หลักการสร้างระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับระบบสกาด้า ระบบ SCADA

แน่นอนว่าระดับสูงสุดของระบบอัตโนมัติคือบุคคล อย่างไรก็ตามในเอกสารทางเทคนิคสมัยใหม่ระดับบนนั้นเป็นความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์และ เครื่องมือซอฟต์แวร์ทำหน้าที่เป็นโหนดผู้มอบหมายงานกึ่งอัตโนมัติของระบบควบคุมกระบวนการ ซึ่งแกนหลักคือพีซีหรือมากกว่านั้น คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ. ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์เข้าสู่ระบบโดยเป็นหนึ่งในการเชื่อมโยงการทำงานของระดับการควบคุมบน แนวทางนี้มีทั้งเชิงบวกและ ด้านลบ. ในด้านบวก ขอบเขตความรับผิดชอบของผู้ปฏิบัติงานในกรณีนี้ได้รับการกำหนดไว้ล่วงหน้า และเขาไม่จำเป็นต้องมีความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่เพียงแต่นักเทคโนโลยีที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้นที่สามารถจัดการกระบวนการได้ ด้านลบเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าความยืดหยุ่นในการจัดการลดลงโดยการลดผลกระทบต่อกระบวนการ

ในเรื่องนี้ผู้พัฒนาระบบควบคุมกระบวนการต้องคำนึงถึงข้อกำหนดเพิ่มเติม ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ของกระบวนการเท่านั้น ไม่เพียงเลือกโหมดการทำงานของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังต้องพัฒนาซอฟต์แวร์ที่เชื่อถือได้และทำงานได้อย่างถูกต้องด้วย แน่นอนว่าตัวเลือกที่ดีที่สุดคือองค์กรที่ทำงานเมื่อนักพัฒนากลุ่มเดียวกันรับผิดชอบผังงานของกระบวนการและสำหรับการเลือกและการดีบักอุปกรณ์และสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ ในกรณีนี้ นักพัฒนาจะต้องมีความแข็งแกร่งเท่ากันในด้านเทคโนโลยีของกระบวนการเฉพาะ และในการใช้อุปกรณ์พิเศษ และในการเขียนโปรแกรมการควบคุม การบริการ และการสื่อสารที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตามการหาทีมดังกล่าวอาจเป็นเรื่องยาก

เพื่อลดความซับซ้อนของการพัฒนาส่วนประกอบซอฟต์แวร์ของระบบควบคุมกระบวนการ ปัจจุบันมีการใช้โปรแกรม MMI (Man-Machine Interface) และ SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) การใช้แพ็คเกจเหล่านี้ช่วยให้สามารถพัฒนาซอฟต์แวร์ PCS ได้โดยอัตโนมัติ การควบคุมและการจัดการกระบวนการทางเทคโนโลยีตามเวลาจริง รับและประมวลผลข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการด้วยวิธีที่สะดวก

ขั้นตอนที่น่าตื่นเต้นและดูเหมือนง่ายที่สุดเมื่อใช้ระบบ SCADA คือการจำลองกระบวนการทางเทคโนโลยีบนหน้าจอมอนิเตอร์ กราฟิกที่คล้ายกัน อินเทอร์เฟซ Windowsระบบใช้งานง่ายและเรียบง่าย การติดตั้งแอคชูเอเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้า วาล์ว ถัง ท่อและอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ในกระบวนการนี้ทำได้เพียงแค่คลิกเดียว การเชื่อมโยงพารามิเตอร์อุปกรณ์กับความต้องการในการประมวลผลยังทำได้ง่ายด้วยการคลิกเมาส์เพียงไม่กี่ครั้ง พารามิเตอร์กระบวนการสากลและ "ยุทธวิธี" จะถูกบันทึกในรูปแบบที่จัดระเบียบในตารางหรือฐานข้อมูล มีการติดตั้งการควบคุมกระบวนการมาตรฐาน การจัดระเบียบการสำรวจของเซ็นเซอร์ควบคุม หลังจากนั้น คุณสามารถคลิกที่ปุ่ม "เริ่ม" และเริ่มเวิร์กโฟลว์ สิ่งนี้เกิดขึ้นในทางทฤษฎีหรือเมื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถของระบบ SCADA เฉพาะ แต่ในทางปฏิบัติทุกอย่างยากขึ้น

การพัฒนาระบบควบคุมกระบวนการโดยใช้ระบบ SCADA โดยไม่คำนึงถึงกระบวนการและแพ็คเกจ SCADA เฉพาะนั้นเกี่ยวข้องกับขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้:

• การพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบโดยรวม ระบบควบคุมกระบวนการสร้างขึ้นในสถาปัตยกรรมแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ มีการกำหนดวัตถุประสงค์การทำงานของโหนดการทำงานอัตโนมัติแต่ละโหนดและการโต้ตอบ
• การสร้างระบบควบคุมที่ใช้สำหรับแต่ละโหนดการทำงานอัตโนมัติ (หรือมากกว่านั้นคืออัลกอริทึมสำหรับการควบคุมอัตโนมัติของโหนดนี้)
• การวิเคราะห์และกำจัดเหตุฉุกเฉิน
• การแก้ไขปัญหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างระดับของระบบควบคุมกระบวนการ การเลือกสายสื่อสาร โปรโตคอลการแลกเปลี่ยน การพัฒนาอัลกอริธึมสำหรับปฏิสัมพันธ์เชิงตรรกะของระบบย่อยต่างๆ
• แก้ไขปัญหาการขยายที่เป็นไปได้หรือการปรับปรุงระบบให้ทันสมัย
• การสร้างส่วนติดต่อผู้ปฏิบัติงาน
• การดีบักซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของระบบ

ประเด็นทั้งหมดเหล่านี้ต้องได้รับการแก้ไขในขั้นตอนของการออกแบบและการสร้างระดับบนของระบบควบคุมกระบวนการ มิฉะนั้น สถานการณ์อาจเกิดขึ้นเมื่อเป็นการยากที่จะเชื่อมโยงโมดูลการทำงานต่างๆ ของกระบวนการทางเทคโนโลยีกับระบบควบคุมเดียวในแง่ของอุดมการณ์และ การใช้งานทางเทคนิค การใช้ระบบ SCADA ช่วยให้คุณสามารถดำเนินการออกแบบและแก้ไขจุดบกพร่องทั้งหมดข้างต้นได้สำเร็จ

ระบบ SCADA ทำงานอย่างไร

แพ็คเกจ SCADA ประกอบด้วยบล็อกซอฟต์แวร์หลายชุด: โมดูลการเข้าถึงและการควบคุม โมดูลการส่งสัญญาณ ฐานข้อมูลตามเวลาจริง ฐานข้อมูล และโมดูลอินพุต-เอาต์พุตและโมดูลฉุกเฉิน

