Me gustaría resaltar que el título contiene dos principales asignados al sistema SCADA:

• recopilación de datos sobre tecnologías controladas,
• , implementado por personas responsables sobre la base de datos y reglas recopilados (criterios), cuya implementación garantiza la mayor eficiencia y seguridad del proceso tecnológico.

Principales características y medios que son comunes a todos y se diferencian únicamente en las características técnicas de implementación:

• desarrollo automatizado, que permite crear software de sistema sin software real;
• medios para recopilar información primaria del nivel;
• medios de control y registro de señales en situaciones de emergencia;
• medios para almacenar información con capacidad de postprocesamiento (generalmente implementados a través de interfaces con las bases de datos más populares);
• medios para procesar información primaria;
• medios para visualizar información en forma de gráficos, histogramas, etc.;
• la posibilidad de un sistema de aplicación con conjuntos de parámetros considerados como un “todo único” (“receta” o “configuraciones”).

Los sistemas proporcionan las siguientes funciones básicas:

1. Recepción de información sobre parámetros tecnológicos controlados desde controladores y sensores de nivel inferior.
2. Guardar la información recibida en archivos.
3. Procesamiento secundario de la información recibida.
4. Representación gráfica del avance del proceso tecnológico, así como de la información recibida y archivada en formato de fácil lectura.
5. Recibir comandos del operador y transmitirlos a controladores y mecanismos de nivel inferior.
6. Registro relacionado con el proceso tecnológico controlado y las acciones del personal responsable de la operación y mantenimiento del sistema.
7. Notificación al personal de operación y mantenimiento sobre eventos de emergencia detectados relacionados con el proceso tecnológico controlado y el funcionamiento del software y hardware TP con registro de acciones del personal en situaciones de emergencia.
8. Generación de informes y otros documentos informativos basados ​​en información de archivo.
9. Intercambio de información con un sistema de control automatizado (o, como se le llama comúnmente ahora, un sistema de información integrado).
10. Control automático directo del proceso tecnológico con algoritmos específicos.
    Si intentamos caracterizar brevemente las funciones principales, podemos decir que el sistema SCADA recopila información sobre el proceso tecnológico, proporciona una interfaz con el operador, guarda el historial del proceso y realiza el control automático del proceso en la medida necesaria.
    Las capacidades enumeradas de los sistemas SCADA determinan en gran medida el costo y el momento de la creación del software, así como su período de recuperación.

Capacidades gráficas.

Las interfaces gráficas de los sistemas SCADA son muy similares. Cada uno de ellos tiene un editor gráfico orientado a objetos con un conjunto de funciones de animación. Los gráficos vectoriales utilizados permiten realizar una amplia gama de operaciones sobre el seleccionado. Los objetos pueden ser simples (líneas, rectángulos, objetos de texto, etc.) o complejos. Las posibilidades para agregar objetos complejos en diferentes sistemas SCADA son diferentes. Todo SCADA- Los sistemas incluyen bibliotecas de símbolos gráficos, bibliotecas de objetos gráficos complejos y tienen otras capacidades estándar.

El concepto SCADA (abreviado del inglés Supervisory Control And Data Acquisition - control de supervisión y adquisición de datos) es actualmente el principal medio de control de supervisión automatizado de sistemas (procesos) dinámicos complejos.

El sistema SCADA es un software especializado que proporciona comunicación bidireccional entre el operador (despachador) del proceso tecnológico y el sistema automatizado de control del proceso. Las ventajas de los sistemas SCADA son la facilidad de uso de la interfaz hombre-máquina (HMI), la integridad y claridad de la información presentada en la pantalla, la facilidad de uso de los controles y un sistema de ayuda, lo que en última instancia aumenta la eficiencia de la interacción del despachador con el sistema automatizado de control de procesos y reduce significativamente la probabilidad de errores en la gestión. Actualmente, los sistemas SCADA han encontrado aplicación en casi todas las áreas de actividad donde se utilizan sistemas automatizados de control de despacho operativo (ASODC), incluso en la producción.

