System SCADA – narzędzie nowoczesnej fabryki

Systemy SCADA

System SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) to oprogramowanie mogące współpracować z wieloma elementami automatyki przemysłowej. Pozwala uzyskać wielowymiarowy wgląd w pracę maszyn oraz śledzić przebieg procesów produkcyjnych i technologicznych. Do podstawowych celów jego wdrożenia zazwyczaj należą: poprawa kontroli nad zdarzeniami w hali produkcyjnej, uzyskanie rozległej, rzetelnej i wiarygodnej wiedzy o przebiegu procesów, a także automatyzacja tych czynności i decyzji, które wymagają dużej dokładności i szybkości reakcji.

Wśród wielu ról, jakie spełniają systemy SCADA we współczesnych fabrykach, wyodrębnić można cztery główne grupy zadań:

Akwizycja danych z maszyn i danych procesowych

Systemy SCADA są przystosowane do pobierania i przetwarzania szerokiego zakresu danych analogowych (ciągłych) i cyfrowych (dyskretnych). Aplikacje mogą czerpać wiedzę o przebiegu procesów produkcyjnych i technologicznych z wielu źródeł, wykorzystując w tym celu komponenty automatyki przemysłowej:

  • sterowniki PLC (Programmable Logic Controller)
  • sterowniki RTU (Remote Terminal Unit)
  • moduły I/O (Input/Output)
  • moduły kontrolno-pomiarowe

Proste moduły I/O stosuje się w celu łączenia i przetwarzania danych pochodzących z czujników. Na przykład tych do pomiaru temperatury (termorezystancyjnych – RTD, termoparowych). Bardziej złożone moduły kontrolno-pomiarowe pozwalają m.in. śledzić zmiany w natężeniu prądu, towarzyszące realizacji kolejnych cykli produkcyjnych. Dane z zainstalowanego w urządzaniu licznika impulsów trafiają do systemu SCADA, który dzięki temu może w czasie rzeczywistym informować ile cykli pracy wykonała maszyna i jaką ilość produktów wykonała.

Wizualizacja procesów

System SCADA prezentuje w sposób czytelny i syntetyczny aktualny przebieg procesów produkcyjnych i technologicznych. Wizualizacja jest dostosowana do potrzeb konkretnego użytkownika, tak aby otrzymywał on informacje tylko z tego obszaru za jaki odpowiada. Przykładowo, operator maszyny dysponuje wizualizacją dotyczącą tylko i wyłącznie obsługiwanego przez niego urządzenia, a kierownik zmiany posiada zbiorczy wgląd w sytuację na całej hali produkcyjnej.

System SCADA – obsługa alarmów

Innym ważnym zadaniem wykonywanym przez systemy SCADA jest detekcja i sygnalizacja zdarzeń alarmowych. Mogą być one związane z awarią sprzętu lub nieprawidłowym przebiegiem procesów produkcyjnych i technologicznych. Każde takie zdarzenie zostaje natychmiast graficznie odzwierciedlone w systemie. Dodatkowe opcje informowania pracowników o zdarzeniach to przesłanie wiadomości e-mail i sms, sygnał dźwiękowy oraz komunikat na tablicy świetlnej (Andon).

Sterowanie nadzorcze

Za sprawą sterowników system SCADA posiada zdolność dwukierunkowej komunikacji z maszynami. W przypadku detekcji nieprawidłowości w działaniu urządzenia albo przebiegu procesów, program może samodzielnie wyłączyć problematyczną maszynę. W praktyce system SCADA jest najczęściej konfigurowany w taki sposób, aby wyłączył maszynę w przypadku przekroczenia określonych zakresów temperatury, ciśnienia czy natężenia prądu.
Dzięki monitorowaniu w czasie rzeczywistym parametrów produkcji i możliwości podjęcia reakcji, system SCADA pozwala w pełni zautomatyzować zadania związane ze statystyczną kontrolą procesu (SPC – Statistical Process Control).

Systemy SCADA w dobie Przemysłu 4.0

Podobnie jak wszystkie użytkowane dziś systemy informatyczne, SCADA także podlega ciągłym zmianom. Obecnie głównym motorem rozwoju tej rodziny oprogramowania jest dostosowywanie go do wymagań Przemysłu 4.0. W efekcie wśród najważniejszych kierunków, jakimi podąża ewolucja systemów SCADA można wymienić:

System SCADA w chmurze obliczeniowej

Nabierająca rozpędu migracja aplikacji do chmury obliczeniowej nie omija systemów dla produkcji. Możliwość korzystania z systemu SCADA w chmurze jest szczególnie interesująca dla tych przedsiębiorstw, które dysponują większą liczbą geograficznie rozproszonych zakładów produkcyjnych. Dzięki chmurze obliczeniowej przedsiębiorstwa mogą zbierać w czasie rzeczywistym i łączyć dane z wielu fabryk, a następnie zestawiać i porównywać je ze sobą. Pozwala to na odnajdywanie złożonych zależności i globalnie zarządzanie całą siecią zakładów.

Łatwa integracja

Ważną cechą nowoczesnego systemu SCADA jest możliwość łatwej, wszechstronnej integracji z różnymi systemami informatycznymi stosowanymi w zakładzie. Do aplikacji, które obecnie najczęściej łączy się z oprogramowaniem SCADA należą:

  • oprogramowanie paneli sterowniczych HMI (Human Machine Interface),
  • systemy realizacji produkcji MES (Manufacturing Execution System),
  • systemy zarządzania ERP (Enterprise Resource Planning).

W przyszłości coraz częściej będzie można spotkać połączenie oprogramowania SCADA i systematów uczenia maszynowego. Przykładowym celem takiej integracji może być predykcyjne utrzymanie ruchu. Zebrane przez systemy SCADA dane o pracy maszyn będą transferowane i analizowane przez systemy wykorzystujące algorytmy sztucznej inteligencji. Analizy te posłużą do oceny prawdopodobieństwa wystąpienia awarii, czy określenia momentu wyeksploatowania podzespołu.

System SCADA a User Experience

Przyjazny w obsłudze system to krótszy czas wdrożenia użytkownika i lepsze wyniki pracy. Prawidłowo dobrana forma i zakres prezentowanych informacji pozwalają uniknąć chaosu informacyjnego i wynikających z niego błędów. Nowoczesny system SCADA powinien pozwolić na precyzyjne i optymalne dostosowanie wizualizacji dla konkretnego użytkownika. Powinien także nadać pracownikowi odpowiedni zakres uprawnień.

Dostęp z poziomu przeglądarki

Urządzenia mobilne odgrywają coraz większą rolę na halach produkcyjnych. Obecnie nowoczesne systemy SCADA obsługują standard HTML5. Dzięki temu prezentowane przez program dane są dostępne dla wszelkich urządzeń mobilnych, w tym tabletów i smartfonów. Technologia HTML5 pozwala korzystać z systemu SCADA na wielu urządzeniach końcowych, bez potrzeby instalowania na nich dodatkowego oprogramowania czy konfiguracji.

Autor artykułu
Poleć innym
Share on linkedin
LinkedIn
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *