Sisteme SCADA pentru monitorizarea și controlul proceselor industriale

Valentin Andronache

Sistemele de tip SCADA, acronimul pentru Supervisory Control And Data Acquisition, au ca funcție principală achiziția și analiza datelor în timp real.  Ele sunt folosite la monitorizarea și controlul proceselor și echipamentelor industriale, având aplicații în: industria alimentară, farmaceutică, chimică, ceramică, controlul apelor și al apelor uzate, industria energetică, procesele de rafinare și transport al petrolului și gazelor naturale, etc.

Utilizate pentru prima dată în anul 1960, s-au dezvoltat rapid, înregistrând o evoluție din punct de vedere al funcționalității, scalabilității, performanțelor și adaptabilității astfel încât ele au devenit o alternativă la toate soluțiile dezvoltate pentru sistemele de control complexe și sofisticate.

1. Prezentarea generală a sistemelor SCADA

Folosind traductoare specializate se poate realiza monitorizarea unei game foarte variate de parametri, putând fi măsurată o serie întreagă de mărimi: nivel lichid, nivel gaze, debit lichide, debit gaze, presiune, temperatură, umiditate, vâscozitate, deplasare, etc.

Achiziția de date presupune procesarea unor intrări multiple electrice sau electronice de la diverse dispozitive cum ar fi: senzori, diverse traductoare, contoare, relee, cu scopul monitorizării, analizării și/sau controlului sistemelor și proceselor. În urma achiziției de date de la echipamentele hardware de control și monitorizare a procesului se realizează prelucrarea informațiilor obținute, realizarea de rapoarte și transmiterea diverșilor parametri pentru a facilita monitorizarea procesului de la distanță.

În fiecare aplicație tip SCADA se disting două nivele de bază: nivelul client, ce deservește interacțiunea om-utilaj, și nivelul serverului de date ce se ocupă de cea mai mare parte a activităților de control al procesului. Serverul de date comunică cu dispozitivele din teren prin intermediul dispozitivelor de control al procesului, cum ar fi PLC-urile care sunt conectate la serverul de date fie direct, fie prin intermediul unei rețele de comunicații, fie prin magistrale de câmp, utilizând diverse protocoale de comunicații care pot fi elaborate de anumite firme și deci proprietatea acestora (exemplu Siemens H1) sau generale (Modbus, Profibus). Serverele de date pot fi conectate între ele și la stațiile clienților prin rețele Ethernet LAN.

Sistemele SCADA culeg informații, cum ar fi, de exemplu, locul în care apare o scurgere dintr-o conductă, transferă informațiile înapoi la zona centrală, alertând stația locală de apariția scurgerii, efectuând analizele și controlul necesare, cum ar fi stabilirea caracterului scurgerii (critică sau nu) și afișarea informației într-o manieră logică și organizată.

Sistemele SCADA pot fi relativ simple, cum este cazul celor care monitorizează condițiile de mediu într-o clădire relativ mică cu birouri, sau foarte complexe, cum este cazul celor care monitorizează întreaga activitate într-o centrală nucleară sau activitatea sistemului municipal de ape.

Sistemul este de tip sarcini multiple (multi-tasking) și se bazează pe folosirea unei baze de date în timp real (RTDB – Real Time Data Base) care se găsește pe unul din servere.

Serverele sunt responsabile de achiziționarea și administrarea datelor pentru un set de parametri.

Este posibil însă să avem servere dedicate pentru anumite sarcini, de exemplu servere care urmăresc evoluția procesului,  servere care se ocupă de manipularea alarmelor, servere pentru rapoarte, servere de fișiere [3].

Articolul integral il puteti citi in editia tiparita a revistei Electricianul nr. 5/2012.