Βιομηχανική Πληροφορική

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Βιομηχανική Πληροφορική Ενότητα 5: Συστήματα Εποπτικού Ελέγχου και Συλλογής Δεδομένων Αναστασία Βελώνη Μηχανικών Η/Υ Συστημάτων

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί Ενότητας Τα συστήματα SCADA παρακολουθούν on-line μέσω μονάδων προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών και καταγράφουν συνεχώς σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές όλες τις κρίσιμες παραμέτρους της παραγωγικής διαδικασίας, για την επίτευξη εποπτείας σε πραγματικό χρόνο. 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας -1 Ανάπτυξη εξειδικευμένων εφαρμογών βιομηχανικής πληροφορικής Συστήματα SCADA Λειτουργίες συστημάτων SCADA Σύστημα ελέγχου με SCADA και PLC Υποσυστήματα συστημάτων SCADA Σχηματικές απεικονίσεις Οδηγίες για τον αυτοματισμό των συσκευών PLC Τυποποιημένα πρωτόκολλα Modbus Διάφοροι τύποι Modbus Λειτουργία Modbus SCADA LAN s Σύγκριση SCADA και DCS 5

6 Περιεχόμενα Ενότητας -2 Δίκτυο Ethernet Θέση βαλβίδας βάσει ενός επιπέδου νερού Οφέλη επιχείρησης από τη χρήση SCADA Παροχές συστημάτων SCADA Συμπέρασμα Λογισμικό Genesis της Iconics Τελικό VI front panel InSQL RSView 6

7 Ανάπτυξη εξειδικευμένων εφαρμογών βιομηχανικής πληροφορικής Η βιομηχανική πληροφορική αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους και ραγδαία εξελισσόμενους κλάδους της Πληροφορικής Η απαίτηση για μια αποτελεσματικότερη διαχείριση όλων των πληροφοριών των διαφόρων τμημάτων μιας επιχείρησης οδήγησε στην ανάπτυξη εξειδικευμένων εφαρμογών βιομηχανικής πληροφορικής Η ανταλλαγή των πληροφοριών μεταξύ όλων των τμημάτων προϋποθέτει τη σύνδεση όλων των επιμέρους εφαρμογών, σε ένα κεντρικό σύστημα Πληροφόρησης και Διαχείρισης (Management Information System) 7

8 Συστήματα SCADA Τα συστήματα SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) αποτελούν εφαρμογή της βιομηχανικής πληροφορικής για την εποπτεία της παραγωγής Κάθε διεργασία παραγωγής χαρακτηρίζεται από κάποιες κρίσιμες παραμέτρους, οι οποίες παίζουν καθοριστικό ρόλο στην παραγωγική διαδικασία και στην ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων (π.χ. πίεση, θερμοκρασία, χρόνος, πυκνότητα κ.α.) 8

9 Συστήματα SCADA Τα συστήματα SCADA παρακολουθούν on-line μέσω μονάδων Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών και καταγράφουν συνεχώς σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές όλες τις κρίσιμες παραμέτρους της παραγωγικής διαδικασίας, για την επίτευξη εποπτείας σε πραγματικό χρόνο Ένα σύστημα SCADA περιλαμβάνει απεικόνιση σε μιμικά διαγράμματα όλων των διεργασιών παραγωγής, ενδείξεις των τιμών των μετρούμενων μεγεθών, διαρκή συλλογή και αποθήκευση δεδομένων σε Η/Υ, γνωστοποίηση σφαλμάτων κ.α. Επίσης σημαντική είναι η δυνατότητα παρακολούθησης του συστήματος μέσω κατάλληλα διαμορφωμένων σελίδων του διαδικτύου 9

10 Λειτουργίες συστημάτων SCADA Οι κύριες λειτουργίες ενός συστήματος SCADA είναι οι ακόλουθες: Συλλογή δεδομένων από τα PLC και τις απομακρυσμένες τερματικές μονάδες (Remote Telemetry Unit RTU). Οι RTU εγκαθίστανται σε απομακρυσμένα σημεία με σκοπό την αποστολή και λήψη εντολών. Όλα τα επιθυμητά σήματα μεταδίδονται προς το σύστημα SCADA μέσω του δικτύου βιομηχανικού αυτοματισμού Αποθήκευση των πληροφοριών στη βάση δεδομένων και αναπαράστασή τους μέσω γραφημάτων Ανάλυση δεδομένων και ειδοποίηση του προσωπικού σε περιπτώσεις σφάλματος. Όταν τα δεδομένα πάρουν τιμές μη κανονικές το σύστημα SCADA ειδοποιεί με οπτική ή ακουστική σήμανση τους χειριστές, ώστε να αποφευχθούν δυσάρεστες επιπτώσεις 10

11 Λειτουργίες συστημάτων SCADA Έλεγχος κλειστού βρόχου διεργασιών. Υπάρχει η δυνατότητα εφαρμογής τεχνικών ελέγχου, αυτόματες ή χειροκίνητες Γραφική απεικόνιση των τμημάτων της διεργασίας σε μιμικά διαγράμματα και παρουσιάσεις των δεδομένων σε ενεργά πεδία. Τα μιμικά διαγράμματα απεικονίζουν ρεαλιστικά τμήματα της διεργασίας με στόχο την ευκολότερη εποπτεία και την κατανόηση των δεδομένων από τους χειριστές του συστήματος Καταγραφή όλων των συμβάντων για την δημιουργία ιστορικού αρχείου. Σε κάθε βιομηχανία υπάρχει καταγραφή όλων των κρίσιμων παραμέτρων. Παλιότερα γινόταν με χειρόγραφη καταγραφή, ενώ σήμερα την ευθύνη αυτή έχει αναλάβει η βάση δεδομένων του συστήματος SCADA 11

12 Λειτουργίες συστημάτων SCADA Υποστήριξη διπλού υπολογιστικού συστήματος με αυτόματη εναλλαγή, αν αυτό κρίνεται σκόπιμο βάση της υπό έλεγχο διεργασίας. Σε διεργασίες υψηλής επικινδυνότητας πρέπει να ελαχιστοποιηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η εμφάνιση σφάλματος λόγω βλάβης του εξοπλισμού. Για το λόγο αυτό τα συστήματα SCADA υποστηρίζουν δεύτερο υπολογιστικό σύστημα που αναλαμβάνει σε περίπτωση σφάλματος 12

13 Λειτουργίες συστημάτων SCADA Μεταφορά δεδομένων σε άλλα τμήματα του κεντρικού συστήματος πληροφόρησης και διαχείρισης Έλεγχος της πρόσβασης χειριστών στα διάφορα υποσυστήματα του συστήματος SCADA Ειδικές εφαρμογές λογισμικού όπως εκτέλεση κώδικα C++ ή ανάπτυξη ευφυών συστημάτων 13

14 Σύστημα ελέγχου με SCADA και PLC 14

15 Σύστημα ελέγχου με SCADA και PLC Η συλλογή δεδομένων ξεκινά από το RTU ή το PLC και περιλαμβάνει τις ενδείξεις των μετρητικών οργάνων καθώς και τις ενδείξεις κατάστασης (status) του εξοπλισμού. Τα δεδομένα αυτά αποστέλλονται στο SCADA Τα δεδομένα στη συνέχεια καταρτίζονται και διαμορφώνονται με τέτοιο τρόπο ώστε ο χειριστής στην αίθουσα έλεγχου χρησιμοποιώντας το HMI να μπορεί να πάρει εποπτικές αποφάσεις για να προσαρμόσει ή να παρακάμψει τον κανονικό έλεγχο των RTU s ή PLC s Τα δεδομένα μπορούν επίσης να αποθηκευτούν σε μία βάση δεδομένων, στην οποία καταγράφονται διάφορα μεγέθη της εγκατάστασης με το πέρασμα του χρόνου και έτσι προσφέρεται η δυνατότητα στους διαχειριστές του συστήματος να ανατρέξουν σαι παλαιότερες μετρήσεις και να προχωρήσουν σε βελτιώσεις ή προσαρμογές του συστήματος 15

