Wat is SCADA? Toezichtscontrole en gegevensverwerving (Supervisory Control and Data Acquisition)

Wat is SCADA?

Industriële processen vereisen zorgvuldige precisie en coördinatie. Realtime gegevensverzameling biedt u inzichten om de efficiëntie te maximaliseren, overheadkosten te verlagen en werkzaamheden te stroomlijnen. Maar welke gegevens? Met zoveel activiteiten om te volgen, kan het verzamelen van de juiste informatie lastig worden.

Veel industriële organisaties vertrouwen op een SCADA-systeem. Het biedt toegang aan bedieners tot bruikbare gegevens en apparatuur te beheren. SCADA is een krachtig besturingssysteem dat is ontworpen om gegevens van industriële apparatuur te verzamelen, analyseren en visualiseren. Bedieners kunnen kritieke metingen bekijken, zoals temperatuur, trillingen, stroomverbruik en niveaus in industriële apparatuur. 

Met behulp van moderne SCADA-oplossingen kunnen bedieners en buitendienstmedewerkers toegang krijgen tot bruikbare gegevens en honderden activiteiten beheren zonder elk apparaat op locatie te hoeven bezoeken. Dit kan zich vertalen in aanzienlijke kostenbesparingen. 

Onze diepgaande gids beschrijft de verschillen tussen moderne en oudere SCADA-oplossingen en legt uit hoe SCADA uw activiteiten kan verbeteren.

Waar worden SCADA-systemen gebruikt?

De meeste industriële omgevingen, zoals industriële installaties, gebruiken SCADA-applicaties. Ze worden meestal aangetroffen waar industriële automatisering (het gebruik van geavanceerde technologie om handmatige taken te automatiseren) en procesbesturing worden toegepast. Nutsbedrijven maken gebruik van SCADA om de belangrijkste infrastructuur te ondersteunen die de ruggengraat vormt van veilige, gezonde gemeenschappen. Het is van cruciaal belang om elektriciteitsnetten en waterleidingen te onderhouden om chaotische en kostbare storingen die miljoenen klanten treffen, te voorkomen.

Deze organisaties implementeren SCADA in zeer technische omgevingen waar schaal, veiligheid en nauwkeurigheid topprioriteiten zijn. De drie meest voorkomende gebieden waar SCADA-systemen worden gebruikt, zijn in waterbeheer, olie- en gasinstallaties.

Waterbeheer- en waterzuiveringssystemen: waterbedrijven gebruiken moderne SCADA om pompen, motoren, watertanks en andere kritieke apparatuur op afstand te bewaken en te besturen. Inzichten uit de SCADA-software helpen storingen te verminderen en ervoor te zorgen dat de watervoorziening altijd aanwezig is. San Jose Water Company gebruikt bijvoorbeeld het SCADA-platform van Samsara van de volgende generatie om live de operationele efficiëntie te volgen, energiekosten te verlagen en betrouwbare service te bieden aan meer dan 1 miljoen klanten.

Olie- en gasfaciliteiten: SCADA biedt olieveld- en gasbeheerders realtime inzicht in activiteiten die worden uitgevoerd op verschillende locaties. Webgebaseerde dashboards bieden bedieners de mogelijkheid om bedrijfskritische activiteiten zoals druk- en trillingsniveaus op tanks en pijpleidingen op afstand te bekijken en beheren. Deze gegevens in één oogopslag helpen ongeplande downtime en mogelijk rampzalige lekkages te voorkomen.

Fabrieken: productieafdelingen, die beschouwd worden als de oorsprong van SCADA, waren halverwege de 20e eeuw de eerste gebruikers van stacks voor toezichtregeling en gegevensverwerving. Tegenwoordig kunnen fabrikanten SCADA-platforms gebruiken om stilstand te minimaliseren door potentiële machineproblemen op te vangen voordat deze escaleren.

Wat zijn de verschillen tussen de oudere en moderne SCADA-systemen?

Het belangrijkste verschil tussen de oudere en moderne SCADA-systemen heeft betrekking op het systeemarchitectuur. Traditionele SCADA-systemen bestaan meestal uit vijf of meer afzonderlijke hardware- en softwarecomponenten. Hoe meer apparaten worden geïmplementeerd, hoe hoger de vooraf geïnstalleerde en lopende bedrijfskosten zijn voor een ouder SCADA-platform. Deze complexe en verouderde systemen vereisen ook handmatige firmware-updates, die gemakkelijk te negeren zijn, wat leidt tot een groter beveiligingsrisico en een grotere kans op downtime van het systeem.

Cloudgebaseerde SCADA-systemen op basis van de cloud maken deel uit van het grotere Industrial Internet of Things (IIoT). Ze bieden een geconsolideerde technologie-stack voor eenvoudige implementatie in uw activiteiten, ongeacht de omvang. Deze vereenvoudigde SCADA-architectuur biedt realtime bewaking en waarschuwingen, zichtbaarheid op afstand en is eenvoudiger te installeren en de implementatie te stroomlijnen. 

Traditionele SCADA-architectuur: verspreid en duur

Vanwege hun verouderde en ingewikkelde installatie zijn verouderde SCADA-systemen kostbaar om te ondersteunen en upgraden. Er zijn vijf belangrijke elementen van een traditioneel SCADA-systeem:

HMI-software (Human Machine Interface) voor visualisatie. Binnen een SCADA-systeem is een mens-machine-interface een gebruikersinterface of dashboard waar bedieners kunnen communiceren met een machine, systeem of apparaat. Hier kunnen waterbeheerders of technici realtime gegevens volgen van elk aangesloten apparaat. Deze gebruikersinterfaces bieden volledige bediening van uw activiteiten op afstand. Ze worden gevonden in zowel oudere als moderne HMI/SCADA-platforms, maar traditionele HMI's zijn minder robuust dan hun tegenhangers van de volgende generatie en beperken vaak het aantal bedieners dat kritieke data kan bekijken. Voor meer informatie over HMI, zie onze uitgebreide gids.

Software voor historici. Historici zijn verantwoordelijk voor het vastleggen en opslaan van activagegevens. Het stelt bedieners in staat om te verwijzen naar historische trends voor analyse en rapportage door een compleet beeld van hun activiteiten te bieden. In een traditioneel SCADA-systeem zijn historici meestal "lokaal" of op locatie, wat betekent dat ze aparte servers nodig hebben om verbinding te maken met de SCADA-software.

Toezichtcomputers. Toezichtcomputers, ook bekend als het toezichtsysteem of -station, zijn de kern van SCADA-systemen. Deze servers en software die sensorgegevens verzamelen en besturingsopdrachten verzenden naar aangesloten veldapparaten. De toezichtcomputer communiceert ook met de mens-machine-interfaces in controlekamers om realtime gegevens voor gebruikers te visualiseren. Veel toezichtsystemen draaien op meerdere servers, die allemaal beveiligings- en software-upgrades nodig hebben. Deze kritieke upgrades zijn vaak handmatig en worden gemakkelijk verwaarloosd, maar zonder dergelijke upgrades zijn SCADA-platforms en de activiteiten die ze ondersteunen kwetsbaar voor beveiligingsbedreigingen.

Communicatie-infrastructuur. Communicatie-infrastructuur maakt gegevensoverdracht mogelijk tussen de PLC's, RTU's en het hoofd-SCADA-systeem. Meestal vereisen oudere SCADA-systemen extra instellingen van radionetwerken of mobiele en wifimodems om controllers te verbinden met het SCADA-systeem. Dit houdt vaak in dat u een afzonderlijk mobiele serviceabonnement moet kopen dat snel grote hoeveelheden data kan verzenden. Na verloop van tijd kunnen de extra hardware- en netwerkvereisten van traditionele SCADA-communicatie-infrastructuur kostbaar en moeilijk te onderhouden worden.

Remote Terminal Units (RTU's) en programmeerbare logische controllers (PLC's). RTU's en PLC's zijn de fysieke apparaten die telemetriegegevens van uw bedrijfsmiddelen verzamelen en besturingsprogramma's uitvoeren die zijn geschreven door technici of integrators. Zodra RTU's en PLC's een besturingssignaal van het toezichtsysteem ontvangen, geven ze die informatie door aan het betreffende apparaat, waardoor veldapparatuur wordt bestuurd via een netwerk van signalen. Afhankelijk van de PLC communiceert deze met het SCADA-netwerk via communicatieprotocollen voor industriële apparaten zoals Modbus of EtherNet/IP.

Moderne SCADA-oplossing van Samsara

Moderne SCADA-architectuur: geconsolideerd en gebruiksvriendelijk

Vergeleken met oudere SCADA bieden cloudgebaseerde IIoT-oplossingen betrouwbare connectiviteit, onbeperkte gegevensopslag en krachtige inzichten in elke situatie. Dankzij de geconsolideerde technologie van moderne SCADA kunnen industriële bedrijven deze geavanceerde systemen in een fractie van de tijd uitrollen.

In plaats van vijf of meer verschillende componenten aan te schaffen, implementeren, integreren en onderhouden, maakt een modern SCADA-platform de installatie eenvoudig met slechts twee hoofdcomponenten: hardware en cloud-gebaseerde software. Een typisch SCADA-systeem van Samsara omvat:

• Een enkele industriële controller die gateway- en PLC-mogelijkheden combineert. Traditionele SCADA-platforms vereisen dat u RTU's of PLC's, modems en zelfbeheerde communicatienetwerken implementeert, evenals een reeks servers om operationeel te worden. De Industrial Controller van Samsara maakt servers op locatie en extra hardware overbodig dankzij gegevensopslag en -beheer in de cloud. En met ingebouwde 4G LTE en vooraf toegewezen service is het eenvoudiger en sneller in te zetten in afgelegen omgevingen.

• "Drag-and-drop" SCADA-software voor elke gebruiker. Bedieners en managers van meerdere sites hebben aanpasbare dashboards nodig voor hun unieke gebruikssituaties. Of u nu kleppen bedient of gehuurde apparatuur bewaakt, de cloudgebaseerde HMI van Samsara biedt onbeperkt inzicht in de prestaties van apparatuur. Onze industriële klanten kunnen hun volledige activiteiten gadeslaan, automatische controles en alarmen instellen, analyses bekijken en rapporten afdrukken vanuit elke webbrowser, ook vanaf een smartphone en tablet. Dankzij cloudopslag kunnen gebruikers ook gebruik maken van zowel realtime als historische trends zonder dat ze aparte SCADA-servers, historici en HMI-toepassingen hoeven in te zetten.

Hoe werken moderne SCADA-systemen?

Met cloudtechnologie, draadloze connectiviteit en minder bewegende componenten, maken moderne SCADA-systemen een snelle implementatie en onmiddellijke toegang tot machinegegevens mogelijk.

Zodra het platform is geïnstalleerd, beginnen controllers met het verzamelen en doorsturen van gegevens van standaard 4-20 mA sensoren. De controllers kunnen ook gegevens verzamelen van verouderde PLC's, waardoor het eenvoudig is om verouderde SCADA-systemen te moderniseren. Woodmen Hills Metropolitan District gebruikt bijvoorbeeld onze controllers om realtime metingen te verzamelen over chloorniveaus, debieten en pompstatussen.

Alle verzamelde gegevens worden vervolgens rechtstreeks via een mobiel of wifinetwerk verzonden naar cloudgebaseerde HMI-dashboards die machine- en omgevingsgegevens weergeven. Hier kunnen bedieners start-/stoptijden instellen op apparatuur, grafieken maken, historische gegevens bekijken en systeemalarmen beheren. En voor extra gemoedsrust zorgt de ingebouwde opslag in de controller ervoor dat gegevens offline kunnen worden opgeslagen als de verbinding uitvalt. Deze gegevens worden geüpload naar de cloud zodra de verbinding is hersteld, waardoor u een betrouwbaar, ononderbroken beeld van uw activiteiten hebt.

Naast het verzamelen van gegevens, initiëren de controllers ook opdrachten of signalen op basis van besturingsprogramma's. Deze programma's kunnen worden geschreven, geïmplementeerd en beheerd vanuit de cloud, waardoor ingenieurs, integrators en supervisors snelle wijzigingen en aanpassingen kunnen aanbrengen zonder ter plaatse te zijn.

5 manieren waarop moderne SCADA de operationele efficiëntie verbetert

Moderne SCADA-systemen stellen bedieners in staat om de prestaties van de locatie te volgen en proactief onderhoud te implementeren zonder de extra kosten en energie die traditionele SCADA vereist. Als u overweegt om uw huidige SCADA-platform te updaten of te vervangen, bieden we hier vijf belangrijke voordelen van een nieuw SCADA-systeem:

Stimulatie van procesverbeteringen: volgens een studie van marktonderzoeksbureau Vason Bourne kan niet-geplande stilstand van apparatuur industriële bedrijven wel 260.000 dollar per uur kosten. Ongeplande storingen beïnvloeden de bedrijfsresultaten van een infrastructuurprovider en kunnen leiden tot duizenden ontevreden klanten. Met realtime bewaking kunnen bedrijfsmanagers inefficiënties en apparatuurproblemen identificeren voordat ze een onderbreking van de dienstverlening veroorzaken.

Verkorte reactietijden: met meerdere belanghebbenden en systemen die afhankelijk zijn van een draaiende operatie, is het belangrijk om tools te hebben die storingen snel verhelpen. De meeste moderne SCADA-platforms bieden slim alarmbeheer waarmee bedieners problemen kunnen oplossen zonder de nodige handmatige diagnostiek op locatie. Nieuwe HMI-schermen bieden technici ook onbeperkte historische trendgegevens om snel gegevensgestuurde beslissingen te nemen.

Apparatuurbeheer vanaf elke locatie: traditionele SCADA beperkt zowel de mobiliteit als de toegang tot gegevensverzameling. Of u nu op kantoor of onderweg bent, of een faciliteit op afstand bezoekt, cloudgebaseerde SCADA-systemen bieden u volledige zichtbaarheid en controle over uw activiteiten. Mobiele dashboards stellen relevante belanghebbenden in uw organisatie in staat om de huidige status van uw activiteiten te beoordelen en controles te plannen met nog minder locatiebezoeken.

Verminderde energiekosten: volgens de EPA zijn drinkwater- en afvalwaterinstallaties vaak goed voor 30 tot 40% van het energieverbruik van gemeenten. Het is geen verrassing dat steeds meer nutsbedrijven prioriteit geven aan duurzaamheid. SCADA-oplossingen bieden u realtime inzicht in de piek-energieuren, looptijden van de pomp en waterstromen om u te helpen looptijden, snelheden en het totale verbruik van de pomp te optimaliseren.

Gestroomlijnde naleving en rapportage: bij het beheer van honderden activiteiten stapelt het papierwerk zich in een mum van tijd op. Aanpasbare rapporten en geaggregeerde gegevens in één eenvoudige HMI vergemakkelijken het rapportageproces aanzienlijk. Equipment-as-a-Service bedrijven kunnen hun klanten ook de flexibiliteit bieden om dagelijkse rapporten af te drukken zonder handmatig gegevens te verzamelen.

Industriële klanten hebben onze diensten gebruikt om van deze voordelen en nog veel meer te profiteren.

De juiste SCADA-oplossing voor uw bedrijf kiezen

Met vereenvoudigde SCADA-platforms kunt u meer bereiken met minder moeite. Uw SCADA-systeem moet flexibel genoeg zijn om te voldoen aan uw unieke user case, om ongelijksoortige gegevens te verbinden in één toegankelijk dashboard en om al uw belangrijkste belanghebbenden te voorzien van bruikbare inzichten.

Samsara biedt een complete SCADA-oplossing die u kan helpen autonome activiteiten te schalen, zodat u zich kunt richten op het bieden van betrouwbare service aan uw klanten. Lagere arbeids- en onderhoudskosten betekent ook extra kapitaal voor het verkennen van nieuwe zakelijke kansen. Onze multi-protocoloplossing stelt klanten in staat om hun bestaande hardware en bedrijfssystemen te verbinden, zodat u geen middelen hoeft te besteden aan het volledig vervangen van uw verouderde systeem. Ontdek hoe Samsara Industrial uw bedrijf kan optimaliseren en de bedrijfskosten kan verlagen door vandaag nog een gratis proefperiode aan te vragen.