1
1. UVOD
U današnjem industrijskom okruženju obično smo suočeni sa potrebom
nadzora i upravljanja raznim procesima. U najprostijem slučaju to znači da je proces
opremljen sa nekom vrstom uređaja za merenje za potrebe nadzora i nekom vrstom
uređaja za upravljanje. Opremljen tim alatima, određeni sistem može kontrolisati
proces za koji je odgovoran. Obično se tehničko-tehnološki procesi sastoje iz više,
funkcionalno različitih, podsistema i prostorno su dislocirani. Za ove poslove danas
se koriste računarski podržani sistemi poznati pod imenom SCADA sistemi
(
Supervisory Control and Data Acquisition
). Naročito su pogodni za procese koji rade
24 časa dnevno i zahtevaju stalni nadzor i upravljanje.
SCADA sistem je kompjuterizovani sistem, široko ditribuiran, koji se
prvenstveno koristi za daljinsko upravljanje i nadzor procesa ili postrojenja sa
centralne lokacije, slika 1. Pod ovim se podrazumeva prikupljanje podataka i njihovo
prosleđivanje centrali (dispečerski centar), obavljanje potrebne analize i generisanje
upravljanja. Na kraju se vrši grafički prikaz obrađenih podataka na operaterskom
terminalu koji se, u zavisnosti od kompleksnosti procesa, prikazuje u obliku jednog ili
više monitorskih ekrana. Sledeća slika pokazuje jednostavan SCADA sistem za
distribuciju pijaće vode.
slika 1: jednostavan
SCADA
sistem za distribuciju pijaće vode
Glavni ciljevi
SCADA
sistema su da:
1. vrši nadzor
2. uspostavi upravljanje nad sistemom i da osigura ponašanje sistema
onako kako se od njega očekuje
2
3. redukuje radnu snagu primenom automatizacije
4. skladišti podatke o ponašanju sistema
5. obezbedi informacije o radu sistema i uspostavi efektivno upravljanje
resursima sistema
6. uspostavi efikasno funkcionisanje sistema tako što će maksimalno
smanjiti potrebu za rutinskim posetama udaljenim lokacijama i
potencijalno smanjiti potrošnju električne energije
7. obezbedi sistem upravljanja koji će omogućiti da se svi operativni ciljevi
definišu i ostvare
8. obezbedi sistem uzbunjivanja koji će omogućiti da se nepravilno
funkcionisanje sistema evidentira sa centralne lokacije, čime se
omogućava efikasna upotreba odgovarajućih timova za popravku, kao i
preventivno uzbunjivanje koje ima za cilj sprečavanje većih havarija.
Primena SCADA sistema je dosta široka i najčešće je to u:
1. proizvodnji i distribuciji električne energije
• elektrane
• centri za ditribuciju
2. proizvodnji i distribuciji toplotne energije
• kotlarnice
• energane
• daljinsko grejanje
3. petro-hemijskoj industriji
• naftne bušotine
• postrojenja za preradu nafte i proizvodnju naftnih derivata
4. industriji vodosnabdevanja i prečišćavanje voda
• vodovodi
• fabrike pijaće vode
• postrojenja za preradu otpadnih voda
5. prehrambrenoj industriji
• linije za proizvodnju i pakovanje hrane i pića
6. građevinska industrija
• asfaltna baza
• proizvodnja crepa i opeke
7. metalska industrija
8. industrija plastičnih masa itd.
SCADA sistemi osim što su pogodni za nadzor i upravljanje procesima na
udaljenim i razuđenim lokacijama, pogodni su i za primenu kod procesa koji su
opasni po život radnika. SCADA sistem ne mora uvek imati elemente koji su
međusobno geografski udaljeni, to mogu biti procesne celine koje se nalaze npr. u
fabričkom pogonu.
4
2.1. Merno-regulaciona tehnika
Pod merno-regulacionom tehnikom se podrazumevaju uređaji koji su povezani
sa mašinama ili opremom u procesu koji se nadzire od strane SCADA sistema.
Tipični predstavnici su senzori za nadzor određenih parametara procesa, i aktuatori
koji se koriste za realizaciju upravljačkih signala od strane SCADA sistema.
Merno-regulaciona tehnika vrši konverziju fizičkih veličina (protok, brzina, nivo itd.) u
električne signale (napon ili struja) koji se mogu prepoznati od strane udaljene
stanice (kondicioniranje signala). Izlazi iz senzora
2
mogu biti analogni (kontinualne
vrednosti) ili digitalni (diskretne vrednosti). Industrijski standardi za izlazne analogne
signale senzora su: 0 do 5V, 0 do 10V, 4 do 20mA, 0 do 20mA. Naponski izlazi se
koriste kada su senzori instalirani u blizini udaljene stanice, dok se strujni izlazi
koriste kada senzori nisu locirani u blizini udaljene stanice.
Digitalni izlazi se koriste kada se želi odrediti status industrijske opreme (npr.
elektromotor). Obično 1 reprezentuje da je motor uključen, a 0 da je isključen.
Takođe može imati značenje 1 za “rezervoar je pun” i 0 za “rezervoar je prazan”.
Aktuatori se koriste za pokretanje i zaustavljanje izvršnih organa. Poseduju analogne
i digitalne ulaze koji se koriste za upravljanje. Digitalni ulazi se mogu koristiti za
pokretanje i zaustavljanje izvršnih organa, dok se analogni ulazi mogu koristiti za
kontrolu broja obrtaja motora ili pozicije motorizovanog ventila.
2.2. Udaljena stanica
Merno-regulaciona tehnika osim što je povezana na proces/mašinu koji se
nadzire, povezana je i sa udaljenom stanicom da bi se omogućilo upravljanje
procesom/mašinom na udaljenoj lokaciji. Udaljena stanica takođe služi za
prikupljanje podataka sa opreme i njihov transfer do nadzorno-upravljačkog centra.
Udaljena stanica može biti udaljena terminalna jedinica (RTU –
Remote Terminal
Unit) ili programabilni logički kontroler (PLC –
Programmable Logic Controller
),
takođe može biti kompaktnog (tzv.
single board
) ili modularnog tipa.
RTU ili PLC
RTU je pouzdan računar sa veoma dobrom radio komunikacijom. Koristi se u
uslovima otežane komunikacije. Jedina mana ovakvog uređaja je slaba
programabilnost. Nekada je to bilo zato što se od RTU-a zahtevalo prikupljanje samo
osnovnih informacija sa terena i zato je logika upravljanja uglavnom bila smeštena u
relejnoj logici. Ipak, moderni RTU sada nude programabilnost na nivou koji imaju
PLC-ovi.
PLC je mali industrijski računar koji se obično nalazi u fabričkim postrojenjima.
Njegova osnovna uloga je da zameni relejnu logiku koja se koristila za upravljanje
delovima postrojenja ili procesa. Danas, PLC se koristi u SCADA sistemima zbog
svoje dobre programabilnosti. Prvi PLC-ovi nisu imali port za serijsku komunikaciju
preko koga se vrši povezivanje na module za radio komunikaciju. Komunikacione
karakteristike današnjih PLC-ova su mnogo veće nego nekada i poseduju mogućnost
5
povezivanja sa modulima za radio komunikaciju koja se često koristi u SCADA
sistemima. Pretpostavka je da ćemo u skorijoj budućnosti videti spajanje RTU-a i
PLC-a u jedan uređaj.
2.3. Komunikacioni sistem
SCADA obuhvata i transfer podataka između centralnog SCADA sistema
(centralni kompjuter) i brojnih udaljenih lokacija (RTU-ova), kao i između centralnog
komjutera i operaterskih terminala. Slika 3 pokazuje generički SCADA sistem koji
uključuje neke oblike multipleksiranja podataka između centralnog kompjutera i RTU-
ova. Ovi multiplekseri služe za usmeravanje podataka ka i od RTU-ova u lokalnoj
mreži, koristeći jednu ili malo fizičkih veza unutar WAN
mreže kako bi podatke poslali
nazad u centralni kompjuter.
Komunikacioni sistem se sastoji od komunikacionih medija i opreme potrebne za
prenos podataka od i ka udaljenim lokacijama. Medijumi koji se koriste u te svrhe
mogu biti žični kabl, optički kabl, radio veza, satelitska veza itd.
slika 3: generički SCADA sistem
Korišćenje kabla je najčešće vezano za fabričke pogone, međutim on nije praktičan
za sisteme čiji su elementi geografski udaljeni. Osim cene kabla po kilometru, treba
uzeti u obzir radnu snagu za polaganje kabla itd.
