اسکادا (SCADA)

اسکادا(SCADA) چیست؟

اسکادا(SCADA) مخفف Supervisory Control And Data Acquisition  و معنی کلمه ی SCADA “سیستم جمع‌آوری داده و کنترل نظارتی” می باشد که یک بستر برای پیاده‌سازی مجموعه ارتباطات و داده‌های کنترلی برای رسیدن به یک هدف مشخص است. در سیستم‌های کنترل صنعتی یکی از رایج‌ترین سیستم ها اسکادا است که می‌توان از آن برای مدیریت تقریباً هر نوع فرایند صنعتی استفاده کرد. در واقع به دسته‌ای از نرم‌افزارهای کاربردی برای کنترل  فرایندهای زیرساختی، فرایندهای صنعتی و یا فرایندهای مبتنی بر تجهیزات (Facility-Based) گفته می شود که به‌منظور کنترل تجهیزات و سیستم، داده‌ها را در لحظه از مکان‌های دور جمع‌آوری می‌کند. SCADA ابزارهای مورد نیاز برای پیاده کردن فرایند های صنعتی داده‌محور را در اختیار سازمان‌ها و شرکت‌ها قرار می‌دهد.

اجزای سیستم اسکادا

سیستم‌های عمومی SCADA شامل هر دو اجزای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری هستند. رایانه‌ای که جهت تحلیل استفاده می‌شود باید شامل نرم‌افزار SCADA باشد. اجزای سخت‌افزاری، داده ورودی را دریافت کرده و آنها را جهت تحلیل بیشتر به سیستم تغذیه می‌کنند. سیستم اسکادا دارای یک هارددیسک می باشد که داده‌ها را درون یک فایل رکورد و ذخیره‌سازی می‌کند که این فایل بعداً در صورت نیاز توسط اپراتور، قابل چاپ است. این سیستم بخش بزرگی از مهندسی سیستم‌های کنترل را تشکیل می‌دهند. در این سیستم تکه‌هایی از اطلاعات و داده‌ها را از یک پردازش که در زمان واقعی (بلادرنگ  Realtime) تحلیل شده‌اند، جمع‌آوری می‌نمایند (Data Acquisition SCADA) دراین سیستم داده‌ها را ضبط و ثبت کرده و این داده‌های جمع شده را در HMIهای مختلف ارائه می‌نماید. اجزای سیتم اسکادا را در زیر بررسی میکنیم:

• سیستم نظارت یا Supervisory

این قسمت داده ها را از سنسور ها و محرک ها جمع آوری می کنند . سنسور یکی از تجهیزات دستگاه یا سیستمی است که ورودی‌های فرایندهای صنعتی را تشخیص می‌دهد. محرک یکی از تجهیزات دستگاه یا سیستمی است که مکانیزم فرایند را کنترل می‌کند و هر دوی سنسور و محرک توسط کنترل‌کننده‌های میدانی SCADA کنترل و نظارت می‌شوند.

• واحد ترمینال از راه دور (RTU)

واحد ترمینال راه دور به تجهیزات فیزیکی اتصال دارد.وظیفه ی این ترمینال تبدیل سیگنال های الکتریکی که از تجهیزات می‌آید به مقادیر دیجیتال است. سیگنال‌های الکتریکی مثلا از وضعیت باز یا بسته بودن یک کلید یا شیر و یا اندازه‌گیری‌ مقادیر فلو، فشار، جریان و ولتاژ به دست می‌آیند . RTU مجددا مقادیر را به سیگنال الکتریکی تبدیل و سپس به ادوات ارسال می‌کند و از این طریق امکان کنترل آن‌ها را فراهم می‌آورد، مثلا یک شیر یا کلید را باز و بسته و یا سرعت موتور را در یک مقدار خاص تنظیم می‌کند  

• کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)

کنترل‌کننده‌های منطقی قابل‌برنامه‌ریزی (PLC) به‌منظور کنترل فرایندهای صنعتی و معمولاً بر اساس تله‌متری فعلی جمع‌آوری‌شده توسط RTU و استانداردهای تعیین‌شده برای فرآیندها، با محرک‌ها در ارتباط هستند.

• کامپیوترهای نظارتی اسکادا

این تجهیزات همه فرآیندهای اسکادا را کنترل می‌کنند و برای جمع‌آوری داده‌ها از دستگاه‌ها و تجهیزات میدانی و ارسال دستورات به آن دستگاه‌ها برای کنترل فرایندهای صنعتی به کار می‌روند.

• رابط انسان و ماشین (HMI)

HMIرابط ماشین و انسان (Human Machine Interface) یک وسیله است که تمام اطلاعات فرایند را در اختیار کاربر انسانی قرار می‌دهد و کاربر انسانی از این اطلاعات برای کنترل فرایند استفاده می‌کند به پایگاه داده سیستم‌های اسکادا متصل است و اطلاعاتی مانند داده‌های تشخیص عیب (Diagnostic Data)، اطلاعات مدیریتی   (Management Information )و اطلاعات روند فرایند مانند اطلاعات منطقی، شماتیک‌های جزئی از یک ماشین یا سنسور خاص، فرایند نگه‌داری و تعمیرات و راهنمای عیب یابی را در اختیار کاربر و سیستم قرار می‌دهد. اطلاعاتی که یک HMI در اختیار دارد به صورت گرافیکی و نموداری به اپراتور انسانی نمایش داده می‌شود، در نتیجه نمایش شماتیکی از سیستم تحت کنترل برای اپراتور به اجرا در می‌آید . سیستم نرم‌افزاری یک رابط ماشین و انسان قادر است افزایش و کاهش نرخ فلو درون لوله‌ها را به صورت بلادرنگ نمایش دهد. نمودارهای ترسیم‌شده در این سیستم نیز از تصاویر دیجیتالی از تجهیزات فرایند تشکیل شده‌اند که با نمادهای متحرک یا نمادهای شماتیکی یا نمودارهای خطی (Line Graphic) المان‌ها و مقادیر مختلف فرایند را به نمایش در می‌آورند.