Scada аббревиатурасын декодтау. SCADA жүйелерінің функционалдығы

Қадағалауды басқару және деректерді жинау (SCADA) жүйелері – бұл жоғары деңгейдегі процестерді басқару үшін компьютерлерді, желілік коммуникацияларды және графикалық пайдаланушы интерфейстерін пайдаланатын басқару элементтері. Басқалары да қолданылады перифериялық құрылғылар, мысалы, технологиялық қондырғымен немесе жабдықпен өзара әрекеттесу үшін дискретті PID контроллерлері. Бақылауға және процесс пәрмендерін шығаруға мүмкіндік беретін оператор интерфейстері (өзгерістер бақылау нүктесіконтроллер) арқылы өңделеді компьютерлік жүйе SCADA. Дегенмен, нақты уақыттағы басқару логикасы немесе контроллер есептеулері өріс сенсорлары мен жетектерге қосылатын желілік модульдер арқылы орындалады.

SCADA концепциясы

SCADA тұжырымдамасы ретінде әзірленді әмбебап әдіс қашықтан қол жеткізустандартты автоматтандыру хаттамалары арқылы қол жеткізуді қамтамасыз ететін әртүрлі өндірушілерден болуы мүмкін әртүрлі жергілікті басқару модульдеріне. SCADA жүйелеріне шолу көрсеткендей, бағдарламалық қамтамасыз ету басқару элементтеріне өте ұқсас, бірақ зауытпен өзара әрекеттесудің көптеген тәсілдері бар. Олар бірнеше сайттарды қамтитын және ұзақ қашықтықта жұмыс істейтін ауқымды процестерді басқара алады. Бұл өнеркәсіптік басқару жүйелерінің ең жиі қолданылатын түрлерінің бірі, бірақ SCADA орындау жүйелері киберсоғыс/кибертеррорлық шабуылдарға осал деген алаңдаушылық бар.

SCADA жүйелері - бұл не?

SCADA жүйесінің негізгі атрибуты оның басқа меншікті құрылғылармен салыстырғанда бақылау жұмысын орындау мүмкіндігі болып табылады. Ілеспе диаграмма компьютерлендірілген басқаруды қолдану арқылы өндірістің функционалдық деңгейлерін көрсететін жалпы үлгі болып табылады.

Өндірісті басқарудың функционалдық деңгейлері:

• 0-деңгей - далалық құрылғылар (ағын және температура сенсорлары) және соңғы басқару элементтері (басқару клапандары).
• 1-деңгей – өнеркәсіптік енгізу/шығару (енгізу/шығару) модульдері және олармен байланысты таратылған электрондық процессорлар.
• 2-деңгей – жүйедегі процессор түйіндерінен ақпаратты жинайтын және операторды басқару экрандарын қамтамасыз ететін басқару компьютерлері.
• 3-деңгей - бұл процесті тікелей бақылайтын емес, өндіріс пен мақсаттарды бақылауға қатысты өндірістік бақылау деңгейі.
• 4-деңгей - өндірісті жоспарлау деңгейі.

Қолдану мысалдары

SCADA концепциясы арқылы үлкен және кіші SCADA жүйелерін құруға болады.

Бұл жүйелер қолданбаға байланысты бірнеше ондаған бірнеше мың басқару циклдарына дейін болуы мүмкін. SCADA жүйелерін әзірлеу өндірістік, инфрақұрылымдық және объектіге бағытталған процестерді қамтиды:

• Өнеркәсіптік процестерге өндіріс, технологиялық процестерді басқару, электр қуатын өндіру, дайындау және өңдеу кіреді және үздіксіз, сериялы, қайталанатын немесе дискретті режимдерде жұмыс істей алады.
• Инфрақұрылымдық процестер мемлекеттік немесе жеке болуы мүмкін және суды тазарту және бөлу, ағынды суларды жинау және тазарту, мұнай және газ құбырлары, электр энергиясын беру және тарату, жел электр станцияларын қамтиды.
• Ғимараттар, әуежайлар, кемелер және ғарыш станцияларын қоса алғанда, нысан процестері. Олар HVAC жүйелерін, қолжетімділікті және энергияны тұтынуды бақылайды.

Дегенмен, SCADA жүйелерінде қауіпсіздік осалдықтары болуы мүмкін, сондықтан қауіпсіздікті жақсарту үшін тәуекелдер мен шешімдерді бағалау қажет.

Сигналдарды өңдеу

SCADA жүйелерінің көпшілігінің маңызды бөлігі дабылды өңдеу болып табылады. Жүйе оқиғаның қашан болғанын анықтау үшін белгілі дабыл шарттарының орындалғанын бақылайды. Оқиға анықталғаннан кейін бір немесе бірнеше әрекет орындалады (мысалы, бір немесе бірнеше дабыл индикаторларын белсендіру және мүмкін хабарларды жасау электрондық поштанемесе мәтіндік хабарларбасқару операторларына немесе қашықтағы SCADA операторларына бұл туралы хабарлау). Көптеген жағдайларда SCADA операторы бұзушылықты немесе сәтсіздікті мойындауы керек.

