SCADA – процесс сбора информации реального времени с удаленных точек для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требования обработки реального времени обуславливаются необходимостью доставки всех необходимых событий и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). Прообразом современной системы SCADA на ранних стадиях развития АСУ являются системы телеметрии и сигнализации. Все современные SCADA системы включают 3 основных структурных компонента.
RTU — удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи в режиме реального времени. Спектр его применений широк — от простых датчиков, осуществляющих съем информации от объекта, до специальных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управления в режиме жесткого реального времени. Его реализация определяется конкретным применением.
Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.
В качестве RTU могут использоваться PLC и PC — контроллеры, а также индустриальные компьютеры.
MTU — диспетчерский пункт управления (главный терминал) осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого реального времени. Одна из его основных функций — обеспечение интерфейса между человеком — оператором и системой (HMI, MMI). В зависимости от конкретной системы MTU может быть реализован в самом разнообразном виде: от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи, до больших вычислительных систем. Объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, и при построении MTU используются различные методы повышения надежности и безопасности работы системы.
CS — коммуникационная система (каналы связи), необходимые для передачи данных с удаленных точек на центральный интерфейс оператора — диспетчера и передачи сигналов управления на RTU в зависимости от конкретного исполнения системы.
Особенности SCADA как процесса управления
1. процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие человека (оператора — диспетчера)
2. процесс SCADA был разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу объекта управления или даже к катастрофическим последствиям.
3. оператор несет общую ответственность за управление системы, которая при нормальных условиях только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимальной производительности. Активное участие оператора в процессе управления происходит не часто и в непредвиденные моменты времени, обычно в случае наступления критических событий (отказы и прочее).
4. действия оператора в критической ситуации могут быть жестко ограничены по времени (несколько минут или секунд).
Основные требования к SCADA систем
1. надежность системы (технологичность и функциональность);
2. безопасность управления;
3. точность обработки и представления данных;
4. простота расширения системы;
Требования безопасности и надежности управления в SCADA включают следующее:
1. никакой единичный отказ оборудования не должен вызвать ложного выходного воздействия на объект управления;
2. никакая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия на объект управления;
3. все операции по управления должны быть интуитивно понятными и удобными для оператора.
Области применения SCADA систем
Основными объектами применения систем диспетчерского управления (по данным зарубежных источников) являются:
— управление передачей и распространением электроэнергии;
— промышленное производство;
— производство электроэнергии;
— водозабор, водоочистка, водораспределение;
— добыча, транспортировка и распределение нефти и газа;
— управление космическими объектами;
— управление на транспорте (все виды транспорта «авиа», метро, ж/д, автомобильный, водный);
— телекоммуникации;
— военная область;
Эффект от внедрения SCADA систем исчисляется, в зависимости от типа предприятия, от сотен тысяч до миллионов долларов в год. Например, для одной средней тепловой станции он составляет по подсчетам специалистов от 200 до 400 тыс. дол..
