Das Wort SCADA bedeutet „Supervisory Control and Data Acquisition”. Die Definition erklärt deutlich, was die Funktionen und Ziele eines SCADA-Systems sind, nämlich Überwachung, Kontrolle und Datenerfassung.
Ein SCADA-System ist Teil einer Architektur, die Folgendes umfasst:
Eine SCADA-Software ist eine integrierte Entwicklungsumgebung, die alle Werkzeuge zur Verfügung stellt, die zur Erstellung von SCADA-Anwendungen erforderlich sind, die auf Überwachungsrechnern ausgeführt werden und die für ein SCADA-System typischen Funktionen ausführen: Überwachung, Steuerung und Datenerfassung.
SCADA-TUTORIALSÜberwachung ist die Funktion, die es dem Bediener ermöglicht, einen sofortigen Überblick über den Prozessstatus zu erhalten und zu steuern, wie sich der Prozess im Laufe der Zeit entwickelt, indem er die Abfolge der Betriebszustände analysiert.
Die Hauptaufgabe der Überwachung ist die Realisierung der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI). Um effektiv zu sein, muss das HMI dem Bediener ein zeitnahes und vollständiges Bild des gesamten Prozesses liefern und den Status, die Entwicklung und die unerwarteten Abweichungen (Alarme) hervorheben.
Für ein effektives HMI ist die grafische Darstellung von großer Bedeutung, da sie prozessrelevante Informationen in eine für den Bediener leicht verständliche Bildsprache übersetzt.
Sie können beispielsweise den Status einer Pumpe durch ein grafisches Symbol mit verschiedenen Farben, die Änderung des Wertes eines Drucks durch einen grafischen Trend, das Auftreten eines Alarms durch ein Pop-up-Fenster anzeigen.
Mehr infoDie Steuerungsfunktion eines SCADA-Systems besteht in der Fähigkeit des Steuerungssystems, mit dem kontrollierten Prozess zu interagieren, um seine Entwicklung gemäß vorab festgelegten Regeln oder Entscheidungen des Bedieners zu ändern.
Es ist wichtig zu betonen, dass wir mit "Steuerung eines SCADA-Systems" nicht "Echtzeit-Prozesssteuerung" meinen, normalerweise das Vorrecht der SPS, sondern die Möglichkeit, die Entwicklung des Prozesses zu modifizieren, beispielsweise durch Senden eines anderen Arbeitsrezepts.
Um das Konzept besser zu verdeutlichen, können wir sagen, dass die Aufgabe einer Echtzeitsteuerung in Bezug auf eine bestimmte Prozesstemperatur darin besteht, diese Temperatur unverändert zu halten (indem sie auf die entsprechenden Aktoren einwirkt), während die Aufgabe der SCADA-Steuerung darin besteht, die Temperatur festzulegen, bei der der Prozess arbeiten soll (durch Senden des entsprechenden Sollwerts).
Datenerfassung bedeutet nicht nur die Übertragung von Informationen von Peripheriegeräten auf Überwachungscomputer, sondern auch die Übertragung von Informationen in die entgegengesetzte Richtung, damit das Überwachungssystem den Prozess steuern kann, d.h. seine Entwicklung durch Änderung der Werte der Variablen, die seinen Betrieb bestimmen, steuert.
Wir können sagen, dass die Datenerfassung die Hauptfunktion unter den SCADA-Systemen ist. Durch die Kommunikation des Prozesses mit der Aufsicht ermöglicht die Datenerfassung dem Überwachungssystem, alle Informationen über den Prozessstatus zu erhalten, die für die Beobachtung des Prozesses selbst erforderlich sind.
Aufgabe der Datenerfassung ist es, die fehlerfreie Übertragung von Informationen zwischen Prozess und Überwachung in einem Kontext zu gewährleisten, der durch eine Vielzahl von Übertragungsmedien und unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen gekennzeichnet ist.
Mehr infoSCADA-Software ist eine integrierte Entwicklungsumgebung, die die Erstellung von SCADA-HMI-Anwendungen ermöglicht. Es stehen mehrere SCADA-Softwares verschiedener Hersteller zur Verfügung, mit erheblichen Unterschieden in Preis und Leistung. Die Wahl der SCADA-Software, die für die zu entwickelnde Anwendung am besten geeignet ist, hängt von mehreren Faktoren sowie persönlichen Vorlieben ab, basiert jedoch im Allgemeinen auf der Komplexität des Projekts, den erforderlichen Leistungen, den vom Kunden auferlegten Einschränkungen und dem verfügbaren Budget.
Sie sollten auch die Lernzeit berücksichtigen, die bei einer komplexeren SCADA-Software in der Regel höher ist. In der Regel ist die Wahl einer komplexen SCADA-Software gerechtfertigt, wenn es sich um eine große und kostenintensive Anlage handelt, für die Softwarekosten und Lernzeit nicht mehr relevant sind. Bei kleinen bis mittleren Projekten mit begrenztem Budget ist es ratsam, auf SCADA-Software umzusteigen, die geringere Kosten hat und eine kürzere Lernzeit erfordert.
Jede SCADA-Software, unabhängig von ihrer Komplexität, muss jedoch gemeinsame Merkmale in Bezug auf die folgenden Themen aufweisen:
SCADA-Anwendungen werden heute in den meisten Industriebereichen eingesetzt und sind ein unverzichtbares Hilfsmittel für alle Unternehmen, unabhängig von Größe und Branche. SCADA-Software ist die am besten geeignete Entwicklungsumgebung für die einfache und intuitive Erstellung komplexer SCADA-Anwendungen.