Дабыл шарттары анық болуы мүмкін - мысалы, дабыл нүктесі - бұл басқа аналогтық және цифрлық нүктелердегі мәндерге негізделген формула бойынша есептелетін ҚАЛЫПТЫ немесе ALARM мәні бар сандық күй нүктесі немесе жасырын: SCADA жүйесі аналогтық нүктедегі мәннің осы нүктемен байланысты жоғары және төмен мәндерден тыс екенін автоматты түрде бақылай алады.

Дабыл индикаторларының мысалдарына сирена, экрандағы қалқымалы терезе немесе экрандағы түсті немесе жыпылықтайтын аймақ (жарық сияқты әрекет етуі мүмкін) жатады. жанармай багыкөлікте»). Әрбір жағдайда дабыл индикаторының рөлі тиісті әрекетті орындау үшін оператордың назарын жүйенің «дабылда» тұрған бөлігіне аудару болып табылады.

Коммерциялық интеграция және SCADA жүйелерінің болашағы

1998 жылдан бастап іс жүзінде барлық ірі өндірушілер біріктірілген SCADA жүйелерін ұсынды, олардың көпшілігі ашық және меншікті емес байланыс протоколдарын пайдаланады. Көптеген негізгі жүйелермен жергілікті үйлесімділікті ұсынатын әртүрлі мамандандырылған үшінші тарап пакеттері де нарыққа шықты, бұл механикалық, электрлік және техникалық инженерлерге хаттамаларды қажетсіз конфигурациялауға мүмкіндік береді. арнайы бағдарламабағдарламашы жазған. Қашықтағы терминал қосылады физикалық жабдықтаржәне жабдықтан электр сигналдарын сандық мәндерге түрлендіреді, мысалы, ажыратқыштан немесе клапаннан ашық/жабу күйі немесе өлшемдер (қысым, ағын, кернеу немесе ток).

Коммуникациялық инфрақұрылым және әдістер

Scada қадағалауды басқару және деректерді жинау жүйелері дәстүрлі түрде радио және тікелей сымды қосылыстардың комбинацияларын пайдаланады, дегенмен SONET/SDH сонымен қатар үлкен жүйелер үшін жиі пайдаланылады. темір жолдаржәне электр станциялары. Функция қашықтан басқару пультінемесе атқарушы жүйе мониторингі Scada жиі телеметрия деп аталады. Кейбір пайдаланушылар SCADA деректерінің алдын ала орнатылған корпоративтік желілер арқылы жүруін немесе желіні басқа қолданбалармен бөлісуді қалайды. Дегенмен, ертеректегі төмен өткізу қабілеттілігі хаттамаларының мұрасы қалады.

SCADA журналы

SCADA хаттамалары өте жинақы құрастырылған. Әдеттегі бұрынғы SCADA протоколдарына Modbus RTU, RP-570, Profibus және Conitel кіреді. Бұл байланыс хаттамалары, Schneider Electric ашқандарды қоспағанда, SCADA жеткізушілеріне тән, бірақ кеңінен қолданылады. Стандартты хаттамалар IEC 60870-5-101, 104 және DNP3 болып табылады. Олар стандартталған және барлық негізгі SCADA жеткізушілерімен қабылданған. Осы протоколдардың көпшілігі қазір TCP/IP арқылы жұмыс істеуге арналған кеңейтімдерді қамтиды. TCP/IP сияқты кәдімгі желілік спецификацияларды пайдалану дәстүрлі және өнеркәсіптік желілер арасындағы шекараны бұлдыратса да, әрқайсысы түбегейлі басқа талаптарды жүзеге асырады. Желілік модельдеуді әртүрлі талдауларды орындау үшін SCADA симуляторларымен бірге пайдалануға болады.

Қазіргі кезеңде SCADA

Қауіпсіздік талаптарының жоғарылауымен спутниктік байланыс барған сайын қолданыла бастады. Бұл инфрақұрылымның дербес болуы мүмкін (қоғамдық телефон жүйесіндегі схемаларды пайдаланбай), шифрлаудың кірістірілген болуы және SCADA жүйесінің операторы талап ететін қолжетімділік пен сенімділік үшін жобалануы мүмкін негізгі артықшылықтары бар. Тұтынушы деңгейін пайдаланудың бұрынғы тәжірибесі қанағаттанарлықсыз болды. Қазіргі заманғы тасымалдаушы деңгейлі жүйелер SCADA үшін қажетті қызмет сапасын қамтамасыз етеді.

Қауіпсіздік мәселелері

Электр қуаты, мұнай, газ құбырлары, су тарату және ағынды суларды жинау жүйелері сияқты орталықтандырылмаған нысандарды біріктіретін SCADA жүйелері ашық, сенімді және басқаруға оңай болатындай етіп жасалған. Меншікті технологиялардан стандартталған және ашық шешімдерге көшу SCADA жүйелері, кеңсе желілері және Интернет арасындағы байланыстардың ұлғаюымен бірге оларды компьютерлік қауіпсіздікте салыстырмалы түрде жиі кездесетін желілік шабуылдардың түрлеріне осал етті. Аутентификацияланбаған пайдаланушылар құпия конфигурация ақпаратын, соның ішінде құпия сөз хэштерін Tomcat Embedded қолданбасына кіруді қамтамасыз ететін стандартты шабуыл түрін пайдаланып IIG жүйесінен жүктеп ала алатынын көрсететін осалдық туралы ескерту жарияланды. Осылайша, кейбір SCADA негізіндегі жүйелердің қауіпсіздігі күмән тудырды, өйткені олар кибершабуылдарға ықтимал осал болып саналады.

Шешімдер

SCADA осалдықтарына қызығушылықтың артуы зерттеушілерді коммерциялық SCADA жүйесін жобалаудағы проблемаларды және жалпы қауіпсіздік қауымдастығына ұсынылған жалпы шабуылдау әдістерін анықтауға әкелді. Электр және газ желілері бар SCADA жүйелерінің осалдығы жоғары орнатылған базасымды және сымсыз тізбекті байланыс арналары кейбір жағдайларда ұштары бар құрылғыларды пайдалану арқылы жойылады сымды желі, олар барлық бар түйіндерді ауыстырудың орнына кеңейтілген шифрлау аутентификациясы мен шифрлауды пайдаланады.

Бірінші осалдық

2010 жылдың маусым айында VirusBlokAda антивирустық қорғанысы SCADA жүйелеріне (Siemens WinCC/PCS 7 жүйелері) шабуыл жасайтын зиянды бағдарламалардың бірінші рет анықталғаны туралы хабарлады. операциялық жүйелер Windows. Зиянды бағдарлама Stuxnet деп аталады және руткиттерді орнату үшін төрт нөл күндік шабуылды пайдаланады, ол өз кезегінде SCADA дерекқорына еніп, дизайн және басқару файлдарын ұрлайды. Зиянды бағдарлама сонымен қатар басқару жүйесін өзгертіп, бұл өзгерістерді жасыра алады. 2013 жылдың қазан айында National Geographic SCADA және компьютерге жасалған кең ауқымды кибершабуылды зерттеген American Blackout атты деректі фильмді шығарды. электр желісіАмерика Құрама Штаттары.

Тәуекелдер

SCADA жүйелері физикалық процестерді басқару және бақылау үшін қолданылады, олардың мысалдары электр энергиясын беру, мұнай және газ өнімдерін тасымалдау, суды бөлу, бағдаршамдар және қазіргі қоғамның негізі ретінде қолданылатын басқа жүйелер. Қауіпсіз режимБұл SCADA жүйелерінің жұмысы өте маңызды, өйткені оларды бұзу немесе жою қоғамның көптеген салаларына әсер етеді. Мысалы, бұзылған электр SCADA жүйесінен туындаған электр қуатын өшіру осы көзден электр қуатын алған барлық тұтынушылар үшін қаржылық шығынға әкеледі.

Тақырыпта SCADA жүйесіне тағайындалған екі негізгі нәрсе бар екенін атап өткім келеді:

• бақыланатын технологиялық мәліметтерді жинау,
• , жинақталған деректер мен ережелер (критерийлер) негізінде жауапты тұлғалармен жүзеге асырылады, олардың орындалуы технологиялық процестің барынша тиімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Негізгі ерекшеліктеріжәне барлығына ортақ және жүзеге асырудың техникалық ерекшеліктерімен ғана ерекшеленетін құралдар:

• нақты бағдарламалық қамтамасыз етусіз жүйелік бағдарламалық қамтамасыз етуді жасауға мүмкіндік беретін автоматтандырылған әзірлеу;
• деңгейден бастапқы ақпаратты жинау құралдары;
• төтенше жағдайларда сигналдарды бақылау және жазу құралдары;
• ақпаратты кейінгі өңдеу мүмкіндігімен сақтау құралдары (әдетте ең танымал деректер қорларына интерфейстер арқылы жүзеге асырылады);
• бастапқы ақпаратты өңдеу құралдары;
• графиктер, гистограммалар және т.б. түріндегі ақпаратты визуализациялау құралдары;
• «бір бүтін» («рецепт» немесе «параметрлер») ретінде қарастырылатын параметрлер жиыны бар қолданбалы жүйенің мүмкіндігі.

Жүйелер келесі негізгі функцияларды қамтамасыз етеді:

1. Төменгі деңгейдегі контроллерлерден және сенсорлардан басқарылатын технологиялық параметрлер туралы ақпаратты қабылдау
2. Алынған ақпаратты мұрағатта сақтау.
3. Алынған ақпаратты екінші реттік өңдеу.
4. Технологиялық процестің жүру барысын графикалық бейнелеу, сондай-ақ алынған және мұрағатталған ақпаратты оқуға оңай формада.
5. Оператор командаларын қабылдау және оларды төменгі деңгейдегі контроллерлер мен механизмдерге беру.
6. Бақыланатын технологиялық процеске және жүйенің жұмысы мен техникалық қызмет көрсетуіне жауапты персоналдың әрекеттеріне байланысты тіркеу
7. Төтенше жағдайлардағы персоналдың іс-әрекетін тіркей отырып, басқарылатын технологиялық процеске және технологиялық технологиялық жабдықтың бағдарламалық-аппараттық құралдарының жұмыс істеуіне байланысты анықталған авариялық жағдайлар туралы пайдаланушы және қызмет көрсетуші персоналға хабарлау.
8. Мұрағаттық мәліметтер негізінде есептер мен басқа да есеп беру құжаттарын құру.
9. Автоматтандырылған басқару жүйесімен ақпарат алмасу (немесе қазір әдетте біріктірілген ақпараттық жүйе).
10. Белгіленген алгоритмдермен технологиялық процесті тікелей автоматты басқару.
    Егер негізгі функцияларды қысқаша сипаттауға тырысатын болсақ, SCADA жүйесі технологиялық процесс туралы ақпаратты жинайды, оператормен интерфейсті қамтамасыз етеді, процестің тарихын сақтайды және қажетті көлемде процесті автоматты түрде басқаруды жүзеге асырады деп айта аламыз.
    SCADA жүйелерінің аталған мүмкіндіктері негізінен бағдарламалық жасақтаманы құрудың құны мен мерзімін, сондай-ақ оның өтелу мерзімін анықтайды.

Графикалық мүмкіндіктер.

SCADA жүйелерінің графикалық интерфейстері өте ұқсас. Олардың әрқайсысында анимация функцияларының жиынтығы бар графикалық объектіге бағытталған редактор бар. Қолданылатын векторлық графика таңдалғанға кең ауқымды операцияларды орындауға мүмкіндік береді. Объектілер қарапайым (сызықтар, төртбұрыштар, мәтіндік объектілер және т.б.) немесе күрделі болуы мүмкін. Әртүрлі SCADA жүйелерінде күрделі объектілерді біріктіру мүмкіндіктері әртүрлі. Барлығы SCADA- жүйелерге графикалық белгілер кітапханалары, күрделі графикалық объектілердің кітапханалары кіреді және басқа да бірқатар стандартты мүмкіндіктерге ие.

Прогресс бір орында тұрған жоқ. Кәсіпорындарда тұрақты бақылауды және апатты дер кезінде жоюды қажет ететін машиналар мен агрегаттар жұмыс істейді. Ағымдағы көрсеткіштер мен графиктерді, қондырғыларыңыздың жұмысын бақылаңыз немесе жылыжайдағы төсектерді бақылаңыз дербес компьютернемесе планшет болса, онда ол үшін арнайы бағдарламалық жасақтаманы (SCADA жүйесі) орнатып, қарапайым параметрлерді орнату керек. Бүгінгі таңда IT технологиялар нарығы SCADA жүйелерінің бағдарламаларын ұсынады.

Бұл мақаладан сіз мыналарды білесіз:

Бәріне сәлем! Құрметті ханымдар мен мырзалар, интернет қолданушылары. Гридин Семён сенімен бірге. Және бұл мақалада мен сізге айтқым келеді қызықты бағдарлама. Мен SCADA жүйелерін бағдарламалауды жаңа бастағанда, орнату кезінде қиындықтарға тап болдым. Мен түсінбеген көп нәрсе болды; Кез келген жаңа бизнес сияқты.

SCADA бағдарламалық құралы не үшін қажет?

Сонымен, тақырыбымызға оралу. SCADA (қадағалауды бақылау және деректерді жинау) - бақылаушы бақылау және деректерді жинау, нақты уақыт режимінде әртүрлі физикалық сенсорлардан ақпаратты жинауға, мұрағатталған параметрлерді өңдеуге және деректерді монитордың, телефонның немесе планшеттің экранында көрсетуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету пакеті .

Жүйе екі бөліктен тұрады: бағдарламалық және аппараттық. Жүйені енгізудің қарапайым құрылымы төмендегі суретте көрсетілген. Егер сіз бірден жаттығуды қаласаңыз, онда бұл үшін.

Сонымен, жүйені автоматтандыру төменгі деңгейден басталады. Дәл осы кезде сауалнама жүргізіледі әртүрлі сенсорларлогикалық немесе енгізу/шығару модульдері.

Келесі ұйымдастырылады сілтеме OPC серверінің утилитасы болып табылады. Ол не істеп жатыр? Бағдарлама әрбір модульді сұрайды және регистрлерден деректерді алады. Микроэлектроника курсынан регистр – ақпаратты сақтайтын жад ұяшығы.

Содан кейін SCADA OPC серверінен «Эй, сізде деректер бар ма, оны өңдеу үшін осында беріңіз» деп сұрай бастайды. Сондықтан диспетчерлік бағдарлама ақпаратты алады және оны визуализация экранында көрсетеді.

Шын мәнінде, күрделі ештеңе жоқ. Уақыт өте келе сіз оны анықтай аласыз. Сонымен, мен қандай бағдарламаларды қолданамын?

Мастер SCADA

INSAT бағдарламалық пакеті. Өнеркәсіптік нысандарды жөнелтуге арналған жеткілікті қуатты және икемді құрал.

Бұл өнім маған ұнады:

• Бағдарламалармен және қосылымдармен барлық операциялар бір өңдеу ортасында орындалады.
• Көптеген әртүрлі кескін кітапханалары мен функционалды блоктары бар.
• Мнемоникалық диаграмманың визуализациясын бағдарламалаудың икемділігі.
• Диаграммалардың, есептердің, хабарламалардың, мұрағаттардың тамаша функционалдығы.

Минустардың ішінде, менің ойымша, бір ғана және өте маңызды:

Интерфейс қолайсыз және күрделі, және бәрінің қайда екенін анықтау қиын болуы мүмкін. Параметрлерде жоғалу оңай; олар барлық мәзір қойындыларында шашыраңқы.

Қарапайым-SCADA

Әр түрлі жабдықтарға арналған SCADA жүйелерін әзірлеудің ең қарапайым құралы,

• Бұнда бағдарламалық өнімәдемі және қарапайым интерфейс. Really Simple (ағылшын тілінде қарапайым);
• Пакет бірнеше жеке қосалқы бағдарламаларға бөлінген, олардың әрқайсысы өз қызметін атқарады: өңдеу, бақылау, баптау, OPC серверлеріне қосылу;
• Интерфейс интуитивті, жалғыз қиындық - SCADA жүйелері үшін сценарийлер мен функцияларды жазу;
• Ең жақсысы, өнімнің бағасын бұзбауы.

Жақында шығарылды жаңа нұсқасыҚарапайым-SCADA 2.0 бағдарламалары. Мен оны әлі пайдаланған жоқпын, бірақ веб-сайттағы жұмыс терезелерінің скриншоттарына қарағанда, оны күрделі және күрделі жобалар үшін пайдалануға болады.

SimpLight

Бұл жүйе менің субъективті пікірім бойынша MasterSCADA және Simple-SCADA арасында. Кішкене қиын, ол сонымен қатар нақты тапсырмаларды орындайтын бірнеше ішкі бағдарламаларға бөлінген.

• Интерфейс пен жұмыс терезелері қарауға жағымды;
• Бір миллион ыңғайлы параметрлер;
• Бағасы жоғары емес;

Шындығында, мен басқалардың ішінен тек үш пакетті тізімдедім. Өйткені олар біздің аймақтағы автоматтандыру мәселелерін шешуге жеткілікті. Сондай-ақ Trace Mode, Iridium mobile, NPF Krug сияқты алыптар бар. Ал үйге арналған нұсқалар бар. Олар туралы басқалар жазсын. Осы үш бағдарлама туралы алдағы мақалаларда өзімді үйреніп, басқаларды үйрететін боламын.

Менде бар болғаны осы. Егер сізде сұрақтар болса, түсініктемелерде сұраңыз, мен міндетті түрде жауап беремін. Блогқа жазылыңыз, достарыңызға айтыңыз. Келесі мақалаларда кездескенше. Сау бол.

Құрметпен және ізгі тілекпен, Гридин Семен

SCADA (қадағалауды бақылау және деректерді жинау) - бұл әртүрлі өндірістік процестерде қолданылатын жүйе. Энергетика саласында ASDU жүйелері қосалқы станцияларда, су электр станцияларында, жылу электр станцияларында, күн электр станцияларында, жел электр станцияларында және т.б. қолданылады. Осылайша, диспетчерлер нақты уақыт режимінде әртүрлі параметрлерді (жүктеме, кернеу, ақаулар және т.б.) бақылай алады. . Олар сондай-ақ қашықтықта әртүрлі коммутация операцияларын жасай алады.
SCADA жүйелері өте әртүрлі, бірақ олардың ортақ жақтары да көп. Ұғымдардың нақты анықтамасы өте қиын, өйткені бұл жүйелерді әлемнің әртүрлі елдерінің көптеген компаниялары әзірлейді. Бірақ кез келген басқа саладағы сияқты, жалпы сипаттамалар мен біріктіруге, стандарттауға және жаһандануға деген күшті ұмтылыс бар, бұл аппараттық және бағдарламалық жасақтама деңгейінде көптеген ұқсастықтарға әкелді.

SCADA жүйелерінде бір немесе бірнеше қабат болуы мүмкін. Мысалы, үш деңгейлі жүйе өзінің бірінші деңгейінде сенсорлар мен жетектерді қосуға арналған құрылғыларды қамтиды. Екінші деңгейде кейбір өңдеу параметрлері мен басқару функциялары болуы мүмкін компьютерлермен байланыстар бар. Үшінші деңгей оператордың жұмыс станцияларын қамтиды. Бұл жұмыс станциялары сонымен қатар HMI (адамның машина интерфейсі) болып табылады. Мұндай жүйені келесі суреттен көруге болады:

Көріп отырғаныңыздай, бұл өте күрделі жүйе. Бұл үш деңгей келесідей бөлінеді:

Фотосуреттің төменгі жағында сіз көре аласыз әртүрлі түрлеріқосалқы станцияда орнатылған сенсорлар, контроллерлер, модемдер және т.б.

Сонда сіз қарым-қатынас деңгейін көре аласыз. Бұл тікелей сериялық енгізу/шығару қосылымдары арқылы немесе Ethernet арқылы қашықтан болуы мүмкін. Сериялық интерфейстерге сымды немесе талшықты қосылымды қолданатын RS 232 және RS 485 кіреді. Қызмет жергілікті желі(LAN) немесе жаһандық желі(WAN) стандартты TCP/IP протокол стекінде қамтамасыз етілген.

Жоғарғы жағында сіз оператордың жұмыс станцияларын немесе HMI көре аласыз. Қосалқы станцияның барлық деректері сонда сақталады. Одан оператор қорғаныс пен басқарудың әртүрлі деңгейлерін орната алады, әртүрлі коммутация операцияларын жасай алады және т.б.

Жоғарыдағы суретте диспетчерлер өз экранында қосалқы станцияны қалай көретінін көре аласыз. Көріп отырғаныңыздай, осы жерден барлық қосалқы станцияны бақылау өте оңай және бір рет басу арқылы коммутация операцияларын орындауға болады. SCADA жүйелерін құрастыратын әрбір компанияның визуализациясы әртүрлі, бірақ тұжырымдама барлығына бірдей.

Бұл экранда келесілерді де көруге болады:

Мнемоникалық диаграммалармен жұмыс. Қажетті мимика диаграммасын ашқаннан кейін оператор келесі пәрмендерге қол жеткізе алады: қашықтан басқару құралы қашықтан басқару пульті, таңдалған логикалық контроллерлерге командалар беру, логикалық контроллерлердің параметрлерін өзгерту, орнату уақытын және т.б.. Мнемоникалық диаграммада барлық технологиялық процестер мен құрылғылардың күйі, кернеу мәндері, белсенді және реактивті қуат, ток күші, жергілікті желідегі контроллер күйлері, т.б.

Дабыл терезесі – бұл құрылғылардан келген оқиғаларды (қорғауды белсендіру, автоматтандыру, басқарылатын айнымалылар шекарасын кесіп өту және т.б.) және оператордың барлық негізгі әрекеттерінің сипаттамасын жазатын қалқымалы терезе.

Таңдалған нысан туралы қосымша ақпарат көрсетіледі.

Импорттау жаңа конфигурация(жүйеге жаңа пайдаланушыларды қосу, бар мнемоникалық диаграммаларды өзгерту, жаңа диаграммаларды қосу және т.б.)

Есептерді дайындау – белгілі бір уақыт аралығында деректерді алуға болады.

Пайдаланушының қажеттіліктеріне байланысты әртүрлі функцияларды қосуға немесе жоюға болады.

Қорытындылай келе, SCADA жүйелері кеңінен қолданылады деп айта аламыз заманауи жүйелертамақтану және олар бүкіл әлемде жақсарып, интеграциялануды жалғастырады.

Олардың көптеген артықшылықтары бар, өйткені олар нақты уақыт режимінде ақаулық сигналын береді, нақты уақыт режимінде барлық параметрлерді бақылайды, одан әрі талдау үшін берілген қосалқы станциядан мәліметтерді жинайды, операциялық персоналға қауіп төндірмей қашықтықтан коммутация операцияларын орындайды, жалпы шығындарды азайта алады және т.б.

Автоматтандыру жүйелерінің көпшілігі адамның қатысуымен жұмыс істейді. Адам мен автоматтандыру жүйесі арасындағы өзара әрекеттесу адам-машина интерфейсі (HMI) деп аталады және әлемде ол сияқты естіледі - Human Machine Interface, қысқартылған HMI. Бүгінгі таңда адам-машина интерфейсін жүзеге асыратын ең кең тараған бағдарламалық пакет – SCADA жүйелері. SCADA - бұл Supervisory Control And Data Acquisition сөзінің аббревиатурасы, ол орыс тіліне сөзбе-сөз аударғанда: supervisory control and data acquisition. Бірақ қолданыстағы SCADA жүйелері деректерді жинау мен бақылауды бақылаудан басқа, жоғарыда аталған анықтаманың шеңберінен тыс көптеген әртүрлі функцияларды жүзеге асыратынын атап өткен жөн.

SCADA жүйелерінің функциялары бірнеше топқа бөлінеді:

• SCADA жүйесін бар мәселелерді шешуге бейімдеу;
• Басқару объектілерін жіберу;
• Басқару процесін автоматтандыру;
• Ағымдағы процестердің тарихын мұрағаттау;
• Қауіпсіздік функцияларымен жұмыс істеу;
• Жалпы жүйелік функциялармен жұмыс істеу.

SCADA жүйелері атқаратын көптеген функцияларға қарамастан, SCADA-ның басқа жүйелерден басты айырмашылығы - пайдаланушы интерфейсінің болуы. Егер сіз бас тартсаңыз пайдаланушы интерфейсі, онда жоғарыда аталған барлық функциялар өнеркәсіптік контроллерлердің (PLC) бағдарламалау құралдарымен орындалатын функциялармен сәйкес келеді және басқару жөнелтуге қарағанда толығымен автоматтандырылған болады.

Өндірілген өнімнің сапасы ғана емес, кейде адам өмірі де диспетчер қабылдаған шешімдердің сапасына байланысты. Сондықтан жұмыс орнының жайлылығы, жұмыс интерфейсінің қарапайымдылығы мен интуитивтілігі, кеңестер жасау және оператор жіберген қателерді блоктау SCADA жүйелерінің ең жоғары басымдылық қасиеттері болып табылады, оларды одан әрі дамыту одан әрі қарай жүзеге асырылады. эргономика және сараптамалық ішкі жүйелерді жетілдіру.

Кейде SCADA жүйесі контроллерді бағдарламалау құралдарын қамтиды, бірақ мұндай шешімдер SCADA жүйелерінің негізгі функцияларына тікелей қатысты емес, коммерциялық мүдделерге негізделген.

SCADA жүйесінің негізгі функциясы заңды түрде адам-машина интерфейсін (HMI) құру болып саналады, яғни. SCADA жүйесі бірден екі рөл атқарады – HMI ретінде және оны құру құралы ретінде. Әзірлеу жылдамдығы өндірістік автоматтандыру жүйелерін (ICS) енгізетін компанияның (көп жағдайда жүйелік интегратор болып табылатын) бәсекеге қабілеттілігіне айтарлықтай әсер етеді, сондықтан даму жылдамдығы SCADA жүйелік интеграторы позициясынан негізгі көрсеткіш болып табылады. жүйе сапасы. SCADA жүйелерін әзірлеу процесі келесі операцияларды қамтиды:

• Графикалық интерфейсті әзірлеу (графиктер, қалқымалы терезелер, мнемоникалық диаграммалар, кестелер, оператордың командаларды енгізу элементтері және т.б.);
• Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйесінің жұмыс істеу алгоритмдерін бағдарламалау және жөндеу процесі. SCADA жүйелерінің көпшілігінде жөндеуді екі жолмен орындауға болады – жабдықты эмуляциялау режимінде немесе қосылған жабдықпен;
• Өндірістік байланыс жүйелерін конфигурациялау (модемдер, өндірістік желілер және байланыс контроллері);
• SCADA жүйесімен одан әрі қосылу арқылы мәліметтер қорын құру процесі.

Егер SCADA жүйесін диспетчерлік басқару тұрғысынан қарастыратын болсақ, онда ол келесі міндеттерді орындай алады:

• Оператормен өзара әрекеттесу (есту және көрнекі ақпаратты ұсыну, жүйеге оператор командаларын беру);
• Қажетті шешімді әзірлеу процесінде операторға көмек көрсету (эксперттік жүйенің функцияларын орындау);
• Орын алған апаттар мен қиын жағдайлар туралы автоматты сигнал беру (дабылдың ішкі жүйесі);
• Оператор консоліне процестің жай-күйі туралы ақпаратты шығару;
• Оқиғаларды тіркеу;
• Мұрағатталған ақпаратты іздеу және алу және оны операторға ыңғайлы түрде ұсыну;
• Есептерді құру (оператор ауысымының кестелері, температуралық кестелер, тізім қажетті әрекеттербелгілі бір жағдайдағы оператор және т.б.);
• Технологиялық жабдықтың жұмыс уақытын есепке алу.

Басқаруды автоматтандырудың қолданыстағы тапсырмаларының көпшілігі көбінесе өнеркәсіптік контроллер (PLC) арқылы орындалады, бірақ тапсырмалардың бір бөлігі SCADA жүйесіне де тағайындалуы мүмкін. Сонымен қатар, көптеген шағын басқару жүйелерінде өнеркәсіптік контроллер (PLC) мүлдем болмауы мүмкін, сондықтан SCADA орнатылған өнеркәсіптік компьютер процесті басқарудың жалғыз құралына айналады. Автоматты басқару (ACS) саласында SCADA жүйесі, әдетте, келесі функцияларды орындайды:

• PID реттеу;
• Автоматтандырылған жүйедегі операциялардың реттілігін қадағалау;
• Басқарылатын процестің өзгерген шарттарына технологиялық басқару алгоритмдерін автоматты түрде қайта конфигурациялау;
• Бұрын көрсетілген алгоритмдерді орындау кезінде жетектерді автоматты блоктауды жүзеге асыру.

Егер сіз басқару объектісінің (процесінің) фонын білсеңіз, сіз болашақта жүйенің әрекетін айтарлықтай жақсарта аласыз, жүйенің қауіпсіздігіне немесе ақаулы өнімдердің пайда болуына байланысты жағдайлардың себептерін талдап, анықтай аласыз, қателерді анықтай аласыз. оператор жасаған. Тарихты жасау үшін SCADA жүйесі келесі әрекеттерді орындайды:

• Әртүрлі кіріс мәліметтерін жинау және оларды өңдеу (цифрлық сүзгілеу, нормалау, интерполяция, масштабтау, қысу және т.б.);
• Деректерді мұрағаттау (оператор әрекеттері, конфигурация файлдары, жиналған және өңделген деректер, электрондық формалар, есептер, оқиғалар, графиктер, дабылдар және т.б.);
• Әртүрлі мәліметтер қорын басқару (мұрағат деректер базасы және нақты уақыт режиміндегі деректер базасы).

SCADA жүйелері Интернет арқылы қашықтан қол жеткізу жүйелерінде қолданыла бастағаннан кейін SCADA-ның шабуылдаушылардың заңсыз әрекеттеріне осалдығы күрт өсті. Бұл мәселені назардан тыс қалдыруға болмайды, өйткені бұл әртүрлі өнеркәсіптік және инфрақұрылымдық нысандардың жұмысында елеулі бұзылуларға әкелуі мүмкін. Бұл адам өміріне және айтарлықтай экономикалық шығынға толы. SCADA жүйелері жұмыс қауіпсіздігін арттыру үшін келесі әдістерді пайдаланады:

• Пайдаланушылардың әртүрлі санаттары арасында жүйеге қол жеткізу деңгейлерін саралау (оператор, бағдарламашы, технолог және директор жүйеде қолжетімді ақпаратқа және жүйе параметрлерін өзгертуге қол жеткізудің әртүрлі деңгейлеріне ие болуы керек);
• Ақпаратты қорғауды ұйымдастыру (деректерді шифрлау, ақпаратты беру хаттамаларының осалдықтарынан барынша сенімділікті қамтамасыз ету);
• Операторды өзі басқаратын қауіпті процесстен (қашықтан басқару пульті немесе қашықтан басқару пульті) алып тастау арқылы оның қауіпсіздігін жоғарылату бойынша шараларды жүргізу. Маңыздысы, қашықтан басқару құралын пайдалану Ростехнадзордың стандартты талабы болып табылады және сымды желі, Интернет арқылы, радиоарна (радио немесе GSM модем) және басқа да байланыс түрлері арқылы жүзеге асырылады;
• Ақпаратты бұзушылардың шабуылдарынан қорғаудың арнайы шаралары мен әдістерін қолдану;
• Желіаралық қалқандарды және басқа желілік қорғау құралдарын пайдалану.

SCADA жүйесі, әдетте, өнеркәсіптік автоматтандыру жүйесін (ICS) басқаратын жалғыз бағдарлама екенін ескере отырып, белгілі бір жағдайларда оған кейбір жалпы жүйелік функцияларды орындау тағайындалуы мүмкін, мысалы:

• Әртүрлі SCADA жүйелері арасында немесе SCADA жүйесі мен басқалары арасында қажетті өзара әрекеттесуді жүзеге асыру үшінші тарап бағдарламалары(мәліметтер базасы, кеңсе қосымшалары, математикалық есептеулерге арналған бағдарламалар және т.б.);
• Жабдықтардың диагностикасын, бағдарлама алгоритмдерін және байланыс арналарын жүргізу.

Даму процесінің негізгі тенденциялары бағдарламалық қамтамасыз етуөнеркәсіптік автоматтандыру құралдарында қолданылады - бағдарламалау процесін жеңілдету және жеңілдету, құралдардың толық ашықтығын қамтамасыз ету. Түпкі мақсат - тұтынушы қысқа мерзімде барлық қажетті талаптарға жауап беретін өнеркәсіптік автоматтандыру жүйесін құра алуы.

SCADA жүйелерін және өнеркәсіптік контроллерлерді (PLC) бағдарламалаудағы ұзақ уақыт белгісіздіктен кейін IEC 61131-3 (IEC 61131-3) бағдарламалау тілдерінің жалпы қабылданған стандарты қабылданды және оның негізінде бағдарламалау құралдары құрылды, қолдау көрсетіледі. процестерді басқару жүйелері үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді жасауға маманданған компаниялар.

Автоматтандыру жүйелерінің ашықтығына OPC (OLE for Process Control) стандарты елеулі үлес қосты, ол технологиялық басқару үшін OLE деп аударылады, бұл қолданылатын аппараттық құралдардың кең таңдауын қамтамасыз етті. жүйелік интеграторлар. Контроллер жабдығын жасаушылар, өз кезегінде, OPC стандартын енгізу арқылы сату нарықтарының кеңеюіне қол жеткізді. Айта кету керек, бұл аппараттық құралКез келген стандартты SCADA жүйелерімен үйлесімді.