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Denken Sie beim Kauf von SCADA-Softwarepaketen an diese Dinge

SCADA-Softwarepaket

Während Leistung und Effizienz des SCADA-Softwarepakets für die aktuelle Anlage wichtig sind, sollten Sie das Paket kaufen, das Sie erwerben werden leicht aufrüstbar um zukünftige Anforderungen zu bewältigen. Das System muss bei sich ändernden Anforderungen leicht modifizierbar und bei wachsender Task erweiterbar sein, dh das System muss eine skalierbare Architektur verwenden.

Denken Sie beim Kauf von SCADA-Softwarepaketen an diese Dinge

Denken Sie beim Kauf eines SCADA-Softwarepakets an folgende Dinge (Bildnachweis: ABB)

Bevor wir ins Detail gehen, lassen Sie uns zunächst die Themen auflisten, die wir besprechen werden:

  1. Verteiltes SCADA-System
  2. Aufgaben im SCADA-System genau zu definieren
  3. Wichtige Anforderung beim Kauf von SCADA

1. Verteiltes SCADA-System

Der Hauptansatz, der beim Entwurf des SCADA-Systems zu beachten ist, ist verteilt. Das SCADA-System wird auf mehreren kleinen Computern (normalerweise PCs) gemeinsam genutzt. Die möglichen Probleme bei der Verwendung eines verteilten SCADA-Systems sind jedoch:

  • Die Kommunikation zwischen verschiedenen Computern ist nicht einfach und führt dazu mögliche Konfigurationsprobleme.
  • Datenverarbeitung und Datenbanken müssen auf allen Computern im System dupliziert werden. was zu geringen Wirkungsgraden führt.
  • Es gibt keinen systematischen Ansatz zur Erfassung von Daten von den Anlagengeräten - wenn zwei Bediener dieselben Daten benötigen, Die RTU wird zweimal abgefragt.
Verteilte Verarbeitung

Abbildung 1 - Verteilte Verarbeitung

Client-Server-System

Eine effektive Lösung besteht darin, den Datentyp zu prüfen, der für jede Aufgabe erforderlich ist, und dann das System entsprechend zu strukturieren. Ein Client-Server-Ansatz führt auch zu einem effektiveren System.

Ein Client-Server-System wird wie folgt verstanden:

Ein Serverknoten ist ein Gerät, das anderen Knoten im Netzwerk einen Dienst bereitstellt. Ein bekanntes Beispiel dafür ist a Datenbankprogramm. Ein Client dagegen ist ein Knoten, der einen Dienst von einem Server anfordert. Das Wort Client und Server bezieht sich auf das Programm, das auf einem bestimmten Knoten ausgeführt wird.

Ein gutes Beispiel ist a Anzeigesystem, das Anzeigedaten benötigt. Der Anzeigeknoten (oder Client) fordert die Daten anvom Steuerserver. Der Steuerserver durchsucht dann die Datenbank und gibt die angeforderten Daten zurück, wodurch der Netzwerkaufwand im Vergleich zum alternativen Ansatz des Anzeigeknotens reduziert wird, der die Datenbanksuche selbst durchführen muss.

Eine typische Implementierung eines SCADA-Systems ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Client-Server-Ansatz, wie er auf ein SCADA-System angewendet wird

Abbildung 2 - Client-Server-Ansatz für ein SCADA-System


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2. 5 Aufgaben im SCADA-System genau zu definieren

In jeder SCADA gibt es normalerweise fünf AufgabenSystem. Jede dieser unten aufgeführten Aufgaben führt ihre eigene separate Verarbeitung aus, und jede von ihnen ist besonders wichtig, um genau definiert und implementiert zu werden.

  1. Eingabe- / Ausgabeaufgabe
    Dieses Programm ist die Schnittstelle zwischen dem Steuerungs- und Überwachungssystem und der Fertigungshalle.
  2. Alarmaufgabe
    Hiermit werden alle Alarme verwaltet, indem digitale Alarmpunkte erfasst und die Werte analoger Alarmpunkte mit Alarmschwellenwerten verglichen werden.
  3. Trends Aufgabe
    Die Trendaufgabe erfasst Daten, die im Laufe der Zeit überwacht werden sollen.
  4. Berichte Aufgabe
    Berichte werden aus Anlagendaten erstellt. Diese Berichte können periodisch sein, ein Ereignis ausgelöst oder vom Bediener aktiviert werden.
  5. Task anzeigen
    Damit werden alle vom Bediener zu überwachenden Daten und alle vom Bediener angeforderten Steueraktionen verwaltet.

Ein großes System mit 30.000 Punkten könnte die unten angegebene Architektur haben

Eine große SCADA-Anwendung

Abbildung 3 - Eine große SCADA-Anwendung


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3. Wichtige Anfragen WHenne beim Kauf von SCADA

Es gibt (mindestens) drei Anforderungen, die Sie beim Kauf eines SCADA-Systems vom Lieferanten anfordern müssen:

  1. Redundanz
  2. Antwortzeit des Systems
  3. Erweiterbarkeit des Systems

3.1 Redundanz

Ein typisches Beispiel für ein SCADA-System wo eine Komponente den Betrieb des gesamten Systems stören könnte ist in der nachstehenden Abbildung angegeben.

