроля. Смысл, вкладываемый в термин SCADA, изменялся вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части интерфейса АСУ ТП (автоматической системы управления технологическими процессами).

Системы SCADA активно используются для диспетчерского контроля в промышленности и энергетике

Назначение и задачи SCADA-систем

SCADA-системы предназначены для осуществления мониторинга и диспетчерского контроля большого числа удаленных объектов (от 1 до 10000 , иногда на расстоянии в тысячи километров друг от друга) или одного территориально распределенного объекта. К таким объектам относятся нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, электрораспределительные подстанции, водозаборы, дизель-генераторные пункты и т.д.

Главная задача SCADA-систем – это сбор информации о множестве удаленных объектов, поступающей с пунктов контроля, и отображение этой информации в едином диспетчерском центре. Также, SCADA-система должна обеспечивать долгосрочное архивирование полученных данных. Диспетчер зачастую обладает возможностью не только пассивно наблюдать за объектом, но и им управлять им, реагируя на различные ситуации.

Задачи SCADA-систем:

• обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и 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;
• обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).

Структура SCADA-систем

Структура системы SCADA

Любая SCADA-система включает три компонента: удалённый терминал (RTU – Remote Terminal Unit), диспетчерский пункт управления (MTU – Master Terminal Unit) и коммуникационную систему (CS – Communication System).

Удаленный терминал подключается непосредственно к контролируемому объекту и осуществляет управление в режиме реального времени. Таким терминалом может служить как примитивный датчик, осуществляющий съем информации с объекта, так и специализированный многопроцессорный отказоустойчивый вычислительный комплекс, осуществляющий обработку информации и управление в режиме реального времени.

Диспетчерский пункт управления осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме квазиреального времени. Он обеспечивает человеко-машинный интерфейс. MTU может быть как одиночным компьютером с дополнительными устройствами подключения к каналам связи, так и большой вычислительной системой или локальной сетью рабочих станций и серверов.

Коммуникационная система необходима для передачи данных с RTU на MTU и обратно. В качестве коммуникационной системы могут использоваться следующие каналы передачи данных: выделенные линии, радиосети, аналоговые телефонные линии, ISDN сети, сотовые сети GSM (GPRS). Зачастую устройства подключаются к нескольким сетям для обеспечения надёжности передачи данных.

Особенности процесса управления в SCADA-системах

• В системах SCADA обязательно наличие человека (оператора, диспетчера).
• Любое неправильное воздействие может привести к отказу объекта управления или даже катастрофическим последствиям.
• Диспетчер несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального функционирования.
• Большую часть времени диспетчер пассивно наблюдает за отображаемой информацией. Активное участие диспетчера в процессе управления происходит нечасто, обычно в случае наступления критических событий — отказов, аварийных и нештатных ситуаций и пр.
• Действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами).

Защита SCADA-систем

Среди некоторых пользователей систем SCADA бытует мнение — если система не подключена к интернету, тем самым она застрахована от кибератак. Эксперты не согласны.

Физическая изоляция бесполезна против атак на SCADA-системы, считает Файзел Лакхани (Faizel Lakhani), эксперт по защите информационных ресурсов. По его мнению, физическая изоляция систем равносильна борьбе с ветряными мельницами [1] .

Файзел Лакхани (Faizel Lakhani), президент компании SS8

Мнения российских экспертов относительно защищенности систем АСУ ТП и SCADA созвучны. Поскольку вопросы безопасности АСУ ТП попали в фокус всеобщего внимания, некоторые производители защитных решений приступили к разработке продуктов, ориентированных на противостояние угрозам для промышленных информационных комплексов (к числу таких продуктов, в частности, может относиться безопасная операционная система — среда для функционирования только доверенных приложений) [2] .

Отдельные компании начали готовить аналитические материалы по этим вопросам, предпринимая попытки оценить состояние АСУ ТП с точки зрения защищенности. Реакция на эти инициативы со стороны специалистов, работающих с промышленными системами, неоднозначна и не всегда одобрительна. Сторонний наблюдатель может сделать вывод: между эксплуатантами АСУ ТП и разработчиками средств информационной безопасности существует недопонимание — производители пытаются создать что-то специально под потребности владельцев и пользователей промышленных информационных систем, но выходит это не слишком удачно.

Так или иначе, общее мнение экспертного сообщества — состояние защищенности АСУ ТП очень слабое. С одной стороны, существуют мощные управляющие подсистемы, которые обеспечивают оператору полный контроль над производственными процессами, в том числе в стратегических секторах экономики, где любые сбои опасны, а с другой стороны — при должной сноровке и доле беспечности со стороны компании этим оператором может стать лицо, весьма и весьма постороннее. Практики по обеспечению информационной безопасности на промышленных предприятиях немного, руководство склонно переоценивать защищенность АСУ ТП, а компаниям, работающим в области защиты информации, часто непонятны реальные нужды этого сектора и принципы функционирования промышленных информационных систем. Интеграторы и консультанты могут привлечь для построения системы их безопасности далеко не самый широкий диапазон защитных решений, чему, в значительной мере, способствует негибкая политика сертификации и не очень активное производство этих продуктов в России.

Как современные HMI/SCADA решения могут ускорить переход к Индустрии 4.0

Большая часть данных, используемых промышленными решениями IoT, поступает из программного обеспечения автоматизации HMI / SCADA. Как ускорить трансформацию производства с учетом этого? Технологии автоматизации, такие как программное обеспечение HMI / SCADA, существуют уже много лет. Они послужили толчком к тому, что многие называют «третьей промышленной революцией».

В 2020 году, когда достигнут следующий этап, известный как «Индустрия 4.0», многие компании переосмысливают свое будущее и пытаются понять, как они могут реализовать преимущества, приносимые цифровой трансформацией. Решения для автоматизации являются неотъемлемой и ключевой частью процесса, открывая эру, в которой оперативные данные немедленно анализируются с помощью алгоритмов искусственного интеллекта /машинного обучения. ИИ автоматически оптимизирует операции через «замкнутый контур» или предупреждает человека о дальнейших действиях. HMI / SCADA позволяют принимать более взвешенные решения для быстрого реагирования. Преобразование оперативных данных в аналитику, которую затем можно использовать для оптимизации процессов, приносит истинную ценность для бизнеса, превращая автоматизацию в слой, на котором пользователи могут строить свои цифровые преобразования. По сути, автоматизация становится основой стратегии оцифровки компании [3] .

Цифровое преобразование помогает снизить издержки

Оценка риска

С момента запуска операционной технологии [4] . производители сталкиваются с тремя основными проблемами: как одновременно повысить доступность, управлять рисками и сократить расходы. Конечная цель — обеспечить оптимальную эффективность активов для максимизации желаемых результатов.

Производители могут использовать HMI / SCADA для улучшения видимости, оптимизации операций и улучшения качества и производительности. Беглый взгляд — операторы знают, что важно, и какие действия будут правильными для повышения эффективности и снижения затрат. Первоначально надо пройти стадию оценки рисков.

Она включает в себя процесс оценки критичности всех активов в рамках бизнеса и выставления оценки: высокая, средняя и низкая. Затем аналитические решения предоставляют оптимизированный план, позволяющий сократить расходы и в то же время соответствующим образом снизить риск неудачи с учетом вероятностей и последствий. Рекомендации, выданные аналитикой, возвращаются в процесс через уровень автоматизации, HMI / SCADA, и в этом случае оператор сможет проверить рекомендуемые параметры перед их отправкой в реальный процесс или непосредственно в ПЛК. Эта трансформация данных используется для принятия более обоснованных решений, проактивности и оптимизации процессов.

Почему современное программное обеспечение для автоматизации имеет значение

Восемьдесят пять процентов данных, используемых аналитическими инструментами, такими как программное обеспечение управления эффективностью активов (APM) или программное обеспечение управления операциями (OPM), поступают «с поля» (данные OT). Таким образом, правильная настройка уровня автоматизации необходима для обеспечения возможности принятия решений в Индустрии 4.0.

Основная цель программного обеспечения для автоматизации состоит в том, чтобы предоставить оператору окно в приложении с мнемосхемами, представлениями трендов, представлениями сигналов, алармами и т. д. Однако новые технологии делают HMI / SCADA более мощным, простым в использовании и более «подключенными».

Мобильность становится все более важной. Сейчас операторы хотят просматривать оперативные данные там, где находятся, «в поле», а не только на месте оператора. Кризис COVID-19 показал, насколько важно работать удаленно для поддержания работы наших критически важных инфраструктурных предприятий.