Las principales funciones de los sistemas SCADA incluyen:

1) desarrollo automatizado de software de sistema de control de procesos automatizado;

2) recopilación, procesamiento y archivo de información recibida de dispositivos de nivel inferior;

3) control automático del proceso tecnológico;

4) visualización de información en forma de diagramas mnemotécnicos, gráficos, etc.;

5) mantener un modo de trabajo de diálogo con el despachador y responder rápidamente a sus órdenes;

6) señalización de mal funcionamiento del equipo e interrupción del proceso tecnológico;

7) formación de documentos de informes operativos y finales que caractericen el estado de producción.

Hay 2 formas de desarrollar software especializado para crear un sistema SCADA:

1) Programación utilizando herramientas “tradicionales” (lenguajes de programación tradicionales, herramientas de depuración estándar, etc.) Adecuado para sistemas simples o pequeños fragmentos de un sistema grande para los cuales no existen soluciones estándar (por ejemplo, no se ha escrito un controlador adecuado) o no son adecuados por una razón u otra, básicamente.

2) Uso de herramientas comerciales orientadas a problemas. Adecuado para sistemas distribuidos complejos. Le permite minimizar los costos laborales de programadores altamente calificados, involucrando si es posible a tecnólogos especialistas en el campo de los procesos automatizados en el desarrollo.

Los productos de software de clase SCADA están ampliamente representados en el mercado mundial. Se trata de varias docenas de sistemas SCADA, muchos de los cuales han encontrado su aplicación en Rusia. Los más populares se enumeran a continuación:

SCADA	Empresa de desarrollo	Un país
implicidad	Automatización GE Fanuc	EE.UU
citar	Tecnología de CI	Australia
Enlace de fábrica	Estados Unidos DATA Co.	EE.UU
yo arreglo	Intellución	EE.UU
Génesis	Iconos	EE.UU
En contacto	Wonderware	EE.UU
MaestroSCADA	EnSAT	Rusia
Modo de seguimiento	Ad Astra	Rusia
WinCC	siemens	Alemania
CÍRCULO2000	ONG "Krug"	Rusia

La selección del SCADA se realiza en base a características técnicas, económicas y operativas.

Luego de elegir un sistema SCADA, se inicia el desarrollo de un sistema de control de procesos para una instalación específica, incluyendo las siguientes etapas:

1) Desarrollo de la arquitectura del sistema de control de procesos en su conjunto. En esta etapa, se determina el propósito funcional de cada nodo del sistema.

2) Resolver problemas relacionados con el posible soporte para arquitectura distribuida.

3) Creación de un programa de aplicación para cada nodo, es decir escribir algoritmos, cuya combinación permite resolver problemas de automatización.

4) Comunicación del programa de aplicación con dispositivos de nivel inferior (PLC, sensores, actuadores, etc.)

5) Depurar el programa de aplicación creado en modo emulación.

Características de los sistemas SCADA

Especificaciones

1) Plataformas de software y hardware compatibles. Es necesario un análisis de la lista de plataformas, ya que determina la respuesta a la pregunta de si es posible implementar un sistema SCADA en particular en los recursos informáticos existentes, así como una evaluación del costo de operar el sistema (que se está desarrollando en un sistema operativo, el programa de aplicación se puede ejecutar en cualquier otro que admita el paquete SCADA seleccionado).

Este problema se resuelve de manera diferente en diferentes sistemas SCADA. Así, FactoryLink dispone de una amplia lista de plataformas soportadas: DOS, MS Windows, OS/2, UNIX, etc. En RealFlex y Sitex, la base de la plataforma software es fundamentalmente el QNX RTOS. La gran mayoría de los sistemas SCADA se implementan en plataformas MS Windows. Teniendo en cuenta la posición de Microsoft en el mercado de sistemas operativos, cabe señalar que incluso los desarrolladores de SCADA multiplataforma consideran prioritario el desarrollo de sus sistemas en la plataforma Windows NT/2000.

2) Disponibilidad de herramientas de soporte de red. Para operar eficazmente en un entorno heterogéneo, SCADA debe tener soporte para trabajar en entornos de red estándar (ARCNet, Ethernet, etc.) utilizando protocolos estándar (NetBIOS, TCP/IP, etc.), así como brindar soporte para interfaces industriales (PROFIBUS , CAN, MODBUS, etc.).

3) Lenguajes de comando integrados. La mayoría de los sistemas SCADA tienen incorporados lenguajes de alto nivel tipo VisualBasic que permiten generar una respuesta adecuada a los eventos.

4) Bases de datos soportadas. Una de las principales tareas de SCADA es el procesamiento de información: recopilación, análisis operativo, almacenamiento, compresión, reenvío, etc. Por tanto, una base de datos debe funcionar en el marco del sistema creado. Casi todos los sistemas SCADA utilizan la sintaxis ANSI SQL, que es independiente del tipo de base de datos.

5) Capacidades gráficas. Tanto para un desarrollador de sistemas de automatización especializado como para un “tecnólogo” especializado, una interfaz gráfica de usuario es muy importante. Funcionalmente, las interfaces gráficas de los sistemas SCADA son muy similares. Cada uno de ellos tiene un editor gráfico orientado a objetos con un conjunto específico de funciones de animación. Los gráficos vectoriales utilizados permiten realizar una amplia gama de operaciones sobre el objeto seleccionado, así como actualizar rápidamente la imagen en la pantalla mediante herramientas de animación. También es extremadamente importante la cuestión del soporte de las funciones estándar GUI (Graphic Users Interface) en los sistemas considerados. Dado que la mayoría de los sistemas SCADA en cuestión ejecutan Windows, esto determina el tipo de GUI utilizada.

6) Apertura de los sistemas. Un sistema es abierto si se definen y describen los formatos de datos utilizados y la interfaz de procedimiento, que permite conectarle componentes "externos" desarrollados independientemente. Los sistemas SCADA modernos proporcionan un gran conjunto de controladores para dispositivos de bajo nivel existentes y han desarrollado herramientas para crear sus propios módulos de software o controladores para dispositivos nuevos. Los propios controladores se desarrollan utilizando lenguajes de programación estándar.

SCADA (abreviatura del inglés.control de supervisión y Adquisición de Datos , control de despacho y toma de datos ) - un paquete de software diseñado para desarrollar o garantizar el funcionamiento en tiempo real de sistemas para recopilar, procesar, mostrar y archivar información sobre un objeto (monitoreo), así como el posible control y gestión de este objeto.

Funciones SCADA

El nombre SCADA contiene dos funciones principales asignadas a los sistemas de esta clase:

recopilación de datos sobre el proceso controlado;

Gestión de procesos tecnológicos, implementada por personas responsables sobre la base de datos y reglas (criterios) recopilados, cuya implementación asegura la mayor eficiencia del proceso tecnológico.

Los sistemas SCADA proporcionan las siguientes funciones:

Recepción de información sobre parámetros tecnológicos controlados desde controladores y sensores de nivel inferior.

Guardar la información recibida en archivos.

Procesamiento de la información recibida.

Representación gráfica del avance del proceso tecnológico, así como de la información recibida y archivada en formato de fácil lectura.

Recepción de comandos del operador y transmisión de los mismos a controladores y actuadores de nivel inferior.

Registro de eventos relacionados con el proceso tecnológico controlado y las acciones del personal responsable de la operación y mantenimiento del sistema.

Notificar al personal de operación y mantenimiento sobre eventos de emergencia detectados relacionados con el proceso tecnológico controlado y el funcionamiento del software y hardware del sistema automatizado de control de procesos con registro de las acciones del personal en situaciones de emergencia.

Generación de informes y otros documentos informativos basados ​​en información de archivo.

Intercambio de información con un sistema automatizado de gestión empresarial.

Control automático directo del proceso tecnológico de acuerdo con algoritmos específicos.

