Ein Pre-Assessment SCADA-System

Von Randy Dennison

Einleitung
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ist ein Prozess-Steuerung ermöglicht es, dass eine Website-Betreiber zu überwachen und zu steuern Prozesse verteilt zwischen den verschiedenen Remote-Standorten. Solche Systeme können verwendet werden, zu überwachen und zu kontrollieren Land-, Luft-oder Wasserverschmutzung Kontrolle Ausrüstung, oder nur um ein Herstellungsverfahren.

Ein richtig konzipiert SCADA-System spart Zeit und Geld durch den Wegfall der Notwendigkeit einer Service-Personal zu besuchen jeden Standort für die Inspektion, die Erhebung von Daten / Protokollierung oder Änderungen vornehmen. Echtzeit-Überwachung, System-Modifikationen, Fehlersuche, erhöhte Ausrüstung Leben und die automatische Generierung Bericht sind nur einige der Vorteile, die mit der heutigen SCADA-Systemen.

Als Technologie weiterhin voraus, solche Systeme wird die Standard-Betriebssystem für die Prozess-Steuerung. Aber von den Tausenden von System-Anbietern erhältlich, die man eine Anlage zu wählen, mit Partner und warum?

So wählen Sie die System-Anbieter, die ein System für einen Betreiber die Bedürfnisse kann ein überwältigend, verwirrende Aufgabe. Mit wenig oder gar keine Kenntnisse über Telemetrie-und SCADA-Systeme und eine unvollständige pre-System Beurteilung, Beschlüsse können auch kostspielige Fehler. Allzu oft die Entscheidungen basieren auf:

Preis:
Die Qualität der System-Komponenten und Verarbeitung Mai leiden, wenn Lieferanten Low-Angebot zu gewinnen, vom Vertrag zurückzutreten. Der Verkäufer kann sich dann wahllos Kosten senken, um einen Gewinn.
Proprietäre Ausrüstung - Wenn proprietären, geschlossenen Protokoll Ausrüstung installiert ist im System, der Kunde kann gezwungen werden, zu zahlen überhöhte Preise und die Möglichkeit, angesichts der künftigen Ausrüstung Integration Probleme aufgrund veralteter oder unersetzlich Komponenten, Shutdowns Unternehmen und einen Mangel an Unterstützung, wenn es kommt Zeit für eine Reparatur.

Übermäßig komplex oder angepasste Ausrüstung:
Wenn die SCADA-System ist zu komplex, zu verstehen, zu betreiben und zu unterstützen, das ist nur der Rückgriff auf teure Anschaffung Ausbildung und / oder Dienstleistungsaufträge, die nicht immer garantieren schnelle und professionelle Service.

Jahrelange Erfahrung oder Kenntnisse Fachwissen:
Es gibt eine Vielzahl von renommierten SCADA-Anbieter, mit langjähriger Erfahrung und fachkundiges Know-how, haben Systeme, die zu breit oder teuer. Erfahrungen und Kenntnisse sind wichtig, aber nur als Ausgangspunkt bei der Auswahl eines Lieferanten.

Der Umsatz Menschen und / oder auffällige Marketing:
Effektive Vertriebs-und Marketing-Strategien sind zu produzieren top-of-Geist Ergebnisse. Vermeiden Sie werden gelockt oder unter Druck gesetzt zu einem Kauf. Ausgestattet werden und eine fundierte Entscheidung auf der Grundlage aller Faktoren, die Einfluss auf eine optimale System-Performance.

Diese und andere kostspielige Fehler vermieden werden können durch Wissen, Verständnis und eine sorgfältige Beurteilung. Einige werden nur zu prüfen, Tabellen A und B in diesem Artikel. Andere, mit wenig oder gar keine SCADA-Wissen, müssen sich mit mehr Hintergrundinformationen.

Eine kurze Geschichte
SCADA begann in den frühen 1960er Jahren als ein elektronisches System, die als Input / Output-Übertragungen zwischen einem Master-Station und einem entfernten Station. Die Master-Station würde Empfangen von Daten über ein Netzwerk Telemetrie und dann speichern die Daten auf Mainframe-Computern.

In den frühen 1970er Jahren, verteilte Systeme (DCS) entwickelt wurden zur Kontrolle separaten Remote-Subsysteme und in den 1980er Jahren mit der Entwicklung der Mikro-, Prozess-Kontrolle könnte unter Remote-Standorten. Die Weiterentwicklung ermöglicht DCS zu verwenden Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), die die Fähigkeit zur Kontrolle Websites ohne Rücksicht Richtung von einem Master.

In den späten 1990er Jahren, SCADA-Systeme wurden mit DCS Fähigkeiten und kundenspezifische Systeme wurden auf der Grundlage von proprietären Kontrolle bestimmter Funktionen in der Designer. Jetzt, mit dem Internet genutzt werden mehr als Kommunikations-Tool, Telemetrie-und SCADA-Systeme sind mit automatisierten Software-Portale mit bestimmten Informationen zum Herunterladen oder der Kontrolle eines Prozesses.

Engineered SCADA-Systeme heute nicht nur Prozesse, sondern sind auch für Mess-, Prognose, Verrechnung, Analyse und Planung. Heutige SCADA-System erfüllen muss, eine ganz neue Ebene der Automatisierung, während die Verknüpfung mit der gestrigen veraltete Ausrüstung noch flexibel genug bleiben, um Anpassung an die Entwicklungen von morgen.

Ob die Anforderung eines neuen Systems oder die Umrüstung einer älteren, ist es wichtig zu wissen, die System-Komponenten, bevor sie entscheidet, zu sprechen, und welche Ausrüstung ist notwendig für eine bestimmte Anwendung.

System-Komponenten
Die vier großen SCADA-System-Komponenten gehören der Master-Terminal Unit (MTU), der Remote Terminal Unit (RTU), Kommunikations-Ausrüstung und SCADA-Software.

Die MTU befindet sich bei dem Betreiber der zentralen Kontrolle Anlage und bietet eine Mensch-Maschine-Schnittstelle Software-, Zwei-Wege-Daten Kommunikation und Überwachung / Kontrolle von Remote-Feldgeräten.

Die RTU, befindet sich auf einem Remote-Standort, sammelt Daten von Feldgeräten (Pumpen, Ventile, Alarme, usw.) in den Speicher, bis der MTU leitet ein Kommando senden. Die Central Processing Unit innerhalb der RTU erhält einen Datenstrom über Hardware-Ausstattung-Protokoll. Wenn der RTU sieht seine besondere Adresse eingebettet in das Protokoll werden die Daten interpretiert und die CPU leitet die angegebene Aktion zu treffen. Das Protokoll verwendet werden kann offen wie Modbus, TCP / IP oder ein proprietäres Protokoll geschlossen. Einige RTUs, so genannte "intelligente Steuerungen" oder Remote-Zugriff SPS, Fernsteuerung programmierbare Funktionalität unter Beibehaltung der Kommunikations-Fähigkeit eines RTU. Diese Geräte sind so konzipiert, dass Control-Funktionen ausführen, überprüfen Sie Standortbedingungen, Re-Programm jederzeit von überall, und alle haben Alarm auslösen oder ein Ereignis der Aufruf zu einer Personal-Computer ohne eine beliebige Richtung von der MTU.

Die Art und Weise der MTU / RTU Übertragungs-Netzwerk-Topologie oder eingerichtet ist sehr unterschiedlich sein können, aber das System muss Funktion ununterbrochen, bi-direktionale Kommunikation, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Methoden, um diese Einbeziehung privater Träger, in denen die Endbenutzer besitzt, betreibt, Lizenzen und Dienstleistungen der mittleren und / oder öffentliche Träger, an dem der Kunde zahlt für eine monatliche, pro Zeiteinheit oder den Umfang nutzen.