SCADA-Anwendungen bieten mehrere Vorteile, aber wenn wir einen besonders hervorheben müssen, können wir sagen, dass sie den Menschen bei der Ausführung vieler routinemäßiger und mühsamer Aufgaben ersetzen, was die Produktivität erhöht, ein schnelleres Alarmmanagement ermöglicht und das Risiko potenziell gefährlicher Situationen für die Umwelt verringert. Allgemeiner können wir sagen, dass SCADA-Anwendungen:
Ein erster Unterschied betrifft die Art der Softwareplattform:
Ein zweiter Unterschied betrifft die Architektur des SCADA-Systems:
Ein dritter Unterschied betrifft schließlich die Echtzeitanforderungen:
Die Wahl der zu verwendenden SCADA-Software hängt von verschiedenen Faktoren sowie persönlichen Präferenzen ab, ist jedoch im Allgemeinen von der Komplexität der zu entwickelnden Anwendung, den erforderlichen Leistungen, den vom Kunden auferlegten Einschränkungen und dem verfügbaren Budget abhängig. Es ist auch notwendig, die Lernzeit zu berücksichtigen, die umso länger ist, je komplexer die SCADA-Software ist. Im Allgemeinen können wir sagen, dass der Einsatz einer komplexen SCADA-Software gerechtfertigt ist, wenn es sich um große Systeme handelt, mit so hohen Kosten, dass die Kosten für Lizenzen und Entwicklungszeiten fast irrelevant sind. Im Falle von kleinen oder mittelgroßen Anlagen und nicht besonders hohen Kosten ist es besser, auf kostengünstigere SCADA-Software umzusteigen, die weniger Lernzeit erfordert. Wir beschränken unsere Analyse auf den Fall einer nicht besonders komplexen Anwendung mit einem einzigen Überwachungs-PC, der ohne strenge Echtzeitanforderungen an mehrere Feldgeräte angeschlossen ist, und listen die Punkte auf, die analysiert werden müssen, um die am besten geeignete SCADA-Software auszuwählen:
Die Wahl der SCADA-Software muss immer getroffen werden, indem die gewünschte Leistung mit den Gesamtkosten in Einklang gebracht wird, sowohl in Bezug auf die Lizenzkosten als auch auf die Lern- und Entwicklungszeiten. Die oben aufgeführten Punkte sind nicht immer alle notwendig und die leistungsstärksten Produkte sind nicht immer die am besten geeigneten. Manchmal kann ein weniger leistungsfähiges Produkt zuverlässiger und einfacher zu verwalten sowie billiger sein. Schließlich ist es immer ratsam, die Fähigkeit und Verfügbarkeit des SCADA-Softwarelieferanten zu überprüfen, um einen schnellen und angemessenen technischen Support anzubieten.
Die Akronyme IoT und IIoT (Internet of Things und Industrial Internet of Things) bezeichnen all jene Technologien, die es ermöglichen, jedes Objekt, sei es ein Sensor, ein Aktor, ein Fahrzeug oder ein Gerät, in ein mit dem Internet verbundenes Gerät zu verwandeln, das in der Lage ist, Daten mit leichten und schnellen Protokollen wie MQTT (Message Queue Telemetry Transport) in die Cloud zu senden.
Der zunehmende Trend zur Nutzung von Cloud-Anwendungen hat dazu geführt, dass sich SCADA-Technologien in Richtung Integration mit dem Internet der Dinge entwickeln. Tatsächlich können SCADA-Systeme das Potenzial des industriellen Internets der Dinge erhöhen. Durch die Integration der beiden Technologien erhalten Sie eine viel schnellere, detailliertere und noch sicherere Erfassung und Überprüfung von Unternehmensdaten.
Diese Systeme eignen sich aufgrund ihrer Architektur besonders für die Verwaltung:
Diese Systeme umfassen die Schlüsseltechnologien (Key Enabling Technologies - KET's) der Industrie 4.0 (SCADA, IoT, Cloud, Big Data, Cybersicherheit).
Mehr infoDie Entwicklung von SCADA-Anwendungen beginnt innerhalb der industriellen Automatisierung als Antwort auf die Anfrage, alle Informationen über den industriellen Prozess in einem einzigen Kontrollraum zu zentralisieren, mit besonderer Sorgfalt auf die Aspekte des guten Betriebs der Industrieanlage (Wartung und Alarmmanagement).
SCADA-Anwendungen werden in fast allen Bereichen der industriellen Automatisierung eingesetzt, von Kunststoff bis Holz, von Keramik bis Lebensmittel, von Textilien bis zu Verpackungen, und bieten eine Reihe von automatischen Unterstützungen zur Optimierung des Produktionsprozesses (Qualitätskontrolle, Compliance, Retouren, Produktionsberichte).
SCADA-Anwendungen überschreiten die Grenzen der industriellen Automatisierung und werden zur Fernsteuerung öffentlicher Netze (Stromnetze, Wassernetze, Eisenbahnnetze usw.), zur Gebäudeautomation und schließlich zur Hausautomation eingesetzt.
Im Folgenden finden Sie eine Reihe von Beispielen für SCADA-Anwendungen. Jedes Beispiel enthält einen Link zu weiteren Informationen: