Основные толкования и классификация

Система диспетчерского управления и сбора данных SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) в настоящее время представляет собой наиболее эффективное, перспективное средство управления сложными динамическими процессами. Именно по принципу диспетчерского управления происходит построение крупных автоматизированных систем и предприятий в энергетике, машиностроении, космической и военной сфере, в различных государственных структурах. SCADA системы с точки зрения безопасности и надежности применяются во всех критических и жизненно важных сферах.

SCADA является процессом считывания в реальном режиме времени информации с удаленной точки с целью обработки, анализа и управления удаленным объектом. Традиционно SCADA система не подразумевала управление в реальном времени. Впрочем, в настоящее время развитие технологий сделало возможным управление в режиме реального времени. Сейчас у диспетчера (оператора) остается значительно больше времени для принятия решения с целью управленческого воздействия на тот или иной объект. Потребность в работе в реальном времени также обусловлена необходимостью отражения на центральном интерфейсе оператора всех необходимых данных и явлений. SCADA система не подразумевает обязательного управления технологическими процессами. Посредством этой системы возможно только осуществление мониторинга. Например, в сфере охраны окружающей среды на SCADA систему можно возложить мониторинг, но ни о каком управлении речь не идет. Здесь может быть температурный мониторинг, мониторниг землетрясений и т.д.

История SCADA систем началась в 60-70 годы прошлого века. В то время не было такого уровня развития технологий, какие мы имеем сегодня, однако все же существовали задачи мониторинга и управления удаленными объектами.

Историю развития SCADA систем можно разделить на три этапа:

1. Этап внедрения систем автоматического регулирования. На этом этапе осуществлялось управление отдельными параметрами, установками, агрегатами технологического процесса. Задачи стабилизации, программное управление, наблюдение вместо человека выполняли автоматизированные системы управления.

2. Этап автоматизации технологических процессов. Было начато управление распределенных в пространстве систем. Были решены задачи оптимального и адаптированного управления процессами. На этом этапе характерно внедрение систем телемеханики в управление технологическими процессами. Человек начал постепенно отделяться от объекта управления, в том числе возникли измерительные системы, исполнительные механизмы, мнемосистемы и другие средства отображения информации.

3. В управление технологическими процессами была включена вычислительная техника. Изначально в отдельных фазах появились микропроцессоры, затем начали активно развиваться человеко-машинные системы управления, методы и модели исследования операций. Сегодня же диспетчерское управление опирается на автоматические информационные системы сбора данных и современные вычислительные комплексы.

В настоящее время в SCADA системах существует большое многообразие, нет строгой стандартизации. Большие фирмы имеют собственный взгляд на эти системы. Термин „SCADA“ имеет двоякое значение. Широко распространено мнение, что SCADA является прикладным модулем, то есть инструментальным средством программного комплекса, которое обеспечивает выполнение указанных функций. Впрочем, зачастую под термином „SCADA“ подразумевают программно-аппаратный комплекс.

SCADA система не является обычной компьютерной сетью. Это т.н. распределенная компьютерная система (DCS- Distributed Control System). Вообще, компьютерные системы подразделяются на две части. Это распределенные компьютерные системы и компьютерные сети(Чертеж 1)

Компьютерные системы

Распределенные компьютерные системы

Распределенные системы

SCADA системы

Web SCADA системы

Компьютерные сети

Глобальные сети

Локальные сети

Чертеж 1.

Существует значительное различие между обычной компьютерной сетью и распределенной компьютерной системой. Распределенная компьютерная система является промышленной системой, она имеет ареал промышленного использования. Примером распределенной компьютерной системы является банкомат и банковский сервер. Банкомат не может функционировать без сервера, а существование сервера без банкомата теряет всякий смысл. Обычно в компьютерной сети могут быть отключены один или несколько компьютеров, но сеть все равно будет функционировать. Очень сложно назвать такую сферу, в которой не применяются автоматизированные системы управления. Ниже приведены только основные сферы, где активно внедряются и используются современные SCADA системы:

· управление передачей и распределением электроэнергии;

· промышленные производства;

· производство электроэнергии;

· водоснабжение и очистка воды;

· добыча, транспортировка и распределение газа и нефти;

· управление космическими объектами;

· управление транспортом (все виды транспорта: воздушный, метро, железная дорога, автомобильный, водный);

· телекоммуникация;

· военная сфера.

Однако, наиболее важным является использование SCADA систем в управлении технологическими процессами. Все существующие в настоящее время современные предприятия оснащены компьютерными средствами управления. В развитых странах также наблюдается тенденция внедрения автоматизированных систем управления и модернизации существующих систем в различных сферах экономики. В большинстве случаев построение указанных систем происходит по принципу диспетчерского управления и сбора данных. Примечательно, что в индустриальной сфере всё чаще происходит модернизация существующих предприятий SCADA системами нового поколения. Прибыль от внедрения новых систем управления, исходя из типа предприятия, выражается в сумме от сотен тысяч до миллионов долларов ежегодно. Большое внимание уделяется модернизации таких предприятий, которые представляют большую экологическую опасность для окружающей среды (химические и ядерные предприятия). Также большое внимание уделяется модернизации жизненно важных для населенных пунктов предприятий (водопровод, канализация и т.д.)