ICS siber güvenliği – nedir ve neden? Otomatik kontrol sistemlerinin en üst seviyesinde Scada sistemleri SCADA sistemlerinde kontrol sürecinin özellikleri.

“SCADA” teriminin iki anlamı vardır. En yaygın kabul gören anlayış Uygulama olarak SCADA, yani yazılım paketi Bu işlevlerin uygulanmasının sağlanması ve bunun geliştirilmesine yönelik araçlar yazılım.

Ancak SCADA sistemleri genellikle şu anlama gelir: donanım ve yazılım sistemi. SCADA teriminin bu anlayışı telemetri bölümü için daha tipiktir.

SCADA gelişiminin tarihi

Otomasyon ve proses kontrol teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte SCADA teriminin anlamı da değişime uğramıştır.

80'li yıllarda SCADA sistemleri daha çok gerçek zamanlı veri toplamaya yönelik yazılım ve donanım sistemleri olarak anlaşıldı.

90'lı yıllardan itibaren, otomatik kontrol fonksiyonlarının giderek artan bir kısmının donanım değil yazılım tarafından çözülmesi nedeniyle, SCADA terimi daha çok otomatikleştirilmiş bir prosesin insan-makine arayüzünün yalnızca yazılım kısmını ifade etmek için kullanılmaktadır. kontrol sistemi.

SCADA sistemleri tarafından çözülen ana görevler

  • Sürücüler aracılığıyla "site iletişim cihazlarıyla" (yani endüstriyel kontrolörler ve I/O kartlarıyla) gerçek zamanlı veri alışverişi yapın.
  • Bilginin gerçek zamanlı işlenmesi.
  • Mantıksal kontrol.
  • Bilgilerin monitör ekranında insanlar için uygun ve anlaşılır bir biçimde görüntülenmesi.
  • Teknolojik bilgilerle gerçek zamanlı bir veritabanının bakımı.
  • Alarm sinyali ve alarm yönetimi.
  • Süreç ilerleme raporlarının hazırlanması ve oluşturulması.
  • SCADA istasyonları (bilgisayarlar) arasında ağ etkileşiminin uygulanması.
  • İle iletişimin sağlanması harici uygulamalar(DBMS, elektronik tablolar, kelime işlemcileri vesaire.).

SCADA sistemleri, istemci-sunucu veya dağıtılmış mimaride otomatik süreç kontrol sistemleri geliştirmenize olanak tanır.

Ana SCADA Bileşenleri

Bir SCADA sistemi genellikle aşağıdaki alt sistemleri içerir:

  • veya I/O sunucuları - endüstriyel kontrolörler, ölçüm cihazları, ADC'ler ve diğer bilgi giriş/çıkış cihazlarıyla SCADA iletişimi sağlayan programlar.
  • Gerçek zamanlı sistem, öncelikleri dikkate alarak belirli bir zaman döngüsü içerisinde veri işlemeyi sağlayan bir programdır.
  • (HMI, İngilizce) İnsan-makine arayüzü), bir sürecin ilerleyişi hakkındaki verileri bir insan operatöre sunan ve operatörün süreci kontrol etmesine ve yönetmesine olanak tanıyan bir araçtır.
  • insan-makine arayüzünün geliştirilmesi için.
  • Mantık kontrol sistemi - yürütmeyi sağlayan bir program kullanıcı programları SCADA sistemindeki mantıksal kontrolün (komut dosyaları). Gelişimleri için bir dizi editör.
  • Gerçek zamanlı veritabanı, gerçek zamanlı veri sağlayan bir programdır.
  • - teknolojik olayların otomatik kontrolünü sağlayan, bunları normal, uyarı veya acil durum olarak sınıflandıran ve olayların bir operatör veya bilgisayar tarafından işlenmesini sağlayan bir program veya alt sistem.
  • Rapor oluşturucu, teknolojik olaylara ilişkin özel raporların oluşturulmasını sağlayan bir programdır. Gelişimleri için bir dizi editör.
  • Harici arayüzler SCADA ve diğer uygulamalar arasındaki standart veri alışverişi arayüzleridir. Genellikle OPC'dir.

Sistem kavramları


SCADA terimi genellikle tüm sistemin veya sistem komplekslerinin izlenmesi ve kontrolü için insan katılımıyla gerçekleştirilen merkezi sistemleri ifade eder. Çoğu kontrol eylemi RTU veya PLC tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir.

Doğrudan proses kontrolü genellikle bir RTU veya PLC tarafından sağlanır ve SCADA çalışma modlarını kontrol eder.

Örneğin, bir PLC, bir üretim sürecinin bir bölümünde soğutma suyunun akışını kontrol edebilir ve bir SCADA sistemi, operatörlerin akış ayar noktalarını değiştirmesine, sıvı akışını yeniden yönlendirmesine, kapları yeniden doldurmasına ve alarm mesajlarını izlemesine izin verebilir. alarmlar), görüntülenmesi, kaydedilmesi ve operatörün zamanında müdahale etmesi gereken akış kaybı ve yüksek sıcaklık gibi.

ile kontrol döngüsü geri bildirim RTU veya PLC'den geçerken SCADA sistemi döngünün tamamının yürütülmesini kontrol eder.

Veri toplama kontrolörde başlar ve okumaları içerir Ölçüm aleti. Daha sonra veriler, bu sistemde kabul edilen etkileşimli anımsatıcı diyagramlar, açık anlamlara sahip tablolar şeklinde görsel bir şekilde toplanır ve formatlanır.

Her şey doğru yapılırsa, kontrol odası operatörü kontrol kararları verebilir - kontrol cihazının standart kontrolünü ayarlayabilir veya kesebilir.

Veriler ayrıca birikmiş verilerin trend oluşturması ve diğer analitik işlemleri için de kaydedilebilir.

Bir SCADA sistemi neler yapabilmelidir?

Hiç şüphe yok ki, çoğu durumda otomatik süreç kontrol sistemleri organizasyonel ve teknik sistemlerdir, bu da bir kişi (operatör) tarafından gerçekleştirilen işlevlerin varlığı anlamına gelir.

Birkaç on yıl önce bu işlevler temel olarak izleme cihazlarının izlenmesinden ve sürecin doğrudan manuel kontrolünden oluşuyordu.

Bilgisayarlaşma dalgaları imalat sektörüne ulaştıktan sonra, operatör ile süreç arasındaki etkileşimin toplu olarak SCADA adı verilen yazılım kullanılarak gerçekleştirildiği operatör masaüstünde bilgisayarlar görünmeye başladı.

Sorunun hala net bir cevabı yok: Özel SCADA yazılımı kullanmak gerekli mi? Projelerinde bu tür yazılımları kullananların bile “ideal” bir SCADA sisteminin nasıl olması gerektiği ve hangi gereksinimleri karşılaması gerektiği konusunda fikir birliğine sahip olmadıklarını belirtelim. Bu soruların kesin bir cevabı olmadığı gibi, tek bir cevabı da yoktur. doğru yaklaşım endüstriyel otomasyon sistemlerinin tasarımına yöneliktir.

Belirli bir tesisin otomatik proses kontrol sisteminin bir parçası olarak çalışan SCADA yazılımı ile bir dizi enstrümantal yazılım arasında ayrım yapmak gerekir. yazılım Bu tür bir yazılımın geliştirilmesine yönelik olan SCADA sistemleri için geliştirme araçlarını ve bunların belirli bir uygulama görevinin uygulanmasına uygunluğunu değerlendirme kriterleri, üst düzey uygulama yazılımı gereksinimlerinden biraz farklı bir düzlemde yer almalıdır. otomatik proses kontrol sistemi. Bununla birlikte, her iki yazılım türü de çok yakından ilişkilidir (örneğin, bir enstrümantasyon sisteminin çalışma zamanı bileşenleri doğrudan nesne yazılımında kullanılır), bu nedenle bunlara SCADA sistemleri adını vereceğiz.

Başlangıç ​​olarak, ister tanınmış bir şirketin yaygın olarak çoğaltılmış bir ürünü olsun, isterse bir işletmenin kontrol sistemi departmanındaki uzmanlar tarafından özel ihtiyaçları için oluşturulmuş olsun, herhangi bir SCADA sistemine atanan ana işlevlere bakalım.

Sıradan olma korkusu olmadan, veri toplama ve operasyonel sevk kontrolü için bir sistem olan “SCADA sistemi” (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama Sistemi) kavramını bir kez daha Rusçaya çevirelim. İsmin SCADA sistemine atanmış iki ana fonksiyonu içerdiğini vurgulamak isterim:

kontrollü veri toplanması teknolojik süreç,

Sorumlu kişiler tarafından toplanan verilere ve kurallara (kriterlere) dayanarak uygulanan ve uygulanması teknolojik sürecin en yüksek verimliliğini ve güvenliğini sağlayan teknolojik süreç kontrolü.

Otomatik kontrol sistemlerinin geleneksel donanım yapısına göre "I"P, endüstriyel otomasyon sistemlerinin yazılım hiyerarşisinde yer alan SCADA sistemleri aşağıdaki temel fonksiyonları sağlar.

  • 1. Alt seviye kontrolörlerden ve sensörlerden kontrollü teknolojik parametreler hakkında bilgilerin alınması.
  • 2. Alınan bilgilerin arşivlere kaydedilmesi.
  • 3. Alınan bilgilerin ikincil işlenmesi.
  • 4. Teknolojik sürecin ilerlemesinin yanı sıra alınan ve arşivlenen bilgilerin okunması kolay bir biçimde grafiksel gösterimi.
  • 5. Operatör komutlarının alınması ve bunların alt düzey kontrolörlere ve aktüatörlere iletilmesi.
  • 6. Kontrollü teknolojik süreçle ilgili olayların ve sistemin işletimi ve bakımından sorumlu personelin eylemlerinin kaydı.
  • 7. Kontrollü teknolojik süreçle ilgili tespit edilen acil durum olayları ve acil durumlarda personel eylemlerinin kaydedilmesiyle otomatik süreç kontrol sisteminin yazılım ve donanımının işleyişi hakkında işletme ve bakım personelinin bilgilendirilmesi.
  • 8. Arşiv bilgilerine dayanarak raporların ve diğer raporlama belgelerinin oluşturulması.
  • 9. Bilgi alışverişi otomatik sistem kurumsal yönetim (veya şu anda yaygın olarak adlandırıldığı gibi, entegre bilgi sistemi).
  • 10. Doğrudan otomatik kontrol Belirtilen algoritmalara uygun teknolojik süreç.

Ana fonksiyonlarını kısaca karakterize etmeye çalışırsak, SCADA sisteminin teknolojik süreç hakkında bilgi topladığını, operatörle arayüz sağladığını, süreç geçmişini kaydettiğini ve gerektiği ölçüde süreci otomatik olarak kontrol ettiğini söyleyebiliriz.

Burada verilen SCADA sistemleri tarafından gerçekleştirilen işlevlerin listesi mutlak eksiksizlik iddiasında değildir.

