SCADA er en del av Industry 4.0-bølgen – men er det bare hype eller har det en plass i virksomheten din?
Det er et spørsmål verdt å stille og svare på, spesielt hvis du ønsker å forbli konkurransedyktig nå. Du har alternativer, og du må vite hva de er.
En SCADA-applikasjon støtter en virksomhet gjennom fjernovervåking. Det brukes ofte til å kontrollere kritiske funksjoner og samle inn og innkommende data for å holde driften i gang.
SCADA har blitt nøkkelen til smartere, mer kostnadseffektiv kraftsystemkontroll. Her er alt du trenger å vite for å være sikker på at det er riktig for deg.
Hva er SCADA?
SCADA er et akronym for Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA betegner et automatisert kontrollsystem som er foretrukket i storskala industrier som olje og gass, vann, kraft, farmasøytiske produkter og andre storskala industri-, produksjons-, konstruksjons- og ingeniørindustrier.
Men SCADA kan være vanskelig å slå fast fordi det ikke er en spesifikk teknologi – det er en prosess. Tenk på det som et applikasjonsprogram som mottar driftsdata om en rekke systemer. Applikasjonen bruker deretter innkommende data til å kontrollere og optimalisere driften av systemet på en proaktiv eller til og med prediktiv måte.
Du starter med et sentralisert system som overvåker og kontrollerer nettsteder, fra et enkelt anlegg til en kompleks serie med anlegg spredt over hele landet.
SCADA fungerer ved å behandle inngangssignaler fra brytere og enheter. Fjernbrukere kan lese innkommende data uten å være tilstede og deretter kontrollere utstyret.
Applikasjonen er også avhengig av en distribuert database med tagger eller punkter i hele anlegget. Disse punktene er informasjon om individuelle inngangs- eller utgangsverdier som forteller SCADA-systemet hva som skjer med utstyret som overvåkes og kontrolleres.
SCADA fanger også opp og lagrer metadata som programmerbare logiske kontrollere (PLC), registerbaner og alarmstatistikk. Arkitekturen støtter samlet:
- Kontroller industrielle prosesser fra lokale eller fjerntliggende steder.
- Sanntids dataovervåking, innsamling og behandling.
- Samhandle direkte med enheter som sensorer, ventiler, pumper og motorer via HMI-programvare.
- Registrer hendelser til loggfiler.
Når du ser en SCADA-modell grafisk, er det lett å se at det er en tilbakemeldingssløyfe med parallelle analysegrener. For eksempel, ved bruk av temperatursensorer og RTU-er, mottar SCADA-serveren informasjon om informasjonen for videre analyse og beslutningstaking.
Vanlige SCADA-systemkomponenter inkluderer:
- Remote Terminal Unit (RTU):En feltenhet, for eksempel en PLS, som overfører sensor/feltenhetsdata ved hjelp av industrielle datakommunikasjonsprotokoller. RTU-er er kraftigere enn PLS-er fordi de er intelligente kontrollere som brukes til å hevde kontroll over andre enheter, som deretter automatiserer industrielle prosesser.
- Radio/modem:Gjennom trådløs overføring sender og mottar radioer og modemer sanntidsdata på en effektiv og pålitelig måte.
- Sensorer/svingere:Sensorer mottar signaler fra fysiske systemer og kommuniserer dem deretter gjennom telemetri- og kontrollsystemer. Disse sensorene hjelper teknikeren/operatøren av et SCADA-system med å måle og samle inn data eksternt.
- Repeatere:I likhet med satellitter mottar og sender repeatere signaler over lange avstander, selv i nærvær av fysiske hindringer.
- SCADA Master:Mesteren er dashbordet, den sentrale kontrollstasjonen for alle andre operasjoner. Det kan være en enkelt datamaskin eller flere servere, programvareapplikasjoner, RTU-er og PLS-er for mer komplekse operasjoner.
- Overvåkingsprogramvare:Overvåkingsprogramvaren er ansvarlig for å instruere systemet og etablere en grunnlinje med datainstruksjoner. Disse instruksjonene viser hvordan systemet samhandler med all maskinvare, hvilke verdier som forventes og hvilke ytelsesmålinger som kreves.
- Human Machine Interface (HMI):Når SCADA-verten skanner etter data, oppdager HMI-programvaren en alarmtilstand og forteller operatøren hva han skal se etter.
SCADA er ikke bare et spørsmål om bekvemmelighet. Det kan også være et sikkerhetsproblem.
Industrier som olje og gass, kraft- og vannkraftverk, vann- og avløpsvannbehandlingsanlegg og miljøovervåkingsstasjoner er avhengige av SCADA-kommunikasjon og datainnsamling fordi disse ressursene er så fjerntliggende.
Selv om de er tilgjengelige, er det noen ganger tryggere for anleggsoperatører å holde seg våken - spesielt hvis fjernovervåkingssystemet kan utføre regelmessige målinger og innsamlingsinnsats.
Oljebrønner, vannbrønner og kraftstasjoner er bare noen få eksempler på eiendeler som er avhengige av SCADA-arkitekturer som er avhengige av gammeldags telemetrioperasjoner.
Telemetriovervåking
SCADA-applikasjoner ville ikke vært noe uten telemetriovervåking.
Telemetri er en kritisk del av å innhente, motta, overvåke og analysere innkommende data om tilstanden til utstyr i sanntid.
Værsystemer som måler, overvåker og forutsier været er et godt eksempel på et telemetriovervåkingssystem. Telemetriovervåking gjøres eksternt og krever et sett med datainnsamlingsinstrumenter koblet (selv trådløst) til et sett med IT-systemer.
Kommunikasjon mellom de to grensesnittene gjøres gjennom teknologier som radio, ultralyd, infrarød, telefon eller datanettverk.
Det er fire typer telemetrienheter som brukes i SCADA:
- Kablet:Fysisk plassert i anlegget og inkluderer Ethernet, oppringte telefonlinjer og leide linjer til eksterne nettsteder.
- Trådløs:Inkluderer in-plant trådløse nettverk som Wi-Fi, mobilnettverk, satellitt og punkt-til-punkt radionettverk med repeatere.
- Stemmegivning:rapportering her er basert på unntak.
- Hybrid:En kombinasjon av en eller flere tidligere enheter.
Telemetri blir stadig mer nyttig med bruk av big data. Det gir et datarikt transportsystem som kan forbedres med kompleks og detaljert intelligens gjennom aggregering i et sentralisert system.
Moderne SCADA-systemer
Moderne SCADA-systemer er i økende grad avhengig av skybaserte SCADA-applikasjoner for å forestille SCADA-arkitekturen på nytt.
Konseptene i modellen er de samme, men de fysiske enhetene er ofte digitalisert og automatisert, noe som gjør driften mer intuitiv, fleksibel og skalerbar.
Dagens moderne SCADA-systemer bringer de beste kontrollenhetene til fleksibiliteten og funksjonaliteten til IT. Moderne SCADA-systemer handler om sanntidsoperasjoner: tilgang, åpenhet, kontroll og beslutningstaking.
Syv gylne regler for SCADA-suksess
Den sanne effektiviteten til SCADA ligger i dens rolle i organisasjonens bredere mål.
SCADA inntar en veldig strategisk posisjon i sentrum av automatiseringspyramiden:
Gjennom sin virksomhet kontrollerer og overvåker SCADA innkommende data og operasjoner etter hensikten.
Den svarer også og sender kritisk informasjon til MES- og ERP-programvare. En vellykket SCADA-implementering lar deg gjøre operasjonelle data til handlingsdyktig forretningsintelligens og planlegging.
1) Systemproblemer
Ditt valg av system bør være i tråd med kravene til din sektor og bransje, samt en leverandør med et sterkt rykte for skalerbare løsninger.
2) Integrering av nettverket ditt på riktig måte
Er nedetid uunngåelig ved migrering fra ett system til et annet? Alvorlig nedetid kan bety tap av data, kompromittert dataintegritet eller mulig unøyaktig dataoverføring. Planlegg for disse beredskapene, da ethvert tap kan være katastrofalt.
3) Forbered deg på miljøfarer
RTU-er gir operatører tryggere tilgang til relevant informasjon. Men selv RTU-er kan bli skadet når de utsettes for tøffe miljøer. Velg utstyr som oppfyller ditt regionale klima og regelmessig (eller til og med prediktiv) vedlikeholdsplan.
4) Planlegg å erstatte utdaterte enheter
En planlagt foreldelsesenhet betyr at du kan planlegge utskifting. Pass også på å velge SCADA-komponenter designet for fremtidig utvidelse og maksimer utstyrsfleksibiliteten.
5) Hold deg unna sikkerhetstrusler
Driften av programvaren er like viktig som implementeringen.
68 % av IT-fagfolk sier at tjenestenektangrep (kjent som DDOS) er den vanligste måten å forstyrre og utnytte SCADA-systemer på.
Så kraftig som SCADA er, er den fortsatt sårbar for angrep.
En del av sårbarheten kommer fra måten Industrial Internet of Things (IIOT) endrer feltet for instrumentering og kontroll.
Cybersikkerhet for SCADA må være like proaktiv og prediktiv som overvåking og vedlikehold av enhetene.
6) Regelmessig sårbarhetsvurdering
Vurder trussel- og sårbarhetsvurderinger, som rutinemessig og forebyggende vedlikehold av utstyr. Det er ikke nok å rapportere angrep - for å beskytte ditt SCADA-systemnettverk trenger du et spesifikt forebyggingsprogram.
Selv lukkede systemer uten eksterne kommunikasjonsgrensesnitt er i fare.
Det er livsviktig, uunngåelig og nødvendig. Kjør alle mulige scenarier og typer angrep ved hjelp av interne eller eksterne eksperter, samt erfarne teknikere som vet hvordan de skal svare på eksterne angrep.
7) Finn en balanse
SCADAs strategiske posisjon mellom operativ teknologi og avanserte planleggingsinitiativer gjør det til et kraftig verktøy for business intelligence.
Men bare hvis du finner en balanse mellom sikkerhet og integrering. Sørg for at forskjellige systemer på et omfattende nettverk er interoperable, samtidig som du sørger for at det ikke er åpent nok til å risikere infiltrasjon av useriøse enheter.
Konklusjon
Industrial MAX vet at SCADA-programvare er forretningskritisk. Som en sertifisert instrumenterings- og kontrollintegrator har vi sett hvordan SCADA er klar til å ta sin rolle som et verdifullt etterretningssenter til neste nivå.
I stedet for at IIOT driver SCADA-systemer ut av drift, ser vi hvordan prioriteringer som fleksibilitet og datadrevet beslutningstaking gjenopptar mulighetene til moderne SCADA-systemer.
Siden integrering er en familiesak, kommer SCADA-systemer ingen vei.
I stedet vil vi se hvordan IIOT-kjennetegn som cloud computing, mobilitet og analyser, kunstig intelligens, maskinlæring og mer er indikatorer på vellykket HIM/SCADA-programvarevalg og -distribusjon.