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Zweck und anwendbare Prozesse eines SCADA-Systems

Was ist das SCADA-System?

SCADA ist die Technologie, mit der ein Benutzer Daten von einer oder mehreren entfernten Einrichtungen sammeln und begrenzte Steueranweisungen an diese Einrichtungen senden kann. Es ist wichtig, die Wörter "entfernt" und "begrenzt”In dieser Definition.

Zweck und anwendbare Prozesse eines SCADA-Systems

Zweck und anwendbare Prozesse eines SCADA-Systems (Bildnachweis: watex.eu)

SCADA wurde entwickelt zur Überwachung und Steuerung sehr großer Prozessanlagen. SCADA wird normalerweise nicht zum Betrieb einer kleinen Anlage wie einer Fabrik verwendet. Einige Fabriken sind jedoch groß genug, um von der Verwendung von SCADA zu profitieren.

Steuersysteme wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder verteilte Steuerungssysteme (DCS) sind für die meisten werkseitigen Steuerungs- und Überwachungsfunktionen geeignet.

Ein Beispiel für eine sehr große Prozessanlage ist aGruppe von Brunnen, die Öl und Gas aus einem Reservoir unter fünfzehn Quadratkilometern Ackerland oder Wald fördern und gewinnen. Ein anderes Beispiel ist ein Übertragungssystem mit Drähten, Schaltern und Transformatoren, das elektrische Energie über ganze Bundesstaaten, Provinzen oder Länder verteilt.

Beachten Sie auch, dass die Definition nicht sagt:Kontrolle und Datenerfassung”. Es heißt „Aufsichtskontrolle und Datenerfassung“. Ein guter Vorgesetzter, der kein Mikromanagement hat, gibt seinen Mitarbeitern ein Ziel und lässt sie die Arbeit erledigen und überwacht sie gelegentlich.

Ein Überwachungskontrollsystem sendet ein Prozessziel an Teile des Systems, lässt diese Teile das Ziel erreichen und überwacht sie, um sicherzustellen, dass die Ziele erreicht werden.

Elemente des SCADA-Systems

Elemente des SCADA-Systems


Immer wenn eine Definition aufgeschrieben wird, ist es wieeine Herausforderung für den Leser, an Ausnahmen zu denken. Jemand könnte sagen: „Ich kenne eine Fabrik, in der SCADA zur Messung einer Flussrate verwendet wird“ oder „Unser SCADA-System hat keine Kontrolle, sondern eine detaillierte Kontrolle“.

Bitte akzeptieren Sie die Definition als gegeben, zumindest bis Sie diesen Text vollständig gelesen haben. Es kann sein, dass Sie Ihr Argument noch einmal überdenken. Es kann auch sein, dass Sie finden werden dass Ihr System nicht wirklich ein SCADA-System ist, sondern ein großes DCS.

In dieser Einheit werden einige der Zwecke erläutert, denen ein SCADA-System zur Verfügung gestellt werden kann, die Elemente, aus denen ein solches System besteht, und die für SCADA-Systeme üblichen Layouts erläutert.


Zweck eines SCADA-Systems

Mit SCADA kann ein menschlicher Bediener an einem zentralen Ort in einem weit verteilten Prozess wie einem Pipelinesystem, einem Öl- oder Gasfeld, einem Wasserkraftanlagenkomplex oder einem Bewässerungsnetzwerk eingesetzt werden:

  • Sollwertänderungen an entfernten Prozesssteuerungen vornehmen,
  • Ventile oder Schalter öffnen oder schließen,
  • zur Überwachung von Alarmen und
  • Messinformationen zu sammeln.

Wenn die Dimensionen des Prozesses sehr groß werden, hunderte oder sogar tausende Kilometer von einem Ende zum anderen, kann man die Vorteile eines solchen Systems erkennen zur Senkung der Kosten für Routinebesuche zur Überwachung und Kontrolle dieses Prozesses.

Der Nutzen wächst, wenn Elemente des Prozesses sindnicht nur weit entfernt, aber physisch schwer zu erreichen, was möglicherweise einen Hubschrauber oder einen anderen Spezialtransport erfordert Sobald die Vorteile eines SCADA-Systems erkannt werden, können verbesserte Steuerungsverfahren eingesetzt werden um die Anlage effizienter und sicherer zu betreiben als könnte ohne das System getan werden.


