Что представляет собой SCADA система: основные задачи, применение, особенности и структура организации

SCADA-система — это специальная инновационная система, предназначенная для автоматизации технологических процессов, осуществления диспетчерского контроля, а также получения большого количества данных в режиме онлайн. Слово, состоящее из 5-ти заглавных английских букв, расшифровывается как Supervisory Control and Data Acquisition. В переводе на русский эта фраза означает диспетчерское управление и сбор информации.

Если говорить научным языком, то SCADA-система — это современная программно-техническая разработка, предназначенная для выполнения важнейших функций в сфере производства. К примеру, благодаря такому решению удастся организовать управление, мониторинг и контролирование главными технологическими операциями в совершенно разных производственных сферах и областях.

Устройство SCADA-системы незамысловатое, однако прежде чем начать разбираться в дальнейших свойствах, задачах и характеристиках этой системы, важно обозначить принцип ее работы. Так, такая инновационная система включает в себя оборудование и программное обеспечение в пределах конкретного производства, где все части этих двух важнейших элементов выстраиваются друг напротив друга в цепь взаимодействия. Их объединение позволяет налаживать взаимный обмен данными, в ходе которого происходит три этапа работы с информацией: это ее сбор, обработка и анализ.

Главная задача SCADA-систем — получение необходимых данных от каких-либо устройств, фигурирующих в процессе производства, например, контроллеров, датчиков и целой единицы оборудования. Собранные сведения структурируются и направляются на хранение в единую систему SCADA, где за счет широкого функционала удается осуществлять легкое управление требуемыми элементами производства.

Основные задачи и функции SCADA-систем

К главным задачам SCADA-систем относятся:

• Получение данных о производственных процессах. Информация собирается с датчиков, а затем перенаправляется оператору для дальнейшей работы на основании полученных сведений (причем данных предоставляются чаще всего в наглядном виде, то есть используется визуализация, например, при помощи графиков, которые, к слову, способны даже отображать изменения некоторых параметров с учетом времени).
• Создание отчетности. Отчетность подразумевает формирование, сбор и структурирование информации о главных технологических процессах, а также выработке продукции.
• Организация и настройка управленческих систем с целью обеспечения дистанционного контроля и управления за исполнительными бизнес-процессами.
• Налаживание связи с внешними приложениями.
• Подача сигналов и команд оборудованию и техническим элементам предприятия, чтобы их автоматизированная работа не была хаотичной, а следовала строгим алгоритмам и нормам.
• Создание необходимых условий для взаимодействия отдельных ПК в пределах сети.
• Воплощение в действие алгоритмов автоматического управления.

Таким образом, SCADA-системы при правильном применении способны значительно облегчить протекание бизнес-процессов, а также увеличить эффективность функционирования всего предприятия в целом. Этот программный пакет позволяет реализовать на практике множество идей, которые пойдут на пользу и дадут импульс для более быстрого развития бизнеса.

Изначально разработчики SCADA-систем планировали создать такое программное обеспечение, которое помогло бы упростить производственные процессы на крупных предприятиях и тем самым помочь бизнесменам получать гораздо большую прибыль, чем прежде. К главным функциям программного пакета SCADA относят:

• Облегчение работы оператора. Это не только позволяет снизить степень трудозатрат, но и дает возможность оператору заниматься более важными делами, например, вместо того, что может без проблем сделать SCADA-система, он может начать придумывать и воплощать более эффективные и менее ресурсозатратные методы управления конкретным процессом.
• Формирование системы отчетов, а также предоставление наглядной информации о бизнес-процессах персоналу данного бизнеса.
• Увеличение эффективности технологических процессов, а также повышение качества выпускаемого товара в результате уменьшения процента бракованных изделий (это достигается за счет более четкого соблюдения стандартов и производственных норм, в чем отлично помогает SCADA).
• Анализ тех аспектов функционирования предприятия, прямо или косвенно влияющих на качество готовой продукции, а также последующая оптимизация технологических процессов с целью исправления ситуации и повышения утерянного качества.
• Более детальный контроль за операторами, которые в результате активизации человеческого фактора могут допускать ошибки в процессе работы. SCADA-система позволяет следить за правильностью выработки команд на программном уровне, что снизит количество недочетов в ходе функционирования предприятия.
• Анализ работы технических устройств предприятия, а также слежка за состоянием рабочего оборудования. SCADA-система дает возможность преждевременно находить проблемные места на производстве, где в ближайшем будущем возможно возникновение аварии.

Таким образом, программный комплекс SCADA позволяет совершенствовать и оттачивать главные аспекты функционирования предприятия. Кроме того, за счет такой системы повышается степень безопасности производства, а также улучшается качество продукции благодаря более детальной слежки за этим показателем качества.

Сферы и области применения программного пакета SCADA

Система СКАДА применяется далеко не на всех предприятиях. Целесообразнее всего интегрировать их в тяжелое и энергоемкое производство, требующее повышенной точности и быстроты реагирования на изменяющиеся условия работы бизнеса. К примеру, SCADA-системы часто встречаются на разросшихся и масштабированных предприятиях, относящихся к нефтедобывающей и газодобывающей промышленности. Помимо этого, они не реже интегрируются и в работу компаний, функционирующих в таких сферах, как водоснабжение, электроснабжение, железнодорожное строительство и пр.

Широкая распространенность и активное применение SCADA-систем в хозяйственном секторе объясняется тем, что в такой сфере, где практически все технологические процессы автоматизированы, требуется повышенный контроль за функционированием оборудования и техники, чтобы предотвращать риски возникновения аварий, а также следить за появлением и устранением неисправностей в режиме реального времени.

Главные компоненты SCADA: из чего состоит этот программный комплекс?

Независимо от того, какая именно разновидность SCADA рассматривается для приобретения и интегрирования в работу предприятия, каждая из них содержит в себе неизменную структуру, состоящую из 3-х неотъемлемых элементов, а именно:

• Коммуникативные системы. Эти системы связаны между собой и необходимы для обеспечения взаимодействия между MTU и RTU. Сообщение этих двух терминалов бывает как прямым, так и обратным. В первом случае в режиме онлайн осуществляется передача сведений от RTU к MTU, а во втором варианте происходит все то же самое, только ровно наоборот: здесь уже наблюдается обратный порядок взаимодействия двух устройств, однако здесь уже реализовывается обмен сигналами к действию, которые передаются от MTU к RTU. Методов передачи данных в таком случае существует ряд: от специально выделенного оптоволокна до примитивных вариантов сообщения по типу мобильной сети и пр.
• Remote Terminal Unite (Терминал удаленного типа — RTU). Под таким терминалом подразумевается некое устройство, размещенное на стороне объекта. В качестве такого технического изобретения выступают многопоточные микроконтроллеры, дающие возможность не только осуществлять эффективный сбор любого типа информации, но и вносить изменения в работу технологических процессов. Однако эти современные устройства на практике применяются довольно редко в силу своей повышенной стоимости, поэтому большинство предприятий по-прежнему пользуются более простым вариантом RTU — датчиками.
• Master Terminal Unite (Терминал диспетчера — MTU). Принцип действия сервера MTU заключается в следующем: в пределах SCADA-системы организуется постоянная взаимосвязь между RTU (удаленными терминалами) и MTU (обсуждаемым сервером), в ходе которой происходит перенаправление информации из RTU и ее последующее сосредоточение в MTU. Не зря разработчики SCADA-систем назвали MTU сердцем всего программного пакета, ведь именно он играет главную роль в выводе сведений на диспетчерские мониторы, тем самым создавая HMI (машинно-человеческий интерфейс). К другим его важным задачам также относятся экстренное оповещение персонала предприятия при помощи тревоги, а также сохранение всех логов. Помимо всего прочего, терминал диспетчера берет на себя еще одну важную функцию, а именно проверка состояния работоспособности отдельных единиц оборудования и технических устройств. Все это доступно благодаря серверу MTU, который в зависимости от масштаба предприятия может быть выполнен в пределах одного персонального компьютера или же укомплектован в комплекс сложных и взаимосвязанных аналогичных серверов.

Исходя из этого, вытекает вывод, что главных компонентов у SCADA-систем присутствует всего лишь три. Но каждый из них одинаково важен в процессе функционирования всего программного пакета. Так, например, уже было доказано, что его работа основывается на взаимосвязи MTU с RTU, а следовательно, отдельные компоненты системы не могут существовать отдельно друг без друга. То есть функционировать они должны исключительно вместе и слаженно.

Характерные особенности SCADA как процесса управления

Каждая инновационная диспетчерская система обладает своими характерными особенностями процесса управления. Некоторые из них являются неотъемлемой частью любой SCADA-системы, поэтому самые главные из них будут разобраны ниже:

• Если в процессе функционирования SCADA-системы на производстве была допущена ошибка (пусть даже незначительная), то это может привести к серьезным последствиям: от банальной потери управления над объектом до возникновения поистине катастрофических ситуаций.
• В случае возникновения критической и опасной ситуации, представляющей действительную угрозу как всему предприятию, так и отдельной его части, спектр полномочий оператора технологических процессов нередко сильно ограничивается и заносится в узкие временные рамки, где необходимо принимать правильные решения в течение нескольких минут или даже секунд.
• Интегрирование системы SCADA недопустимо без наличия диспетчера или оператора на том или ином посту. Даже если отсутствует один человек, то это также играет огромную роль.
• Как правило, все главные и самые сложные технологические процессы на предприятии берет в свои руки именно SCADA-система (именно для этой цели она и была изобретена). В таком случае работа диспетчера заметно упрощается — теперь ему нужно только непрерывно следить за тем, как происходит отображение той или иной информации на экранах. Однако не исключаются и случаи, когда оператор начинает принимать активное участие в процессах управления (но возникают они крайне редко, то есть в случае возникновения критических ситуаций по типу аварий, перебоев, неполадок и пр).
• Когда основная работа ложится на плечи SCADA-системы, роль диспетчера на посту становится менее значительной. Однако полностью отказываться от операторов предприятия категорически нельзя — они по-прежнему важны, а также именно они несут ответственность за надлежащее функционирование всей системы. Суть работы диспетчера на предприятии, в котором интегрирована SCADA, заключается в следующем: он следить за тем, чтобы не возникало никаких сбоев в процессе работы программного комплекса, а также время от времени проводит подгонку необходимых параметров с целью достижения оптимального функционирования бизнеса.

Таким образом, процесс управления SCADA представляет собой сложный механизм, требующий особого внимания и осторожности от персонала, непосредственно работающего с данной системой. В целом SCADA необходима только в крупнейших предприятиях, например, их могут использовать в процессе работы компании, развивающиеся в сфере нефтегазовой промышленности. Однако к главным целям программных комплексов SCADA относится обеспечения наилучших условий функционирования предприятий, при которых повышается эффективность технологических процессов, предотвращается и минимизируется ущерб от возможных рисков и, разумеется, возрастает прибыль компании на фоне повышения качества продукции и упрощения производственных процессов.

SCADA-системы — это не просто автоматизация, это контроль и уверенность в каждом этапе производства. Но каждая компания уникальна, и готовые решения часто не учитывают всех нюансов процессов, специфики и целей.

В компании «Синаптик» мы создаём SCADA-системы, адаптированные под ваши потребности. Наша команда разрабатывает решения, которые позволяют вам:

• Собирать и анализировать данные в режиме реального времени.
• Контролировать процессы без рисков и сбоев.
• Автоматизировать управление для повышения производительности и качества.

Вместо компромиссов — решения, которые полностью соответствуют вашему бизнесу. Мы проектируем SCADA-системы, которые не просто соответствуют вашим требованиям, а становятся ключевым инструментом для роста и успеха.

Готовы вывести управление на новый уровень? Свяжитесь с нами сегодня, и мы создадим SCADA-систему, которая изменит правила игры в вашем бизнесе!