Люди хотим получать доступ к нашей личной информации из любого места и в любое время с помощью своего смартфона; То же самое относится к технологическим или производственным данным. Управляющий заводом, который находится в пути или должен быть отделен от бизнеса, должен иметь возможность следить за предприятием, находясь вдали от офиса.

Цифровое преобразование не всегда означает, что все должно находиться в облаке.

Многие инструменты могут быть развернуты на месте как часть решений компании по автоматизации или управления рабочими процессами, которые, по сути, становятся краевым узлом для промышленного интернета.

Программное обеспечение для управления цифровыми рабочими процессами дает огромные результаты и может быть развернуто поверх существующего уровня автоматизации, обеспечивая (почти) безбумажную установку.

Типичные области применения варьируются от стандартных рабочих процедур до процедур технического обслуживания или обходов оператора.

Ключевые факторы

Цифровое преобразование не происходит в одночасье; это – длинный путь. Как и любое путешествие, оно должно включать в себя ясную и достижимую цель, будь то финансовая, операционная или какая-либо другая. Чтобы путешествие было успешным – нужно предпринимать правильные шаги. Рекомендуется сделать один шаг назад, вернуться к аспектам ИТ и ОТ, чтобы определить основные проблемы.

Не будет вредным включить в команду пару внешних, свежих глаз, чтобы задавать вопросы. Например, как можно сэкономить на производственных потерях, чтобы быть более конкурентоспособным? Как можно оптимизировать стратегии обслуживания и сократить время простоя? Как снизить риски и повысить производительность?

Как только цели установлены, следующая задача — составить план реализации. Многие промышленные объекты уже начали путь, сами не осознавая этого. Но у путешествий также могут быть сложности. Одной из ключевых проблем, определенных в рамках Индустрии 4.0 и Консорциумом индустриального интернета, является функциональная совместимость.

С появлением таких стандартов, как OPC UA, это становится меньшей проблемой. Когда OPC UA применяется к уровню автоматизации, он не только обеспечивает связность, но и обеспечивает структурированную безопасность передачи данных. Не возможно управлять, анализировать или оптимизировать тем, чего не видно. Для существующих установок или инфраструктур важно обеспечить, отсутствие сбоев в производстве и операционной технологии в процессе оцифровки. В противоположность внедрению систем ERP, рекомендуется начинать с малого и развертывать новую систему в своем собственном ритме.

Начните со слоя автоматизации

Первый шаг — модернизировать то, что существует, оценить пробелы и начать построение на этой оценке. Технологии автоматизации могут помочь снизить риск сбоев и стать очень ценным пограничным узлом развертывания. Это зрелые и проверенные технологии, которые могут предоставить новые возможности, гарантируя, что приложение остается безопасным, доступным и совместимым.

Таким образом, процесс цифрового преобразования должен принимать во внимание потребности пользователя и гарантировать, что на оператора изменения повлияют положительно. Цель состоит в том, чтобы облегчить жизнь операторам, инженерам, производственному менеджменту и т. д.

Современные HMI / SCADA могут доставлять контент на любое подключенное устройство — ПК, смартфон, планшет — предоставляя инструменты, которые соответствуют потребностям пользователя. Мобильные устройства продемонстрировали способность повышать эффективность, а недавние исследования показали, что операторы с мобильными АРМ на 30% более эффективны, чем операторы, использующие стационарные устройства.

Таким образом, если рассматривать путь цифровой трансформации — он начинается со слоя автоматизации.

Гибкость уровня автоматизации помогает объединить все необходимые данные и может сократить разрыв между разнородными системами при низких затратах с быстротой и точностью, необходимой для получения целостного представления о приложении.

За счет использования автоматизации как основной части цифрового преобразования, появляется возможность воспользоваться многими ее преимуществами.

Каталог SCADA-систем и проектов

Основной раздел каталога: SCADA

Примечания

1. ↑Физическая изоляция бесполезна против атак на SCADA-системы
2. ↑Безопасность АСУ ТП и контроль привилегированных пользователей
3. ↑Автоматизация «на краю»: современный HMI и SCADA
4. ↑Операционная технология

Источник: www.tadviser.ru