Une introduction au contrôle de supervision et à l'acquisition de données (SCADA) pour les débutants
SCADA aide les organisations industrielles à maintenir l'efficacité et la communicationate problèmes système à atténuerate temps d'arrêt, et process données pour prendre des décisions plus intelligentes.
De nombreuses usines industrielles, sites éloignés et ateliers de fabrication dépendaient autrefois du personnel pour fabriquerally monitor et Manually contrôler les équipements électriques via des cadrans analogiques et des boutons-poussoirs.
Depuis que les sites distants et les sols industriels ont commencé à évoluer, ils avaient besoin de meilleures solutions pour contrôler leurs équipements électriques à longue distance. Certaines organisations ont commencé à utiliser des minuteries et des relais pour offrir un meilleur niveau de contrôle de supervision.
Bien que les temporisateurs et les relais résolvent de gros problèmes, ils offrent une fonctionnalité d'automatisation limitée. Encore une fois, les minuteries et les relais étaient difficiles à configurer. La panneaux de contrôle et la recherche de pannes prenait plus de place. Par conséquent, d'autres problèmes ont commencé à se poser.rise.
Une technologie - ' SCADA' - a été introduite pour résoudre ce genre de problèmes.
La rise d'automates et microprocessous lors du démarrage de SCADA aide les organisations monitor et contrôle automatiqueated processes plus qu'avant.
Dans cet article, je vais discuter de SCADA, de ses utilisations, de ses fonctionnalités, de ses composants, de ses types, etc.
Let’s start!
Qu'est-ce que le SCADA ?
Le contrôle de surveillance et d'acquisition de données (SCADA) est un type d'application qui permet aux industries de contrôler leurs activités industrielles. processes, comme la collecte de données à partir d'emplacements distants en temps réel pour contrôler l'état des équipements. Il offre de nombreux outils nécessaires pour déployer des décisions basées sur les données en temps réel.
SCADA a résolu de nombreux problèmes industriels monitoring et contrôle processes depuis les années 1970.
Dans le late Dans les années 90 et au début des années 2000, SCADA a adopté un changement en s'appropriant une architecture de système ouverte ainsi que des protocoles de communication, qui ne sont pas spécifiques à un fournisseur. Ce levertechnologies de communication obsolètes comme Ethernet, qui permettaient aux systèmes de communiquerate avec d'autres fournisseurs, ce qui augmente les limites des anciens systèmes SCADA.
Les systèmes SCADA modernes permettent aux sols industriels d'accéder aux données en temps réel depuis n'importe où dans le monde. Cet accès permet aux entreprises, aux particuliers et aux gouvernements de prendre de meilleures décisions sur la manière d'améliorer leur processes. Il sera impossible de collecter suffisamment de données sans logiciel SCADA.
De plus, les logiciels de conception SCADA modernes disposent de capacités de développement rapide d'applications (RAD). Cela permet aux utilisateurs de concevoir facilement des applications, même avec zero connaissance du développement de logiciels.
L'introduction de pratiques et de normes informatiques modernes, telles que les applications Web et SQL dans les logiciels SCADA, a amélioré la sécurité, la fiabilité, la productivité et l'efficacité des systèmes SCADA.
Le grand avantage de l'utilisation des bases de données SQL est qu'elles permettent de process d'intégration plus facile dans les systèmes ERP et MES, permettant aux données de circuler de manière transparente dans toute l'organisation.
Ainsi, SCADA est un système d'éléments matériels et logiciels qui permettent aux organisations industrielles :
- Contrôle industriel processes dans des endroits éloignés ou sur placeally
- Monitor, collecter et process données en temps réel
- Interagissez directement avec les appareils, tels que les pompes, les vannes, les capteurs, les moteurs, etc., via l'interface homme-machine (logiciel IHM)
- Enregistrer tous les événements dans un fichier journal
Les bases de son architecture commencent par les unités de terminaux distants (RTU) et le programmemable Contrôleurs logiques (PLC). Ces deux-là sont les micro-ordinateurs qui communiquentate avec une large gamme d'objets, tels que des capteurs, des appareils finaux, des IHM et des machines d'usine. Les RTU et les automates acheminent les données des objets vers les ordinateurs à l'aide du logiciel SCADA.
Cependant, le logiciel SCADA processes, affiche et distribue les données, aidant les employés et les opérateurs à analyser les informations et à prendre des décisions importantes.
Par exemple, le système SCADA s'adresse rapidement à un opérateur concernant un lot de produits présentant des erreurs. L'opérateur suspend l'opération, visualise les données du système via l'IHM et détermine la cause du problème. L'opérateur alors revVisionne les informations et découvre que « Machine 4 » ne fonctionne pas.
De cette façon, le système SCADA aide l'opérateur à identifier le problème, à le résoudre à temps et prevperte supplémentaire.
Composants d'un système SCADA
Les systèmes SCADA comportent divers composants qui sont déployés sur le terrain pour collecter des données en temps réel. Ces composants permettent la collecte de données et l'amélioration de l'automatisation industrielle.
Discutons de chaque composant en détail.
# 1. Capteurs et actionneurs
Un capteur est un appareil ou un système qui détecte les fonctions d'entrée du secteur industriel. processes. Un actionneur est un dispositif qui contrôle le mécanisme d'un système industriel. processes. Les capteurs fonctionnent comme un compteur ou une jauge qui affiche l’état de la machine.
Un actionneur agit comme un cadran, une commande ou interrupteur qui peut être utilisé pour contrôler l’appareil. Les deux sont monitorEd et contrôlé par des contrôleurs de terrain SCADA.
# 2. Contrôleurs de terrain SCADA
Les contrôleurs de terrain s'interfacent directement avec les actionneurs et les capteurs. Il y a deux categories dans ceci:
- Unités de télémétrie distantes (RTU) interface avec des capteurs pour recueillir des données de télémétrie, puis les transmettre à un système principal pour l'action suivante.
- Programmemable Contrôleurs logiques (API) interface avec les actionneurs pour maintenir et contrôler les équipements industriels processes basés sur la télémétrie actuelle collectée par les RTU.
# 3. Ordinateurs de supervision SCADA
Les ordinateurs de supervision contrôlent tout processes related à SCADA. Ils sont utilisés pour collecter des données à partir d'appareils de terrain et pour envoyer des commandes aux appareils afin de contrôler les équipements industriels. processpar exemple.
# 4. Logiciel IHM
Ce logiciel fournit un système qui confirme et présente les données des appareils de terrain SCADA. Il permet également aux opérateurs de comprendre et de modifier l'état du système contrôlé par SCADA. processpar exemple.
# 5. Infrastructures de communication
L'infrastructure de communication permet aux systèmes de supervision SCADA de communiquerate avec les contrôleurs de terrain et les appareils de terrain. Cela permet également aux systèmes SCADA de collecter des données à partir des appareils de terrain et de contrôler ces appareils.
Caractéristiques des systèmes SCADA
Les systèmes SCADA incluent des fonctionnalités spéciales pour des applications ou des industries spécifiques, et la plupart des systèmes prennent en charge les fonctionnalités suivantes :
- L'acquisition des données: C'est la base des systèmes SCADA où les capteurs collectent des données et les transmettent aux contrôleurs de terrain. En retour, les contrôleurs de terrain alimentent en données les ordinateurs SCADA.
- Télécommande: Il est réalisé par le contrôle des actionneurs de terrain, qui est basé sur les données recueillies à partir des capteurs de terrain.
- Communication de données en réseau : Il permet toutes les fonctions SCADA. Les données recueillies par les capteurs sont transmises aux contrôleurs de terrain SCADA, qui communiquent ensuiteate avec les ordinateurs de supervision SCADA. La commande de télécommande est retransmise aux actionneurs depuis les ordinateurs de supervision.
- Présentation des données: Il est réalisé grâce à des IHM qui représentent les données actuelles et historiques nécessaires aux opérateurs pour faire fonctionner le système SCADA.
- Alarme: Il alerte les opérateurs des conditions significatives dans le système SCADA. Il peut être configuré facilement pour avertir les opérateurs lorsque le processLes systèmes sont bloqués, certains systèmes tombent en panne ou d'autres aspects doivent être arrêtés, démarrés ou ajustés.
- Données en temps réel et historiques : Les deux sont des éléments essentiels du système SCADA. Cela permettra aux utilisateurs de suivre les performances du scénario actuel par rapport aux tendances historiques.
- Reporting: Cela comprend des rapports sur process performances, état du système et rapports personnalisés pour des utilisations spécifiques.
Fonctionnement du SCADA
Les systèmes SCADA remplissent certaines fonctions, notamment l'acquisition de données, la communication de données, la présentation d'informations/données et monitoring/contrôle. Ces fonctions sont assurées par les composants du SCADA, tels que des capteurs, des RTU, des contrôleurs, un réseau de communication, etc.
Les capteurs sont utilisés pour collecter les données essentielles et les RTU sont utilisées pour envoyer ces données au contrôleur afin d'afficher l'état du système. Selon l'état, l'utilisateur donne l'ordre à d'autres composants d'exécuter leur fonction. Un réseau de communication remplit cette fonction.
Ici, nous discuterons de chaque fonction pour comprendre le principe de fonctionnement des systèmes SCADA.
Acquisition de données
Un système SCADA en temps réel se compose de nombreux capteurs et composants pour collecter des informations et envoyer les données à d'autres fins. processING.
Par exemple, certains capteurs mesurent le water s'écoule d'un réservoir vers le water réservoir, et d'autres capteurs mesurent la pression comme le water est libéré du réservoir. Ici, les capteurs acquièrent différents types de données pour comprendre si tous les processça se passe bien.
Communication de données
Les systèmes SCADA utilisent un réseau filaire pour collecter et transférer des données entre les utilisateurs et les appareils. Les applications SCADA en temps réel utilisent des composants et des capteurs contrôlés à distance. Il utilise également les communications Internet. Puisque les relais et les capteurs ne sont pas capables de communiquerate, les RTU sont utilisées pour communiquerate interfaces réseau et capteurs.
Présentation des données
Les réseaux normaux sont constitués d'indicateurs qui sont visibles afin de contrôler. Dans les applications SCADA en temps réel, il y a beaucoup d'alarmes et de capteurs qui sont impossibles à gérer à la fois. Le système SCADA utilise l'IHM pour offrir toutes les données recueillies à partir de divers capteurs.
Monitorgestion et contrôle
Le système SCADA utilise divers commutateurs pour fonctionnerate appareils et affiche l’état de la zone contrôlée. N'importe quelle partie peut être activée/désactivée depuis la station à l'aide de ces interrupteurs. L'application SCADA est implémentée pour fonctionner sans aucune intervention humaine automatiqueally. Ce n’est que dans les situations critiques qu’il sera géré par un humain.
Types de SCADA
Les systèmes SCADA sont catedivisé en quatre types, dont les systèmes SCADA monolithiques, les systèmes SCADA distribués, les systèmes SCADA en réseau et les systèmes IoT SCADA.
# 1. Systèmes SCADA monolithiques
Les systèmes SCADA de première génération sont connus sous le nom de systèmes SCADA monolithiques. En cela, des mini-ordinateurs sont utilisés. Le développement de systèmes SCADA monolithiques peut être réalisé lorsqu'un service réseau commun n'est pas disponible. La conception de ce système est comme un système indépendant, ce qui signifie que la conception d'un système n'a pas besoin d'être related vers un autre système.
Les données peuvent être collectées à partir des RTU à l'aide d'un sauvegarde unité centrale. La fonction cruciale des systèmes de première génération se limite à signaler processes et monitorles capteurs.
# 2. Systèmes SCADA distribués
Les systèmes SCADA distribués sont également appelés systèmes de deuxième génération. Les fonctions de contrôle sont réparties sur différents systèmes en se connectant à un réseau local. Les opérations de contrôle sont effectuées par commande processet partager des données en temps réel.
Dans ce système, le coût et la taille de chaque station sont réduits, mais il n'y a pas de protocoles réseau cohérents.
# 3. Systèmes SCADA en réseau
Les systèmes SCADA en réseau sont connus sous le nom de third-systèmes de génération. Le réseau de communication des systèmes SCADA actuels fonctionne via le système WAN via des téléphones ou des lignes de données.
La transmission des données entre les nœuds s'effectue à l'aide de connexions fibre optique ou Ethernet. Cela utilise PLC pour ajuster, monitor, et contrôler les opérations de signalement lorsque cela s'avère nécessaire.
# 4. Systèmes SCADA IdO
IdO Les systèmes SCADA sont appelés systèmes de quatrième génération. Ici, le coût d'infrastructure du système est minimisé en mettant en œuvre l'IoT via le cloud computing. L'intégration et la maintenance de ces systèmes sont plus faciles que d'autres.
Dans un système en temps réel, l'état des composants ou des appareils peut être signalé facilement via le cloud computing.
Avantages du SCADA
Les avantages des systèmes SCADA sont les suivants :
- Évolutivité: Les systèmes SCADA modernes sont évolutifs pour plusieurs raisons, telles qu'une meilleure disponibilité des logiciels et du matériel pris en charge, l'utilisation du cloud computing afin de répondre à la demande de charge de travail, etc.
- Interopérabilité: Les systèmes SCADA modernes ne reposent pas sur des logiciels et du matériel propriétaires, ce qui entraîne zero verrouillage du fournisseur.
- Communications: SCADA prend en charge les protocoles de communication modernes qui permettent la greater l'accessibilité aux commandes et aux données Scada.
- Technique: Les systèmes SCADA modernes sont bien pris en charge par les fournisseurs. L'utilisation de normes de réseau ouvertes, le développement de logiciels modernes platformulaires et le matériel commercial disponible dans le commerce third-les vendeurs de fête sont également plus accessibles.
Limites de SCADA
Certaines des limites d'un système SCADA sont les suivantes :
- Il est livré avec des unités matérielles complexes et des modules dépendants.
- Il a besoin de programmeurs, d'opérateurs qualifiés et d'analystes pour la maintenance.
- Le coût d'installation est élevé.
- Beaucoup de spéculationsate que SCADA peut contribuer à augmenter le chômageate.
Cas d'utilisation de SCADA
SCADA est utilisé sur de nombreux sites industriels pour aider à la gestion et à l'automatisation des opérations industrielles. processes et objectifs puisque ceux-ci processes sont devenus complexes et encombrants pour le contrôle humain et monitorING.
SCADA est utile pour processes qui peuvent être contrôlés et monitored à distance, en particulierally dans le cas où il est tout à fait possible de minimiser les déchets et d'améliorer l'efficacité.
Les exemples courants d'automatisation SCADA dans l'industrie sont les suivants :
- Opérations de raffinage de pétrole et de gaz
- Production et distribution d'électricité
- Fabrication de produits chimiques
- Infrastructures de télécommunications
- Fabrication et related processes
- Infrastructures de transport et d'expédition
- Infrastructures de services publics, telles que water et contrôle des déchets
- Nourriture et boisson processing
Grâce à la technologie SCADA, ces processCes problèmes peuvent être suivis de près et contrôlés correctement pour améliorer les performances au fil du temps. Des systèmes efficaces entraînent d’importantes économies d’argent et de temps.
Le monde moderne utilise des systèmes SCADA sous une forme ou une autre. Quelques exemples peuvent être : entretenir les systèmes de réfrigération, assurer la sécurité de la production dans une raffinerie, obtenir des normes de qualité dans une station d'épuration.ater usine de traitement, suivi de la consommation d’énergie de votre maison, et bien plus encore.
Comment mettre en œuvre une solution SCADA
Vous devez tenir compte de ces étapes importantes lors de la mise en œuvre d'un système SCADA :
- Définissez ce que vous voulez monitor clairement et je le comprends
- Déterminez le type de données que vous souhaitez collecter et comment
- Ajouter gatefaçons de rejoindre les points de collecte de données récents
- Create points de collecte de données si nécessaire
- Centraliser les données vers le monitorl'emplacement souhaité
- Données cartographiques dans l'application SCADA de votre choix
- Ajouter des visualisations de contrôles et de données processes
- Définir les règles et l'automatisation
Une fois que vous avez terminé, le logiciel SCADA s'occupe du reste. Il vous aide à interagir avec l'installation, à alerter les problèmes, à informer la maintenance prédictive et à offrir un contrôle sur l'équipement.
Conclusion
SCADA offre un moyen efficace de contrôler et de gérer les applications industrielles processes et données et détecter les problèmes du système et de communicationate eux pour une fixation rapide. Alors, au lieu de tout faire manuellementally ou perdre votre temps et votre argent, vous pouvez automatiserate ces processes en utilisant un système SCADA.
SCADA est mis en œuvre avec des objectifs précis. Ainsi, lorsque vous souhaiterez l'implémenter dans votre entreprise, déterminez vos besoins et automatisezate le processes en conséquence.