Die erste Methode für die privaten Medien Übertragung beinhaltet Adern oder vergraben und Kabel-Modems und ist in der Regel nur geringe Bandbreite. Wann macht es Sinn, für ein Unternehmen zu beerdigen String oder ihre eigenen Kommunikations-Kabel zwischen Standorten, Unternehmen sollten die erforderlichen personellen Anforderungen an die technische Unterstützung / Wartung Aspekte des Systems.

Die zweite Methode ist zu überlegen, drahtlose Übertragungs-und umfasst Spread-Spectrum-, Mikrowellen-oder VHF / UHF-Radios.

Spread-Spectrum ist Lizenz-frei und der Öffentlichkeit zur Verfügung, im 900-MHz und 5,8-GHz-Bänder. Einige Spread-Spectrum-Radios haben die Fähigkeit zu stärken, wieder Signale für die nächste Radio im Einklang. Diese Repeater Radios werden verwendet, um span Distanzen und zumeist über eine eingebaute Fehlerkorrektur, Verschlüsselung und andere Funktionen, so dass sie eine zuverlässige, sichere und dauerhafte Lösung für Netzwerk-Kommunikation.

Microwave Radio sendet bei hohen Frequenzen durch Parabol Gerichte auf Türmen oder oben auf Gebäuden. Diese Medien verwendet Punkt-zu-Punkt-, Linien-Augen-Technologie und Kommunikation unterbrochen werden kann zeitweise wegen Fehlstellung und / oder atmosphärischen Bedingungen.

VHF / UHF-Funk (gut für bis zu 30 Meilen) ist eine elektromagnetische Übertragung mit Frequenzen von 175 MHz-450 MGz-900 MHz empfangen durch besondere Antennen. Eine Lizenz von der FCC muss gewonnen werden und der Umfang ist beschränkt auf besondere geografische Grenzen.

Öffentliche Medien Übertragung beinhaltet Dienstleistungen eines lokalen Telefon-oder Kabel-Unternehmen, und in einigen Systemen und / oder Teilsysteme, so kann eine weitere geeignete Methode für den Datentransfer. Die öffentlich-Switch Telephone Network, in der Regel Switched Telephone Network, und das Mobilfunknetz sind DFÜ-Dienste geeignet für gelegentliche Nutzung. Wenn ein 24-Stunden permanente Verbindung für analoge Datenübertragung zwischen zwei oder mehreren Standorten ist erforderlich, dass der private Leased Line gezogen werden. Die Digital Data Service mit DSL-und ISDN-Systeme vor kurzem popularisiert von Breitband / Kabel-Internet, sollte in Betracht gezogen werden für High-Speed-/ Low Fehlerquote, Computer-to-Computer-Anwendungen. WiFi-Geräte nutzt Breitband als gut, aber in einer Zeit, Aktien-Basis, wenn es Sinn macht die Nutzung der Infrastruktur eines anderen Unternehmens. PCS / CDPD Service, bereitgestellt von zellulären Unternehmen und Low Earth Orbit Satelliten oder geosynchronous kann auch verwendet werden für die kontinuierliche Kommunikation.

Schließlich ist die Beschäftigung von einer einfach zu bedienenden SCADA-Software-Paket, gemeinhin bekannt als der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), installiert auf PC-Hardware bietet eine zuverlässige Darstellung der realen System bei der Arbeit. Ein HMI ermöglicht dem Bediener, um praktisch alle System-Schlagzeilen, Warnungen und Funktionen sowie das Change Set Punkte und zu analysieren, archivieren oder Darstellung von Daten-Trends.

Einige gemeinsame HMI-Software-Pakete beinhalten CIMPLICITY (GE-Fanuc), RSView (Rockwell Automation), iFIX (Intellution) und InTouch (Wonderware). Die meisten dieser Software-Pakete verwenden Standard-Datenformat Manipulation / Präsentation Instrumente für die Berichterstattung und Archivierung und integrieren gut mit Microsoft Excel, Access und Word. Die gesammelten Daten können auch an Web-Server, die dynamisch generieren HTML-Seiten angezeigt werden über den Flugbetrieb des LAN oder der Veröffentlichung auf dem Internet.

Die Mikroprozessor-Option
Mit diesem grundlegenden Verständnis von SCADA-System-Komponenten, einer Anlage, können Sie prüfen, unter Verwendung eines Mikroprozessors und / oder SPS-basierte SCADA-System über eine grundlegende RTU oder ein proprietäres System aus den folgenden Gründen:

Mikroprozessoren (MPS), wie MTUs, kann kontinuierlich erheben, verarbeiten und speichern Daten, Betriebs-unabhängig von der MTU durch "intelligente" Programmierung. Außerdem wurde durch die Verwendung eines Mikroprozessor-basierten Pegelanzeige, ein SCADA-System bietet sowohl einen Master und lokalen Anzeige, die automatisch sammelt, verarbeitet und Berichte Daten erforderlich sind, um mit den lokalen, bundesstaatlichen und staatlichen Verordnungen in Formaten, dass gut integrieren wird Microsoft Excel, Access und Word.

Mikroprozessoren können die Sicherheit und Überwachung der Tür-Schalter, Wärme und Bewegungsmeldern. Manager / Betreiber kann darüber informiert werden, 24 Stunden am Tag durch automatische E-Mail, Paging und Dial-up-Call-Funktionen. Mehrere Benutzer können leicht hinzugefügt werden und, wenn offene Architektur-Protokoll verwendet wird, künftige Geräte können problemlos integriert werden. Seit Abgeordneten haben keine beweglichen Teile, sie sind extrem zuverlässig und können so ausgelegt sein, daß reparable mit Komponenten, die alle lokalen Elektro-Händler beliefert.

Mikroprozessor-basierten SCADA-Systemen kann die Zahl der Mann-Stunden für Vor-Ort-visuelle Kontrollen, Anpassungen, die Datenerhebung und-Protokollierung. Kontinuierlich Überwachung und Fehlersuche potenzielle Probleme Ausrüstung erhöht Leben, reduziert Dienst fordert, reduziert Kundenbeschwerden und erhöht die Effizienz. Einfach ausgedrückt, "open-architecture", Mikroprozessor-basierte SCADA-Systeme sind ein hervorragendes Mittel zur Prozesskontrolle Einrichtungen zu sparen Zeit und Geld.

Revision
Der Return on Investment und Nutzen von einer ordnungsgemäß engineered Mikroprozessor-basierte SCADA-System weitaus größer als die ursprüngliche Investition, wenn die richtige Ausrüstung ausgewählt und korrekt installiert. Aber aus den Hunderten von SCADA-System-Anbieter zu wählen, eine schlechte Entscheidung kann dazu führen auf den Weg zu zahlreichen Enttäuschungen, Ineffizienz und unnötige Kosten.

Ich hoffe, dass durch die Durchführung einer Pre-SCADA-System Beurteilung, Einrichtungen werden besser gerüstet zur Vermeidung solcher Probleme. . .

Dies ist eine editierte Version des Unternehmens Pre-Assessment SCADA-weißes Papier. Für eine vollständige Kopie, besuchen Sie www.epgco.com / SCADA-assessment.html oder wenden Sie Randy Dennison in 800-443-7426

Über den Autor
Randy Dennison ist Marketing-Manager für NBT, EPG Companies Inc. SCADA-und Telemetrie-Division. NBT-Hersteller und Telemetrie SCADA-Anlagen für die Wasser-und Abwasser-Industrie sowie für Deponien und Sanierung. Für weitere Informationen rufen Sie bitte 800-443-7426 oder besuchen Sie www.nbtinc.com oder www.epgco.com