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Felddatenschnittstellengeräte als Augen und Ohren eines SCADA-Systems

Es geht um Informationen

Felddatenschnittstellengeräte bilden die "Augen und Ohren" eines SCADA-Systems. Geräte wie z. B. Reservoir-Pegelmesser, WasserDurchflussmesser, Ventilstellungsgeber, Temperaturgeber, Stromverbrauchsmesser und Druckmesser liefern Informationen, die einem erfahrenen Bediener die Leistung eines Wasserverteilungssystems mitteilen können.

Field Data Interface Devices - Augen und Ohren eines SCADA-Systems

Field Data Interface Devices - Augen und Ohren eines SCADA-Systems (Bildnachweis: Festo)

Außerdem können Geräte wie elektrische Stellantriebe, Schalttafeln für die Motorsteuerung und elektronische Dosiereinrichtungen verwendet werden die "Hände" des SCADA-Systems bilden und Unterstützung bei der Automatisierung des Verteilungsprozesses von Wasser.

Vor jeder Automatisierung oder FernbedienungWenn eine Überwachung möglich ist, müssen die Informationen, die an und von den Felddatenschnittstellengeräten übergeben werden, in ein Formular konvertiert werden, das mit der Sprache des SCADA-Systems kompatibel ist.

Um dies zu erreichen, ist eine Art elektronische Felddatenschnittstelle erforderlich. //

  1. Remote Terminal Units (RTUs)
  2. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)

Remote Terminal Units (RTUs)

Remote Terminal Units (RTUs), auch als Remote Telemetry Units bekannt, bietendiese Schnittstelle. RTUs werden hauptsächlich dazu verwendet, elektronische Signale, die von Feldgeräten empfangen werden (oder von diesen benötigt werden), in (oder aus) der Sprache (bekannt als Kommunikationsprotokoll) zu konvertieren, die zur Übertragung der Daten über einen Kommunikationskanal verwendet wird.

RTUs erscheinen im Feld als Box in einer Schaltanlage, wobei elektrische Signalkabel zu Feldgeräten und eine Kabelverbindung zu einer Kommunikationskanalschnittstelle, z. B. einem Funkgerät, führen (siehe Abbildung 1 unten).

RTU-Schrank normalerweise mit RTU-, Funk- und Feldverdrahtungsanschlüssen ausgestattet

Abbildung 1 - RTU-Gehäuse, das normalerweise mit RTU-, Funk- und Feldverdrahtungsanschlüssen ausgestattet ist


Die Anweisungen zur Automatisierung von Felddatenschnittstellengeräten, wie Pumpensteuerlogik, werden normalerweise lokal gespeichert. Dies ist hauptsächlich auf die begrenzte Bandbreite zurückzuführen, die für Kommunikationsverbindungen zwischen dem zentralen SCADA-Hostcomputer und den Felddatenschnittstellengeräten typisch ist.

Solche Anweisungen befinden sich traditionell in lokalen elektronischen Geräten, die als bekannt sind Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), die in der Vergangenheit physisch von RTUs getrennt waren (siehe Abbildung 2 unten).

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Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)

SPS verbinden sich direkt mit Felddatenschnittstellengeräten und verfügen über programmierte Intelligenz in Form von logischen Prozeduren das wird bei sicherheit ausgeführtFeldbedingungen. Viele Wassersysteme mit SCADA-Systemen haben jedoch keine SPS. In diesem Fall wird die lokale Steuerlogik in der RTU oder in der Relaislogik in der lokalen Schalttafel gespeichert.

SPSen haben ihren Ursprung in der Automatisierungsindustrie und werden daher häufig in Fertigungs- und Prozessanlagenanwendungen eingesetzt.

Die Notwendigkeit für SPSen, eine Verbindung zu Kommunikationskanälen herzustellen, war in diesen Anwendungen nicht groß, da sie häufig nur erforderlich waren um traditionelle Relais-Logiksysteme zu ersetzen oder pneumatische Steuerungen.

SCADA-Systeme haben dagegen ihren Ursprung infrühe Telemetrieanwendungen, bei denen es lediglich notwendig war, grundlegende Informationen von einer entfernten Quelle zu kennen. Die an diese Systeme angeschlossenen RTUs benötigten keine Steuerungsprogrammierung, da der lokale Steuerungsalgorithmus in der Relaisschaltlogik enthalten war.

Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) für lokale Steuerfunktionen, räumlich getrennt, jedoch mit einer nahegelegenen Remote Terminal Unit (RTU) verkabelt

Abbildung 2 - Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)Durchführen lokaler Steuerfunktionen, räumlich getrennt, jedoch mit einer nahegelegenen Remote Terminal Unit (RTU) verdrahtet - (auf Foto-SPS-Schaltschrank mit SIEMENS-SPS SIMATIC S7-400; Bildkredit: aotewell.com)


Als SPS wurden öfter Relais eingesetztSchaltlogik-Steuerungssysteme, Telemetrie wurde immer häufiger bei SPSen an entfernten Standorten eingesetzt. Es wurde wünschenswert, das Programm in der SPS durch ein Fernsignal zu beeinflussen. Dies ist in der Tat die "Aufsichtskontrolle" Teil des Akronyms SCADA.

Wenn nur ein einfaches lokales Steuerungsprogramm erforderlich war, wurde es möglich, dieses Programm in der RTU zu speichern und die Steuerung in diesem Gerät durchzuführen.

Gleichzeitig werden traditionelle SPSen mitgeliefertKommunikationsmodule, die es SPS ermöglichen, den Status des Steuerungsprogramms über eine Telefonleitung an einen an die SPS angeschlossenen Computer oder an einen entfernten Computer zu melden. SPS- und RTU-Hersteller konkurrieren daher um denselben Markt.

Als Ergebnis dieser Entwicklungen ist die Liniezwischen SPS und RTUs ist verschwommen, und die Terminologie ist praktisch austauschbar. Der Einfachheit halber wird der Begriff RTU verwendet, um auf ein entferntes Felddatenschnittstellengerät Bezug zu nehmen. Ein solches Gerät könnte jedoch eine Automatisierungsprogrammierung enthalten, die normalerweise als SPS klassifiziert worden wäre.

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Felddatenkommunikationssystem

Das Felddatenkommunikationssystem soll die Mittel bereitstellen, mit denen Daten zwischen den zentralen Host-Computerservern und den feldbasierten RTUs übertragen werden können.

Bandbreite Eine wichtige Eigenschaft eines Kommunikationskanals ist seine Fähigkeit, Daten zu transportieren. Der Begriff Bandbreite wird verwendet, um diese Kapazität zu beschreiben. Ursprünglich bezieht sich der Begriff Bandbreite auf die Breite eines analogen Kanals in Hertz.

Beispielsweise hat ein Telefon-Sprachkanal, der das nominale Band von 0,3 bis 3,4 kHz belegt, eine Bandbreite von 3,1 kHz und einen Funkkanal, der das Spektrum belegt von 929,88875 bis 929,8875 MHz hat eine Kanalbandbreite von 12,5 kHz.

Bei der digitalen Übertragung wurde der Begriff Bandbreite um die Datenübertragungsrate in erweitert Bits pro Sekunde (Bps).

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SCADA-Systeme für die Elektrizitätswirtschaft // VIDEO

Hier ist ein animiertes Diagramm einer überwachten ScadaStromnetz, das Elektrizität von einer regionalen Unterstation zu einer Reihe anderer wichtiger Gebiete und Gemeinden liefert, einschließlich eines Wohngebiets, eines kommerziellen Stadtteils und eines lokalen Flughafens. Ein belebter Hafen und eine kleine ländliche Gemeinde werden ebenfalls von der Hauptstation über einen anderen Stromkreis versorgt.

Dieses Demo-Video zeigt, wie das Scada-System verwendet wird, um das Netzwerk nach einem Fehler intelligent zu verwalten und zu warten.

Wenn der Fehler auftritt, erhält das SCADA-System eine Benachrichtigung über die Auslösung des Leistungsschalters und verwendet Fehlerindikatoren, die im Netzwerk angeordnet sind, um zu ermitteln, wo der Fehler aufgetreten ist.

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Referenz // Die Grundlagen von SCADA - Bentley Systems

Bemerkungen: