SCADA, ein wichtiges System in der Fertigungs- und Infrastrukturbranche, wird erklärt. Was ist SCADA und was macht es möglich? Hier sind einige Beispiele für Systeme, die SCADA enthalten, und warum sie als wesentlich für intelligentere Fabriken angesehen werden.
Was ist SCADA?
Was ist SCADA, das in Übersee bereits weit verbreitet ist und in Japan allmählich in Betracht gezogen wird? Werfen wir einen Blick auf seine Funktionen und Aufgaben.
Überwachung der Kontrolle und Datengewinnung
SCADA ist ein Akronym für “Supervisory Control and Data Acquisition” und wird “Skada” ausgesprochen, direkt ins Japanische übersetzt “Überwachungssteuerung und Datenerfassung”, und es ist eigentlich eines der Überwachungssteuerungssysteme mit der Funktion, wie sie in diesem Wort steckt.
SCADA sammelt und analysiert Daten und überwacht und steuert Daten, die von verschiedenen Geräten und Sensoren gesendet werden. Zusätzlich zu diesen Funktionen können auch Alarme und Sicherheitsfunktionen enthalten sein. Darüber hinaus werden einige der gesammelten und akkumulierten Daten in leicht verständlichen Grafiken angezeigt, was eine intuitive Überwachung ermöglicht.
Die Rolle von SCADA
Welche Rolle spielt also SCADA in der gesamten eingebetteten Anlage?
Kurz gesagt, es ist die Rolle der “Visualisierung des Standorts und der Verwaltung der gesamten Anlage”. Auch wenn es offensichtlich und keine Besonderheit zu sein scheint, gab es noch nie ein System, das gleichzeitig die gesamte Anlage visualisieren und verwalten kann. Es gab ein Leitsystem namens DCS, das aus dedizierter Hardware bestand und sich von der Rolle von SCADA unterschied, da es sich um ein verteiltes Überwachungssystem handelte, das nach Geräten aufgeteilt war.
Um diese Aufgabe der Datenerfassung und -verwaltung erfüllen zu können, müssen alle Geräte so angeschlossen sein, dass sie mit dem System kommunizieren können. Daher stellt SCADA in der Regel eine Netzwerk- und externe Kommunikation zwischen den Geräten her, die es konfiguriert.
Die Bedeutung von SCADA liegt in der “Visualisierung durch leicht verständliche Anzeigen” und der “kollektiven Verwaltung der gesamten Anlage”. Es hat die Aufgabe, die von den einzelnen Geräten empfangenen Daten zusammenzufassen und an die Menschen weiterzuleiten.
Dies steht im Einklang mit der Rolle, die für die intelligente Gestaltung von Fabriken erforderlich ist, die in den letzten Jahren in der verarbeitenden Industrie jedes Landes vorangekommen sind. In intelligenten Fabriken und intelligenten Fabriken ist es ideal, dass alle Sensoren und Geräte an das Netzwerk angeschlossen sind und die von ihnen gewonnenen Daten gemeinsam visualisiert und verwaltet werden. SCADA ist ein System, das genau diese Rolle spielt. Wenn es also in eine intelligente Fabrik integriert wird, spielt es eine sehr wichtige Rolle.
Ein System mit integriertem SCADA
SCADA ist ein Datenerfassungssystem mit dem Hauptzweck, die erfassten Daten zu analysieren und anzuzeigen. Es hat nicht die Fähigkeit, Geräte zu steuern. Um auf der Grundlage der erfassten Daten steuern zu können, muss es daher in Zusammenarbeit mit einem anderen Steuergerät oder -system eingesetzt werden. In der verarbeitenden Industrie und im Infrastrukturbereich kann zum Beispiel ein fünfstufiges Modell aufgebaut werden:
Fünf Schichten bei der Arbeit mit SCADA
- Betriebsmittel
Sie ist die Schicht, die den physikalischen Prozess direkt durchführt und sozusagen die Fingerspitze der gesamten Anlage ist. Dazu gehören auch Geräte wie Motoren und Pumpen.
- Sensor / Steuerung
Dies ist die Schicht, die die Erkennung und Steuerung durchführt. In herkömmlichen Steuerungssystemen erfolgt die Steuerung hier und wird vom menschlichen Auge überwacht. Geräte wie Sensoren, PLCs (Sequenzer) und RTUs (Remote Terminal Units) fallen in diese Schicht.
- Überwachung und Datenerhebung
Diese Schicht überwacht und sammelt Daten über den Betriebs- und Kontrollstatus von Geräten. Hier befindet sich SCADA.
- Verwaltung des Betriebsstatus
Diese Ebene verwaltet den Betriebsstatus von Produktionslinien und -anlagen. Sie ist ein Teil, der mit der Produktionssteuerung, der Prozesssteuerung, dem Eingang von Rohstoffen, dem Produktversand usw. verknüpft werden muss. Beinhaltet MES (Manufacturing Execution System) und MOM (Manufacturing Operations Management).
- Verwaltungsplan
Und die Ebene dieses Managementplans befindet sich an der Spitze. ERP (Enterprise Resource Planning) entspricht diesem Teil.
SCADA ist das Bindeglied zwischen der Feldseite und der Verwaltungsseite
. Auf diese Weise befindet sich SCADA auf halbem Weg, wo Informationen von Geräten und Sensoren, die direkt im Feld betrieben werden, empfangen und zu den Schichten weitergeleitet werden, die sie verwalten und ausführen.
Wenn man sich die gesamte Anlage als eine Organisation wie ein Unternehmen vorstellt, kann man sagen, dass Sie für die Frontlinie des Feldes verantwortlich sind. SCADA agiert wie ein Feldüberwacher eines Systems.
SCADA und IIoT und Edge Computing
Da SCADA ein System zur Datenerfassung an vorderster Front ist, sollte es als IoT-Softwareplattform (IIoT) im industriellen Bereich eingesetzt werden können. Insbesondere gibt es eine Verbindung mit edge computing.
Was ändert und entwickelt sich durch die Verbindung von SCADA mit edge computing?
Mehr Geschwindigkeit für Systeme mit eingebettetem SCADA
Edge computing verbessert die Reaktionsgeschwindigkeit der Geräte durch die Verarbeitung von Daten an vorderster Front des Feldes. Erfahren Sie mehr darüber, was edge computing tun kann.(Warum edge computing Aufmerksamkeit erregt: Was ist der Unterschied zwischen cloud und On-Premises| Stratus )
Auf der anderen Seite spielt SCADA eine Rolle bei der Extraktion und Verarbeitung von Daten aus Geräten und Sensoren. Das bedeutet, dass Sie bereits über die Fähigkeit verfügen, die Daten auf der Seite edge zu verarbeiten. Durch die Verbindung von SCADA mit cloud kann SCADA dann wie folgt funktionieren edge computing.
Auf diese Weise ist SCADA ein System, das seine Vorteile und seine Macht noch weiter ausbauen kann, indem es mit edge computing.
Der intelligenten Fabrik einen Schritt voraus
Intelligente Fabriken können als die nächste Generation der Fertigungsindustrie bezeichnet werden, die durch die Entwicklung von cloud und IIoT (Industrial IoT, IoT für den industriellen Bereich) realisiert wird.
In einer typischen intelligenten Fabrik werden Daten von Sensoren, die in verschiedenen Geräten installiert sind, gesammelt und an die Website cloud gesendet, so dass der Betriebszustand von überall aus überprüft werden kann. Dies ist einer der großen Vorteile der intelligenten Fabriken. SCADA ist ein geeignetes System für die Erfassung, Steuerung und Überwachung dieser Daten.
Mit der zunehmenden Zahl intelligenter Fabriken, die tatsächlich in Betrieb sind, ist jedoch ein bestimmtes Problem aufgetaucht. Es geht um die Geschwindigkeit der Datenverarbeitung. Wenn es darum geht, riesige Datenmengen von einem beliebigen Gerät an cloud zu senden und zu empfangen und sie in einem Netzwerk zu verarbeiten, entstehen Verkehrsprobleme.
Bei der Übermittlung von Daten von der Baustelle an cloud und von cloud an die Baustelle kommt es zu einer Zeitverzögerung von Hunderten von Millisekunden bis zu mehreren Sekunden. Diese Zeitverzögerung stellt eine Herausforderung für intelligente Fabriken dar.
Intelligente Fabriken auf dem neuesten Stand edge der Fertigungsindustrie sind häufig mit Hochleistungsgeräten ausgestattet, die einen präzisen und schnellen Betrieb ermöglichen. Trotz dieser hochentwickelten Geräte kann die Leistung der Geräte nicht voll genutzt werden, wenn es bei der Datenübertragung/-empfang und -verarbeitung eine Zeitverzögerung gibt. Selbst bei einer winzigen Zeitverzögerung führt die Anhäufung von Daten zu Verschwendung, da der Zyklus abnimmt.
Edge computing ist die Lösung für diese Herausforderungen. Anstatt alle Daten an die cloud zu senden und zu empfangen, werden die Daten nahezu in Echtzeit vor Ort verarbeitet, was die Leistung der Geräte verbessert. SCADA kann auch eine dezentrale Rolle spielen, indem es eine Verbindung mit edge computing während der Datenerfassung.
Auf diese Weise können durch die Kombination von IIoT, SCADA und edge computingkönnen sich intelligente Fabriken auf die nächste Stufe weiterentwickeln.
Überwachungs- und Kontrollsystem mit Edge Elementen – SCADA
Ich habe erklärt, welche Art von System SCADA ist und welche Funktionen und Rollen es im IIoT hat. Wir haben auch die Beziehung zwischen Betriebsmethoden und edge computing.
SCADA, das in den 1990er Jahren aufkam, hat sich in seinem System selbst weiterentwickelt und ist in Übersee bereits weit verbreitet. Mit der Entwicklung von peripheren PLCs und RTUs entwickelt es sich auch funktionell weiter und wird immer praktischer. Darüber hinaus wurde die Bedeutung von edge computing erkannt, und auch SCADA hat viel Aufmerksamkeit erhalten. Es wird erwartet, dass sich SCADA, das in kritische Infrastrukturen und große Produktionsanlagen eingebettet ist, weiter entwickeln wird.
