Co to jest SCADA?

SCADA w kilku prostych słowach

SCADA to system komputerowy (najczęściej komputer PC + oprogramowanie), którego celem jest zwiększenie wydajności produkcji. Nie tylko zmienia język maszyn na język ludzi, ale również automatycznie reaguje na sygnały z urządzeń.

Dzięki SCADA możliwe jest zbieranie danych z maszyn i urządzeń pomiarowych w czasie rzeczywistym, co umożliwia nadzór nad procesem produkcyjnym. Kolejną, bardzo ważną funkcją systemu SCADA jest wizualizacja aktualnych danych lub danych historycznych. 

System SCADA pozwala użytkownikowi na sterowanie procesem produkcyjnym przez zadawanie parametrów – za pomocą panelu lub z poziomu aplikacji komputerowej. Umożliwia także wykrywanie sytuacji alarmowych i informuje o nich operatorów, dzięki czemu możliwa jest szybka reakcja na błędy i nieprawidłowości. Ponadto SCADA potrafi archiwizować dane z procesu produkcyjnego – w postaci plików lub w bazie danych. 

Gdzie SCADA ma swoje miejsce w procesie produkcyjnym, do czego służy?

Zadaniem SCADA jest usprawnienie procesu produkcyjnego, więc jej działanie opiera się na współpracy z elementami automatyki zaimplementowanymi w procesie wcześniej.

SCADA odnajduje swoje miejsce pomiędzy urządzeniami sterującymi, pomiarowymi i wykonawczymi (takimi jak sterowniki PLC, moduły I/O, czujniki i liczniki), a operatorem maszyn. Działa w łańcuchu urządzeń, pełniąc nadrzędną rolę. Dodatkowo może integrować wiele sterowników PLC.

Sterownik PLC wykonuje operacje sterowania zgodnie z programem, na podstawie wejść, a więc danych otrzymanych z urządzeń pomiarowych i wykonawczych. Następnie wysyła dane do systemu SCADA, gdzie następuje ich przetwarzanie i archiwizacja. Na ich podstawie powstaje wizualizacja i z poziomu SCADA operator może nie tylko obserwować stan procesu produkcyjnego, wartości określonych wyjść oraz alarmy, ale może również zadawać parametry procesu, wyłączyć/włączyć proces lub prowadzić sterowanie w trybie ręcznym.

SCADA działa w procesie produkcyjnym na wielu płaszczyznach:

• z urządzeniami pomiarowymi i wykonawczymi – przez sterownik, do którego dane są wysyłane jako wejścia, 
• ze sterownikami PLC, które wykonują sterowanie i regulację (na podstawie parametrów nadanych przez operatora oraz danych z czujników i urządzeń pomiarowych), a także wysyłają dane do systemu SCADA, 
• z użytkownikiem – przez możliwość nadawania parametrów pracy urządzeń, możliwość pracy w trybie ręcznym lub awaryjnym oraz wizualizację pracy procesu produkcyjnego lub technologicznego, która umożliwia monitorowanie. 

Przeczytaj więcej o systemach SCADA na stronie internetowej firmy ASTOR

Czym różni się SCADA od HMI?

Funkcjonalności i role SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) oraz HMI (Human Machine Interface) mogą wydawać się być bardzo podobne. Jednak zarówno w zakresie realizowanych zadań i zastosowań wykazują różnice. SCADA i HMI różnią się przede wszystkim poziomem zaawansowania i zakresem pracy.

Panele HMI umożliwiają prezentację danych z maszyn i zadawanie parametrów pracy. Stanowią interfejs pomiędzy urządzeniem i operatorem. Oprogramowanie do wizualizacji zazwyczaj jest dostępne razem z panelem HMI. W przypadkach małych aplikacji o ograniczonych wymaganiach, panel HMI jest wystarczającym rozwiązaniem.

SCADA jest systemem nadrzędnym w stosunku do HMI. SCADA są rozbudowanymi systemami, gdzie prezentowanie danych jest tylko częścią funkcjonalności. Działają na większą skalę, mają rozszerzone możliwości komunikacyjne oraz możliwość analizy i wymiany danych z innymi systemami. 

Systemy SCADA sprawdzają się w rozbudowanych wizualizacjach z możliwością modyfikacji. Główną przewagą systemów SCADA nad HMI jest możliwość archiwizacji danych oraz korzystanie z baz danych. Umożliwiają one kontrolę całego procesu produkcyjnego. 

SCADA jako rozwiązanie dla przemysłu 4.0 

System SCADA może pełnić kluczową rolę w procesach cyfryzacji zakładów przemysłowych, wykraczając poza typowe zastosowania w roli interfejsu pomiędzy procesem a operatorem. Jako rozwiązanie zapewniające integrację różnych systemów automatyki i pomiarów staje się SCADA przemysłowym hubem informacyjnym, agregującym dane nie tylko z czujników czy sterowników, ale także z przemysłowych baz danych, aplikacji bazujących na chmurze (cloud) oraz różnego rodzaju systemów zewnętrznych (np. finansowych, czy nawet pogodowych). Dane te mogą być udostępniane nie tylko automatykom i technologom, ale także menedżerom, w postaci czytelnych wykresów lub dashboardów. 

Dzięki zaimplementowaniu algorytmów sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego do zaawansowanej analizy zgromadzonych danych historycznych SCADA może pełnić rolę systemu wspomagającego podejmowanie decyzji. Wśród integrowanych systemów mogą znajdować się np. aplikacje typu predictive analytics, które pozwalają służbom utrzymania ruchu na bardzo wczesne wykrywanie symptomów, które mogą prowadzić do awarii. Dodatkowo uzupełnienie SCADA o rozwiązania takie, jak cyfrowy bliźniak, stanowić może bezcenne wsparcie dla operatorów i technologów w optymalizowaniu procesów.  

Gdzie mogę wykorzystać system SCADA?

Systemy SCADA mają zastosowanie w wielu dziedzinach, przede wszystkim w produkcji, ale również w automatyce budynkowej oraz ekologii. 

Podczas podejmowania decyzji o wdrożeniu SCADA głównym kryterium nie jest dziedzina, w której ma on pracować, ale potrzeby użytkownika i wynikający z nich zakres niezbędnych funkcjonalności. SCADA sprawdzi się wszędzie tam, gdzie potrzebne jest zbieranie danych, nadzór, alarmowanie i kontrola procesu. 

Użytkownik najpierw powinien zadać sobie pytanie, czy proces, który chce nadzorować, jest na tyle prosty, że wystarczy wizualizacja i sterowanie przy wykorzystaniu HMI, czy potrzebuje zaawansowanego systemu wizualizacji i kontroli SCADA. 

Zobacz przykładowe zastosowanie systemu SCADA w praktyce. Przeczytaj o digitalizacji MPEC Nowy Sącz.