1. Características de scada como proceso de gestión.

El proceso de control en los sistemas SCADA modernos tiene las siguientes características:

El proceso SCADA se utiliza en sistemas en los que se requiere la presencia de una persona (operador, despachador);

el proceso SCADA fue desarrollado para sistemas en los que cualquier influencia incorrecta puede provocar fallas en el objeto de control o incluso consecuencias catastróficas;

el operador generalmente tiene la responsabilidad general del control del sistema, que en condiciones normales sólo requiere ocasionalmente el ajuste de parámetros para lograr un rendimiento óptimo;

la participación activa del operador en el proceso de control ocurre con poca frecuencia y en momentos impredecibles, generalmente en caso de eventos críticos (fallas, situaciones de emergencia, etc.);

Las acciones del operador en situaciones críticas pueden limitarse estrictamente en el tiempo (varios minutos o incluso segundos).

1. Requisitos básicos para scada

Los siguientes requisitos básicos se aplican a los sistemas SCADA:

confiabilidad del sistema;

seguridad de la gestión;

apertura, tanto en términos de conexión de varios equipos de control como de comunicación con otros programas;

precisión del procesamiento y presentación de datos, creación de ricas posibilidades para implementar una interfaz gráfica;

facilidad de expansión del sistema;

uso de nuevas tecnologías.

Los requisitos de seguridad y confiabilidad del control en los sistemas SCADA incluyen:

ninguna falla del equipo debe causar la emisión de una acción de salida (comando) falsa al objeto de control;

ningún error del operador debe provocar la emisión de una acción de salida (comando) falsa al objeto de control;

Todas las operaciones de control deben ser intuitivas y convenientes para el operador (despachador).

1. Principales características del scada moderno.

Según los requisitos de los sistemas SCADA, la mayoría de los paquetes modernos tienen las siguientes capacidades básicas:

Desarrollo automatizado que permite crear software de sistemas de automatización sin programación real.

Medios para recopilar y almacenar información primaria de dispositivos de nivel inferior.

Medios para procesar información primaria.

Medios para controlar y registrar señales de emergencia.

Medios para almacenar información con capacidad de posprocesarla (generalmente implementados a través de interfaces con las bases de datos más populares).

Herramientas de visualización de información en forma de gráficos, histogramas, etc.

1. Estructura (arquitectura) de sistemas scada.

Todos los sistemas SCADA modernos incluyen tres componentes estructurales principales (Fig.).

Principales componentes estructurales de un sistema SCADA.

RemotoTerminalUnidad (RTU) - un terminal remoto que procesa la tarea (control) en tiempo real.

Hay dos tipos de sistemas en tiempo real: sistemas duros en tiempo real y sistemas blandos en tiempo real.

Sistemas duros en tiempo real no se permiten retrasos

La gama de implementaciones de RTU es amplia: desde sensores primitivos que recopilan información de un objeto hasta sistemas informáticos multiprocesadores especializados tolerantes a fallas que procesan información y controlan en tiempo real. Su implementación específica está determinada por la aplicación específica. El uso de dispositivos de procesamiento de información de bajo nivel permite reducir los requisitos de ancho de banda para los canales de comunicación con el centro de control central.

MaestroTerminalUnidad (MTU) - centro de control de despacho (terminal principal); lleva a cabo procesamiento y control de datos de alto nivel, generalmente en tiempo real. Una de las funciones principales es proporcionar una interfaz entre el operador humano y el sistema. MTU se puede implementar en una amplia variedad de formas, desde una sola computadora con dispositivos adicionales para conectar canales de comunicación hasta grandes sistemas informáticos y/o estaciones de trabajo y servidores integrados en una red local.

ComunicaciónSistema (C.S.) - el sistema de comunicación (canales de comunicación) es necesario para transmitir datos desde puntos remotos (objetos, terminales) a la interfaz central del operador-despachador y transmitir señales de control a la RTU.

SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) es un sistema que se utiliza en diversos procesos de fabricación. En el sector energético, los sistemas ASDU se utilizan en subestaciones, centrales hidroeléctricas, centrales térmicas, centrales solares, centrales eólicas, etc. Así, los despachadores pueden monitorear diversos parámetros en tiempo real (carga, voltaje, fallas, etc.) . También pueden realizar diversas operaciones de conmutación a distancia.
Los sistemas SCADA son bastante diversos, pero también tienen mucho en común. La definición exacta de los conceptos es bastante difícil, porque estos sistemas son desarrollados por muchas empresas de diferentes países del mundo. Pero como en cualquier otra industria, existen características comunes y un fuerte deseo de unificación, estandarización y globalización, lo que ha llevado a muchas similitudes tanto a nivel de hardware como de software.

Los sistemas SCADA pueden contener una o más capas. Por ejemplo, un sistema de tres niveles contiene en su primer nivel dispositivos para conectar sensores y actuadores. En el segundo nivel se encuentran las conexiones con las computadoras, que pueden tener algunos parámetros de procesamiento y funciones de control. El tercer nivel contiene estaciones de trabajo del operador. Estas estaciones de trabajo también son HMI (Interfaz Hombre-Máquina). Un sistema de este tipo se puede ver en la siguiente figura:

Como puede ver, este es un sistema muy complejo. Estos tres niveles se distribuyen de la siguiente manera:

En la parte inferior de la foto se pueden observar varios tipos de sensores, controladores, módems, etc. que se encuentran instalados en la subestación.

Entonces podrás ver el nivel de comunicación. Esto puede realizarse a través de conexiones de E/S serie directas o de forma remota a través de Ethernet. Las interfaces serie incluyen RS 232 y RS 485 mediante conexión de cable o fibra. El servicio de red de área local (LAN) o red de área amplia (WAN) se proporciona a través de una pila de protocolo TCP/IP estándar.

En la parte superior puede ver las estaciones de trabajo del operador o HMI. Allí se almacenan todos los datos de la subestación. A partir de ahí, el operador puede establecer diferentes niveles de protección y controles, puede realizar diferentes operaciones de conmutación, etc.

En la imagen de arriba puede ver cómo los despachadores ven la subestación en su pantalla. Como ves, desde aquí es muy fácil monitorizar toda la subestación y con un solo clic se pueden realizar operaciones de conmutación. Cada empresa que construye sistemas SCADA tiene una visualización diferente, pero el concepto es el mismo para todas.

En esta pantalla también se puede visualizar lo siguiente:

Trabajar con diagramas mnemotécnicos. Después de abrir el diagrama mnemotécnico requerido, el operador tiene acceso a los siguientes comandos: control remoto, emitir comandos en controladores lógicos seleccionados, cambiar parámetros de controladores lógicos, configurar el tiempo, etc. El diagrama mnemotécnico muestra el estado de todos los procesos y dispositivos tecnológicos. valores de tensión, potencia activa y reactiva, corriente, estado del controlador en la red local, etc.

La ventana de alarma es una ventana emergente que registra eventos provenientes de dispositivos (activación de protección, automatización, cruce de límites de variables controladas, etc.) y una descripción de todas las acciones principales del operador.

Se muestra información adicional sobre el objeto seleccionado.

Importar una nueva configuración (agregar nuevos usuarios al sistema, cambiar diagramas mnemotécnicos existentes, agregar nuevos diagramas, etc.)

Elaboración de informes: puede obtener datos durante un período de tiempo determinado.

Dependiendo de las necesidades del usuario, se pueden agregar o eliminar varias funciones.

En conclusión, los sistemas SCADA se utilizan ampliamente en los sistemas eléctricos modernos y seguirán mejorándose e integrándose en todo el mundo.

Tienen muchas ventajas, ya que proporcionan señalización de fallas en tiempo real, monitorean todos los parámetros en tiempo real, recopilan datos de una subestación determinada para su posterior análisis, realizan operaciones de conmutación remota sin riesgo para el personal operativo, pueden reducir los costos generales, etc.

El término "SCADA" tiene dos significados. La interpretación más aceptada SCADA como aplicaciones, es decir, un paquete de software que asegura la implementación de estas funciones, así como herramientas para desarrollar este software.

Sin embargo, los sistemas SCADA a menudo significan sistema de hardware y software. Esta comprensión del término SCADA es más típica de la sección de telemetría.

Historia del desarrollo SCADA

El significado del término SCADA ha sufrido cambios junto con el desarrollo de tecnologías de automatización y control de procesos.

En los años 80, los sistemas SCADA se entendían más a menudo como sistemas de software y hardware para recopilar datos en tiempo real.

Desde los años 90, debido a que una parte cada vez mayor de las funciones de control automático no se resuelven mediante hardware sino mediante software, el término SCADA se utiliza cada vez más para referirse únicamente a la parte software de la interfaz hombre-máquina de un proceso automatizado. sistema de control.

Principales tareas resueltas por los sistemas SCADA

• Intercambiar datos con “dispositivos de comunicación del sitio” (es decir, con controladores industriales y placas de E/S) en tiempo real a través de controladores.
• Procesamiento de información en tiempo real.
• Control lógico.
• Mostrar información en la pantalla del monitor de una forma que sea conveniente y comprensible para los humanos.
• Mantener una base de datos en tiempo real con información tecnológica.
• Señalización de alarmas y gestión de alarmas.
• Elaboración y generación de informes de avance de procesos.
• Implementación de interacción de red entre estaciones SCADA (computadoras).
• Proporcionar comunicación con aplicaciones externas (DBMS, hojas de cálculo, procesadores de texto, etc.).

Los sistemas SCADA permiten desarrollar sistemas automatizados de control de procesos en una arquitectura cliente-servidor o distribuida.

Principales componentes SCADA

Un sistema SCADA normalmente contiene los siguientes subsistemas:

• o servidores de E/S: programas que proporcionan comunicación SCADA con controladores industriales, medidores, ADC y otros dispositivos de entrada/salida de información.
• Un sistema en tiempo real es un programa que proporciona procesamiento de datos dentro de un ciclo de tiempo determinado, teniendo en cuenta las prioridades.
• (HMI, inglés) Interfaz hombre-máquina) - una herramienta que presenta datos sobre el progreso de un proceso a un operador humano, lo que le permite controlar y gestionar el proceso.
• para el desarrollo de la interfaz hombre-máquina.
• El sistema de control lógico es un programa que asegura la ejecución de programas de usuario (scripts) de control lógico en el sistema SCADA. Un conjunto de editores para su desarrollo.
• La base de datos en tiempo real es un programa que proporciona datos en tiempo real.
• - un programa o subsistema que proporciona control automático de eventos tecnológicos, clasificándolos como normales, de advertencia o de emergencia, así como el procesamiento de eventos por parte de un operador o computadora.
• El generador de informes es un programa que permite la creación de informes personalizados sobre eventos tecnológicos. Un conjunto de editores para su desarrollo.
• Las interfaces externas son interfaces estándar de intercambio de datos entre SCADA y otras aplicaciones. Generalmente OPC.

Conceptos de sistemas

El término SCADA generalmente se refiere a sistemas centralizados para monitorear y controlar un sistema completo, o complejos de sistemas, llevados a cabo con participación humana. La mayoría de las acciones de control las realiza automáticamente la RTU o el PLC.

El control directo del proceso generalmente lo proporciona una RTU o PLC, con SCADA controlando los modos de operación.

Por ejemplo, un PLC puede controlar el flujo de agua de refrigeración dentro de una parte de un proceso de fabricación, y un sistema SCADA puede permitir a los operadores cambiar los puntos de ajuste de flujo, redirigir el flujo de fluido, rellenar contenedores y monitorear mensajes de alarma ( alarmas), como pérdida de flujo y alta temperatura, los cuales deben visualizarse, registrarse y ante los cuales el operador debe responder oportunamente.

El lazo de control en lazo cerrado pasa por la RTU o PLC, mientras que el sistema SCADA controla la ejecución completa del lazo.

La recopilación de datos comienza en el controlador e incluye lecturas del medidor. A continuación, los datos se recopilan y formatean de forma visual en forma de diagramas mnemotécnicos interactivos, tablas con significados claros que son aceptados en este sistema.

Si todo se hace correctamente, el operador de la sala de control puede tomar decisiones de control: ajustar o interrumpir el control estándar de los medios del controlador.

Los datos también se pueden registrar para tendencias y otros procesos analíticos de datos acumulados.