Üstelik bazı işlevlerin varlığı ve bunların uygulanma kapsamı sistemden sisteme büyük ölçüde farklılık gösterir. Genellikle operatör etkileşimi fonksiyonlarına (görselleştirme vb.) güçlü bir vurgu yapan yazılımlara MMI (Man Machine Interface) veya HMI (Human Machine Interface) paketleri adı verilir.

Otomatik kontrol gibi bir işleve dikkatimizi çekmeye değer. Bilinen neredeyse tüm enstrümantal SCADA sistemleri, teknolojik süreci doğrudan otomatik olarak kontrol etme yeteneği sağlasa da, süreç kontrol sisteminin geliştiricisi, tasarım aşamasında otomatik kontrol ve operatör arayüzü fonksiyonlarını tek bir bilgisayarda birleştirmenin fizibilitesini dikkatlice düşünmelidir. Bu kombinasyon donanımdan tasarruf etmenize olanak sağlasa da bir takım olumsuz sonuçlara da yol açabilir.

İlk olarak, operatör istasyonunun işletim sisteminin (şu anda en popüler olanı Windows'tur), belirli bir teknolojik süreç için gerekli olan SCADA sistemi tepkisinin hızını ve/veya determinizmini sağlayamadığı ortaya çıkabilir.

İkincisi, beceriksiz eylemler operatörün yetkisiz yazılımı başlatması, operatör istasyonunun tamamen çökmesine ve donmasına neden olabilir. Her ne kadar Windows NT'ye yönelik bazı gerçek zamanlı uzantılar bu tür sorunlara karşı koruma sağladığını iddia etse de, bu yalnızca bellek yönetim sistemi çökmeden etkilenmediği sürece geçerlidir. Ancak "yumuşak donma" durumunda bile, bilgisayarın tekrar tekrar "sıcak" olarak yeniden başlatılması çok sorunludur ve operatörün eli, Windows'un "mavi ekranını" görünce içgüdüsel olarak Sıfırlama düğmesine uzanır; uzantılar güçsüzdür.

Elbette, kontrol bilgisayarını yeniden başlatmak için harcanan birkaç dakikanın gözle görülür herhangi bir olumsuz sonuca yol açmadığı oldukça geniş bir atalet sistemleri sınıfı (bir seradaki hava sıcaklığı kontrol sistemi gibi) vardır. Bu tür bir sistem için, watchdog zamanlayıcısı ile uygun koruma sağlayan hepsi bir arada bilgisayar çözümü oldukça kabul edilebilir.

Daha önce sıralanan işlevlerin hemen hemen her dilde geliştirilmiş bir uygulama programı (uygulama programları kümesi) tarafından gerçekleştirilebileceği açıktır. yüksek seviye genel amaçlı. Üstelik hız, kaynak yoğunluğu ve yazılım verimliliğinin diğer göstergeleri açısından böyle bir program, özel enstrümantal SCADA sistemleri kullanılarak oluşturulan benzer yazılımların bile ilerisinde olabilir.

Yazılımı kendiniz mi yazacağınıza veya bunun için enstrümantal bir SCADA sistemi mi kullanacağınıza karar verirken. Öncelikle aşağıdaki soruları cevaplamalısınız.

Proje ne kadar büyük?

Son teslim tarihleri ​​nelerdir?

Yazılım kısmının oluşturulmasında kaç kişi görev alacak, yazılımcıların nitelikleri neler ve bu alanda tecrübeleri var mı?

Görünüm nedir? Daha fazla gelişme sistemler (özellikle bilgi kapasitesi, mevcut operatör iş istasyonlarının iyileştirilmesi ve yenilerinin eklenmesi açısından)?

İşletim algoritmalarında değişiklik yapmak da dahil olmak üzere, sistemin işletimi sırasında bakımını yapacak personel sayısı ve nitelikleri nedir?

Prensip olarak bu soruların cevapları ve 3,4,5 noktalarına ilişkin maliyet tahminleri çoğu durumda otomatik süreç kontrol sisteminin üst seviyesi için matematik ne yazmalıyız dememize olanak sağlar. SCADA sistemlerinin öncelikle otomatik proses kontrol sistemleri için üst düzey yazılımların etkin bir şekilde geliştirilmesine yönelik bir araç olduğunu vurgulamak isterim. Bu nedenle, kullanıcının ürünlerini satın aldıktan sonra kalifiye programlama uzmanlarını işe almak zorunda kalmayacağını iddia eden SCADA paket sağlayıcılarına inanmamalısınız.

Aynı zamanda çoğu durumda SCADA sistemleri, geliştiricinin modern genel amaçlı prosedürel programlama dilleri bilgisine sahip olmasını gerektirmeden, otomatik süreç kontrol sistemleri için üst düzey yazılım oluşturma sürecini önemli ölçüde hızlandırmayı gerçekten mümkün kılar. Otomatik bir teknolojik sürecin inceliklerini yalnızca bir teknoloji uzmanının veya kural olarak programlama becerisine sahip olmayan teknolojik personelin başka bir temsilcisinin anladığı bir sır değildir. Sistemin görünümü hem geliştirici hem de kullanıcı tarafından belirlenip değiştirilebildiğinden, SCADA sisteminin yalnızca geliştirici için değil, oluşturulan otomatik süreç kontrol sisteminin son kullanıcısı için de erişilebilir olması gerekir.

Erişilebilirliğin yanı sıra SCADA sistemi maksimum açıklıkla da karakterize edilmelidir. Çoğu zaman SCADA sistemleri, giriş/çıkış ekipmanıyla veri alışverişi için çok özel mekanizmalara sahiptir. Ayrıca, bir dizi SCADA sistemi giriş/çıkış cihazları için yerleşik desteğe sahiptir; bu, bir yandan geliştiricinin/kullanıcının sistemin oluşturulduğu temele dayalı teknik araçların seçimini sınırlandırırken, diğer yandan Öte yandan, sahada mevcut olan kontrolörler ve nesneyle iletişim cihazlarının yanı sıra yeni ortaya çıkan kontrolör ve cihaz serileri ve modelleri için desteğin uygulanmasını çok zorlaştırır.

SCADA sistemine donanım desteğinin yerleştirildiği hoş olmayan bir an daha var. Mesele şu ki, SCADA sistemi üreticilerinin bağımsız olarak sürücüleri yazması gerekiyor. çeşitli türler donanım, her şeyi destekleyecek yüksek kaliteli bir sürücü geliştirebilmeleri çok nadirdir işlevsellik Teknik ekipmanlarla hizmet verildi. Ayrıca bu tür sürücülerde derinlemesine test yapılmaması nedeniyle proje geliştirme aşamasında veya daha da kötüsü sistemin müşteri tarafından çalıştırılması sırasında tespit edilen can sıkıcı hatalar bulunmaktadır. Sonuç olarak, hataları düzeltmek ve yeni sürücüler geliştirmek için çok büyük çaba harcanırken, gerçekten verimli ve neredeyse hatasız bir sürücü yalnızca donanım üreticisinin kendisi tarafından yazılabilir. Açıkçası, bir SCADA paketi üreticisinin öncelikle hataları zamanında ortadan kaldırması ve SCADA paketinin işlevselliğini geliştirmesi gerekir.

Yatırım yapılan fonların orta derecede takdir edilmesi ve etkili kullanımı - sistemin maliyeti, geliştirme maliyetleri ve otomatik süreç kontrol sistemlerinin oluşturulması, bakımı ve geliştirilmesine ilişkin çalışma maliyeti minimum düzeyde olmalıdır. Diğer her şey eşit olduğunda, bu gereklilik bir SCADA sistemi seçerken en önemli ve belki de belirleyici olanıdır. SCADA sistem geliştiricileri her zaman maksimum faydaürününüzün satışından (ki bu oldukça anlaşılır bir durumdur), işinizi çalışma zamanı sistemleri ve birçok farklı işlevsel olarak tamamlanmış bileşenin satışı üzerine inşa etmek, ücretli eğitim. ücretli güncellemeler ve ücretli destek. Bu durumda, bir sistem entegratör şirketinin yöneticisinin veya bir işletmenin TTI otomatik kontrol sistemi grubunun, yazılım geliştirme için yöntem ve araçları seçmekten sorumlu görevi, geliştirme, bakım için tahmini süreyi ve finansal maliyetleri değerlendirmektir. ve çeşitli geliştirme araçları kullanılarak oluşturulan otomatik süreç kontrol sisteminin daha sonra geliştirilmesi.

Bir noktaya daha dikkat çekmek gerekiyor. Önceki tartışmalarda veri toplama ve operasyonel sevk kontrol yazılımını çalıştırabilen işletim sistemlerinden bahsedilmemiştir. Birkaç yıldır, endüstriyel otomasyona ayrılmış çeşitli yayınlarda, belirli SCADA sistemleri hakkındaki tartışmalar, DOS işletim sisteminin ne kadar kötü olduğu, Windows'un ne kadar güvenilmez olduğu, QNX veya OS-9'un ne kadar iyi olduğu tartışmalarına indirgenmiştir. Parametrelere ilişkin gereksinimlerin olduğunu belirtmek isterim işletim sistemi uygulama görevine göre belirlenmelidir. Üst düzey otomatik süreç kontrol yazılımı durumunda, burada sistemin ayrılmaz bir parçasının, olaylara tepki süresi deterministik olmayan ve genellikle oldukça uzun olan bir kişi olduğu gerçeği de dikkate alınmalıdır. Ayrıca küresel yazılım pazarının gelişim eğilimlerini de göz ardı etmek mümkün değil.

SCADA-bir araç olarak sistemotomatik proses kontrol sistemlerinin tasarımı

Kasyanova Ekaterina Nikolaevna

Endüstriyel Otomasyon Bölümü 2. sınıf öğrencisi,

Vasilyeva Natalya Gennadievna

bilimsel danışman, asistanEndüstriyel Otomasyon Bölümü,

Kumertau'daki Federal Devlet Bütçe Eğitim Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu "Ufa Devlet Havacılık Teknik Üniversitesi" şubesi

Modern üretim otomasyon olmadan yapamaz. Otomatik proses kontrol sistemleri (APCS), işgücü verimliliğini artırır, üretim güvenliğini sağlar, ürün verimini artırır, kusur yüzdesini azaltır, kaynaklardan tasarruf sağlar ve proses ekipmanının hizmet ömrünü 10-15 yıl uzatmanıza olanak tanır. Ancak asıl önemli olan, otomatik süreç kontrol sistemlerinin ürünlerin kalitesini garanti etmesidir ve bu, ürünün pazarda ne kadar rekabetçi olacağını belirleyen şeydir.

SCADA sistemleri işletmelere yönelik otomatik proses kontrol sistemlerinin geliştirilmesinde en yaygın kullanılan sistemlerdir. Bunlar, modern otomatik proses kontrol sistemlerinin ayrılmaz bir parçasıdır veya görselleştirme ortamı olarak da adlandırılmaktadır. SCADA sistemi, ölçülen ve izlenen bilgilerin görselleştirilmesinin yanı sıra veri ve komutların izleme ve kontrol sistemine iletilmesinin tüm temel işlevlerini yerine getirir.

SCADA sistemi enstrümantal ve yürütücü komplekslerden oluşur. Araç seti, teknoloji uzmanları, operatörler, sevk memurları vb. için otomatik iş istasyonlarına yönelik özel yazılımların geliştirilmesi için tasarlanmıştır. yürütme kompleksi, geliştirilen yazılımı belirli bir işletim ortamında uygular.

SCADA sistemleri aşağıdaki ana yetenekleri sağlar:

  • teknolojik süreci kontrol etme olanağı sağlayan düğmeler, döner kontroller ve diğer kontroller sunar;
  • süreçle ilgili bilgilerin görüntülenmesine olanak sağlayan çeşitli göstergeler ve grafikler sunar;
  • çeşitli türde raporlar ve arşivler oluşturma yeteneği sağlar;
  • algoritma oluşturmak için basitleştirilmiş bir dil sunar; bu, üst düzey dillerde programlama deneyimi olmayan teknoloji uzmanları için otomatik süreç kontrol sistemleri oluşturmayı mümkün kılar;
  • geliştirilen algoritmaların ve teknolojik süreçlerin belgelenmesine yönelik araçlar sunar;
  • analog ve ayrık sinyallerin giriş ve çıkışını sağlayan ekipman sürücüleri;
  • Aynı ağa bağlı bilgisayarlar arasında veri alışverişi yapmanıza, raporları çevrimiçi yayınlamanıza veya bir işlemi kontrol etmenize olanak tanıyan ağ işlevleri uzak bilgisayar internet aracılığıyla .

Muhtemelen Rusya'da SCADA'nın (TRACE MODE sistemi) uygulanmadığı bir endüstri yoktur. Ancak birçok kuruluşta süreç parametrelerinin izlenmesi, veri arşivlenmesi ve acil durumlarda karar alma konusundaki tüm sorumluluk hâlâ karar vericilerin profesyonelliğine ve öznelliğine verilmiştir. JSC KumAPP'taki elektrokaplama atölyesi de bir istisna değildir. TRACE MODE SCADA sistemini kullanarak galvanik kaplama: anodik oksidasyon uygulamak için otomatik bir proses kontrol sistemi tasarlamaya çalışalım.

Otomatik süreç kontrol sistemlerinin avantajları açıktır, ancak bu sistemler çok pahalıdır, dolayısıyla her işletmenin böyle bir "lüks"ü karşılayabilmesi mümkün değildir. Bir servet harcamadan üretim nasıl modernleştirilir? Bu her liderin karşı karşıya olduğu görevdir. Bu makale, TRACE MODE SCADA sistemini kullanarak bunu çözmenin yollarından birini önerecektir.

Anodik oksidasyon, alüminyum ve alaşımlarını korozyondan korumanın ana yöntemlerinden biridir. Anodik film, yüksek koruyucu özelliklerinin yanı sıra yüksek yapışkanlık özelliklerine de sahiptir ve bu da onu boya ve vernik kaplamalar için iyi bir temel yapar.

Anodik kaplamaların fiziksel ve mekanik özellikleri, büyük miktar teknolojik parametreler: çözeltinin sıcaklığı, seviyesi ve pH'ı, elektrolitin asitliği ve sıcaklığı, akım yoğunluğu, teknolojik sürecin süresi.

Anodik oksidasyonun teknolojik süreci aşağıdaki işlemlerden oluşur:

  • gravür;
  • ılık suda durulama;
  • aydınlatma;
  • eloksal;
  • soğuk akan suda durulama;
  • sıcak suda durulama;
  • anot filminin doldurulması.

Tüm modern SCADA sistemleri oluşturmanıza olanak tanır GUI operatör ile makine arasındaki diyaloğu kolaylaştırır. SCADA sistemleri arasında, bireysel grafik nesneleri oluşturmanıza, bunlar üzerinde çeşitli işlemler yapmanıza ve görüntüyü oluşturan nesnelerin ölçeklendirilmesi, taşınması, döndürülmesi ve renginin değiştirilmesi yoluyla görüntü dinamizmi sağlanmasına olanak tanıyan vektör grafikler yaygındır.

TRACE MODE grafik ortamı, çizgiler, sürekli çizgiler, eğriler, dikdörtgenler, düz şekiller, üç boyutlu şekiller gibi grafik temellerinin yanı sıra çeşitli düğmeler, eğilimler, anahtarlar, değer değerlerini görüntülemek için cihazlar, bir kaydırıcı denetleyicisi ve bir kaydırma denetleyicisi gibi temel grafik öğeleri oluşturmak için araçlar sunar. Diyagramlar. Bir dizi grafik temel öğe, dinamik bir görüntünün özelliklerini yapılandırmayı mümkün kılar, bu da görüntüyü dinamik (doldurma, anahat vb.) yapmanıza olanak tanır. Birçok nesne, sol fare düğmesine bastığınızda veya bıraktığınızda belirli bir eylemin yürütülmesini yapılandırmanıza olanak tanır. Birçok grafik nesnesi, parametrenin belirli bir aralığa ait olup olmadığına bağlı olarak kapalı bir şeklin dolgu rengini değiştirmenize olanak tanır. Elektrokaplama için otomatik bir proses kontrol sistemi oluşturmak amacıyla yukarıdaki araçların kullanılmasının sonuçları Şekil 1'de sunulmaktadır.

Şekil 1 - Operatörün iş istasyonunun grafik ekranının görünümü

Dinamik ve statik görüntülerin birleşimi, ekranda teknolojik sürecin sezgisel bir görüntüsünü elde etmenizi sağlar. Şekil 2'de gösterilen anımsatıcı diyagram, bir statik görüntü ve bir dinamik görüntü içermektedir.

Statik görüntü borular, pompalar ve konteynerlerle temsil edilir. Dinamik görüntü, kabın içindeki sıvı seviyesini göstermenize olanak tanıyan bir bölümüyle temsil edilir.

Şekil 2 - Durulama banyosunun anımsatıcı diyagramı

Bu işlemden dolayı durulama banyosu amaç olarak seçilmiştir.

yıkama, teknolojik işlem sırasında en az dört kez tekrarlandığı için ayrıca buharlaşma (ılık suda durulama), parçaların yüzeyindeki sıvının uzaklaştırılması sonucu banyodaki seviye değişebilir.

Teknolojik bir parametrede zaman içinde meydana gelen değişikliklerin dinamiklerini, bu parametrede zaman içinde meydana gelen değişimin bağımlılığı şeklinde sunmak uygundur. Bu nedenle SCADA sistemlerinde belirli bir parametrenin zaman içindeki değişimini temsil etmenizi sağlayan nesneler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür nesnelere trendler denir. Gerçek zamanlı trend, bir parametredeki değişikliği gerçek zamanlı olarak görüntüler. Kural olarak trendler, "geriye" gitmenize ve üretimde daha önce ne olduğunu görmenize veya "şimdiki zamana" dönmenize olanak tanıyan bir kaydırma çubuğu içerir. Sıvı seviyesini görüntüleme eğilimi Şekil 3'te gösterilmektedir.

Şekil 3 - Sıvı seviyesini gösteren trend.

Birçok endüstride kazaları ve ekipman arızalarını önlemek için bir veya daha fazla parametrenin kontrol edilmesi gerekir. SCADA sistemleri, üretim süreci parametrelerinin değerlerini kontrol etmenizi sağlar. Ancak parametrelerin izlenmesi tek başına yeterli değildir; çoğu durumda operatörün acil durum hakkında bilgilendirilmesi, parametre değerinin acil durum değerine yakınlığı ve meydana gelen tüm acil durumların kayıtlarının tutulması gerekir. TRACE MODE dahil tüm modern SCADA sistemleri alarmlar ve olaylarla çalışmanıza olanak tanır.

Sistem, izlenen parametrenin farklı değer aralıklarını ayarlayarak analog alarmları yapılandırmanıza olanak tanır. Söz konusu sistemde sıvı AVU seviyesine ulaştığında bir alarm devreye girer. Bunu simüle etmek için lamp_alarm_red0 video klibi kullanıldı.

Ayrıca İZLEME MODU, bir olay veya alarm ile bir kategori arasında bağlantı kurmanıza olanak tanır. Kategori, mesajın kullanıcısı için önem derecesini gösterir. Kategorileri ayarlamaya yönelik bir seçenek Şekil 4'te gösterilmektedir.

Şekil 4 – Mesaj sözlüğü kategorilerini ayarlama seçeneği

Alarmlar ve olaylar özel bir nesne (alarm raporu veya üretim durumu raporu) kullanılarak yansıtılabilir. Olay veya alarm bilgileri saklanabilir Metin dosyası alarm raporu denir (Şekil 5).

Şekil 5 – Alarm raporu seçeneği


Otomatik proses kontrol sistemlerini tasarlamak için bir araç olarak SCADA sistemi aşağıdaki avantajlara sahiptir:


  • proje geliştirme hızı; öğrenme kolaylığı;


  • desteklenen iletişim araçları;


  • karmaşık veri işlemeye yönelik işlevlerin kullanılabilirliği; geliştirici için açıklık derecesi (kullanıcı program modüllerinin yanı sıra OPC, ODBC, OLE DB'yi bağlamak için COM ve ActiveX desteği);


  • teknik dokümantasyonun kalitesi (tamlık, sunumun netliği, hata sayısı);


  • Hata ayıklama için ekipman emülasyon modunun kullanılabilirliği;


  • CorelDraw veya Photoshop gibi harici düzenleyicileri kullanmayı reddetmenize olanak tanıyan dahili grafik düzenleyicilerin varlığı;


  • standart grafik dosya formatları için destek;


  • teknik desteğin kalitesi (kullanıcı sorularına yanıt verme süresi, teknik destek hattının varlığı).



Kaynakça:


  1. Efimov I. P., Soluyanov D. A. SCADA - İzleme Modu sistemi. Ulyanovsk: Ulyanovsk Devlet Teknik Üniversitesi, 2010. – 158 s.


  2. Lopatin A.G., Kireev P.A. SCADA'ya dayalı kontrol sistemlerinin geliştirilmesine yönelik metodoloji - İzleme modu sistemleri: Eğitim kılavuzu / Rusya Kimya Teknolojisi Üniversitesi. Mendeleeva D.I., Novomoskovsk Enstitüsü Novomoskovsk, 2007. – 112 s.


  3. Pyavchenko T. A. SCADA sisteminde otomatik proses kontrol sistemlerinin tasarımı. “Otomatik bilgi ve kontrol sistemleri” ve “Entegre tasarım ve kontrol sistemleri” teknik disiplinleri üzerine bir ders kitabı. Taganrog: TRTU yayınevi. 2007.–78 s.

Yakın zamana kadar işletmelerde teknolojik ekipmanları kontrol eden tüm otomasyon benzer cihazlar temelinde inşa ediliyordu. Ancak zamanla üretim genişledi ve hammaddelerin, enerjinin, elektriğin ve üretilen ürünlerin doğru kayıtlarının tutulması ihtiyacı ortaya çıktı. Kontrollü ve ayarlanabilir parametrelerin sayısı sürekli artıyor. Listelenen faktörler SCADA sistemi sınıfının yazılım ve teknolojik araçlarının ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur.

Belirli bir tesisin otomatik proses kontrol sisteminin bir parçası olarak çalışan SCADA yazılımı ile bu tür bir yazılımın geliştirilmesine yönelik bir dizi yazılım aracını, buna göre SCADA sistemlerini geliştirmeye yönelik araçları değerlendirme kriterlerini ve bunların uygunluğunu ayırt etmek gerekir; belirli bir uygulama görevinin uygulanması için, otomatik süreç kontrol sisteminin üst düzey uygulama yazılımı gereksinimlerinden biraz farklı olarak düzlemde yer almalıdır. Bununla birlikte, her iki yazılım türü de çok yakından ilişkilidir (örneğin, enstrümantal sistemin çalışma zamanı bileşenleri doğrudan nesne yazılımında kullanılır), bu nedenle, bağlamdan açıkça anlaşılacağını umarak bunları SCADA sistemleri olarak adlandıracağız. her özel durumda bahsediyoruz.

Başlangıç ​​olarak, ister tanınmış bir şirketin yaygın olarak kopyalanmış bir ürünü olsun, isterse bir işletmenin endüstriyel kontrol sistemi departmanındaki uzmanlar tarafından özel ihtiyaçları için oluşturulmuş olsun, herhangi bir SCADA sistemine atanan ana işlevlere bakalım. .

“SCADA sistemi” kavramı (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama Sistemi), veri toplama ve operasyonel sevk kontrolü için bir sistem olarak Rusça'ya çevrilmiştir. Adının SCADA sisteminin başını çektiği iki ana fonksiyonu içerdiğini vurgulamak isterim:

1) kontrollü teknolojik sürece ilişkin verilerin toplanması;

2) sorumlu kişiler tarafından toplanan verilere ve kurallara (kriterlere) dayanarak uygulanan ve uygulanması teknolojik sürecin en yüksek verimliliğini ve güvenliğini sağlayan teknolojik süreç kontrolü.

Karakteristik özellik modern SCADA, düşük seviyeli otomasyona sahip görselleştirme araçları (grafik arayüz) aracılığıyla operatör etkileşimi için bir arayüz olan MMI (İnsan Makine Arayüzü) veya HMI (İnsan Makine Arayüzü) olarak adlandırılan varlığın varlığıdır.

SCADA sistemleri için aşağıdaki temel gereksinimler belirlenebilir:

1) Güvenilirlik

2) Esneklik

3) Genişletilebilirlik

4) Açıklık

5) Yüksek performans



6) Yerli ve ithal sensörlerle uyumlu

7) Yerli ve ithal kontrolörlerle uyumlu

8) Kompaktlık

9) Fırsat uzaktan kumanda

10) Rusça kullanıcı arayüzünün mevcudiyeti

11) Döngüsel teknolojik süreçlerde ve ürünlerin markasını değiştirmeyi içeren teknolojik süreçlerde bir markadan diğerine “esnek” geçiş

12) Gerçek zamanlı bir veritabanının mevcudiyeti

13) Artıklık olasılığı (çoğaltma)

14) Arşivleme

15) Standart endüstriyel yerel ve geniş alan ağları (LAN ve WAN) ile entegrasyon

16) Diğer geliştiricilerin uygulamalarıyla güvenli veri entegrasyonu

17) Uygun fiyat


Pirinç. Otomatik proses kontrol sistemlerinin teknik araçlarının geleneksel yapısı

Şekilde gösterilen otomatik proses kontrol sistemi donanımının geleneksel yapısına göre, endüstriyel otomasyon sistemlerinin yazılım hiyerarşisinde SCADA sistemleri 1-3. seviyelerde yer alır ve aşağıdaki ana fonksiyonları sağlar:

1) Alt seviye kontrolörlerden ve sensörlerden kontrollü teknolojik parametrelere ilişkin bilgilerin alınması

2) Alınan bilgilerin arşivlere kaydedilmesi

3) İkincil işlem

4) Teknolojik sürecin ilerlemesinin yanı sıra alınan ve arşivlenen bilgilerin okunması kolay bir biçimde grafiksel gösterimi

5) Operatör komutlarının alınması ve bunların alt düzey kontrolörlere ve aktüatörlere iletilmesi

6) Kontrollü teknolojik süreçle ilgili olayların ve sistemin işletimi ve bakımından sorumlu personelin eylemlerinin kaydı

7) Kontrollü teknolojik süreçle ilgili tespit edilen acil durum olayları ve acil durumlarda personel eylemlerinin kaydedilmesiyle otomatik süreç kontrol sistemlerinin yazılım ve donanımının işleyişi hakkında işletme ve bakım personelinin bilgilendirilmesi



8) Arşiv bilgilerine dayalı olarak raporların ve diğer raporlama belgelerinin oluşturulması

9) Otomatik bir kurumsal yönetim sistemi (veya şu anda yaygın olarak adlandırıldığı gibi, entegre bir bilgi sistemi - CIS) ile bilgi alışverişi

10) Belirtilen algoritmalara uygun olarak teknolojik sürecin doğrudan otomatik kontrolü.

Ana fonksiyonlarını kısaca karakterize etmeye çalışırsak, SCADA sisteminin teknolojik süreç hakkında bilgi topladığını, operatörle arayüz sağladığını, süreç geçmişini kaydettiğini ve gerektiği ölçüde süreci otomatik olarak kontrol ettiğini söyleyebiliriz.

Burada verilen SCADA sistemlerinin fonksiyon listesi elbette mutlak bir bütünlük iddiasında değildir.

SCADA'yı seçerken küresel yazılım pazarındaki trendlerin yanı sıra SCADA sisteminin çalıştığı işletim sistemini de göz ardı edemezsiniz.

Kural olarak, “ortalama” SCADA sistemleri işletim sistemi üzerine kuruludur. WINDOWS platformu Bir takım olumlu özelliklere ve bazı dezavantajlara sahip olan NT.

İLE olumlu özellikler WINDOWS NT platformundaki SCADA sistemleri şunları içerir:

Açıklık;

Kullanımı kolay yazılım;

Hızlı öğrenme;

Düşük bakım maliyetleri;

Modern nesne yaklaşımı.

Olumsuz yönler:

Test edilmemiş üçüncü taraf programların operatör istasyonuna yüklenmesi ve önemli yazılım bileşenlerinin üzerine yazılması mümkündür.

WINDOWS işletim sistemine aşina olanlar, DLL'lerin (dinamik olarak bağlantılı kitaplıklar) ve OSX bileşenlerinin (ActiveX) üzerine yazmanın gerçek bir tehdit olduğunu bilir. Arızalı bir üçüncü taraf uygulamasının yüklenmesi, iş istasyonunun arızalanmasına neden olabilir.

Endüstrideki teknolojinin genel bir değerlendirmesini ve bunun bir SCADA sistemi üzerinde uygulanmasını yaparken, teknolojik süreç tesislerinin işleyişinin zaman özelliklerini dikkate almak ve operatörün belirli bir olaya tepki verme süresini tahmin etmeye çalışmak gerekir. sonuç çıktısı ile sistem yoklama sensörleri ve aktüatörlerinin periyodu (olaylara sistem tepki süresi). Ataletsel (süresi uzatılmış) TP durumunda, operatörün ve sistemin reaksiyon süresi kritik değildir ve operatörün veya sistemin olaylara anında ve hızlı tepki vermesinin gerekli olduğu TP durumunda, kritik öneme sahiptir. SCADA tedarikçi sistemleri için ek gereksinimler şeklinde sistem tasarlanırken bu faktörlerin dikkate alınması gerekir.

Herhangi bir SCADA sistemi, sistemi belirli bir TP için kurma ve yapılandırma yeteneği sağlayan uygulama modülleri (programlar) içerir (farklı sistem üreticileri için bu modüller farklı adlara sahip olabilir, önemli farklılıklara, bütünlüğe sahip olabilir, ancak genel olarak atanabilirler) Bu taraftan) :

Anımsatıcı diyagramlar ve bunların animasyonlarını oluşturmak için hazır formlardan oluşan bir kütüphaneye sahip grafik modülü;

Denetleyiciyi yapılandırmak için modül;

Fonksiyonel bloklar oluşturmak için kontrol modülü, düşük seviyeli otomasyon arasındaki mantıksal etkileşim zincirleri;

Raporları, raporları ve trendleri organize etmeye yönelik modül;

Değişim modülü sözde yemek tarifleri;

Diğer geliştiricilerin (şirketlerin) uygulamalarıyla veri alışverişi modülü.

Genel olarak, modern SCADA, gelişmiş ağ çözümleri üzerine kurulmalı ve ana üretimin (TP) otomatikleştirilmesine ek olarak otomasyonun da gerekli olduğu endüstriler için uzak bir operatör istasyonundan, istasyondan veya uzaktan kumandadan kontrol yeteneği sağlamalıdır. ana üretimin uzak departmanları (örneğin: hammadde deposu, bitmiş ürünler deposu, ek üretim).

Programlama becerisine sahip olmayan bir teknoloji uzmanı, teknolojik süreçlerin inceliklerini ve sırlarını en iyi şekilde bilir, bu nedenle SCADA sistemi maksimum açıklıkla karakterize edilmelidir.

Kural olarak, üretilen ürünün kalitesi büyük ölçüde proses ekipmanının çalışma moduna bağlıdır ve proses ekipmanının kontrolü, örneğin sütunlardaki basınçların dengelenmesi, geri akış kondansatörlerindeki sıcaklıklar, reaktörlerin, kazanların eşit şekilde ısıtılmasına bağlıdır. zamanla ve reaktör veya kazandaki sıcaklığın korunması, çeşitli hammadde türlerini karıştırırken karıştırıcıyı döndüren frekans kontrolü, cihazların eşit şekilde ısıtılması için soğutucu ve soğutucu beslemesinin düzenlenmesi.

Bu durumda kontrolör, termal dirençlerden, termokupllardan, pnömoelektrik dönüştürücülerden sinyaller alır, ayrık ve benzer sensörlerin durumunu sorgular ve vanaların çalışmasını kontrol eden sinyaller üretir. Valf kontrol algoritması, sistemi SCADA sistem algoritmaları kütüphanesinden yapılandırırken seçilebilir.

Özellikle tehlikeli endüstrilerde, onları kontrol etmek için kopyalanmış sistemler gerektiren çok sayıda nesne vardır. Bu gereklilikler hem mevcut düzenleyici belgeler hem de tesisteki bir kazanın olası sonuçları tarafından belirlenir.

Acil durum koruma sistemleri için bu gereksinimler de geçerlidir.

Ayrıca, acil bir durumda "şok olmadan" manuel kontrole geçme ve kazanın nedeni ortadan kaldırıldıktan sonra otomatik kontrole dönme yeteneği de önemlidir.

Sonuç olarak bir SCADA sisteminin periyodik ve sürekli kontrolde kullanıma uygun olması, aynı zamanda endüstriyel süreçlerin kontrolünde verimliliğin artırılmasına yönelik sorunların çözümüne olanak tanıyan entegre, açık, uygun maliyetli bir sistemi temsil etmesi gerektiğini söyleyebiliriz.

Bölüme göre bibliyografya