Anwendbare Prozesse

Die SCADA-Technologie eignet sich am besten für Prozesse, die //

  • großflächig verteilt,
  • relativ einfach zu steuern und zu überwachen; und
  • erfordern häufige, regelmäßige oder sofortige Intervention.

Die folgenden Beispiele sollen Ihnen helfen, die Bandbreite der anwendbaren Prozesse zu visualisieren, für die SCADA geeignet ist:

A. Gruppen von kleinen Wasserkraftwerken die als Reaktion auf aktiviert oder deaktiviert werdenKundennachfrage und befinden sich normalerweise an abgelegenen Standorten. Sie können leicht durch Öffnen oder Schließen von Ventilen gesteuert werden, um den Turbinen Wasser zuzuführen. Sie müssen schnell auf Nachfrageänderungen reagieren und müssen kontinuierlich überwacht werden.

SCADA im Kleinwasserkraftplan in Kníničky

SCADA im Kleinwasserkraftplan in Kníničky (Bildnachweis: promotic.eu)


B. Öl- oder Gasförderungsanlagen - einschließlich Brunnen, Sammeln von Pipelines, FlüssigkeitMessgeräte und Pumpen - sind in der Regel über große Flächen verteilt, erfordern relativ einfache Steuerungen, beispielsweise das Ein- und Ausschalten von Motoren, müssen regelmäßig Informationen über Flüssigkeitszähler sammeln und müssen schnell auf die Bedingungen im übrigen Feld reagieren.

C. Pipelines für Gas, Öl, Chemikalien oder Wasser haben Elemente, die sich in verschiedenen Abständen von a befindenzentrale Kontrollstelle, die durch Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Starten und Stoppen von Kompressoren oder Pumpen gesteuert werden kann und auf Marktbedingungen und Leckagen von gefährlichen oder umweltempfindlichen Materialien schnell reagieren kann


D. Elektrische Übertragungssysteme Er kann Tausende von Quadratkilometern abdecken, kann durch Öffnen oder Schließen von Schaltern gesteuert werden und muss fast sofort auf Lastwechsel der Leitungen reagieren.


E. Bewässerungssysteme Sie umfassen oft Hunderte von Quadratkilometern, können durch Öffnen und Schließen einfacher Ventile gesteuert werden und erfordern die Erfassung von Zählerdaten, um eine ordnungsgemäße Abrechnung des den Kunden gelieferten Wassers zu ermöglichen.

F. Bei einem Schwerölveredlergesteuert durch ein verteiltes SteuersystemEs gibt mehrere Oberflächenwasserpumpstationen. Es ist notwendig, die Wasserstände zu überwachen und die Pumpen als Reaktion auf die Tankstände des Aufrüsters ein- oder auszuschalten. Die Pumpen sind so weit vom Kontrollraum entfernt, dass die Installation dedizierter Datenkabel sehr teuer wäre.

Diese Beispiele sind genau das - Beispiele. SCADA wurde erfolgreich auf jeden dieser Prozesstypen sowie auf viele andere angewendet. Die in diesen Beispielen dargestellten Steuerungsarten können den falschen Eindruck erwecken dass SCADA nicht für eine komplexere Steuerung geeignet ist. Tatsächlich ist die Komplexität der Fernsteuerung, die mit SCADA möglich ist, mit fortschreitender Technologie gewachsen.

Typische Signale von entfernten StandortenDazu gehören Statusanzeigen, Alarme, Analogwerte und aufsummierte Zählerwerte. Dies scheint eine kleine Liste von einfachen Optionen zu sein, aber mit diesem anscheinend eingeschränkten Menü verfügbarer Signaltypen kann eine Vielzahl von Informationen gesammelt werden.

Signale, die vom zentralen Standort des SCADA-Systems an die entfernten Standorte gesendet werden, sind normalerweise auf diskrete binäre Bitänderungen oder auf analoge Werte beschränkt, die an ein Gerät im Prozess adressiert sind. Ein Beispiel für eine binäre Bitänderung könnte eine Anweisung an einen Motor sein, von AUS nach EIN zu wechseln.

Ein Beispiel für einen Analogwert ist eine Anweisungan eine Ventilsteuerung, um den Ventilsollwert von 60% offen auf 70% offen zu ändern. Bei einfachen Signaltypen wie diesen und viel Vorstellungskraft kann nahezu jede Änderung der Steuerung erfolgen.

Referenz // SCADA: Aufsichtskontrolle und Datenerfassung / von Stuart A. Boyer (Kauf bei Amazon)

Bemerkungen: