SCADA خلاصه شده Supervisory Control And Data Acquisition و به معنای سیستم جمعآوری داده و کنترل نظارتی است که بستری برای پیاده سازی ارتباطات و کنترل داده ها برای رسیدن به یک هدف خاص است. یکی از رایج ترین سیستم های کنترل صنعتی، SCADA است که تقریباً برای کنترل هر نوع فرآیند صنعتی قابل استفاده است. در واقع به دسته ای از نرم افزارهای کاربردی برای کنترل زیرساخت ها، فرآیندهای صنعتی یا فرآیندهای مبتنی بر کارخانه گفته می شود که داده ها را از مکان های دور به صورت بلادرنگ برای کنترل تجهیزات و سیستم ها جمع آوری می کند. اسکادا به سازمان ها و شرکت ها ابزارهای مورد نیاز برای پیاده سازی فرآیندهای صنعتی مبتنی بر داده را می دهد.
اسکادا چیست؟
به زبان ساده، SCADA بستری برای اجرای مجموعه ای از ارتباطات و داده های کنترلی برای دستیابی به یک هدف خاص است. به همین دلیل به آن “سیستم جمعآوری داده و کنترل نظارتی” یا به اختصار SCADA می گویند. هر قسمت از نام این سیستم دارای معنا و مفهوم گسترده ای است. در مرحله اکتساب داده ها، سیستم اسکادا وظیفه جمع آوری داده های تحلیل شده و خام را بر عهده دارد. این جمع آوری را می توان از طریق یک جفت سیم یا سیستم های ارتباطی بسیار پیشرفته مانند; GSM، Modbus، RS485، RS232، GPRS و اترنت انجام داد. در بخش Supervisory Control (کنترل نظارتی) تنها از کنترل خالی صحبت نشده است بلکه برای اسکادا به عملکردهای مدیریتی و نظارت کنترلی اشاره شده است. این بدان معنی است که در این بخش SCADA کلیه فرآیندهای کنترلی را به طور دقیق می شناسد و بر آنها نظارت می کند.
بنابراین به طور کلی SCADA یک “بستر” است و در این بستر می توانیم به اهداف کنترل و نظارت خود و همچنین تا حد زیادی دست پیدا کنیم. اگرچه این یک سیستم متمرکز است، اما تفاوت قابل توجهی بین آن و سیستم کنترل توزیع شده (DCS) وجود ندارد. یکی از بهترین ویژگی های این سیستم این است که فضای آن محدود نیست، بنابراین می توانید اطلاعات را در خارج از کارخانه جمع آوری کنید. و درنهایت در اتاق کنترل به تحلیل و پردازش آنها بپردازید.
سیستم های اسکادا چطور کار می کنند؟
به طور خلاصه، SCADA ترکیبی از قطعات سخت افزاری و نرم افزاری است. این مجموعه از اجزاء با داده های بلادرنگ جمع آوری شده از دستگاه های مستقر در کارخانه یا صنعت مانند پمپ ها، شیرها و ترانسمیتر ها شروع به کار می کند. این قطعات نیازی به خرید از یک فروشنده خاص ندارند و فقط باید یک پروتکل ارتباطی داشته باشند که پردازنده بتواند از آن استفاده کند. داده های جمع آوری شده از دستگاه های میدانی به پردازنده هایی مانند PLC ارسال می شود. داده ها از پردازنده به سیستمی از دستگاه های شبکه توزیع می شود. این دستگاه ها می توانند HMI، رایانه های کاربر نهایی و سرورها باشند. در HMI و کامپیوتر، کاربر نهایی می تواند عملیات و وظایف کارگر مانند روشن کردن پمپ ها و باز کردن ولو ها را به وضوح نمایش دهد. این داده ها همچنین می توانند برای تجزیه و تحلیل و افزایش تولید کارخانه یا عیب یابی مشکلات استفاده شوند.
اهداف مهم اسکادا
– مانیتورینگ: مانیتورینگ مداوم ولتاژ، جریان و…
– اندازهگیری: اندازهگیری متغیرها برای پردازش
– جمع آوری داده: جمع آوری مداوم داده ها از RTU و آشکارسازهای داده (PDC).
– ارتباط با داده ها: انتقال و دریافت مقادیر زیادی داده از میدان به مرکز کنترل
– اتوماسیون: عملکرد سوئیچینگ خودکار خطوط انتقال CB و …
کاربرد اسکادا در صنعت برق
سیستم اسکادا برای نظارت بر انواع داده ها استفاده می شود. مثلا؛ جریان، ولتاژ، جریان، فشار، دما، سطح آب و غیره. یک سیستم SCADA معمولاً در فرآیندهای صنعتی که از ورودی/خروجی بالا استفاده می کنند استفاده می شود. به طور معمول، محدوده اعداد SCADA مناسب از 1000 تا چند ده هزار واحد است. مناطقی که بیشتر از SCADA استفاده می کنند عبارتند از:
– نیروگاه برق
– شبکه انتقال برق
– تولید فولاد
– صنایع شیمیایی
– صنایع آب
– پالایشگاهها
– خطوط انتقال نفت و گاز
– تجهیزات مخابراتی
– مراکز اتمی
– حملونقل هوایی و مدیریت فرودگاه
اجزاء اسکادا
اگر SCADA را از نظر اجزا بررسی کنیم، مطمئناً به راحتی می توان فهمید که SCADA به طور کلی از 6 جزء تشکیل شده است که عبارتند از:
1. رابط کاربری انسان و ماشین (HMI)
2. سیستم نظارتی
3. واحد ترمینال از راه دور (RTU)
4. کنترلگر منطقی برنامهپذیر (PLC)
5. زیرساخت ارتباطی
6. برنامهنویسی SCADA
جمع بندی
SCADA پاشنه آشیل سیستم های اتوماسیون صنعتی و سیستمهای کنترلی انبوه است، این سیستم در سال های اخیر امکان سنجی و توسعه پذیری خود را به خوبی ثابت کرده است و به دلیل رقابتی بودن قیمت آن با DCS به تدریج وارد حوزه تخصصی DCS شده است. اما مطمئناً برای اینکه بتواند آینده خود را تضمین کند، قطعاً به کمک اینترنت اشیا نیاز دارد. در حال حاضر، یکی از موضوعات داغ در SCADA تجزیه و تحلیل زمان واقعی (روند) است، زیرا این ویژگی بخشی از الزامات همگام سازی با سایر فناوری های جدید است. در نهایت امیدوارم مطالب ذکر شده برای شما مفید بوده باشد و بتوانیم در آینده مطالب خاص اسکادا را به شما ارائه دهیم.