ข้อกำหนดหลักสำหรับระบบ SCADA คือการทำงานที่ถูกต้องตามเวลาจริง นอกจากนี้ ลำดับความสำคัญหลักในการส่งและการประมวลผลคือสัญญาณที่มาจากกระบวนการทางเทคโนโลยีหรือจากกระบวนการทางเทคโนโลยีและส่งผลต่อเส้นทางของมัน ซึ่งมีความสำคัญสูงกว่าการเข้าถึงดิสก์หรือการดำเนินการของผู้ปฏิบัติงานในการเลื่อนเมาส์หรือย่อขนาดหน้าต่าง เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ แพ็คเกจจำนวนมากถูกใช้งานโดยใช้ระบบปฏิบัติการ OS แบบเรียลไทม์ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักพัฒนาจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ได้สร้างผลิตภัณฑ์ SCADA บน แพลตฟอร์มไมโครซอฟต์ Windows NT โดยฝังระบบย่อย RTX (Real Time Extension) ฮาร์ดเรียลไทม์เข้าไป ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถใช้ Windows NT เป็นระบบปฏิบัติการเดียวเมื่อสร้างระบบหลายระดับ ใช้ คุณสมบัติมาตรฐาน Win32 API และสร้างแบบบูรณาการ ระบบข้อมูล- เร็วที่สุด

แหล่งข้อมูลในระบบ SCADA ได้ดังนี้

• ไดรเวอร์สำหรับการสื่อสารกับคอนโทรลเลอร์ ความน่าเชื่อถือของโปรแกรมควบคุมการสื่อสารมีความสำคัญมาก ไดรเวอร์ต้องมีวิธีการป้องกันและกู้คืนข้อมูลในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด แจ้งผู้ปฏิบัติงานและระบบโดยอัตโนมัติเกี่ยวกับการสูญเสียการสื่อสาร และหากจำเป็น ให้ส่งสัญญาณเตือน
• ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ ระบบ SCADA รองรับโปรโตคอลที่ไม่ขึ้นกับประเภทของฐานข้อมูล เนื่องจาก DBMS ที่ได้รับความนิยมส่วนใหญ่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งข้อมูล: Access, Oracle เป็นต้น วิธีการนี้ช่วยให้คุณเปลี่ยนการตั้งค่าของกระบวนการทางเทคโนโลยีได้อย่างรวดเร็วและวิเคราะห์ความคืบหน้าภายนอก ระบบเรียลไทม์ โปรแกรมต่างๆ ที่ออกแบบมาเพื่อการนี้โดยเฉพาะ
• แอปพลิเคชันที่มีอินเทอร์เฟซ DDE (Dynamic Data Exchange) มาตรฐานหรือเทคโนโลยี OLE (Object Linking and Embedding) ที่อนุญาตให้รวมและฝังวัตถุ ทำให้สามารถใช้แม้แต่แอปพลิเคชันสำนักงานมาตรฐานบางอย่าง เช่น Microsoft Excel เป็นแหล่งข้อมูลได้

การป้อนข้อมูลขาเข้าและขาออกของข้อมูลที่ส่งถูกจัดเป็นระบบของบล็อกการทำงานพิเศษ ข้อมูลกระบวนการปัจจุบันถูกจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูล I/O พิเศษ บล็อกอินพุตจะรับข้อมูลและนำข้อมูลนั้นมาอยู่ในแบบฟอร์มที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์และประมวลผลต่อไป บล็อกการประมวลผลใช้อัลกอริทึมการควบคุมและการจัดการ เช่น การควบคุม PID การหน่วงเวลา การรวม การประมวลผลทางสถิติ การดำเนินการพีชคณิตบูลีน ฯลฯ สามารถดำเนินการกับข้อมูลดิจิทัลได้ บล็อกเอาต์พุต ส่งสัญญาณควบคุมจากระบบไปยังวัตถุ ในการสื่อสารกับวัตถุจะใช้อินเทอร์เฟซ RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อเพิ่มอัตราการถ่ายโอน จะใช้วิธีการแคชข้อมูลต่างๆ ซึ่งช่วยลดความแออัดของเครือข่ายความเร็วต่ำ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าไคลเอ็นต์ที่แตกต่างกันสองเครื่องร้องขอข้อมูลเดียวกันจากเซิร์ฟเวอร์พร้อมๆ กัน จะไม่มีการส่งคำขอสองรายการไปยังคอนโทรลเลอร์ แต่จะส่งคำขอเพียงรายการเดียว เพื่อส่งคืนข้อมูลจากแคชไปยังไคลเอนต์ที่สอง

บางทีจุดที่สำคัญที่สุดในการสร้างระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติคือการจัดระบบการควบคุมดังกล่าวซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและการดำเนินการอย่างรวดเร็วจากสถานการณ์ฉุกเฉินทั้งในระบบควบคุมเองและในกระบวนการทางเทคโนโลยี สัญญาณเตือนภัยและการประมวลผลสถานการณ์ฉุกเฉินในกระบวนการทางเทคโนโลยีในระบบ SCADA ส่วนใหญ่จะถูกจัดสรรให้กับโมดูลแยกต่างหากที่มีลำดับความสำคัญสูงสุด ความน่าเชื่อถือของระบบควบคุมเกิดขึ้นได้จากความซ้ำซ้อนที่ร้อนแรง คุณสามารถจองทุกอย่างได้: เซิร์ฟเวอร์ งานเฉพาะ การเชื่อมต่อเครือข่าย และการเชื่อมต่อส่วนบุคคล (หรือทั้งหมด) กับอุปกรณ์ ความซ้ำซ้อนเกิดขึ้นตามอัลกอริทึมอัจฉริยะ: เพื่อไม่ให้สร้างการโหลดซ้ำบนเครือข่าย เซิร์ฟเวอร์หลักจะโต้ตอบกับอุปกรณ์และส่งข้อความเป็นระยะไปยังเซิร์ฟเวอร์สำรองซึ่งเก็บสถานะปัจจุบันของระบบไว้ในหน่วยความจำ หากเซิร์ฟเวอร์หลักหยุดทำงาน เซิร์ฟเวอร์สำรองจะเข้ามาแทนที่และทำงานจนกว่าเซิร์ฟเวอร์หลักจะออนไลน์ ทันทีหลังจากนั้น ฐานข้อมูลของเซิร์ฟเวอร์หลักจะได้รับการอัปเดตด้วยข้อมูลของเซิร์ฟเวอร์สำรอง และการควบคุมจะถูกส่งกลับไปยังเซิร์ฟเวอร์หลัก

ระบบ SCADA ทั้งหมดเปิดสำหรับการขยายและปรับปรุงเพิ่มเติม และมีภาษาระดับสูงในตัวสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ บ่อยที่สุด วิชวลเบสิกหรืออนุญาตการเชื่อมต่อรหัสโปรแกรมที่เขียนโดยผู้ใช้เอง นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อการพัฒนาของบริษัทอื่นเข้ากับระบบ วัตถุ ActiveX, ห้องสมุดมาตรฐาน DLL ของ Windows. เครื่องมือพิเศษและอินเทอร์เฟซเฉพาะได้รับการพัฒนาเพื่อนำเทคโนโลยีเหล่านี้ไปใช้

ระบบ SCADA สามารถรวมเข้ากับเครือข่ายที่หลากหลาย: ระบบ SCADA อื่นๆ เครือข่ายสำนักงานขององค์กร เครือข่ายการบันทึกและการส่งสัญญาณ (เช่น ระบบรักษาความปลอดภัยและสัญญาณเตือนอัคคีภัย) เป็นต้น สำหรับ งานที่มีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันนี้ ระบบ SCADA ใช้โปรโตคอล NETBIOS และ TCP/IP มาตรฐาน การกล่าวถึงโปรโตคอล TCP / IP เพียงอย่างเดียวก็บ่งชี้แล้วว่าระบบ SCADA ยังสามารถทำงานบนอินเทอร์เน็ตได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการถ่ายโอนข้อมูลการดำเนินงานและข้อมูลคงที่เกี่ยวกับกระบวนการไปยังเว็บไซต์มีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเรื่อยๆ

โดยสรุปแล้วฉันอยากจะบอกว่าแนวคิดของระบบควบคุมกระบวนการนั้นกว้างกว่า SCADA ในขั้นต้น เมื่อในวรรณคดีบางครั้งพวกเขาพูดถึงระบบ SCADA ซึ่งหมายถึงระบบควบคุมกระบวนการ สิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมด SCADA ได้รับการพัฒนาอย่างแม่นยำเป็นระบบที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถให้บริการข้อมูลบน ระดับสูงการควบคุมกระบวนการ แต่พวกเขาไม่สามารถให้การควบคุมอัตโนมัติเต็มรูปแบบจากบนลงล่างได้หากเป็นเพียงเหตุผลง่ายๆ เท่านั้น ซอฟต์แวร์ติดตั้งบน คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล. และกระบวนการทางเทคโนโลยีใด ๆ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะที่หลากหลาย ชีวิตจริงไม่ใช่ในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง

อย่างไรก็ตามแนวทางปฏิบัติในการสร้าง ระบบอัตโนมัติการควบคุมความซับซ้อนที่เพียงพอบ่งชี้ว่าการใช้ระบบ SCADA ในการออกแบบระบบควบคุมกระบวนการทำให้ชีวิตของนักพัฒนาง่ายขึ้นอย่างมากและช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบการควบคุมที่เชื่อถือได้และมีคุณภาพสูงในระหว่างการทำงานของระบบ

การควบคุมกำกับดูแลและการได้มาซึ่งข้อมูล (SCADA)

SCADA-system เป็นโปรแกรมเครื่องมือที่ให้การสร้าง ซอฟต์แวร์เพื่อทำให้การควบคุมและการจัดการกระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นไปอย่างอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ วัตถุประสงค์หลักของโปรแกรมที่สร้างขึ้นโดยใช้ SCADA คือการให้ผู้ปฏิบัติงานที่ควบคุมกระบวนการ ข้อมูลเต็มเกี่ยวกับกระบวนการนี้และวิธีการที่จำเป็นในการมีอิทธิพลต่อกระบวนการนี้

งานหลักของระบบ SCADA:

• รวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์และนำเสนอต่อผู้ปฏิบัติงานในรูปแบบที่สะดวกสำหรับเขา รวมถึงกราฟของการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เมื่อเวลาผ่านไป
• การควบคุมระยะไกลของกลไกการบริหาร
• การป้อนงานสำหรับอัลกอริธึมการควบคุมอัตโนมัติ
• การใช้อัลกอริธึมสำหรับการควบคุมและการจัดการอัตโนมัติ (บ่อยครั้งที่งานเหล่านี้ถูกกำหนดให้กับผู้ควบคุม แต่ระบบ SCADA ก็สามารถแก้ไขได้เช่นกัน)
• การรับรู้เหตุฉุกเฉินและแจ้งผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับสถานะของกระบวนการ
• การจัดทำรายงานความคืบหน้าของกระบวนการและการพัฒนาผลิตภัณฑ์

ไม่เพียงแต่ประสิทธิภาพของการควบคุมกระบวนการเท่านั้น แต่ความปลอดภัยยังขึ้นอยู่กับความน่าเชื่อถือ ความเร็ว และการยศาสตร์ของระบบ SCADA

ส่วนประกอบ SCADA ใดที่สำคัญที่สุดในการทำงานและทำไม

ผู้เชี่ยวชาญของแผนก APCS ของโรงงานโซดาอุตสาหกรรมอ้างว่าพวกเขาใช้ส่วนประกอบดังกล่าวเป็นหลักในการตรวจสอบและควบคุม การเก็บถาวรพารามิเตอร์กระบวนการ ข้อความ และระบบย่อยการรายงาน

ในความเป็นจริงแล้ว การตรวจสอบและควบคุมเป็นสิ่งที่ระบบควบคุมถูกติดตั้งไว้ จำเป็นต้องมีการเก็บถาวรพารามิเตอร์ ข้อความ และรายงานเพื่อประเมินและวิเคราะห์การดำเนินการของกระบวนการทางเทคโนโลยี การดำเนินการของผู้ปฏิบัติงาน ฯลฯ นอกจากนี้ หนึ่งในเครื่องมือพื้นฐานของ SCADA ก็มีความสำคัญสำหรับพวกเขา นั่นคือ ความแตกต่างของสิทธิ์การเข้าถึงเพื่อควบคุมตามระดับ (ผู้ปฏิบัติงาน นักเทคโนโลยี วิศวกรควบคุมกระบวนการ)

ด้วยแนวโน้มของการรวมระบบควบคุมกระบวนการและระบบควบคุมองค์กร จึงมีความจำเป็นเพิ่มขึ้นในการใช้ SCADA เป็นแหล่งข้อมูลสำหรับระบบระดับสูง SCADA บางตัวสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งเซิร์ฟเวอร์สำหรับการรวมข้อมูลเทคโนโลยีทั้งหมด และเป็นเซิร์ฟเวอร์สำหรับสร้างรายงานตามข้อมูลนี้

หากระบบควบคุมสร้างขึ้นโดยใช้ PLC จากผู้ผลิตรายหนึ่ง (เช่น Siemens SIMATIC) การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างตัวควบคุมและ SCADA จะเกิดขึ้นโดยใช้ไดรเวอร์โปรโตคอลการสื่อสารในตัว SCADA ผู้จำหน่ายอิสระบางรายเสนอชุดไดรเวอร์สำหรับคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์อัจฉริยะจำนวนมาก (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) ในตลาด ที่สุด วิธีสากลการทำงานร่วมกันคือการใช้ไดรเวอร์ที่พัฒนาตามมาตรฐาน OPC เซิร์ฟเวอร์ OPC เหล่านี้สามารถพัฒนาโดยผู้ผลิตคอนโทรลเลอร์หรือบุคคลที่สาม และใช้กับระบบ SCADA ใดก็ได้ ในการทำงานกับเซิร์ฟเวอร์ OPC อย่างมีประสิทธิภาพนั้น SCADA ต้องใช้โดยตรง โดยใช้เทคโนโลยี OPC ที่แกนหลักของระบบ ไม่ใช่ผ่านอินเทอร์เฟซระดับกลาง SCADA บางตัวมีการผสานรวมในแนวตั้ง: รวมถึงระบบการโปรแกรมสำหรับตัวควบคุมที่ตั้งโปรแกรมได้อย่างอิสระ พวกเขายังใช้ไดรเวอร์ภายในเพื่อสื่อสารกับคอนโทรลเลอร์ SCADA ดังกล่าวช่วยให้คุณสร้าง PTK โดยใช้อุปกรณ์จากผู้ผลิตรายต่างๆ

ระดับของระบบโดยใช้ SCADA

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการมักจะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ: ระดับล่าง กลาง และบน เหนือกว่านั้นคือระดับการจัดการการผลิตโดยทั่วไป
ระดับต่ำเป็นเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์เอง
ระดับเฉลี่ย- ตัวควบคุม ในระดับกลางมี:

• รับอินพุต;
• การประมวลผลข้อมูลปฐมภูมิ
• การก่อตัวอัตโนมัติและการออกคำสั่งควบคุมบนแอคทูเอเตอร์

ระดับสูง - นี่คือระดับ SCADA ในระดับนี้มี:

• การรวบรวม ประมวลผล และจัดเก็บข้อมูลที่ได้รับในระดับกลาง
• การแสดงข้อมูลปัจจุบันและข้อมูลที่เก็บถาวรในรูปแบบที่สะดวกสำหรับผู้ดำเนินการ (ไดอะแกรมช่วยในการจำ กราฟ แนวโน้ม บันทึกข้อความ)
• การป้อนคำสั่งตัวดำเนินการ
• การรายงานผลลัพธ์ของกระบวนการทางเทคโนโลยี
• การแลกเปลี่ยนข้อมูลกับระดับบน

การจัดการองค์กร

การจัดการองค์กรดำเนินการในสองระดับ:
MES (Manufacturing Execution Systems) คือระบบการจัดการการผลิตแบบเรียลไทม์ ระดับนี้ใช้สำหรับการวางแผนงานการผลิตสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยี การสร้างรายงานสรุป การวิเคราะห์เชิงลึกของกระบวนการ (เช่น การพยากรณ์ การสร้างพลังงานและความสมดุลของวัสดุ เป็นต้น) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เครื่องมือ SCADA เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้อีกด้วย

ERP (Enterprise Resource Planning) เป็นระบบสำหรับการจัดการกิจกรรมการบริหารการเงินและการบริหารขององค์กรโดยอัตโนมัติ ในระดับนี้จะใช้ระบบพิเศษอื่นๆ เช่น SAP R3

ฟังก์ชัน SCADA

■ ช่วยจำ
ช่วยในการจำคือ ภาพกราฟิก(ใช้ SCADA ในตัว โปรแกรมแก้ไขกราฟิก) โครงร่างเทคโนโลยีพร้อมการแสดงภาพค่าเซ็นเซอร์ สถานะของแอคทูเอเตอร์ และพารามิเตอร์อื่นๆ สำหรับการสร้างภาพข้อมูล ไม่เพียงแต่ใช้การแสดงค่าในรูปแบบของตัวเลขและจารึกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการมองเห็นของวัตถุกราฟิกที่แสดงด้วย ตัวอย่างเช่น ระดับของเหลวเปลี่ยนแปลงในภาชนะบรรจุ และสีจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ (dynamization) แอคชูเอเตอร์ไม่เพียงแต่สามารถแสดงสถานะของมันได้ด้วยคุณสมบัติกราฟิกบางอย่าง (เช่น สี) แต่ยังแสดงการทำงานด้วยสายตาได้ด้วย ตัวอย่างเช่น โดยการหมุนใบพัดของปั๊ม การเคลื่อนสายพานลำเลียง เป็นต้น (ภาพเคลื่อนไหว).

■ จดหมายเหตุ
ข้อมูล SCADA ที่ได้รับจากคอนโทรลเลอร์จะถูกเก็บถาวร ข้อมูลสามารถประมวลผลล่วงหน้าได้ (กรอง เฉลี่ย บีบอัด ฯลฯ) บ่อยครั้งที่ไม่ได้ใช้บันทึกปกติ แต่เป็นบันทึกการเปลี่ยนแปลงโดยใช้เกณฑ์ความไว ("โซนตาย") ระยะเวลาการจัดเก็บได้รับการกำหนดค่าใน SCADA แยกกันสำหรับแต่ละพารามิเตอร์ และอาจนานถึงหลายปี

■ แนวโน้ม
แนวโน้มคือการแสดงกราฟิกของการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์เมื่อเวลาผ่านไป แนวโน้มในระบบ SCADA สามารถแสดงการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ตลอดระยะเวลาทั้งหมดของการจัดเก็บในไฟล์เก็บถาวร ผู้ดำเนินการจะได้รับโอกาสในการเปลี่ยนมาตราส่วนของทั้งเวลาและพารามิเตอร์เอง ในระบบที่พัฒนาแล้ว เครื่องมือต่างๆ สำหรับการวิเคราะห์กราฟ การเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้หรือพารามิเตอร์อื่น การทำให้เรียบหรือการกรอง การทำเครื่องหมายเหตุการณ์บนกราฟ (เช่น การละเมิดขอบเขต) หรือบุ๊กมาร์กสำหรับหน่วยความจำ และอื่นๆ อีกมากมายถูกสร้างขึ้นในแนวโน้ม .

■ ตาราง
มักจะสะดวกกว่าสำหรับนักเทคโนโลยีในการดูไฟล์เก็บถาวรที่ไม่ได้อยู่ในรูปแบบกราฟิก แต่อยู่ในรูปแบบของตาราง โดยปกติ ตารางเหล่านี้ไม่เพียงแต่สามารถดูได้เท่านั้น แต่ยังสามารถส่งออกไปยังระบบอื่นได้อีกด้วย

■ กราฟ
โดยปกติแล้ว SCADA จะช่วยให้คุณเห็นการพึ่งพาพารามิเตอร์บางตัวกับพารามิเตอร์อื่น ๆ ได้ทันเวลาเช่นกัน แม้ว่าคุณสมบัตินี้จะเป็นที่ต้องการของนักเทคโนโลยีน้อยกว่าแนวโน้ม

■ ฮิสโตแกรมและแผนภูมิ
อีกวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการแสดงพารามิเตอร์คือฮิสโตแกรม (แผนภูมิแท่ง)

■ ข้อความ
ข้อความเป็น สตริงข้อความซึ่งแจ้งผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับเหตุการณ์บนวัตถุตามลำดับที่เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้น ปรากฏขึ้นบนหน้าจอหรือแสดงในพื้นที่ที่กำหนดเป็นพิเศษ

■ บันทึกข้อความ
บันทึกข้อความใช้เพื่อแสดงรายการข้อความตามลำดับที่ปรากฏและถูกเก็บถาวร ตามกฎแล้ว อินสแตนซ์บันทึกที่แตกต่างกันจะใช้สำหรับโซนกระบวนการที่แตกต่างกัน หมวดหมู่ข้อความที่แตกต่างกัน และลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน

■ การควบคุมการเข้าถึง
เพื่อให้ผู้ดำเนินการดำเนินการบางอย่าง ผู้ดูแลระบบจะต้องได้รับสิทธิ์ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น สิทธิ์ในการควบคุมแอคชูเอเตอร์หรือสิทธิ์ในการเปลี่ยนแปลงงานสำหรับตัวควบคุม ในช่วงเริ่มต้นของกะ ผู้ปฏิบัติงานจะเข้าสู่ระบบและอนุญาตให้เขาดำเนินการเฉพาะการกระทำที่ได้รับอนุญาตจากผู้ดูแลระบบเท่านั้น

■บันทึกการดำเนินการของผู้ปฏิบัติงาน
การควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นงานที่มีความรับผิดชอบสูง ดังนั้นการดำเนินการของผู้ปฏิบัติงานทั้งหมดจะถูกบันทึกเพื่อการควบคุมในบันทึกพิเศษ ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้ในกรณีที่เกิดเหตุฉุกเฉิน

■ การสร้างรายงาน
สภาพแวดล้อมการพัฒนาการรายงานที่สะดวกช่วยให้คุณจัดเตรียมรายงานที่มีรูปแบบและสมบูรณ์ได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว

ลักษณะเฉพาะของระบบ SCADA

• เข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการ
• ฟังก์ชั่นครบครัน;
• ความใจกว้าง;
• ความสามารถในการปรับขนาด;
• รองรับโปรโตคอลอุตสาหกรรม (ระบบย่อยของไดรเวอร์เอง);
• เข้ากันได้กับมาตรฐาน OPC (DA, HDA, UA);
• รองรับการเข้าถึงผ่านอินเทอร์เน็ต
• รองรับฐานข้อมูล
• ภาษาโปรแกรมในตัว
• วิธีการป้องกันและความน่าเชื่อถือ
• การรวมเข้ากับระบบควบคุม
• การสนับสนุนทางเทคนิค;
• ความง่ายในการพัฒนาและพัฒนา
• ง่ายต่อการบำรุงรักษา
• ราคา.

ระบบ SCADA ต่างประเทศ

ความนิยมมากที่สุดในรัสเซียคือ SCADA ต่างประเทศต่อไปนี้:

– WinCC (ซีเมนส์ เยอรมนี);
– อินทัช (วันเดอร์แวร์ สหรัฐอเมริกา);
– RSView32 (Rockwell Automation, สหรัฐอเมริกา);
– Genesis64 (Iconics, สหรัฐอเมริกา);
– Vijeo Citect (ชไนเดอร์ อิเล็คทริค ประเทศฝรั่งเศส)

ระบบ SCADA ในประเทศ

รุ่น SCADA ในประเทศที่ได้รับความนิยมสูงสุด:
– MasterSCADA (InSAT, มอสโก);
– โหมดการติดตาม (AdAstra, มอสโก);
– Krug2000 (ครูก, เพนซ่า).

ซึ่งแตกต่างจาก SCADA ตะวันตกส่วนใหญ่ ภาษารัสเซียทั้งหมดมีเครื่องมือการเขียนโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ในตัวโดยใช้ภาษาของมาตรฐาน IEC61131-3 รวมถึงภาษาของบล็อกฟังก์ชัน ยิ่งไปกว่านั้น หาก SCADA เองได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้ สภาพแวดล้อมของ Windowsบนคอมพิวเตอร์ที่เข้ากันได้กับพีซี ระบบการดำเนินการสำหรับคอนโทรลเลอร์สามารถทำงานบนแพลตฟอร์ม Logix อื่นๆ เช่น Linux บนโปรเซสเซอร์ ARM

ระบบทั้งหมดข้างต้นรองรับมาตรฐาน OPC อย่างไรก็ตาม ในระบบ “Trace Mode” เน้นที่การใช้ไดรเวอร์ของตัวเอง และ MasterSCADA แม้ว่าจะรองรับการใช้ไดรเวอร์ แต่ก็อิงตาม “OPC ใน เทคโนโลยีหลัก” และเสนอชุดเครื่องมือแยกต่างหากสำหรับการพัฒนาเซิร์ฟเวอร์ OPC

ลักษณะเปรียบเทียบของ SCADA ต่างประเทศและในประเทศ

SCADA ที่ทันสมัยทั้งหมดทั้งในและต่างประเทศมีฟังก์ชันการทำงานเต็มรูปแบบสำหรับโปรแกรมประเภทนี้ ดังนั้นการเปรียบเทียบตามรายการฟังก์ชันใน ปีที่แล้วได้สูญเสียความหมายไปแล้ว ข้อได้เปรียบหลักของ SCADA ของรัสเซียคือการมุ่งเน้นไปที่ตลาดรัสเซียในเบื้องต้น (ภาษารัสเซีย ไม่ใช่เอกสารแปล การสนับสนุนทางเทคนิค, ระดับราคา). สรุปได้ว่าสำหรับแต่ละองค์กรหรือแม้แต่แอปพลิเคชัน ควรทำการเปรียบเทียบ SCADA หลายตัว ทั้งในแง่ของราคาและความสามารถ SCADA เกือบทั้งหมดมีเวอร์ชันทดลองซึ่งช่วยให้คุณตรวจสอบความเหมาะสมกับงานที่กำลังแก้ไขได้
บรรณาธิการของ KIPinfo

นิตยสารอิเล็กทรอนิกส์ “KIPinfo” ฉบับที่ 17 ปี 2013

สินค้ายอดนิยม

ระบบวิศวกรรมอาคารใช้ซอฟต์แวร์ SCADA

สกาด้า (การควบคุมดูแลและการได้มาซึ่งข้อมูล - การควบคุมดูแลและการได้มาซึ่งข้อมูล) - แพคเกจซอฟต์แวร์สำหรับการออกแบบและพัฒนาระบบสำหรับการรวบรวม การประมวลผล การแสดง และการเก็บถาวรข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุของการตรวจสอบหรือควบคุม

องค์กรของเรากำลังพัฒนา โครงการ SCADA สำหรับระบบ SCADA ที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในรัสเซีย คุณสามารถระบุราคาของระบบซอฟต์แวร์ SCADA และต้นทุนการออกแบบได้จากผู้เชี่ยวชาญของเรา

ปริญญาโท - เครื่องมือที่ทรงพลังและสะดวกสำหรับการพัฒนาระบบการจัดส่งแบบกระจายที่รวดเร็วและมีคุณภาพสูง ในทุกอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัยและบริการชุมชน

ง่าย SCADA เป็นระบบ SCADA ที่เรียบง่ายและทันสมัย สถาปัตยกรรมไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์, เว็บไคลเอ็นต์, ระบบรายงาน, ทำงานร่วมกับ OPC DA, เซิร์ฟเวอร์ OPC UA, คอมไพเลอร์สคริปต์, ทำงานร่วมกับ MySQL DBMS, เซิร์ฟเวอร์ SQL, โหมดมัลติมอนิเตอร์, การโทร, SMS, คำสั่ง AT, กำลังส่งอีเมล, โทรเลข, การจองเซิร์ฟเวอร์)

เอกสารอ้างอิง SCADA – ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่เป็นระบบการเฝ้าติดตาม การควบคุม และการเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีคุณสมบัติครบถ้วน ซึ่งช่วยให้คุณจัดหา: การแสดงภาพกระบวนการในโหมดกราฟิก การจัดการสัญญาณเตือน การติดตามแนวโน้มตามเวลาจริงและการเข้าถึงแนวโน้มที่เก็บถาวร การจัดทำรายงานโดยละเอียด การควบคุมกระบวนการแบบคงที่

SCADA อย่างรวดเร็ว เป็นระบบ SCADA แบบโอเพ่นซอร์สที่มีคุณสมบัติครบถ้วนและฟรี เมื่อใช้ Rapid SCADA คุณสามารถสร้างระบบอัตโนมัติประเภทต่อไปนี้: ระบบควบคุมกระบวนการ (APCS), ระบบบ้านอัจฉริยะ, ระบบบัญชีพลังงาน ( , อัศว, อัยสฺกึ). (อปพร.), ระบบควบคุมการเข้าออก (ACS),

ไซมาติก วินซีซี - ระบบ HMI ซอฟต์แวร์สร้าง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบอัตโนมัติในตระกูล Simatic ที่ผลิตโดย Siemens AG ทำงานบนระบบปฏิบัติการของครอบครัว ไมโครซอฟท์ วินโดวส์และใช้ฐานข้อมูล Microsoft SQL Server

อัตราข้อมูล - ซอฟต์แวร์ที่ง่ายและมีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างระบบสั่งการ การตรวจสอบ ควบคุม และจัดการกระบวนการทางเทคโนโลยี.

โหมดการติดตาม - ชุดซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับระบบอัตโนมัติ ระบบเทเลกลศาสตร์ ระบบอัตโนมัติในอาคาร ระบบบัญชีทรัพยากรพลังงาน (ไฟฟ้า ความร้อน ก๊าซ น้ำ)

ชุดซอฟต์แวร์ GENESIS64 ICONICS เป็นซอฟต์แวร์สร้างภาพอุตสาหกรรม 64 บิตรุ่นใหม่ ด้วยโซลูชันสำหรับทุกอุตสาหกรรม GENESIS64 ผสานรวมข้อมูลที่เชื่อมต่อ รวบรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้การแสดงภาพในโหมดที่ยืดหยุ่นและซับซ้อนที่สุดของชุดซอฟต์แวร์สำหรับงาน HMI/SCADA แบบเรียลไทม์และในอนาคต

ระบบ SCADA ARIES Telemechanics LIGHT - เครื่องมือที่สมบูรณ์แบบสำหรับ ครบวงจรทำงานเกี่ยวกับการตั้งค่าการรวบรวมและควบคุมข้อมูล, การตั้งค่าอัลกอริธึมการประมวลผล, การสร้างสัญญาณเตือน, การตั้งค่าฐานข้อมูลประวัติ, การสร้างแผนเทคโนโลยีและการดำเนินงานสำหรับการแสดงข้อมูล

รายการราคาสำหรับการพัฒนาโครงการ SCADA ในมอสโก 2019 - 2020

SCADA (การควบคุมดูแลและการรับข้อมูล การควบคุมดูแลและการรับข้อมูล) เป็นชุดซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อพัฒนาหรือรับรองการทำงานตามเวลาจริงของระบบสำหรับการรวบรวม การประมวลผล การแสดง และการเก็บถาวรข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุตรวจสอบหรือควบคุม SCADA สามารถเป็นส่วนหนึ่งของ APCS, ASKUE, ระบบตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม, การทดลองทางวิทยาศาสตร์, ระบบอัตโนมัติในอาคาร ฯลฯ ระบบ SCADA ถูกนำมาใช้ในทุกภาคส่วนของเศรษฐกิจ ซึ่งจำเป็นเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีได้แบบเรียลไทม์

หน้าที่หลักของระบบ SCADA คือการสร้างอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร เช่น ระบบ SCADA ทำหน้าที่สองบทบาทพร้อมกัน - เป็น HMI และเป็นเครื่องมือในการสร้าง ระบบย่อยที่รวมอยู่ในระบบ SCADA:

ไดรเวอร์หรือเซิร์ฟเวอร์อินพุต - เอาต์พุต - โปรแกรมที่ให้การสื่อสาร SCADA กับตัวควบคุมอุตสาหกรรม

ระบบเรียลไทม์ - โปรแกรมที่ให้การประมวลผลข้อมูลภายในเวลาที่กำหนดโดยคำนึงถึงลำดับความสำคัญ

ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร - เครื่องมือที่นำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับความคืบหน้าของกระบวนการต่อผู้ปฏิบัติงานซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมและจัดการกระบวนการได้

ระบบควบคุมเชิงตรรกะเป็นโปรแกรมที่รับรองการทำงานของโปรแกรมผู้ใช้ (สคริปต์) ของการควบคุมเชิงตรรกะในระบบ SCADA ชุดบรรณาธิการสำหรับการพัฒนา

ฐานข้อมูลเรียลไทม์ - จัดเก็บประวัติกระบวนการ

ระบบจัดการสัญญาณเตือน - โปรแกรมที่ให้การควบคุมอัตโนมัติของเหตุการณ์ในกระบวนการ จำแนกเหตุการณ์ตามปกติ คำเตือนหรือเหตุฉุกเฉิน ตลอดจนการประมวลผลเหตุการณ์โดยผู้ปฏิบัติงานหรือคอมพิวเตอร์

บทบาทและตำแหน่งของระบบ scada ในตลาด PCS

ตามการประยุกต์ใช้ระบบ SCADA สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

การใช้วิธีการ ปัญญาประดิษฐ์เพื่อแก้ปัญหาการสนับสนุนและการตัดสินใจและการจัดการ

วิธีการประมวลผลและ การส่งข้อมูลความรู้พื้นฐาน

กลุ่มแรกประกอบด้วยระบบที่ใช้ฟังก์ชันการตรวจสอบและการควบคุมกระบวนการแบบดั้งเดิม:

การบำรุงรักษาฐานข้อมูลตามเวลาจริง

ทำการคำนวณ

การแสดงข้อมูลและพารามิเตอร์แบบกราฟิกในรูปแบบของแผนภาพช่วยจำ กราฟ แผนภาพ ฯลฯ

สัญญาณเตือน;

เก็บข้อมูล;

สร้างรายงาน

กลุ่มนี้ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ประเภทต่อไปนี้: RTAP/Plus (HewlettPackard), Monitrol\UX (Hilco), PMIS (Bradley-Ward), Simplicity (GE Fanuc) เป็นต้น

ฟังก์ชั่นของระบบของกลุ่มที่สองรวมถึงการสนับสนุนข้อมูลทางปัญญาสำหรับผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ในการควบคุมกระบวนการ คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึง:

การวิเคราะห์สถานการณ์ของสถานะของเป้าหมายของการควบคุมและการจัดการ

การค้นหาการปฏิบัติงานของผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการในกรณีที่เกิดสถานการณ์ผิดปกติและวิกฤต

การวินิจฉัยสถานะของอุปกรณ์เทคโนโลยี

การวินิจฉัยสถานะของกระบวนการทางเทคโนโลยี

การวิเคราะห์เชิงตรรกะของเหตุการณ์

การวิเคราะห์เชิงตรรกะของสถานการณ์ผิดปกติ

การคาดการณ์พฤติกรรมของกระบวนการในเวลาและอื่นๆ

การป้องกันการกระทำของผู้ปฏิบัติงานที่ไม่ได้รับอนุญาตจากกฎระเบียบทางเทคโนโลยี

การรักษาฐานข้อมูลและความรู้ตามเวลาจริง

การบำรุงรักษาฐานข้อมูลไฮเปอร์เท็กซ์ของความรู้ด้านการปฏิบัติงานและกฎระเบียบ

ตัวอย่างของระบบเหล่านี้ ได้แก่ ระบบต่างประเทศ G2 (Gensym สหรัฐอเมริกา) และระบบภายในประเทศ "SPRINT-RV" (รัสเซีย) ซึ่งไม่เพียงแต่มีเครื่องมือสำหรับการออกแบบและทดสอบโมเดลโดเมนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องมือสำหรับการสนับสนุนข้อมูลอัจฉริยะสำหรับความเป็นจริง เวลา ตัดสินใจ. ระบบของทั้งสองกลุ่มนี้สามารถเสริมกันได้ แต่ถ้าระบบของกลุ่มแรกเป็นพื้นฐานของระบบควบคุมสมัยใหม่ ระบบฐานความรู้มักจะไม่ถูกนำมาใช้ด้วยเหตุผลหลายประการ

สาเหตุหลักบางประการคือ:

เทคโนโลยีสำหรับการสร้างระบบฐานความรู้ยังไม่เป็นทางการเพียงพอ มันจำเป็นต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญทางวิศวกรรมที่มีคุณวุฒิ ความรู้ และผู้เชี่ยวชาญราคาแพง ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่ต้นทุนทางการเงินและเวลาที่สำคัญ ดังนั้นระบบของคลาสนี้จึงถูกสร้างขึ้นเฉพาะเมื่อการใช้งานของพวกเขาให้ผลประโยชน์ทางวัตถุจำนวนมากเท่านั้น

ระบบฐานความรู้ได้รับการพัฒนาโดยส่วนใหญ่เป็นระบบที่แบบจำลองความรู้ไม่สมบูรณ์ ซึ่งไม่อนุญาตให้รวมไว้ในเครื่องมือตรวจสอบและควบคุมหลักเสมอไป ใช้เป็นข้อมูลและเครื่องมือให้คำปรึกษา

ปัญหาเหล่านี้สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีต่อไปนี้ - ด้วยความช่วยเหลือของการตรวจสอบ / การควบคุมและวิธีการของระบบฐานความรู้ ควรสร้างปัญหาเหล่านี้โดยใช้เทคโนโลยีอัตโนมัติขั้นสูงเพียงชุดเดียวและสร้างเป็นชุดเดียวทั้งหมด เทคโนโลยีแบบบูรณาการดังกล่าวมีให้โดยระบบ SPRINT-RV ซึ่งใช้ทั้งฟังก์ชันการตรวจสอบ/ควบคุมแบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีอัจฉริยะเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจในการดำเนินงาน

ระบบ SCADA ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบและดูแลวัตถุที่อยู่ห่างไกลจำนวนมาก (ตั้งแต่ 1 ถึง 10,000 ชิ้น ซึ่งบางครั้งอยู่ห่างจากกันหลายพันกิโลเมตร) หรือวัตถุหนึ่งชิ้นที่กระจายตามพื้นที่ สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวรวมถึงท่อส่งน้ำมัน ท่อส่งก๊าซ ท่อส่งน้ำ สถานีไฟฟ้าย่อย ท่อรับน้ำ สถานีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล เป็นต้น

งานหลักของระบบ SCADA คือการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุระยะไกลต่างๆ ที่มาจากจุดควบคุมและแสดงข้อมูลนี้ในศูนย์จัดส่งแห่งเดียว นอกจากนี้ ระบบ SCADA จะต้องจัดเตรียมการเก็บข้อมูลที่ได้รับในระยะยาว ผู้มอบหมายงานมักจะมีความสามารถไม่เพียง แต่จะสังเกตวัตถุอย่างเฉยเมยเท่านั้น แต่ยังควบคุมวัตถุนั้นได้อีกด้วย ตอบสนองต่อสถานการณ์ต่างๆ

งานของระบบ SCADA:

• การแลกเปลี่ยนข้อมูลกับ USO (อุปกรณ์สำหรับการสื่อสารกับวัตถุนั่นคือกับตัวควบคุมอุตสาหกรรมและบอร์ดอินพุต / เอาท์พุต) แบบเรียลไทม์ผ่านไดรเวอร์
• การประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์
• การแสดงข้อมูลบนหน้าจอมอนิเตอร์ในรูปแบบที่มนุษย์เข้าใจได้
• การบำรุงรักษาฐานข้อมูลตามเวลาจริงด้วยข้อมูลทางเทคโนโลยี
• การส่งสัญญาณฉุกเฉินและการจัดการข้อความแจ้งเตือน
• การจัดทำและจัดทำรายงานความก้าวหน้าของกระบวนการทางเทคโนโลยี
• ให้บริการสื่อสารกับแอปพลิเคชันภายนอก (DBMS, สเปรดชีต, โปรแกรมประมวลผลคำฯลฯ).

โครงสร้างของระบบ SCADA

ระบบ SCADA ใด ๆ มีสามองค์ประกอบ: เทอร์มินัลระยะไกล(RTU - Remote Terminal Unit), ศูนย์ควบคุมการสั่งจ่าย (MTU - Master Terminal Unit) และระบบสื่อสาร (CS - Communication System)

เทอร์มินัลระยะไกลเชื่อมต่อโดยตรงกับวัตถุที่ควบคุมและทำการควบคุมแบบเรียลไทม์ เทอร์มินัลดังกล่าวสามารถทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ดั้งเดิมที่ดึงข้อมูลจากวัตถุ หรือระบบคอมพิวเตอร์ที่ทนทานต่อข้อบกพร่องของโปรเซสเซอร์หลายตัวแบบพิเศษที่ประมวลผลข้อมูลและควบคุมแบบเรียลไทม์

ห้องควบคุมการสั่งงานดำเนินการประมวลผลข้อมูลและการควบคุมระดับสูง ตามกฎแล้วในโหมดกึ่งเรียลไทม์ มันมีส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร MTU สามารถเป็นได้ทั้งคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวพร้อมอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับเชื่อมต่อกับช่องทางการสื่อสาร หรือระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่หรือเครือข่ายท้องถิ่นของเวิร์กสเตชันและเซิร์ฟเวอร์

ระบบการสื่อสารจำเป็นต้องถ่ายโอนข้อมูลจาก RTU ไปยัง MTU และในทางกลับกัน ช่องรับส่งข้อมูลต่อไปนี้สามารถใช้เป็นระบบสื่อสารได้: สายเช่า, เครือข่ายวิทยุ, สายโทรศัพท์อะนาล็อก, เครือข่าย ISDN, เครือข่ายเซลลูล่าร์ GSM (GPRS) บ่อยครั้งที่อุปกรณ์ต่างๆ เชื่อมต่อกับเครือข่ายหลายเครือข่ายเพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้

คุณสมบัติของกระบวนการควบคุมในระบบ SCADA

• ในระบบ SCADA จำเป็นต้องมีบุคคล (ผู้ดำเนินการ ผู้มอบหมายงาน)
• การกระทำที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของวัตถุควบคุมหรือแม้แต่ผลที่ตามมาอย่างหายนะ
• โดยทั่วไป คอนโทรลเลอร์มีหน้าที่รับผิดชอบโดยรวมในการจัดการระบบ ซึ่งภายใต้สภาวะปกติ จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์เป็นครั้งคราวเท่านั้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด
• ส่วนใหญ่แล้ว ผู้มอบหมายงานจะคอยสังเกตข้อมูลที่แสดงอยู่ การมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันของผู้มอบหมายงานในกระบวนการควบคุมเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก โดยปกติจะเป็นเหตุการณ์วิกฤต เช่น ความล้มเหลว สถานการณ์ฉุกเฉินและเหตุฉุกเฉิน เป็นต้น
• การกระทำของผู้ปฏิบัติงานในสถานการณ์วิกฤตสามารถจำกัดเวลาอย่างเคร่งครัด (หลายนาทีหรือแม้แต่วินาที)

การป้องกันระบบ SCADA

มีความเห็นในหมู่ผู้ใช้ระบบ SCADA บางรายว่าหากระบบไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต ระบบจะประกันการโจมตีทางไซเบอร์ ผู้เชี่ยวชาญไม่เห็นด้วย

Faizel Lakhani ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยกล่าวว่าการแยกตัวทางกายภาพไม่มีประโยชน์ต่อการโจมตีระบบ SCADA ทรัพยากรสารสนเทศ. ในความเห็นของเขา การแยกทางกายภาพของระบบนั้นเทียบเท่ากับการต่อสู้กับกังหันลม

ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญชาวรัสเซียเกี่ยวกับความปลอดภัยของระบบ APCS และ SCADA นั้นสอดคล้องกัน เนื่องจากปัญหาด้านความปลอดภัยของระบบควบคุมอุตสาหกรรมได้กลายมาเป็นจุดสนใจของทุกคน ผู้ผลิตโซลูชันด้านความปลอดภัยบางรายจึงเริ่มพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มุ่งต่อต้านภัยคุกคามต่อระบบข้อมูลอุตสาหกรรม (โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ดังกล่าว อาจรวมถึงระบบรักษาความปลอดภัย ระบบปฏิบัติการ- สภาพแวดล้อมสำหรับการทำงานของแอปพลิเคชันที่เชื่อถือได้เท่านั้น)

บริษัทแต่ละแห่งได้เริ่มเตรียมเอกสารการวิเคราะห์เกี่ยวกับประเด็นเหล่านี้ โดยพยายามประเมินสถานะของ ICS จากมุมมองด้านความปลอดภัย ปฏิกิริยาต่อความคิดริเริ่มเหล่านี้จากผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานกับระบบอุตสาหกรรมนั้นคลุมเครือและไม่เป็นผลดีเสมอไป ผู้สังเกตการณ์ภายนอกสามารถสรุป: ระหว่างตัวดำเนินการ