احتمالا تا بهحال سیستم اسکادا یا SCADA را در بهینهسازی و افزایش اتوماسیون صنعتی مدرن شنیدهاید. اسکادا مخفف عبارت Supervisory Control And Data Acquisition بهمعنای کنترل نظارتشده و جمعآوری داده در صنایع و تاسیسات مهم میباشد. این سیستم متشکل از یک نرمافزار و چندین سختافزار (از یک تا هزاران تجهیز صنعتی و نظارتی) است که جهت نظارت، کنترل، جمعآوری، پردازش و نمایش اطلاعات و دادههای صنعتی در مقیاسهای کوچک تا بسیار بزرگ مورداستفاده قرار میگیرد. امروزه بدون استفاده از اسکادا SCADA، نظارت بر محیط صنعتی، مدیریت کارآمد کارخانهها، صنایع بزرگ، تأسیسات و زیرساختهای حیاتی تقریباً غیرممکن خواهدبود.
بخوانید: انقلاب صنعتی پنجم چیست؟
سیستم SCADA چگونه کار میکند؟
در معماری اسکادا، دادهها ابتدا توسط سنسورهای پایش محیطی مانند سنسور دما و رطوبت، ولتاژ، جریان، وضعیت درب، نشت آب و دیگر سنسورهای مرتبط، در کنار تجهیزات صنعتی مدرن شامل پمپها، موتورها، شیرها و… اندازهگیری میشوند. این دادهها بهوسیله تجهیزاتی مبتنی بر PLC، RTU، کنترلرهای مبتنی بر میکروپروسسور یا خود سنسور جمعآوری شده و از طریق پروتکلهای ارتباطی به سرور مرکزی اسکادا و کلود برای پردازش، ذخیره در دیتابیس و نمایش گزارشات در نرمافزار اسکادا ارسال میشوند. نرمافزار اسکادا این دادهها را در لحظه دریافت، پردازش، ذخیره و بهصورت گرافیکی از طریق HMI نمایش میدهد. اپراتورها و مدیران صنعتی با استفاده از این اطلاعات میتوانند وضعیت سیستم را تحلیل کرده و در صورت نیاز، فرمانهای اجرایی لازم را صادر کنند.
تفاوت SCADA با HMI و PLC چیست؟
PLC یا Programmable Logic Controller مسئول دریافت اطلاعات و اجرای فرمانهای کنترلی بر تجهیزات بوده و مستقیماً با پمپها، موتورها، شیرها و سنسورها در ارتباط قراردارد. HMI یا Human Machine Interface رابط گرافیکی برای تعامل راحتتر اپراتور با سیستم است. اسکادا در لایهای بالاتر از PLC و HMI قرار میگیرد و وظیفه نظارت، مدیریت کلان، ذخیره دادهها، گزارشگیری، هشداردهی و کنترل از راه دور تجهیزات را از طریق PLCها بر عهده دارد. در واقع اسکادا مغز مرکزی یک سیستم اتوماسیون صنعتی گسترده است. HMI معمولاً در محل نصب تجهیزات قرار گرفته و برای کنترل یک ماشین یا یک بخش مشخص از فرایند استفاده میشود؛ درحالیکه اسکادا SCADA فرایندهای هشداردهی، بازهبندی، مدیریت سیستمهای گسترده و حتی اطلاعات HMI را از دور کنترل خواهدکرد.
تاریخچه سیستمهای اسکادا از گذشته تا امروز
پیش از سیستم اسکادا SCADA، کنترل فرایندهای صنعتی بهصورت دستی و با استفاده از کلیدها، دکمهها، رلهها و تایمرهای آنالوگ انجام میشد. این روش نیازمند حضور دائمی نیروی انسانی در محل بود و عیبیابی و توسعه سیستمها بسیار دشوار و پرهزینه محسوب میشد. در دهه ۵۰ میلادی، استفاده از پردازندهها در نظارت بر محیط صنعتی آغاز شد و صنایع نفت و گاز، تولید، آب و برق از نخستین کاربران این فناوری بودند. در دهه ۱۹۶۰ با حضور فناوری تلهمتری، ارسال داده از راه دور ممکن و نظارت بر سایتهای پراکنده سادهتر شد.