Wenn irgendwelche Prozesse oder Aktivitäten im System sindkritisch oder wenn die Produktionsausfallkosten hoch sind, muss Redundanz in das System eingebaut werden. Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen, wie in den folgenden Diagrammen dargestellt.

Die schwache Verbindung eines SCADA-Systems

Abbildung 4 - Die Schwachstelle eines SCADA-Systems


Der Schlüssel zum Ansatz ist um den Client-Server-Ansatz zu verwenden, was verschiedene Aufgaben ermöglicht (umfassendSCADA-System) auf verschiedenen PC-Knoten ausgeführt werden. Wenn beispielsweise die Trendaufgabe wichtig ist, würde dies sowohl auf dem Primär- als auch auf dem Sekundärserver abgelegt.

Der primäre Server würde ständig kommunizierenwobei der sekundäre Server seinen Status und die entsprechenden Datenbanken aktualisiert. Wenn der primäre Server ausfällt, übernimmt der Standby-Server den primären Server und überträgt Informationen an die Clients im Netzwerk.


Doppelte Server-Redundanz

Doppelte Server-Redundanz

Abbildung 5 - Dual Server Redundanz

Duale LANs und SPS

Duale LANs und SPS

Abbildung 6 - Duale LANs und SPS

3.2 Reaktionszeit des Systems

Die Reaktionszeit des SCADA-Systems sollte für die folgenden Ereignisse sorgfältig festgelegt werden. Typische Geschwindigkeiten, die als akzeptabel angesehen werden, sind:

  1. Anzeige von analogem oder digitalem Wert (von RTU erfasst) auf der Bedienerstation der Master-Station (maximal 1 bis 2 Sekunden)
  2. Steueranforderung vom Bediener an das RTU (1 Sekunde kritisch; 3 Sekunden unkritisch)
  3. Bestätigung des Alarms auf dem Bedienerbildschirm (1 Sekunde)
  4. Anzeige der gesamten neuen Anzeige auf dem Bedienerbildschirm (1 Sekunde)
  5. Abruf des historischen Trends und Anzeige auf dem Bedienerbildschirm (2 Sekunden)
  6. Protokollierung der Ereignisprotokolle (an der RTU) kritischer Ereignisse (1 Millisekunde)

Es ist wichtig dass die Antwort über alle Aktivitäten des SCADA-Systems konsistent ist.

Daher sind die obigen Zahlen ohne BedeutungEs wird auch ein typisches Laden des Systems angegeben, unter dem die obigen Antwortraten beibehalten werden. Während dieser Spitzenzeiten dürfen keine Datenverluste auftreten.

Ein typisches Beispiel für die Spezifikation des Ladens in einem System wäre:

  1. 90% aller digitalen Punkte Ändern Sie den Status alle 2 Sekunden (oder wechseln Sie von einem fehlerfreien in den Alarmzustand).
  2. 80% aller analogen Werte alle 2 Sekunden einen Übergang von 0 auf 100% durchlaufen.

Der verteilte Ansatz beim Design des SCADA-Systems (bei dem der zentrale Standort / die Hauptstation nicht die gesamte Last des Systems tragen) stellt sicher, dass diese Werte problemlos erreicht werden können.


3.3 Erweiterbarkeit des Systems

Ein typischer Wert, der in der Industrie angegeben wird, ist der, dass, wenn eine Erweiterung des SCADA-Systems über die Lebensdauer des Systems erwartet wird, die aktuellen Anforderungen des SCADA-Systems erfüllt werden sollte nicht mehr als 60% der Rechenleistung benötigen der Master-Station und der verfügbare Massenspeicher (auf Platte) und Arbeitsspeicher (RAM) sollte ebenfalls etwa 50% der erforderlichen Größe betragen.

Es ist wichtig, die Erweiterungsanforderungen des Systems anzugeben, damit;

  • Die zusätzliche Hardware, die hinzugefügt wird, hat dieselbe modulare Form wie die vorhandene und hat keinen Einfluss auf die vorhandene installierte Hardware.
  • Die vorhandene Installation von SCADA-Hardware /Schaltschränke / Bedieneranzeigen werden durch die Hinzufügung zusätzlicher Hardware nicht beeinträchtigt. Dazu gehören Elemente wie Stromversorgung / Klimaanlage / SCADA-Anzeigeorganisation.
  • Das Betriebssystem kann die zusätzlichen Anforderungen ohne größere Änderungen unterstützen.
  • Die Anwendungssoftware sollte keine Änderungen beim Hinzufügen der neuen RTUs oder Operator Stationen am zentralen Standort / der Master-Station erfordern.
SCADA / SPS-Panel

SCADA / SPS-Panel


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Referenz // Praktisches SCADA für die Industrie von David Bailey und Edwin Wright

Bemerkungen: