Verrà spiegato lo SCADA, un sistema importante nel settore manifatturiero e delle infrastrutture. Cos’è lo SCADA e cosa lo rende possibile? Ecco alcuni esempi di sistemi che incorporano lo SCADA e perché sono considerati essenziali per fabbriche più intelligenti.
Che cos’è lo SCADA
Che cos’è lo SCADA, già ampiamente utilizzato all’estero e gradualmente preso in considerazione in Giappone? Vediamo le sue caratteristiche e i suoi ruoli.
Monitoraggio del controllo e del guadagno di dati
SCADA è l’acronimo di “Supervisory Control and Data Acquisition” (controllo di supervisione e acquisizione dati) e si pronuncia “Skada”, tradotto direttamente in giapponese, “controllo di monitoraggio e acquisizione dati”, ed è in realtà uno dei sistemi di controllo di monitoraggio con la funzione indicata in questa parola.
Lo SCADA accumula e analizza i dati, monitorando e controllando quelli inviati da vari dispositivi e sensori. Oltre a queste funzioni, possono essere inclusi anche allarmi e funzioni di sicurezza. Inoltre, alcuni dati raccolti e accumulati vengono visualizzati in grafici di facile comprensione, consentendo un monitoraggio intuitivo.
Il ruolo dello SCADA
Quale ruolo svolge lo SCADA nell’intero impianto incorporato?
In poche parole, si tratta del ruolo di “visualizzare il sito e gestire l’intera struttura”. Anche se può sembrare ovvio e non una caratteristica particolare, non è mai esistito un sistema in grado di visualizzare e gestire contemporaneamente l’intero impianto. Esisteva un sistema di controllo chiamato DCS, composto da hardware dedicato, che si differenziava dal ruolo dello SCADA perché era un sistema di monitoraggio distribuito suddiviso per apparecchiature.
Per svolgere questo ruolo di acquisizione e gestione dei dati, tutte le apparecchiature devono essere collegate in modo da poter comunicare con il sistema. Pertanto, lo SCADA stabilisce tipicamente una comunicazione di rete ed esterna tra i dispositivi che configura.
L’importanza dello SCADA risiede nella “visualizzazione attraverso un display di facile comprensione” e nella “gestione collettiva dell’intero impianto”. Ha il ruolo di aggregare i dati ricevuti da ogni dispositivo e di fornirli alle persone.
Questo è in accordo con il ruolo necessario per lo smartening delle fabbriche, che negli ultimi anni stanno avanzando nel settore manifatturiero di ogni Paese. Nelle fabbriche e negli stabilimenti intelligenti, l’ideale è che tutti i sensori e le apparecchiature siano collegati alla rete e che i dati da essi ottenuti siano visualizzati e gestiti collettivamente. Lo SCADA è un sistema che svolge proprio questo ruolo, quindi se viene incorporato in una fabbrica intelligente, avrà un ruolo molto importante.
Un sistema con SCADA integrato
Lo SCADA è un sistema di raccolta dati con lo scopo principale di analizzare e visualizzare i dati acquisiti. Non ha la capacità di controllare le apparecchiature. Pertanto, per controllare in base ai dati acquisiti, è necessario utilizzarlo in collaborazione con un altro dispositivo o sistema di controllo. Ad esempio, nel settore manifatturiero e delle infrastrutture, si può costruire un modello a cinque livelli:
Cinque livelli di lavoro con lo SCADA
- Attrezzature operative
È lo strato che esegue direttamente il processo fisico e si può dire che sia la punta delle dita dell’intera apparecchiatura. Include apparecchiature come motori e pompe.
- Sensore / controllo
È lo strato che esegue il rilevamento e il controllo. Nei sistemi di controllo convenzionali, il controllo viene eseguito qui ed è monitorato dall’occhio umano. In questo strato rientrano dispositivi come sensori, PLC (sequenziatori) e RTU (unità terminali remote).
- Monitoraggio e raccolta dati
Questo livello monitora e raccoglie dati sul funzionamento e sullo stato di controllo delle apparecchiature. Qui si trova lo SCADA.
- Gestione dello stato di funzionamento
Questo livello gestisce lo stato operativo delle linee di produzione e delle attrezzature. È una parte che deve essere collegata al controllo della produzione, al controllo dei processi, all’arrivo delle materie prime, alla spedizione dei prodotti, ecc. Include MES (Manufacturing Execution System) e MOM (Manufacturing Operations Management).
- Piano di gestione
Il livello di questo piano di gestione si trova nella parte superiore. L’ERP (Enterprise Resource Planning) corrisponde a questa parte.
Lo SCADA collega il mezzo tra il lato campo e il lato gestione
In questo modo, lo SCADA si trova a metà strada, dove le informazioni provenienti dalle apparecchiature e dai sensori operanti direttamente sul campo vengono ricevute e collegate ai livelli che le gestiscono e le eseguono.
Se si pensa all’intero impianto come a un’organizzazione simile a un’azienda, si può dire che si è responsabili della prima linea del campo. Lo SCADA agisce come un supervisore di campo su un sistema.
SCADA e IIoT e Edge Computing
Dato che lo SCADA è un sistema di raccolta dati all’avanguardia, dovrebbe essere in grado di operare come piattaforma software IoT (IIoT) in campo industriale. In particolare, esiste una connessione con edge computing.
Cosa cambierà e si evolverà collegando lo SCADA a edge computing?
Aggiungere velocità ai sistemi con SCADA integrato
Edge computing migliora la velocità di risposta delle apparecchiature elaborando i dati in prima linea sul campo. Per saperne di più su cosa edge computing può fare.(Perché edge computing sta attirando l’attenzione: Qual è la differenza tra cloud e on-premises| Stratus )
D’altra parte, lo SCADA svolge un ruolo di estrazione ed elaborazione dei dati da dispositivi e sensori. Ciò significa che si dispone già della capacità di elaborare i dati sul lato edge . Quindi, semplicemente collegando lo SCADA al sito cloud, lo SCADA può funzionare come edge computing.
In questo modo, lo SCADA è un sistema che può ottenere i suoi vantaggi ed esercitare una potenza ancora maggiore collegandolo a edge computing.
La fabbrica intelligente è un passo avanti
Le fabbriche intelligenti, si può dire, sono l’industria manifatturiera di nuova generazione realizzata grazie allo sviluppo di cloud e IIoT (Industrial IoT, IoT per il settore industriale).
In una tipica fabbrica intelligente, i dati vengono raccolti da sensori installati in vari dispositivi e inviati al sito cloud, che consente di controllare lo stato di funzionamento da qualsiasi luogo. Questo è uno dei grandi vantaggi delle fabbriche intelligenti. Lo SCADA è un sistema adatto a raccogliere, controllare e monitorare questi dati.
Tuttavia, con l’aumento del numero di fabbriche intelligenti effettivamente operative, è emerso un problema. Si tratta della velocità di elaborazione dei dati. Quando si tratta di inviare e ricevere enormi quantità di dati da qualsiasi dispositivo a cloud su una rete e di elaborarli, sorgono problemi di traffico.
Quando i dati vengono inviati avanti e indietro dal sito al cloud e dal cloud al sito, c’è un ritardo di centinaia di millisecondi o di diversi secondi. Questo ritardo rappresenta una sfida per le fabbriche intelligenti.
All’avanguardia edge dell’industria manifatturiera, le fabbriche intelligenti sono spesso dotate di apparecchiature ad alte prestazioni per consentire un funzionamento preciso e ad alta velocità. Nonostante l’esistenza di apparecchiature così sofisticate, se c’è un ritardo nella trasmissione/ricezione ed elaborazione dei dati, le prestazioni dell’apparecchiatura non possono essere sfruttate appieno. Anche con un ritardo di un minuto, se si accumula, si verificano sprechi dovuti a una riduzione del ciclo.
Edge computing è la soluzione a queste sfide. Invece di inviare e ricevere tutti i dati all’indirizzo cloud, elabora i dati in tempo quasi reale vicino al sito, migliorando le prestazioni del dispositivo. Lo SCADA può anche svolgere un ruolo decentralizzato collegandosi con edge computing mentre raccoglie i dati.
In questo modo, utilizzando una combinazione di IIoT, SCADA e edge computing, le fabbriche intelligenti possono evolvere al livello successivo.
Sistema di sorveglianza e controllo con elementi Edge – SCADA
Ho spiegato che tipo di sistema è lo SCADA e le sue funzioni e ruoli nell’IIoT. Abbiamo anche introdotto la relazione tra metodi operativi e edge computing.
Lo SCADA, apparso negli anni ’90, si è evoluto nel suo sistema ed è già ampiamente utilizzato all’estero. Inoltre, con l’evoluzione dei PLC e delle RTU periferiche, continua ad evolversi dal punto di vista funzionale, aumentando ulteriormente la sua praticità. Inoltre, è stata riconosciuta l’importanza di edge computing è stata riconosciuta e anche lo SCADA ha ricevuto molta attenzione. Si prevede che lo SCADA, integrato nelle infrastrutture critiche e nei grandi impianti di produzione, continuerà a evolversi.
