Een pre-SCADA System Assessment

Door Randy Dennison

Inleiding
Toezicht Control and Data Acquisition (SCADA) is een proces control systeem dat het mogelijk maakt om een site exploitant het toezicht en de controle processen verdeeld over verschillende remote sites. Dergelijke systemen kunnen worden gebruikt voor de monitoring en de controle van land-, lucht-of waterverontreiniging controle-apparatuur, of gewoon over een productieproces.

Een goed ontworpen SCADA-systeem bespaart tijd en geld door het elimineren van de behoefte aan personeel te bezoeken elke site voor de inspectie, het verzamelen van gegevens / logging of aanpassingen. Real-time monitoring, systeem wijzigingen, problemen oplossen, verhoogd apparatuur leven en het genereren van automatische verslag zijn slechts enkele van de voordelen die verbonden zijn aan de hedendaagse SCADA-systemen.

Zoals steeds naar voren te brengen dergelijke systemen zal de operationele standaard voor proces controle. Maar uit honderden systeem aanbieders vandaag beschikbaar, die een faciliteit zal een partner te kiezen en waarom?

Het kiezen van een systeem dat de provider zal ontwerpen van een systeem van toepassing is op de behoeften van een exploitant kan een overweldigende, verwarrend taak. Met weinig of geen kennis van SCADA en telemetrie systemen en een onvolledige pre-systeem beoordeling, besluiten kan nemen kostbare fouten. Te vaak de besluiten zijn gebaseerd op:

Prijs:
De kwaliteit van het systeem en vakmanschap kunnen lijden wanneer verkopers lage-bod te winnen van het contract. De verkoper kan dan persoons kostenbesparing op het maken van winst.
Merkgebonden apparatuur - Als proprietary, gesloten-protocol apparatuur is geïnstalleerd in het systeem van de klant kan worden gedwongen te betalen opgeblazen prijzen en geconfronteerd worden met de mogelijkheid van toekomstige apparatuur integratie problemen als gevolg van verouderde of onvervangbare componenten, bedrijf sluitingen en een gebrek aan ondersteuning bij het Komt tijd voor reparatie.

Uiterst complexe of aangepaste apparatuur:
Als de SCADA-systeem is te ingewikkeld om te begrijpen, te beheren en te ondersteunen, de enige beroep is voor de aankoop van dure opleiding en / of diensten, die niet altijd garanderen een snelle en professionele service.

Jaren ervaring of deskundige expertise:
Er zijn tal van gerenommeerde SCADA aanbieders, met een jarenlange ervaring en professionele expertise, die ontworpen systemen die zijn te breed of te duur. Ervaring en kennis zijn belangrijk, maar slechts als een uitgangspunt bij de selectie van een leverancier.

Sales mensen en / of flitsende marketing:
Effectieve sales en marketing strategieën zijn bedoeld voor de productie van top-of-gedachten resultaten. Vermijd worden gelokt of druk in een aankoop. Worden uitgerust en maak een goede beslissing op basis van alle factoren die van invloed zijn optimale prestaties.

Deze en andere kostbare fouten kunnen worden vermeden door middel van kennis, inzicht en zorgvuldige beoordeling. Sommigen zullen alleen moeten nadenken over de tabellen A en B van dit artikel. Anderen, met weinig of geen kennis SCADA, moeten zich vertrouwd maken met meer achtergrond informatie.

Een korte geschiedenis
SCADA begon in het begin van de jaren 1960 als een elektronisch systeem als input / output transmissies tussen een master station en een afgelegen station. De master station zou ontvangen van gegevens via een netwerk van telemetrie en dan slaan de gegevens op mainframe computers.

In het begin van de jaren 1970, gedistribueerde systemen (DCS) werden ontwikkeld om controle aparte afstandsbediening subsystemen en in de jaren 1980, met de ontwikkeling van de microcomputer, process control kan worden verdeeld over externe sites. Verdere ontwikkeling ingeschakeld DCS gebruik te maken van programmeerbare logische controllers (PLC), die de mogelijkheid hebben om de sites zonder daarbij richting van een master.

In de late jaren 1990, SCADA-systemen werden gebouwd met vermogens en DCS systemen werden aangepast op basis van bepaalde proprietary controle functies ingebouwd door de ontwerper. Nu, met het Internet wordt meer gebruikt als een communicatie-instrument, SCADA en telemetrie systemen met behulp van geautomatiseerde software met bepaalde portals voor het downloaden van informatie of de controle van een proces.

Engineered SCADA-systemen vandaag niet alleen controle processen, maar worden ook gebruikt voor het meten, forecasting, facturering, analyseren en plannen. Vandaag de SCADA-systeem moet voldoen aan een geheel nieuw niveau van controle automatisering terwijl interfacing gisteren met de verouderde apparatuur nog blijven flexibel genoeg om zich aan te passen aan de ontwikkelingen van morgen.

Of de eis is een nieuw systeem of een oudere een opwaardering, is het belangrijk te weten het systeem componenten alvorens te beslissen over wie te praten en met welk materieel nodig is voor een bepaalde toepassing.

System Components
De vier grote SCADA-systeem componenten omvatten de Master Terminal Unit (MTU), de Remote Terminal Unit (RTU), communicatie-apparatuur en SCADA software.

De MTU is gelegen aan de exploitant van de centrale controle-faciliteit en biedt een man-machine interface software, twee-weg communicatie en data monitoring / controle van afgelegen gebied apparaten.

De RTU, gelegen op een afgelegen site, verzamelt gegevens uit veld-apparaten (pompen, kleppen, alarmen, enz.) in het geheugen totdat de MTU initieert een commando sturen. De centrale verwerkingseenheid in de RTU ontvangt een data-stream via hardware apparatuur protocol. Wanneer de RTU ziet haar specifieke adres ingebed in het protocol, data wordt geïnterpreteerd en de CPU leidt de gespecificeerde maatregelen te nemen. Het protocol gebruikt kan worden als open Modbus, TCP / IP of een bedrijfseigen gesloten protocol. Sommige RTUs, de zogenaamde "slimme PLC's" of toegang op afstand PLC's, bieden functionaliteit programmeerbare afstandsbediening met behoud van de capaciteit van een communicatie-RTU. Deze apparaten zijn ontworpen voor het uitvoeren van controle functies, check site voorwaarden, re-programma op elk gewenst moment vanaf elke locatie, en hebben een alarm of event trigger een oproep voor een personal computer zonder richting van de MTU.

De manier waarop de MTU / RTU transmissienet of topologie is opgericht kan variëren, maar het systeem moet functie ononderbroken, bi-directionele communicatie met het oog op de juiste functie. Methoden om dit doel te bereiken met particuliere medium, waar de eindgebruiker de eigenaar is, opereert, licenties en diensten van het medium, en / of openbaar medium, waar de klant betaalt voor een maandelijks, per tijdstip of het volume gebruiken.

De eerste methode voor de particuliere media transmissie omvat draad lijnen of begraven kabel en modems, en is meestal beperkt tot een kleine bandbreedte. Wanneer het zinvol is voor een bedrijf om string of begraven zijn eigen communicatie-kabel tussen locaties, bedrijven moeten overwegen personele eisen die nodig zijn ter ondersteuning van de technische / onderhoud aspecten van het systeem.

De tweede methode is om draadloze transmissie en verspreiding omvat spectrum, magnetron of VHF / UHF-radio.

Spread Spectrum-licentie is gratis en beschikbaar voor het publiek, in de 900 MHz en 5,8 GHz banden. Sommige verspreiding spectrum radio's hebben de mogelijkheid om opnieuw te versterken signalen voor de volgende radio in lijn. Deze repeater radio's worden gebruikt voor het span afstanden en hebben over het algemeen built-in foutcorrectie, encryptie en andere functies, waardoor ze een betrouwbare, veilige en duurzame oplossing voor netwerk communicatie.

Magnetron radio zendt bij hoge frequenties via parabolische schotels gemonteerd op torens of op de top van gebouwen. Deze media gebruikt point-to-point, line-zicht technologie en communicatie kunnen worden onderbroken op momenten als gevolg van afwijking en / of atmosferische omstandigheden.

VHF / UHF-radio (goed voor maximaal 30 mijl) is een transmissie met elektromagnetische frequenties van 175 MHz-450 MGz-900 MHz ontvangen door speciale antennes. Een licentie van de FCC moet worden verkregen en de dekking is beperkt tot bijzondere geografische grenzen.

Openbare media transmissie omvat diensten aangeboden door een lokale telefoon of kabel onderneming, en in sommige systemen en / of subsystemen, kan een meer geschikte methode voor data-overdracht. Het Openbaar Switch Telefoon Network, algemeen Switched Telefoon netwerk en het netwerk zijn Cellular dial-up diensten geschikt voor occasioneel gebruik. Als een 24-uurs permanente verbinding voor analoge doorgifte van gegevens tussen twee of meer locaties nodig is, de Private Leased Line moet worden beschouwd. De Digital Data Service met DSL en ISDN, systemen onlangs populair door breedband / kabel Internet, moeten worden geacht voor de hoge snelheid / laag foutenpercentage, computer-naar-computer-toepassingen. WiFi-apparatuur maakt gebruik van breedband als goed, maar op een tijd-aandeel als basis is het zinvol gebruik te maken van de infrastructuur van een ander bedrijf. PCS / CDPD dienst, die door cellulaire bedrijven en Low Earth Orbit of geosynchronous satellieten kan ook gebruikt worden voor continue communicatie.

Tenslotte, de tewerkstelling van een gemakkelijk te gebruiken SCADA software pakket, algemeen bekend als de mens / machine-interface (HMI), is geïnstalleerd op de PC hardware biedt een betrouwbare weergave van de werkelijke systeem op het werk. Een HMI maakt de exploitant te bekijken vrijwel alle systeem berichten, waarschuwingen en functies evenals verandering set punten en analyseren, archief of de huidige gegevens trends.

Sommige gemeenschappelijke HMI software pakketten omvatten Cimplicity (GE-Fanuc), RSView (Rockwell Automation), IFIX (Intellution) en InTouch (Wonderware). De meeste van deze software pakketten gebruiken standaard gegevens manipulatie / presentatie tools voor rapportage en archivering en integreren goed met Microsoft Excel, Access en Word. Verzamelde gegevens kunnen ook worden toegezonden aan webservers die dynamisch genereren van HTML pagina's worden bekeken op de exploitant LAN of gepubliceerd op het internet.

De microprocessor optie
Met dit fundamentele begrip van SCADA-systeem componenten, een faciliteit eventueel willen overwegen gebruik te maken van een microprocessor en / of PLC-gebaseerde SCADA-systeem over een fundamentele RTU of een bedrijfseigen systeem om de volgende redenen:

Microprocessoren (parlementsleden), zoals MTUs, kan continu verzamelen, te verwerken en opslaan van gegevens, onafhankelijk van de MTU door middel van "intelligente" programmering. Bovendien, door gebruik te maken van een microprocessor-based level meter, een SCADA-systeem biedt zowel een kapitein en lokale display dat automatisch verzamelt, verwerkt en verslagen gegevens die nodig zijn om te voldoen aan lokale, staats-en federale regelgeving in formaten die integreren en zal Microsoft Excel, Access En Word.

Microprocessoren kunnen bieden veiligheid en controle van de deur schakelaars, warmte en motion detectors. Managers / exploitanten kunnen worden geïnformeerd, 24 uur per dag via de automatische e-mail-, oproep-en dial-up call features. Meerdere gebruikers kunnen eenvoudig worden toegevoegd, en zo open architectuur protocol wordt gebruikt, toekomstige apparatuur kan gemakkelijk geïntegreerd worden. Sinds parlementsleden hebben geen bewegende delen, zijn ze zeer betrouwbaar en kan worden ontworpen om te worden gerepareerd met componenten die een lokale distributeur elektrische supplies.

Microprocessor-gebaseerde SCADA-systemen kan een vermindering van het aantal manuren nodig voor on-site visuele inspecties, aanpassingen, de gegevensverzameling en de houtkap. Voortdurend toezicht op het oplossen van problemen en mogelijke problemen verhoogt apparatuur leven, vermindert de dienst verzoekt, vermindert de klachten van klanten en het rendement verhoogt. Simpel gezegd, open-architecture, microprocessor-gebaseerde SCADA-systemen zijn een uitstekend middel voor process control faciliteiten om tijd en geld besparen.

Review
Het rendement van de investeringen en de voordelen van een goed aangelegde microprocessor-gebaseerde SCADA-systeem veel zwaarder wegen dan de initiële investering als de juiste apparatuur is gekozen en geïnstalleerd. Maar uit de honderden SCADA-systeem providers om uit te kiezen, een slechte beslissing kan leiden vaststelling van het pad naar talloze frustraties, inefficiency en onnodige kosten.

Hopelijk, door het uitvoeren van een pre-SCADA-systeem van beoordeling, faciliteiten zal beter uitgerust om dergelijke problemen. . .

Dit is een bewerkte versie van het bedrijf Pre-SCADA Assessment white paper. Voor een volledige kopie, bezoek www.epgco.com / scada-assessment.html of contact Randy Dennison op 800-443-7426

Over de auteur
Randy Dennison is Marketing Manager voor NBT, EPG Companies Inc SCADA en telemetrie divisie. NBT fabrikanten SCADA en Telemetrie apparatuur voor de Water en Afvalwater Industrie evenals voor stortplaatsen en sanering sites. Voor meer informatie, bel 800-443-7426 of ga naar www.nbtinc.com of www.epgco.com