Co to jest SCADA?

Pod pojęciem SCADA kryje się wiele możliwości i funkcjonalności, dzięki którym procesy produkcyjne przynoszą większe zyski, a sterowanie nimi jest łatwiejsze dla użytkownika. Czym więc właściwie jest SCADA i gdzie jest jej miejsce w systemie produkcyjnym?

SCADA w kilku prostych słowach
SCADA to system komputerowy (najczęściej komputer PC + oprogramowanie), którego celem jest zwiększenie wydajności produkcji. Nie tylko zmienia język maszyn na język ludzi, ale również automatycznie reaguje na sygnały z urządzeń.

Przy zastosowaniu SCADA możliwe jest zbieranie danych z maszyn i urządzeń pomiarowych w czasie rzeczywistym, co umożliwia nadzór nad procesem produkcyjnym. Kolejną, bardzo ważną funkcją systemu SCADA jest wizualizacja aktualnych danych lub danych historycznych. System SCADA pozwala użytkownikowi na sterownie procesem produkcyjnym przez zadawanie parametrów z panelu; umożliwia wykrywanie alarmów i informuje o nich operatorów, dzięki czemu możliwa jest szybka reakcja na błędy i nieprawidłowości. Co więcej, SCADA archiwizuje dane z procesu produkcyjnego.

Gdzie SCADA ma swoje miejsce w procesie produkcyjnym, do czego służy?
Zadaniem SCADA jest usprawnienie procesu produkcyjnego, więc jej działanie opiera się na współpracy z elementami automatyki zaimplementowanymi w procesie wcześniej. SCADA odnajduje swoje miejsce pomiędzy urządzeniami sterującymi, pomiarowymi i wykonawczymi (takimi jak sterowniki PLC, moduły I/O, czujniki i liczniki), a operatorem maszyn. Działa w łańcuchu urządzeń, pełniąc nadrzędną rolę. Dodatkowo może integrować wiele sterowników PLC.

Sterownik PLC wykonuje operacje sterowania zgodnie z programem, na podstawie wejść, a więc danych otrzymanych z urządzeń pomiarowych i wykonawczych.
Następnie wysyła dane do systemu SCADA, gdzie następuje ich przetwarzanie i archiwizacja. Na ich podstawie powstaje wizualizacja i z poziomu SCADA operator może nie tylko obserwować stan procesu produkcyjnego, wartości określonych wyjść oraz alarmy, ale może również zadawać parametry procesu, wyłączyć/włączyć proces lub prowadzić sterowanie w trybie ręcznym.

SCADA działa w procesie produkcyjnym na wielu płaszczyznach:

• z urządzeniami pomiarowymi i wykonawczymi, przez sterownik, do którego dane są wysyłane jako wejścia,
• ze sterownikami PLC – które wykonują sterowanie i regulację na podstawie parametrów nadanych przez operatora oraz danych z czujników i urządzeń pomiarowych; wysyłają dane do systemu SCADA,
• z użytkownikiem – przez możliwość nadawania parametrów pracy urządzeń, możliwość pracy w trybie ręcznym lub awaryjnym, wizualizację pracy procesu produkcyjnego lub technologicznego, która umożliwia monitorowanie.

Czym różni się SCADA od HMI?
Funkcjonalności i role SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) oraz HMI (Human Machine Interface) mogą wydawać się być bardzo podobne. Jednak zarówno w zakresie realizowanych zadań i zastosowań wykazują różnice.

SCADA i HMI różnią się przede wszystkim poziomem zaawansowania i zakresem pracy.

Panele HMI umożliwiają prezentację danych z maszyn i zadawanie parametrów pracy. Stanowią interfejs pomiędzy urządzeniem i operatorem. Oprogramowanie do wizualizacji zazwyczaj jest dostępne razem z panelem HMI. W przypadkach małych aplikacji o ograniczonych wymaganiach, panel HMI jest wystarczającym rozwiązaniem.

SCADA jest systemem nadrzędnym nad HMI. SCADA są rozbudowanymi systemami, gdzie prezentowanie danych jest tylko częścią funkcjonalności; działają na większą skalę, mają rozszerzone możliwości komunikacyjne oraz możliwość analizy i wymiany danych z innymi systemami. Systemy SCADA sprawdzają się w rozbudowanych wizualizacjach z możliwością modyfikacji. Główną przewagą systemów SCADA nad HMI jest możliwość archiwizacji danych oraz korzystanie z baz danych. Umożliwiają kontrolę całego procesu produkcyjnego.

Gdzie mogę wykorzystać system SCADA?
Systemy SCADA mają zastosowanie w wielu dziedzinach; przede wszystkim w produkcji, ale również w automatyce budynkowej oraz ekologii.

Przy decyzji o wdrożeniu SCADA, głównym kryterium nie jest dziedzina, w której ma pracować, ale zakres i potrzeby użytkownika. SCADA sprawdzi się wszędzie tam, gdzie potrzebne jest zbieranie danych, nadzór, alarmowanie i kontrola procesu.

Użytkownik najpierw powinien zadać sobie pytanie czy proces, który chce nadzorować jest na tyle prosty, że wystarczy wizualizacja i sterowanie przy wykorzystaniu HMI, czy potrzebuje zaawansowanego systemu wizualizacji i kontroli SCADA.

Źródła:
https://pl.wikipedia.org/wiki/SCADA
ASTOR; Case studies, Wonderware