آشنایی با سیستم اسکادا


آشنایی با سیستم اسکادا

آشنایی با سیستم اسکادا


SCADA  مخفف کلمات Supervisory Control And Data Acquisition است، به معنای کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده. سیستم‌های اسکادا برای مانیتور یا کنترل سیستم‌های تامین آب شهری، کنترل توزیع و تولید برق، مانیتور خطوط نفت و گاز، حمل و نقل و یا در دیگر پردازشهای توزیع شده بکار گرفته می‌شوند.

هنگامی که ابعاد تاسیسات گسترش می‌یابد و صدها کیلومتر بین یک نقطه تا نقطه‌ی دیگر فاصله می‌افتد با کاهش هزینه بازدید‌ های متناوب مزایای اسکادا خود را نشان می‌دهد. ارزش این مزایا وقتی بیشتر خواهد بود که فاصله تاسیسات خیلی زیاد و یا دسترسی به آنها مشکل می‌شود، مانند مکانهایی که دسترسی به آنها با هلیکوپتر صورت می‌گیرد. اسکادا، کاربر را از اقامت در محل تاسیسات یا بازدید از آنها در هنگام کار نرمال بی‌نیاز می‌کند. اسکادا   به اپراتور مرکزی یک سیستم توزیع شده، مانند تاسیسات آب، برق، گاز، نفت یا خطوط انتقال امکان تنظیم کنترل ها، باز و بسته کردن شیرها و کلید ، نمایش آلارمها و جمع آوری اطلاعات اندازه گیری شده را فراهم می‌آورد.


سیستم دو طرفه :
یکی از تفاوتها ی اساسی بین اسکادا و تله متری دو طرفه بودن آن است . از طریق اسکادا علاوه بر مانیتورینگ سیستم می توان روی آن پردازش نیز انجام داد که بخش مرکزی اسکادا وظیفه آن را بر عهده دارد.


تاريخچه بكارگيري سيستمهاي كسب اطلاعات و كنترل از راه دور (اسکادا)
 بكارگيري سيستم هاي كسب اطلاعات و كنترل از راه دور از سال 1880 ميلادي به بعد متداول گشت. در آغاز سيستم كسب اطلاعات كاملاً جدا از سيستم كنترل بود. در سالهاي 1920-1930 سيستم هايي كه بتوانند دو عمل دريافت و ارسال را توأماً انجام دهند طراحي گرديد؛ ولي تكنولوژي بكار رفته در تجهيزات آن عمدتاً الكترومكانيكي بود و چون تجهيزات ايستگاه هايي كه در خارج از مركز قرار داشتند الكترومكانيكي بودند براي كنترل و ارسال وضعيت تعداد محدودي از دستگاهها بكار مي رفتند و نمي توانستند كميت هاي آنالوگ را انتقال دهند.
از سال 1960 به بعد با پيشرفت تكنولوژي كامپيوتر تحول اساسي در طراحي سيستم هاي نظارت و كنترل بوجود آمد. سيستمهاي اخير علاوه بر انتقال وضعيت دستگاهها ، كميت هاي آنالوگ را نيز در سطحي وسيع به مركز ارسال مي نمايند.

تجهیزات سیستم های اسکادا:
1.واحدهای RTU
2.ایستگاه سرپرستی و کامپیوترهای HMI
3.زیرساخت های ارتباطی


1) RTU:
 RTU به تجهیز فیزیکی متصل می شوند و وضعیت باز یا بسته یک سویچ یا شیر کنترل را تست می کند ویااطلاعات مربوط به فشار ،دبی،ولتاژ و جربان را می خواند، همچنین با ارسال سیگنال مناسب به RTU، این تجهیزمی تواند یک عنصر فیزیکی را کنترل کند،مثلا یک سویچ یا شیر را باز و بسته کنند و یا سرعت پمپ را تنظیم کنند.
RTU می تواند وضعیت اطلاعات دیجیتال را خوانده ویا داده های اندازه گیری شده انالوگ را قرائت کرده و فرامین دیجیتال یا نقاط کار انالوگ را ارسال کنند.
یک بخش مهم اکثرSCADA ها بکارگیری  alarmها و هشدارها می باشند،یک  alarm وضعیت دیجیتال یک نقطه است که یادر وضعیت عادی است ویا در حالت هشدار. alarmها وقتی شرایط تعریف شده اشان اتفاق بیافتد فعال می شوند.یک مثال ازیک  alarm خالی شدن مخزن سوخت در یک ماشین می باشد،تمرکز اپراتورهای SCADA بیشتر روی alarmها معطوف است.Emailها و پیامهای متنی اغلب با فعال شدن  alarmها ،بوسیله اپراتور SCADA به مدیران مربوطه فرستاده می شود.


 2)ایستگاه سرپرستی (Master Station):
مفهوم ایستگاه سرپرستی به سرورها و نرم افزارهای مرتبط با تجهیزات میدانی (RTU و PLC) اطلاق می شود که با نرم افزارهایHMI  درحال اجرا روی ایستگاههای کاری در اتاق کنترل یا سایر جاها مرتبط می باشند.
درسیستمهای SCADAکوچکتر ایستگاه  سرپرستی ممکن است فقط از یک PC تنها تشکیل شده باشد.


درسیستمهایSCADAبزرگتر ایستگاه سرپرستی ممکن است شامل چندین سرور و کاربردهای نرم افزاری توزیع شده باشد و کل سایت را پوشش دهد.
سیستم SCADA معمولا اطلاعات را به صورت گرافیکی برای اشخاص مرتبط نمایش می دهند،در ظاهری مشابه سازی  شده با واقعیت واین بدین معنی است که اپراتورمی تواند کارگاه تحت کنترل را به صورت شماتیک و جایگزین شده مشاهده نماید.برای مثال تصویر یک پمپ متصل به لوله می تواند به اپراتور نشان دهد که پمپ در حال کار کردن است وبه چه نحو مایع در حال پمپ شدن در لوله در حال حرکت است ،همچنین اپراتور می تواند پمپ را خاموش کند،نرم افزارHMI می تواند مقدار دبی مایع را که در حال کاهش است را به صورت زمان واقعی(Real Time) نمایش دهد.


دیاگرامهای کپی برداری شده از واقعیت شامل خطوط گرافیکی و سمبلهای شماتیکی هستندبرای جایگزینی عناصر پروسه،یا ممکن است شامل عکسهای دیجیتالی یک تجهیز پروسه باشند با سمبلهای متحرک سازی شده. بسته نرم افزاریHMI برای سیستم SCADA نوعا شامل یک برنامه طراحی است که اپراتور یا شخص مسئول نگه داری سیستم از ان برای جایگزینی عناصرگرافیکی با عناصر واقعی پروسه برای ارتباط با کاربر استفاده می کنند.
این جایگذاری می تواند به سادگی یک چراغ کنترل ترافیک برروی صفحه نمایش باشد که بیانگر وضعیت واقعی یک چراغ کنترل ترافیک در سر چهارراه باشد و یا اینکه به پیچیدگی یک نمایشگر چند پروژکتوری که جانشین موقعیت اسانسور در یک اسمانخراش ویا یک قطارروی راه اهن باشد. اوایل سیستم عاملهای بازمثل Linux به طور گسترده مورد استفاده قرارنمی گرفتند برای توسعه محیطهای پویا وبعلت اینکه یک مشتری سیستم SCADA که قادر به پرداخت هزینه  برای سخت افزار ها و دستگاههای میدانی که  که باید کنترل شوند  می باشد می تواند سفارش UNIX یا Open VMS را داشته باشد.امروزه همه سیستم عامل های مهم هم برای ایستگاه سرپرستی و هم برای ایستگاههای کاریHMI   می توانند استفاده شوند.