SCADA بخشی از موج صنعت 4 است.0 - اما آیا این فقط تبلیغات است یا جایی در تجارت شما دارد؟
این سوالی است که ارزش پرسیدن و پاسخ دادن را دارد، به خصوص اگر می خواهید اکنون رقابتی بمانید. شما گزینه هایی دارید و باید بدانید که چه هستند.
یک برنامه SCADA از یک تجارت از طریق نظارت از راه دور پشتیبانی می کند. اغلب برای کنترل عملکردهای حیاتی و جمعآوری و دادههای دریافتی برای کمک به اجرای یکنواخت عملیات شما استفاده میشود.
SCADA به کلیدی برای کنترل هوشمندتر و مقرون به صرفه تر سیستم قدرت تبدیل شده است. در اینجا همه چیزهایی است که باید بدانید تا مطمئن شوید که برای شما مناسب است.
اسکادا چیست؟
SCADA مخفف عبارت Supervisory Control and Data Acquisition است. SCADA یک سیستم کنترل خودکار را نشان می دهد که در صنایع بزرگ مقیاس مانند نفت و گاز، آب، نیرو، داروسازی و سایر صنایع بزرگ مقیاس صنعتی، تولیدی، ساختمانی و مهندسی مورد علاقه است.
اما تعیین SCADA ممکن است دشوار باشد زیرا یک فناوری خاص نیست - این یک فرآیند است. آن را به عنوان یک برنامه کاربردی در نظر بگیرید که داده های عملیاتی را در مورد طیف وسیعی از سیستم ها دریافت می کند. سپس برنامه از داده های دریافتی برای کنترل و بهینه سازی عملکرد سیستم به صورت فعال یا حتی پیش بینی استفاده می کند.
شما با یک سیستم متمرکز شروع می کنید که سایت ها را نظارت و کنترل می کند، از یک کارخانه واحد گرفته تا مجموعه ای پیچیده از گیاهان که در سراسر کشور پخش شده اند.
SCADA با پردازش سیگنال های ورودی از سوییچ ها و دستگاه ها کار می کند. کاربران از راه دور می توانند داده های دریافتی را بدون حضور بخوانند و سپس تجهیزات را کنترل کنند.
این برنامه همچنین به یک پایگاه داده توزیع شده از برچسب ها یا نقاط در سراسر کارخانه متکی است. این نقاط اطلاعاتی در مورد مقادیر ورودی یا خروجی فردی هستند که به سیستم SCADA می گویند که چه اتفاقی برای تجهیزات تحت نظارت و کنترل می افتد.
SCADA همچنین ابردادههایی مانند کنترلکنندههای منطقی قابل برنامهریزی (PLC)، مسیرهای ثبت و آمار هشدار را ضبط و ذخیره میکند. معماری به طور جمعی پشتیبانی می کند:
- کنترل فرآیندهای صنعتی از مکان های محلی یا دور.
- نظارت، جمع آوری و پردازش داده ها در زمان واقعی.
- از طریق نرم افزار HMI به طور مستقیم با دستگاه هایی مانند سنسورها، شیرها، پمپ ها و موتورها تعامل داشته باشید.
- رویدادها را برای ثبت فایلها ثبت کنید.
وقتی یک مدل SCADA را به صورت گرافیکی مشاهده می کنید، به راحتی می توانید متوجه شوید که یک حلقه بازخورد با شاخه های تحلیل موازی است. به عنوان مثال، با استفاده از سنسورهای دما و RTU، سرور SCADA اطلاعات مربوط به اطلاعات را برای تجزیه و تحلیل بیشتر و تصمیم گیری دریافت می کند.
اجزای رایج سیستم SCADA عبارتند از:
- واحد پایانه راه دور (RTU):یک دستگاه میدانی، مانند یک PLC، که دادههای حسگر/دستگاه میدانی را با استفاده از پروتکلهای ارتباطی دادههای صنعتی منتقل میکند.
- رادیو / مودم:از طریق انتقال بی سیم، رادیوها و مودم ها داده های بلادرنگ را به شیوه ای کارآمد و قابل اعتماد ارسال و دریافت می کنند.
- حسگرها / مبدل ها:حسگرها سیگنالها را از سیستمهای فیزیکی دریافت میکنند و سپس از طریق تلهمتری و سیستمهای کنترل با آنها ارتباط برقرار میکنند. این حسگرها به تکنسین/اپراتور یک سیستم SCADA کمک می کنند تا داده ها را از راه دور اندازه گیری و جمع آوری کند.
- تکرار کننده ها:همانند ماهواره ها، تکرار کننده ها سیگنال ها را در فواصل طولانی، حتی در حضور موانع فیزیکی، دریافت و ارسال می کنند.
- استاد SCADA:استاد داشبورد است، ایستگاه کنترل مرکزی برای سایر عملیات. ممکن است یک کامپیوتر منفرد یا چندین سرور، برنامه های نرم افزاری، RTU و PLC برای عملیات پیچیده تر باشد.
- نرم افزار مانیتورینگ:نرم افزار مانیتورینگ وظیفه آموزش سیستم و ایجاد خط پایه از دستورالعمل های داده را بر عهده دارد. این دستورالعمل ها نحوه تعامل سیستم با تمام سخت افزارها، مقادیر مورد انتظار و معیارهای عملکرد مورد نیاز را نشان می دهد.
- رابط ماشین انسانی (HMI):هنگامی که میزبان SCADA داده ها را اسکن می کند، نرم افزار HMI یک وضعیت هشدار را تشخیص می دهد و به اپراتور می گوید که به دنبال چه چیزی باشد.
SCADA فقط یک موضوع راحتی نیست. همچنین می تواند یک مشکل امنیتی باشد.
صنایعی مانند نفت و گاز، نیروگاهها و نیروگاههای برق آبی، تأسیسات تصفیه آب و فاضلاب و ایستگاههای نظارت محیطی به ارتباطات و جمعآوری دادههای SCADA متکی هستند زیرا این منابع بسیار دور هستند.
حتی اگر بتوان به آنها دسترسی داشت، گاهی اوقات بیدار ماندن اپراتورهای نیروگاه ایمن تر است، به خصوص اگر سیستم نظارت از راه دور بتواند به طور منظم اقدامات اندازه گیری و جمع آوری انجام دهد.
چاههای نفت، چاههای آب و نیروگاهها تنها چند نمونه از داراییهایی هستند که بر معماریهای SCADA متکی هستند که بر عملیات تلهمتری قدیمی متکی هستند.
مانیتورینگ تله متری
برنامه های SCADA بدون نظارت از راه دور هیچ چیز نیستند.
تله متری بخش مهمی از به دست آوردن، دریافت، نظارت و تجزیه و تحلیل داده های دریافتی در مورد وضعیت تجهیزات در زمان واقعی است.
سیستمهای هواشناسی که آب و هوا را اندازهگیری، نظارت و پیشبینی میکنند، نمونه خوبی از یک سیستم نظارت از راه دور هستند. مانیتورینگ تله متری از راه دور انجام می شود و به مجموعه ای از ابزارهای جمع آوری داده ها متصل (حتی به صورت بی سیم) به مجموعه ای از سیستم های فناوری اطلاعات نیاز دارد.
ارتباط بین این دو رابط از طریق فناوری هایی مانند رادیو، اولتراسوند، مادون قرمز، تلفن یا شبکه های کامپیوتری انجام می شود.
چهار نوع واحد تله متری مورد استفاده در SCADA وجود دارد:
- سیمی:از نظر فیزیکی در داخل کارخانه قرار دارد و شامل اترنت، خطوط تلفن شماره گیری شده و خطوط اجاره ای به سایت های راه دور است.
- بی سیم:شامل شبکه های بی سیم داخل کارخانه مانند شبکه های Wi-Fi، سلولی، ماهواره ای و شبکه های رادیویی نقطه به نقطه با تکرارکننده.
- رای گیری:گزارش در اینجا بر اساس استثناها است.
- هیبرید:ترکیبی از یک یا چند واحد قبلی
با ظهور داده های بزرگ، تله متری به طور فزاینده ای مفید می شود. این یک سیستم حمل و نقل غنی از داده را ارائه می دهد که می تواند با اطلاعات پیچیده و دقیق از طریق تجمیع در یک سیستم متمرکز تقویت شود.
سیستم های اسکادا مدرن
سیستم های SCADA مدرن به طور فزاینده ای به برنامه های SCADA مبتنی بر ابر برای تجسم مجدد معماری SCADA متکی هستند.
مفاهیم موجود در مدل یکسان است، اما دستگاههای فیزیکی اغلب دیجیتالی و خودکار میشوند و عملیات را بصریتر، انعطافپذیرتر و مقیاسپذیرتر میکنند.
سیستم های مدرن اسکادا امروزی بهترین دستگاه های کنترلی را به انعطاف پذیری و عملکرد فناوری اطلاعات ارائه می کنند. سیستم های اسکادا مدرن همه در مورد عملیات بلادرنگ هستند: دسترسی، شفافیت، کنترل و تصمیم گیری.
هفت قانون طلایی برای موفقیت اسکادا
اثربخشی واقعی SCADA در نقش آن در اهداف گسترده تر سازمان نهفته است.
SCADA موقعیت بسیار استراتژیکی را در مرکز هرم اتوماسیون اشغال می کند:
SCADA از طریق عملیات خود، داده ها و عملیات های دریافتی را همانطور که در نظر گرفته شده کنترل و نظارت می کند.
همچنین پاسخ داده و اطلاعات حیاتی را به نرم افزار MES و ERP ارسال می کند. اجرای موفق SCADA به شما امکان می دهد داده های عملیاتی را به هوش تجاری و برنامه ریزی عملی تبدیل کنید.
1) مشکلات سیستم
انتخاب سیستم شما باید مطابق با الزامات بخش و صنعت شما و همچنین فروشنده ای با شهرت قوی برای راه حل های مقیاس پذیر باشد.
2) شبکه خود را به درستی یکپارچه کنید
آیا هنگام مهاجرت از یک سیستم به سیستم دیگر، خرابی اجتناب ناپذیر است؟ خرابی شدید می تواند به معنای از بین رفتن داده ها، به خطر افتادن یکپارچگی داده یا انتقال نادرست داده باشد. برای این موارد احتمالی برنامه ریزی کنید، زیرا هر ضرری می تواند فاجعه بار باشد.
3) برای خطرات محیطی آماده شوید
RTU به اپراتورها دسترسی امن تری به اطلاعات مربوطه می دهد. اما حتی RTU ها نیز در مواجهه با محیط های خشن ممکن است آسیب ببینند. تجهیزاتی را انتخاب کنید که با آب و هوای منطقه و برنامه تعمیر و نگهداری منظم (یا حتی پیش بینی شده) شما مطابقت داشته باشد.
4) برنامه ریزی برای جایگزینی واحدهای منسوخ شده
یک واحد منسوخ برنامه ریزی شده به این معنی است که می توانید برای جایگزینی برنامه ریزی کنید. همچنین، مطمئن شوید که اجزای SCADA طراحی شده برای توسعه آینده و به حداکثر رساندن انعطاف پذیری تجهیزات را انتخاب کنید.
5) از تهدیدات امنیتی دوری کنید
عملکرد نرم افزار به اندازه اجرای آن مهم است.
68 درصد از متخصصان فناوری اطلاعات می گویند که حملات انکار سرویس (معروف به DDOS) رایج ترین راه برای ایجاد اختلال در سیستم های اسکادا و سوء استفاده از آن است.
همانطور که SCADA قدرتمند است، همچنان در برابر حمله آسیب پذیر است.
بخشی از آسیب پذیری ناشی از روشی است که اینترنت صنعتی اشیا (IIOT) حوزه ابزار دقیق و کنترل را تغییر می دهد.
امنیت سایبری برای SCADA باید به اندازه نظارت و نگهداری دستگاه هایش فعال و پیش بینی کننده باشد.
6) ارزیابی منظم آسیب پذیری
ارزیابی های تهدید و آسیب پذیری، مانند تعمیر و نگهداری معمول و پیشگیرانه تجهیزات را در نظر بگیرید. گزارش حملات کافی نیست - برای محافظت از شبکه سیستم SCADA خود، به یک برنامه پیشگیری خاص نیاز دارید.
حتی سیستم های بسته بدون رابط ارتباطی خارجی نیز در معرض خطر هستند.
حیاتی، اجتناب ناپذیر و ضروری است. تمام سناریوها و انواع حملات ممکن را با استفاده از کارشناسان داخلی یا خارجی و همچنین تکنسین های با تجربه که می دانند چگونه به حملات خارجی پاسخ دهند، اجرا کنید.
۷) تعادل را رعایت کنید
موقعیت استراتژیک SCADA بین فناوری عملیاتی و ابتکارات برنامه ریزی پیشرفته، آن را به ابزاری قدرتمند برای هوش تجاری تبدیل می کند.
اما تنها در صورتی که بین امنیت و یکپارچگی تعادل برقرار کنید. اطمینان حاصل کنید که سیستمهای مختلف در یک شبکه گسترده قابل همکاری هستند، در حالی که هنوز مطمئن شوید که به اندازه کافی باز نیست تا دستگاههای سرکش نفوذ کنند.
نتیجه گیری
Industrial MAX می داند که نرم افزار SCADA ماموریت بسیار مهمی است. بهعنوان یکپارچهساز ابزار دقیق و کنترل، دیدیم که چگونه SCADA آماده است تا نقش خود را به عنوان یک مرکز اطلاعاتی ارزشمند به سطح بعدی ارتقا دهد.
به جای اینکه IIOT سیستمهای اسکادا را از کار بیاندازد، میبینیم که چگونه اولویتهایی مانند انعطافپذیری و تصمیمگیری مبتنی بر دادهها قابلیتهای سیستمهای اسکادا مدرن را دوباره تصور میکنند.
از آنجایی که ادغام یک امر خانوادگی است، سیستم های اسکادا راه به جایی نمی برند.
در عوض، خواهیم دید که چگونه علائم بارز IIOT مانند محاسبات ابری، تحرک و تجزیه و تحلیل، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و موارد دیگر، شاخصهای انتخاب و استقرار موفق نرمافزار HIM/SCADA هستند.