در دهه ۷۰ میلادی اسکادا SCADA بهصورت رسمی بهعنوان سیستمی برای نظارت و کنترل فرایندهای اتوماسیونشده مبتنی بر PLC و میکروپروسسورها معرفی شد، هرچند در آن زمان شبکهسازی وجود نداشت و سیستمها بهصورت مستقل عمل میکردند. در دهه ۱۹۹۰ با حضور شبکه LAN و نرمافزارهای HMI، اسکادا SCADA به سختافزارهای بیشتر و در بازه گستردهتری متصل شد، اما بهعلت نبود پروتکل و زیرساختهای مناسب، اغلب ارتباطات انحصاری و بسته ماندند. در دهههای بعد با رشد فناوری اطلاعات، دیتابیس SQL و نرمافزارهای تحت وب گسترشیافته و در نتیجه آن اسکاداهای مدرن شکل گرفتند که امکان دسترسی، تحلیل و کنترل از هر نقطه دنیا را فراهم میکنند.
اسکادا در چه صنایعی استفاده میشود؟
سیستم SCADA در طیف گستردهای از صنایع کاربرد دارد. صنعت نفت، گاز و پتروشیمی، بهطور معمول برای کنترل خطوط انتقال، پالایشگاهها و مخازن از اسکادا استفاده میکنند. صنعت آب و فاضلاب از اسکادا یا SCADA برای تصفیه، توزیع و پایش کانالهای آبی استفاده میکنند. نیروگاهها برای بهینهسازی نظارت، تولید، انتقال و توزیع انرژی به اسکادا متکی هستند. همچنین در سالهای اخیر، شهرهای هوشمند، سیستمهای حملونقل، ترافیک، گلخانههای هوشمند و مراکز داده نیز از اسکادا استفاده گستردهای میکنند.
چرا باید از SCADA استفاده کنیم؟
استفاده از اسکادا SCADA باعث افزایش بهرهوری، کاهش هزینه، افزایش ایمنی، کاهش خطای انسانی و بهبود تصمیمگیری در مدیریت میشود. استفاده از اسکادا SCADA منجر به واکنش سریع در شرایط بحرانی، ثبت و تحلیل دادههای تاریخی، نگهداری پیشبینیشده و کنترل همزمان هزاران تجهیزات خواهدشد. بدون اسکادا، مدیریت کارخانههای بزرگ یا سایتهای پراکنده بسیار پرهزینه و پرخطر خواهد بود.
چه زمانی به سیستم اسکادا نیاز داریم؟
هر زمان که تعداد تجهیزات افزایش پیدا کرده، سایتها از لحاظ گستردگی پراکنده باشند، نیاز به نظارت بر محیط صنعتی و کنترل از راه دور وجود داشته یا ثبت و تحلیل دادهها اهمیت پیدا کند، استفاده از اسکادا ضروری میشود. در پروژههایی که توقف فرایند یا خطای انسانی خسارت مالی یا جانی بالایی ایجاد میکند، پیادهسازی سیستم اسکادا به یک ضرورت تبدیل خواهدشد.
چگونه پیادهسازی سیستم SCADA را شروع کنیم؟
شروع پیادهسازی اسکادا با شناخت دقیق فرایندهای صنعتی، پارامترهای موردنیاز برای پایش، تجهیزات موجود و موردنیاز برای کنترل، انجام میشود. سپس انتخاب سختافزار مناسب مانند PLC، تجهیزات پایش محیطی و سایر سنسورهای موردنیاز برای یک ارتباط گسترده انجام میشود. در مرحله بعد، نرمافزار اسکادا، پایگاه داده مرتبط، پروتکلهای ارتباطی مانند Modbus ،TCP ،SNMP و طراحی HMI پیادهسازی میگردد. در نهایت تست، بهرهبرداری و آموزش اپراتورها انجام میشود.
نقش سنسورها و تجهیزات سپهر در سیستمهای SCADA
در یک سیستم اسکادا مدرن SCADA، سنسورها نقشی حیاتی در جمعآوری دادهها دارند. سنسورهای محیطی و صنعتی سپهر برای اندازهگیری پارامترهای مختلف و ارسال دادهها به سرور مرکزی از طریق پروتکلهایی مانند مدباس یا Modbus با ارتباط TCP یا RTU سیستم هوشمندی ایجاد کرده تا تصمیمگیری، هشداردهی و کنترل هوشمند صنعتی سازمانی ویژه فراهم شود.
آینده سیستم اسکادا (SCADA)
سیستم SCADA امروزی با قابلیت اجرا تحت وب، دارابودن دیتابیسهای استاندارد SQL، امنیت پیشرفته، دسترسی راحتتر و از راه دور، نیازهای صنایع و کارخانهجات امروزی از جمله حرکت بهسمت پلتفرمهای بومی، امن و یکپارچه، نیاز به استقلال، امنیت اطلاعات و سفارشیسازی را برطرف خواهندکرد. سپهر انفورماتیک درخشان در حال توسعه و شخصیسازی یک پلتفرم اسکادا کاملاً داخلی بوده که پاسخگوی نیازهای صنایع مدرن کشور و خارج از کشور باشد.
برای اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید!
