Scada Sistemi Nedir?

Scada sistemi, Endüstri 4.0, Otomasyon, PLC, SCADA

Scada sistemi

Scada sistemi, tüm sahaları kontrol eden ve izleyen merkezi sistemleri ifade eder. Denetim kontrolü ve veri toplama (SCADA) altyapı işlemlerini (su arıtma, atık su arıtma, gaz boru hatları, rüzgâr santralleri, vb.), Tesis tabanlı işlemleri (havaalanları, uzay istasyonları, gemiler, vb.) kontrol etmek için kullanılan ICS (endüstriyel kontrol sistemleri) anlamına gelir. Genellikle endüstriyel işlemlerde (üretim, üretim, rafinaj, elektrik üretimi vb.) kullanılır.

Aşağıdaki alt sistemler genellikle scada sistemlerinde bulunmaktadır:

• Bir insan operatörü tarafından kullanılan aparat; İşlenen tüm veriler operatöre sunulmaktadır.
• Süreçle ilgili tüm gerekli verileri toplayan bir denetim sistemi.
• Proses sensörlerine bağlı sensörlerin dijital verilere dönüştürülmesine ve verilerin denetleyici akışa gönderilmesine yardımcı olan Uzak Terminal Birimleri (RTU’lar).
• Saha cihazları olarak kullanılan Programlanabilir Mantık Kontrol Cihazı (PLC’ler)
• İletişim altyapısı Uzak Terminal Birimlerini denetim sistemine bağlamaktadır.

Genel olarak, bir scada sistemi süreçleri gerçek zamanlı olarak kontrol etmez – genellikle süreçleri gerçek zamanlı olarak koordine eden sistemi ifade eder.

SCADA Sistem Kavramları

Scada, tüm sahaları kontrol eden ve izleyen merkezi sistemleri ifade eder veya bunlar geniş alanlara yayılmış karmaşık sistemlerdir. Neredeyse tüm kontrol işlemleri, uzak terminal birimleri (RTU) veya programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. Veri toplama, ekipman durum raporlarını ve sayaç okumalarını içeren PLC veya RTU seviyesinde başlar. Veriler daha sonra kontrol odasının operatörü, HMI kullanarak normal PLC-RTU  kontrollerini geçersiz kılmak veya ayarlamak için denetleyici kararlar alabilecek şekilde biçimlendirilir.

SCADA sistemleri çoğunlukla nokta veya etiket adı verilen veri öğelerini içeren etiket veritabanları olarak bilinen dağıtılmış veritabanlarını uygulamaktadır. Bir nokta, sistem tarafından kontrol edilen veya izlenen tek bir çıkış veya giriş değeridir. Bir sistemin gerçek çıktısı veya girişi zor bir nokta ile temsil edilirken, yumuşak nokta diğer noktalara uygulanan farklı matematik ve mantık işlemlerinin bir sonucudur. Bu noktalar genellikle zaman damgası değer çiftleri olarak saklanır. Zaman damgası değeri çiftlerinin serisi, belirli bir noktanın geçmişini verir. Ek meta verileri etiketlerle saklamak yaygındır (bu ek veriler tasarım zamanı, alarm bilgileri, saha cihazına giden yol veya plc kaydına ilişkin yorumları içerebilir). Özellikle endüstriyel iot uygulamaları ile birlikte scada sistemi bir çok alanda başarıyla kullanılmaktadır.

İnsan Makine Arayüzü (HMI)

HMI veya İnsan Makine Arayüzü, işlenmiş verileri insan operatörüne veren bir cihazdır. Bir insan operatörü işlemleri kontrol etmek için HMI’yi kullanmaktadır. Human-Machine Interface olarak adlandırılan hmi, teşhis verileri, yönetim bilgileri ve lojistik bilgileri, belirli bir makine veya sensör için ayrıntılı şemalar, bakım prosedürleri ve sorun giderme kılavuzları gibi trend bilgilerini sağlamak için scada sisteminin veritabanlarına bağlanmaktadır.

Hmi tarafından işletme personeline verilen bilgiler, mimik diyagramlar şeklinde grafikseldir. Bu, kontrol edilen tesisin şematik gösteriminin operatör tarafından kullanılabilir olduğu anlamına gelmektedir.

Örneğin, boruya bağlı pompanın resmi bu pompanın çalıştığını ve ayrıca borudaki belirli bir zamanda borudan geçen sıvı miktarını gösterecektir. Pompa daha sonra operatör tarafından kapatılabilir. HMI yazılımı, gerçek zamanlı olarak borudaki akışkan akış hızındaki düşüşü göstermektedir. Mimik diyagramlar, işlem ekipmanlarının animasyonlu sembollerle dijital fotoğraflarından veya şematik sembollerden ve çeşitli işlem elemanlarını temsil eden çizgi grafiklerden oluşmaktadır.

Scada sistemleri alarm sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Alarmın; ALARM veya NORMAL değerleri olan sadece iki dijital durum noktası bulunmaktadır. Alarm, gereksinimleri karşılandığında, aktivasyon başlayacaktır. Örneğin, bir arabanın yakıt deposu boş olduğunda, alarm devreye girer ve ışık sinyali yanar. Scada operatörlerini ve yöneticilerini uyarmak için kısa mesajlar ve e-postalar alarm aktivasyonu ile birlikte gönderilmektedir. Nesnelerin interneti yani akıllı cihazların birbiriyle haberleşmesi, iot teknolojisinden akan verilen tek bir scada – hmi ekranında toplanmaktadır.

SCADA Donanımı

SCADA sistemi, Dağıtılmış Kontrol Sistemi (DCS) bileşenlerine sahiptir. Akıllı PLC’ler veya RTU’lar kullanıldığı için kolay mantık işlemlerinin yürütülmesi mümkündür çünkü akıllı PLC’ler veya RTU’lar IEC61131-39 (Ladder Mantık) kullanılmaktadır. Bu, genellikle PLC’ler ve RTU’larda çalışan programlar oluşturmada kullanılan işlevsel bir blok programlama dilidir. IEC 61131-3, FORTRAN ve C programlama dili gibi prosedürel dillerin aksine, çok az eğitim gereksinimine sahiptir.

Scada sistem mühendisleri, PLC veya RTU’da yürütülen programların uygulamasını ve tasarımını yapmaktadır. Kompakt kontrolör, programlanabilir otomasyon kontrolörü (PAC), PC tabanlı bir kontrol sisteminin yeteneklerini ve özelliklerini tipik bir PLC ile birleştirmektedir. ‘Dağıtılmış RTU’lar’, çeşitli elektrik trafo merkezi SCADA uygulamalarında, PAC’lerle iletişim kurmak için istasyon bilgisayarlarını veya bilgi işlemcilerini kullanmaktadır. Neredeyse tüm büyük PLC üreticileri 1998’den beri entegre HMI / SCADA sistemleri sunmaktadır. Birçoğu tescilli ve açık iletişim protokolleri kullanmaktadır. Pek çok yetenekli üçüncü taraf HMI / SCADA paketi piyasaya girmiştir ve elektrik mühendisleri, makine mühendisleri veya teknisyenlerin HMI’leri kendi başlarına yapılandırmaları için yazılım geliştirici tarafından yazılmış özel olarak yapılmasına gerek kalmadan kendi tesislerinde yapılandırmalarına olanak tanıyan birçok büyük PLC ile yerleşik uyumluluk sunmaktadır.

Nesnelerin İnterneti ve Büyük Veri

Günümüzde Nesnelerin İnterneti küçük ev aletlerinden akıllı şehirlere kadar uzanmakta. Tabi ki burada oluşan veriler Big Data olarak karşımıza çıkmaktadır. Nesnelerin İnternetinde kullanılan verilerin anlamlandırılarak ve farklı verileri analiz ederek oluşturduğu büyük veri çok değerlidir.

Örneğin; herkes arabasıyla otoparkta park yeri aramıştır. Günümüzde otoparklarda kullanılan ve girişte “DOLU” veya “BOŞ” yazan tabelalar, Nesnelerin İnternetine ve oluşacak büyük veriye verilebilecek en ufak örneklerden biridir. Burada yer alan sensörler, otoparkın boşluk ve doluluk oranını algılar. Oran, günün saati ile analiz edildiğinde; otoparkın hangi saatlerde dolu veya boş olduğunu analiz etmemize yarayan bir veri oluşmaktadır.

Big Data (Büyük Veri) Nedir?

Büyük veri yani Big Data hayatımızdaki tüm dijital verilerin bir yerde toplanıp birikmesi sonucu oluşmaktadır. Buradaki veriler kişi ya da yapay zekalar tarafından analiz edilip günlük hayatımızda birçok işimize yaramaktadır.

Nesnelerin İnterneti ve büyük veriyi açıklamak için hep temelden örnekler verilir. Peki ya sosyal medyada oluşan veriler nerede saklanıp analiz ediliyor? İşte o da aşağıda yer alan videolarda yer alıyor: