SCADA fa parte dell'ondata Industria 4.0: ma è solo una moda o ha senso anche per la tua azienda?
È una domanda che vale la pena porsi e a cui rispondere, soprattutto se vuoi rimanere competitivo ora. Hai delle opzioni e devi sapere quali sono.
Un'applicazione SCADA supporta un'azienda tramite monitoraggio remoto. Viene spesso utilizzata per controllare funzioni critiche e raccogliere dati in entrata per aiutare a mantenere le operazioni fluide.
SCADA è diventato la chiave per un controllo più intelligente e conveniente del sistema di alimentazione. Ecco tutto ciò che devi sapere per assicurarti che sia giusto per te.
Che cosa è SCADA?
SCADA è l'acronimo di Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA indica un sistema di controllo automatizzato, particolarmente indicato per settori industriali su larga scala quali petrolio e gas, acqua, energia, prodotti farmaceutici e altri settori industriali, manifatturieri, edili e ingegneristici su larga scala.
Ma SCADA può essere difficile da definire perché non è una tecnologia specifica, è un processo. Pensatela come un programma applicativo che riceve dati operativi su una gamma di sistemi. L'applicazione utilizza quindi i dati in arrivo per controllare e ottimizzare il funzionamento del sistema in modo proattivo o persino predittivo.
Si inizia con un sistema centralizzato che monitora e controlla i siti, da un singolo impianto a una serie complessa di impianti distribuiti in tutto il Paese.
SCADA funziona elaborando segnali di input da switch e dispositivi. Gli utenti remoti possono leggere i dati in arrivo senza essere presenti e quindi controllare l'apparecchiatura.
L'applicazione si basa anche su un database distribuito di tag o punti in tutto l'impianto. Questi punti sono informazioni su singoli valori di input o output che indicano al sistema SCADA cosa sta accadendo all'apparecchiatura monitorata e controllata.
SCADA cattura e memorizza anche metadati come controllori logici programmabili (PLC), percorsi di registro e statistiche di allarme. L'architettura supporta collettivamente:
- Controllare i processi industriali da postazioni locali o remote.
- Monitoraggio, raccolta ed elaborazione dei dati in tempo reale.
- Interagisci direttamente con dispositivi quali sensori, valvole, pompe e motori tramite software HMI.
- Registra gli eventi nei file di registro.
Quando si visualizza graficamente un modello SCADA, è facile vedere che si tratta di un ciclo di feedback con rami di analisi paralleli. Ad esempio, utilizzando sensori di temperatura e RTU, il server SCADA riceve informazioni sulle informazioni per ulteriori analisi e decisioni.
I componenti comuni del sistema SCADA includono:
- Unità terminale remota (RTU):Un dispositivo di campo, come un PLC, che trasmette dati da sensori/dispositivi di campo utilizzando protocolli di comunicazione dati industriali. Le RTU sono più potenti dei PLC perché sono controllori intelligenti utilizzati per esercitare il controllo su altri dispositivi, che quindi automatizzano i processi industriali.
- Radio/Modem:Grazie alla trasmissione wireless, le radio e i modem inviano e ricevono dati in tempo reale in modo efficiente e affidabile.
- Sensori/Trasduttori:I sensori ricevono segnali dai sistemi fisici e li comunicano tramite sistemi di telemetria e controllo. Questi sensori aiutano il tecnico/operatore di un sistema SCADA a misurare e raccogliere dati da remoto.
- Ripetitori:Come i satelliti, i ripetitori ricevono e ritrasmettono segnali su lunghe distanze, anche in presenza di ostacoli fisici.
- Master SCADA:Il master è il cruscotto, la stazione di controllo centrale per tutte le altre operazioni. Può essere un singolo computer o più server, applicazioni software, RTU e PLC per operazioni più complesse.
- Software di monitoraggio:Il software di monitoraggio è responsabile dell'istruzione del sistema e della definizione di una baseline di istruzioni sui dati. Queste istruzioni stabiliscono come il sistema interagisce con tutto l'hardware, quali valori sono attesi e quali metriche di performance sono richieste.
- Interfaccia uomo-macchina (HMI):Una volta che l'host SCADA esegue la scansione dei dati, il software HMI rileva una condizione di allarme e indica all'operatore cosa cercare.
SCADA non è solo una questione di comodità. Può anche essere un problema di sicurezza.
Settori quali petrolio e gas, centrali elettriche e idroelettriche, impianti di trattamento delle acque e delle acque reflue e stazioni di monitoraggio ambientale fanno affidamento sulle comunicazioni SCADA e sulla raccolta dati perché queste risorse sono molto remote.
Anche se accessibili, a volte è più sicuro per gli operatori dell'impianto restare svegli, soprattutto se il sistema di monitoraggio remoto può eseguire regolarmente misurazioni e rilevamenti.
Pozzi di petrolio, pozzi d'acqua e centrali elettriche sono solo alcuni esempi di risorse che si affidano ad architetture SCADA basate su operazioni di telemetria tradizionali.
Monitoraggio della telemetria
Le applicazioni SCADA non sarebbero nulla senza il monitoraggio telemetrico.
La telemetria è una parte fondamentale dell'acquisizione, della ricezione, del monitoraggio e dell'analisi dei dati in arrivo sulle condizioni delle apparecchiature in tempo reale.
I sistemi meteorologici che misurano, monitorano e prevedono il meteo sono un buon esempio di sistema di monitoraggio telemetrico. Il monitoraggio telemetrico viene eseguito da remoto e richiede un set di strumenti di raccolta dati connessi (anche in modalità wireless) a un set di sistemi IT.
La comunicazione tra le due interfacce avviene tramite tecnologie quali radio, ultrasuoni, infrarossi, telefono o reti informatiche.
Esistono quattro tipi di unità di telemetria utilizzate in SCADA:
- Cablato:Fisicamente ubicato all'interno dell'impianto e comprende Ethernet, linee telefoniche dial-up e linee dedicate per siti remoti.
- Senza fili:Include reti wireless interne all'azienda, come reti Wi-Fi, cellulari, satellitari e radio punto-punto con ripetitori.
- Voto:la segnalazione qui si basa sulle eccezioni.
- Ibrido:Una combinazione di una o più unità precedenti.
La telemetria sta diventando sempre più utile con l'avvento dei big data. Fornisce un sistema di trasporto ricco di dati che può essere potenziato con intelligence complessa e dettagliata tramite l'aggregazione in un sistema centralizzato.
Sistemi SCADA moderni
I moderni sistemi SCADA si affidano sempre più ad applicazioni SCADA basate su cloud per reinventare l'architettura SCADA.
I concetti del modello sono gli stessi, ma i dispositivi fisici sono spesso digitalizzati e automatizzati, rendendo le operazioni più intuitive, flessibili e scalabili.
Gli attuali sistemi SCADA moderni portano i migliori dispositivi di controllo alla flessibilità e alla funzionalità dell'IT. I moderni sistemi SCADA riguardano tutti le operazioni in tempo reale: accesso, trasparenza, controllo e processo decisionale.
Sette regole d'oro per il successo SCADA
La vera efficacia del sistema SCADA risiede nel suo ruolo negli obiettivi più ampi dell'organizzazione.
SCADA occupa una posizione molto strategica al centro della piramide dell'automazione:
Attraverso le sue operazioni, SCADA controlla e monitora i dati in entrata e le operazioni come previsto.
Risponde e invia anche informazioni critiche al software MES ed ERP. Un'implementazione SCADA di successo consente di trasformare i dati operativi in business intelligence e pianificazione fruibili.
1) Problemi di sistema
La scelta del sistema deve essere in linea con i requisiti del tuo settore e della tua industria, nonché con un fornitore con una solida reputazione per le soluzioni scalabili.
2) Integrare correttamente la rete
I tempi di inattività sono inevitabili quando si migra da un sistema a un altro? I tempi di inattività gravi possono comportare perdita di dati, compromissione dell'integrità dei dati o possibile trasferimento di dati non accurato. Pianifica queste contingenze, poiché qualsiasi perdita potrebbe essere catastrofica.
3) Prepararsi ai pericoli ambientali
Le RTU offrono agli operatori un accesso più sicuro alle informazioni rilevanti. Ma anche le RTU possono danneggiarsi se esposte ad ambienti difficili. Scegli apparecchiature che soddisfino il clima regionale e il programma di manutenzione regolare (o persino predittivo).
4) Pianificare la sostituzione delle unità obsolete
Un'unità a obsolescenza pianificata significa che puoi pianificare la sostituzione. Inoltre, assicurati di scegliere componenti SCADA progettati per l'espansione futura e massimizzare la flessibilità delle apparecchiature.
5) Stai lontano dalle minacce alla sicurezza
Il funzionamento del software è importante tanto quanto la sua implementazione.
Il 68% dei professionisti IT afferma che gli attacchi denial-of-service (noti come DDOS) sono il metodo più comune per interrompere e sfruttare i sistemi SCADA.
Nonostante la sua potenza, SCADA è comunque vulnerabile agli attacchi.
Parte della vulnerabilità deriva dal modo in cui l'Internet delle cose industriale (IIOT) sta cambiando il campo della strumentazione e del controllo.
La sicurezza informatica per SCADA deve essere proattiva e predittiva tanto quanto il monitoraggio e la manutenzione dei suoi dispositivi.
6) Valutazione regolare della vulnerabilità
Considerare le valutazioni delle minacce e delle vulnerabilità, come la manutenzione ordinaria e preventiva delle apparecchiature. Non è sufficiente segnalare gli attacchi: per proteggere la rete del sistema SCADA, è necessario un programma di prevenzione specifico.
Anche i sistemi chiusi, privi di interfacce di comunicazione esterne, sono a rischio.
È vitale, inevitabile e necessario. Eseguire tutti gli scenari e i tipi di attacchi possibili utilizzando esperti interni o esterni, nonché tecnici esperti che sanno come rispondere agli attacchi esterni.
7) Trovare un equilibrio
La posizione strategica di SCADA tra tecnologia operativa e iniziative di pianificazione avanzata lo rende un potente strumento di business intelligence.
Ma solo se si trova un equilibrio tra sicurezza e integrazione. Assicurarsi che sistemi diversi su una rete di vasta portata siano interoperabili, assicurandosi comunque che non sia abbastanza aperta da rischiare l'infiltrazione di dispositivi non autorizzati.
Conclusione
Industrial MAX sa che il software SCADA è mission critical. In qualità di integratore certificato di strumentazione e controllo, abbiamo visto come SCADA è pronto a portare il suo ruolo di prezioso centro di intelligence al livello successivo.
Invece di vedere l'IIOT mandare fuori mercato i sistemi SCADA, stiamo assistendo a come priorità quali flessibilità e processo decisionale basato sui dati stiano ripensando le capacità dei moderni sistemi SCADA.
Poiché l'integrazione è un affare di famiglia, i sistemi SCADA non hanno futuro.
Vedremo invece come i tratti distintivi dell'IIOT, quali cloud computing, mobilità e analisi, intelligenza artificiale, apprendimento automatico e altro, siano indicatori di una selezione e di una distribuzione di successo del software HIM/SCADA.