16 Σύστημα ελέγχου με SCADA και PLC Για παράδειγμα στο σύστημα flow και level control του συστήματος του ανωτέρω σχήματος το σύστημα SCADA διαβάζει τη μετρούμενη ροή και στάθμη και στέλνει τα σήματα αυτά στα PLC s Το PLC1 συγκρίνει τη μετρούμενη ροή με την επιθυμητή και ελέγχει την ταχύτητα της αντλίας όσο χρειάζεται για να ταιριάξει τη ροή με την επιθυμητή Το PLC2 συγκρίνει τη μετρούμενη στάθμη με την επιθυμητή και ελέγχει τη ροή μέσω της βαλβίδας για να ταιριάξει τη στάθμη με την επιθυμητή 16

17 Χρήσεις συστημάτων SCADA Τα συστήματα SCADA χρησιμοποιούνται σε: Βιομηχανικές διεργασίες, οι οποίες περιλαμβάνουν διεργασίες στον τομέα της κατασκευής, της παραγωγής προϊόντων, της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κλπ. Διεργασίες υποδομής, οι οποίες μπορεί να είναι δημόσιες ή ιδιωτικές όπως η επεξεργασία νερού και η διανομή του, η συλλογή και επεξεργασία των λυμάτων, η μεταφορά ηλεκτρικής ενάργειας και η διανομή της, τα αιολικά πάρκα και τα μεγάλα επικοινωνιακά συστήματα Διεργασίες σε εγκαταστάσεις όπως κτίρια, αεροδρόμια, πλοία και διαστημικούς σταθμούς 17

18 Βασικοί στόχοι του SCADA Ένα σύστημα εποπτικού ελέγχου και απόκτησης δεδομένων (SCADA) είναι ένα ευρέως διαδεδομένο σύστημα βασισμένο στη χρήση υπολογιστή που αρχικά χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο και την παρακολούθηση από απόσταση των συνθηκών λειτουργίας των μερών μία κεντρικής εγκατάστασης 18

19 Παράδειγμα δικτύου διανομής νερού Για το παράδειγμα ενός δικτύου διανομής νερού, οι αντικειμενικοί στόχοι ενός συστήματος SCADA είναι οι ακόλουθοι: Παρακολούθηση του συστήματος Έλεγχος όλου του συστήματος και εξασφάλιση ότι η απαιτούμενη απόδοση επιτυγχάνεται Μείωση των επιπέδων των λειτουργικών αποθεμάτων μέσω της αυτοματοποίησης ή μέσω της λειτουργίας του συστήματος από μία απλή κεντρική εγκατάσταση 19

20 Παράδειγμα δικτύου διανομής νερού Αποθήκευση των δεδομένων της συμπεριφοράς του συστήματος και επομένως της πλήρους συμμόρφωσης με τις απαιτήσεις των προτύπων Παροχή πληροφοριών για την απόδοση του συστήματος και εφαρμογή αποτελεσματικών διαδικασιών διαχείρισης για το σύστημα Εφαρμογή αποτελεσματικής λειτουργίας του συστήματος μειώνοντας την ανάγκη για συνεχείς επισκέψεις στις απομακρυσμένες εγκαταστάσεις και ουσιαστική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά τις λειτουργίες 20

21 Παράδειγμα δικτύου διανομής νερού Παροχή ενός συστήματος ελέγχου που θα επιτρέπει να επιτυγχάνονται οι αντικειμενικοί σκοποί Παροχή ενός συστήματος έκτακτης ειδοποίησης που θα επιτρέπει την διάγνωση των σφαλμάτων από ένα κεντρικό σημείο, ώστε να επιτυγχάνονται οι διαδικασίες επίλυσης των προβλημάτων από εξειδικευμένο προσωπικό και να αποφεύγονται περιστατικά που μπορεί να είναι επιζήμια για το περιβάλλον 21

22 Βασικά μέρη ενός συστήματος SCADA Ένα σύνηθες σύστηµα SCADA χρησιμοποιεί σαν κεντρικό πυρήνα έναν κεντρικό υπολογιστή, αρκετά μεγάλης υπολογιστικής ισχύος, στον οποίο βρίσκεται το λογισµικό SCADA εγκατεστημένο, όπως και το πρόγραµµα της εκάστοτε εφαρμογής. Η ζητούμενη τηλεμετρία στον επιθυμητό χώρο, επιτυγχάνεται µε την εγκατάσταση σταθµών τηλεμετρίας RTU (Remote Telemetry Units) Οι σταθµοί αυτοί διαβάζουν τις τιµές διαφόρων μεγεθών που µας ενδιαφέρουν (τάση, πίεση, θερµοκρασία κτλ), τις μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήµατα και τα σήµατα αυτά τα μεταδίδουν ενσύρματα ή ασύρµατα µε κατάλληλες τηλεπικοινωνιακές ζεύξεις στον κεντρικό υπολογιστή, ανά τακτά χρονικά διαστήματα 22

23 Βασικά μέρη ενός συστήματος SCADA Από εκεί και πέρα, αρχίζει η παρακολούθηση και επεξεργασία τους από τους χρήστες του κεντρικού υπολογιστή και εξάγονται χρήσιµα συμπεράσματα για τη λειτουργία της εκάστοτε διεργασίας (σχήμα επόμενης διαφάνειας) 23

24 Τοπολογία συστήματος SCADA 24

25 Δομικά στοιχεία ενός συστήματος SCADA Τα δομικά στοιχεία ενός συστήματος SCADA είναι: Ένας κεντρικός υπολογιστικός σταθμός (Master Station Computer -MTU) Οι γραμμές επικοινωνίας (radio, καλωδιακή, τηλεφωνική) RTU s που κωδικοποιούν και αποκωδικοποιούν σήματα από τον πραγματικό κόσμο Το ελεγχόμενο σύστημα (Field Instrumentation) 25

26 Υποσυστήματα συστημάτων SCADA Ένα σύστημα SCADA αποτελείται επίσης από τα ακόλουθα υποσυστήματα: Ένα σύστημα ανθρώπινης αλληλεπίδρασης (HMI-Human Machine Interface), που έχει σαν σκοπό να παρουσιάζει τα δεδομένα της γραμμής και ο χρήστης να μπορεί να τα ελέγχει καθ όλη τη διάρκεια της παραγωγής Από ένα υπολογιστή ο οποίος συλλέγει όλες τις πληροφορίες και στέλνει την κατάλληλη ανατροφοδότηση 26

27 Υποσυστήματα συστημάτων SCADA Τηλεχειριζόμενες τερματικές μονάδες, οι οποίες είναι συνδεδεμένες με αισθητήρες σε όλη τη διαδικασία, εναλλάσσοντας έτσι σήματα από τους αισθητήρες στο συντονιστικό υπολογιστή Προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC s) Την επικοινωνιακή υποδομή του συστήματος, η οποία συνδέει όλα τα παραπάνω κατάλληλα μεταξύ τους 27

28 Σχηματικές απεικονίσεις Παρακάτω απεικονίζεται ένα γενικό σύστημα SCADA που επεξεργάζεται κάποια μορφή πολλαπλών δεδομένων μεταξύ του κεντρικού υπολογιστή και των RTU s Αυτές οι διατάξεις βοηθούν στην δρομολόγηση των δεδομένων από και προς έναν αριθμό RTU σε ένα τοπικό δίκτυο, ενώ χρησιμοποιούνται ένας ή λίγοι φυσικοί σύνδεσμοι σε ένα δίκτυο μίας ευρείας περιοχής (WAN) για να δώσει δεδομένα πίσω στον κεντρικό υπολογιστή Επίσης παρουσιάζεται η εσωτερική εγκατάσταση RTU 28

29 Γενικό δίκτυο ενός συστήματος SCADA 29

30 Εσωτερική εγκατάσταση RTU 30

31 Ελεγχόμενο σύστημα 31

32 Συσκευές δεδομένων Οι συσκευές δεδομένων διαμορφώνουν τα μάτια και τα αυτιά ενός συστήματος SCADA. Οι συσκευές όπως οι μετρητές του επιπέδου του reservoir, οι μετρητές ροής του νερού, οι μετρητές θερμοκρασίας, οι μετρητές κατανάλωσης ενέργειας και οι μετρητές πίεσης όλοι μαζί παρέχουν πληροφορίες που μπορούν να δώσουν πληροφορία σε έναν χειριστή ως προς το πόσο καλά λειτουργεί ένα σύστημα διανομής νερού Επιπλέον, ο εξοπλισμός όπως οι ηλεκτρικοί μηχανισμοί κίνησης των βαλβίδων, οι πίνακες ελέγχου του μηχανισμού και οι ηλεκτρονικές εγκαταστάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διαμορφώσουν τα χέρια του συστήματος SCADA και να βοηθήσουν στην αυτοματοποίηση της διαδικασίας της διανομής του νερού 32

33 Συσκευές δεδομένων Παρόλα αυτά, πριν από κάποια αυτοματοποιημένη ή απομακρυσμένη παρακολούθηση, οι πληροφορίες που περνούν από και προς τις συσκευές δεδομένων θα πρέπει να μετατραπούν σε μία μορφή που είναι συμβατή με την γλώσσα του συστήματος SCADA. Για να επιτευχθεί αυτό, απαιτείται κάποια μορφή ηλεκτρονικών δεδομένων 33

34 RTU Τα RTU (Remote Telemetry Units) βασικά χρησιμοποιούνται για να μετατρέπουν τα ηλεκτρονικά σήματα που έρχονται από τις συσκευές σε μία γλώσσα (γνωστή και ως πρωτόκολλο επικοινωνίας) που χρησιμοποιείται για να μετατρέπει τα δεδομένα σε ένα κανάλι επικοινωνίας Τα RTU εμφανίζονται ως ένα κουτί σε ένα τηλεφωνικό πίνακα με καλώδια ηλεκτρονικού σήματος που τρέχουν μέσα στις συσκευές δεδομένων και καλώδια σύνδεσης στο κανάλι επικοινωνίας 34

35 Οδηγίες για τον αυτοματισμό των συσκευών Οι οδηγίες για τον αυτοματισμό των συσκευών των δεδομένων συνήθως αποθηκεύονται τοπικά. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο συνηθισμένο περιορισμένο εύρος ζώνης των συνδέσμων των επικοινωνιών μεταξύ του κεντρικού υπολογιστή του SCADA και των συσκευών των δεδομένων Τέτοιες οδηγίες συνήθως κρατούνται μέσα σε τοπικές ηλεκτρονικές συσκευές γνωστές ως Programmable Logic Controllers (PLC), οι οποίες έχουν κατά το παρελθόν διαχωριστεί από τα RTU. Τα PLC συνδέονται άμεσα με τις συσκευές δεδομένων και ενσωματώνουν προγραμματισμένη γνώση σε μορφή λογικών διαδικασιών 35

36 PLC που διεξάγει λειτουργίες τοπικού ελέγχου και που είναι διαχωρισμένο αλλά ενώνεται με καλώδια με το RTU 36

37 PLC Τα PLC συχνά χρησιμοποιούνται σε εργοστάσια με κατασκευαστικές εφαρμογές. Η ανάγκη ώστε τα PLC να συνδέονται με τα κανάλια επικοινωνίας δεν ήταν μεγάλη σε αυτές τις εφαρμογές, καθώς αυτά συχνά απαιτούνταν να αντικαθιστούν τα λογικά συστήματα καθυστέρησης ή τους πνευματικούς ελεγκτές Καθώς τα PLCs χρησιμοποιούνταν πιο συχνά για να αντικαθιστούν τα relay switching control systems, η τηλεμετρία χρησιμοποιούνταν πιο πολύ με τα PLC s σε απομακρυσμένες εγκαταστάσεις. Έγινε επιθυμητό να επηρεάσουν το πρόγραμμα μέσα στο PLC μέσω της χρήσης ενός απομακρυσμένου σήματος 37

38 PLC Αυτό στη πραγματικότητα είναι το μέρος του εποπτικού ελέγχου (Supervisory Control) από το ακρωνύμιο του SCADA. Όπου απαιτούνταν ένα απλό τοπικό σύστημα ελέγχου, έγινε δυνατό να αποθηκεύεται αυτό το πρόγραμμα μέσα στο RTU και να διεξάγει έλεγχο στην συσκευή Την ίδια στιγμή, τα παραδοσιακά RTU που περιείχαν υπομονάδες επικοινωνίας που επιτρέπουν τα PLC να παρακολουθούν και να στέλνουν αναφορά της κατάστασης του προγράμματος ελέγχου στον υπολογιστή που συνδέεται στο PLC ή σε έναν απομακρυσμένο υπολογιστή μέσω μία τηλεφωνικής γραμμής. Οι κατασκευαστές των PLC και RTU επομένως ανταγωνίζονται στην ίδια αγορά 38

39 Αποτέλεσμα Σαν αποτέλεσμα αυτών των εξελίξεων, η γραμμή μεταξύ των PLC και RTU έχει εξαφανιστεί και η ορολογία είναι προφανώς εναλλακτική. Για χάρη της απλότητας, ο όρος RTU θα χρησιμοποιείται για να αναφέρει μία απομακρυσμένη συσκευή δεδομένων Παρόλα αυτά, μία τέτοια συσκευή θα μπορούσε να περιλαμβάνει προγραμματισμό αυτοματισμού και θα μπορούσε να χαρακτηριστεί σαν ένα PLC 39

40 Σύστημα επικοινωνιών δεδομένων Ο τομέας του συστήματος επικοινωνιών δεδομένων τείνει να παρέχει τα μέσα από τα οποία τα δεδομένα μπορούν να μεταφέρονται μεταξύ των servers του κεντρικού υπολογιστή και των RTU 40

41 Εύρος ζώνης Μία σημαντική ιδιότητα ενός καναλιού επικοινωνιών είναι η ικανότητά του να φέρει δεδομένα. Ο όρος εύρος ζώνης χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτή την ικανότητα. Γενικά ο όρος εύρος ζώνης χρησιμοποιείται για το εύρος σε Hertz ενός αναλογικού καναλιού. Για παράδειγμα, ένα κανάλι μία τηλεφωνικής γραμμής που χρησιμοποιεί το εύρος 0.3 έως 3.4 khz έχει ένα εύρος ζώνης των 3.1 khz και ένα ραδιοφωνικό κανάλι που χρησιμοποιεί ένα φάσμα από έως MHz έχει ένα κανάλι εύρους ζώνης των 12.5 khz. Με την ψηφιακή μετάδοση, ο όρος εύρος ζώνης έχει διευρυνθεί για να συμπεριλάβει τον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων σε bits ανά δευτερόλεπτο (bps) 41

42 Διαθεσιμότητα SCADA επικοινωνιών Η διαθεσιμότητα που υπάρχει στη δομή των επικοινωνιών είναι μία σημαντική πλευρά του SCADA συστήματος. Επειδή τα SCADA συστήματα συνήθως αναπτύσσονται σε μεγάλες γεωγραφικές περιοχές, συνδέσεις των απομακρυσμένων SCADA σταθμών από τον κεντρικό υπολογιστή συνήθως είναι πολυστρωματικές, εννοώντας ότι μπορεί να υπάρχουν μερικά φυσικά και λογικά μονοπάτια μέσω των οποίων τα δεδομένα πρέπει να δρομολογηθούν πριν φτάσουν στον προορισμό τους Σε αυτές τις συνδέσεις θα πρέπει να δοθεί μεγάλη σημασία από οικονομική πλευράς στον τύπο των συστημάτων επικοινωνιών που θα χρησιμοποιηθούν και στο εύρος ζώνης που θα χρησιμοποιηθεί σε αυτές τις συνδέσεις 42

43 Οικονομικοί περιορισμοί Λόγω των οικονομικών περιορισμών, οι συνδέσεις των SCADA επικοινωνιών γενικά προσφέρουν λιγότερο εύρος ζώνης και μικρότερη αξιοπιστία από αυτά που προσφέρονται από τις επικοινωνίες που χρησιμοποιούνται συνήθως σε μία εγκατάσταση, όπου υπάρχουν λίγοι γεωγραφικοί περιορισμοί και LAN κατασκευές μεγάλης ταχύτητας 43

44 Πρόβλημα διαθεσιμότητας Το πρόβλημα στη διαθεσιμότητα μπορεί να αποδοθεί στο γεγονός ότι οι πολυστρωματικές SCADA συνδέσεις διατρέχουν έναν μεγαλύτερο αριθμό μέσων μετατροπής και θυρών δρομολόγησης δεδομένων συγκριτικά με τις LAN κατασκευές υψηλής ταχύτητας. Επομένως, υπάρχουν πολλά σημεία αποτυχίας σε πολλά δίκτυα επικοινωνιών SCADA Οι βλάβες στις επικοινωνίες συνήθως προκύπτουν από τον εξοπλισμό και από τις βλάβες στην παροχή ενέργειας και στην ανθρώπινη παρέμβαση. Καλύτερη διαθεσιμότητα είναι δυνατή μέσω της χρήσης εφεδρικών μονοπατιών επικοινωνίας στους εξωτερικούς σταθμούς. Παρόλα αυτά, τέτοιοι σχεδιασμοί μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά στο κόστος του συστήματος επικοινωνιών και επομένως δεν μπορεί να είναι οικονομικά βιώσιμο αν η σύνδεση των επικοινωνιών δεν είναι σημαντική στην λειτουργική ασφάλεια 44

45 Πρωτόκολλα επικοινωνίας SCADA Τα πρωτόκολλα της επικοινωνίας SCADA είναι σχεδιασμένα ειδικά για την μειωμένη αξιοπιστία των συνδέσμων επικοινωνίας που συνήθως χρησιμοποιούνται στα SCADA συστήματα και παρέχουν ασφαλή μεταφορά των δεδομένων, διασφαλίζοντας την αξιόπιστη μεταφορά των δεδομένων στους προορισμούς κάτω από οποιαδήποτε περίπτωση Τα πρωτόκολλα συμβάλλουν στον εντοπισμό του σφάλματος και στις τεχνικές ανασκόπησης των μηνυμάτων. Παρόλα αυτά, οι παραπάνω πληροφορίες που εισάγονται δημιουργούν πρόβλημα στην μετάδοση των δεδομένων, καταλήγοντας σε προβλήματα μεταξύ της ταχύτητας μετάδοσης των δεδομένων και της αξιοπιστίας του συνδέσμου των επικοινωνιών 45

46 Αποτέλεσμα Σαν αποτέλεσμα, η ταχύτητα των επικοινωνιών των δεδομένων που σχετίζονται με το SCADA είναι χαμηλότερη από την συνηθισμένη στις επικοινωνίες που χρησιμοποιούνται σε ένα γραφείο ή σε κάποιον όροφο ενός εργοστασίου 46

47 Πιθανά σφάλματα επικοινωνίας Οι χρήστες των SCADA συστημάτων και τα δεδομένα που προκύπτουν δεν χρειάζονται να είναι ενήμερα των πρωτοκόλλων επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται Παρόλα αυτά, είναι σημαντικό να κατανοηθεί ότι με την χρήση των συνδέσμων επικοινωνίας όπως το ράδιο, υπάρχει μία πιθανότητα αν και μικρή να συμβούν κάποια σφάλματα επικοινωνίας 47

48 Παράδειγμα πιθανού λάθους Για παράδειγμα, μία εντολή ελέγχου θα μπορούσε να σταλεί σε λάθος προορισμό. Τα SCADA συστήματα συχνά ζητούν επιβεβαίωση από τον χρήστη να επιβεβαιώσει ότι μία εντολή ελέγχου απαιτείται Αυτή η προσέγγιση παρέχει κάποιο επίπεδο προστασίας ενάντια στην περίπτωση να σταλεί μία εντολή σε λάθος προορισμό 48

49 Πρωτόκολλο επικοινωνίας DNP Ένα παράδειγμα πρωτοκόλλου SCADA επικοινωνιών είναι το DNP 3.0 (Distributed Network Protocol), ένα ανεξάρτητο πρωτόκολλο που ενσωματώνει πολλαπλά στρώματα εντοπισμού σφαλμάτων και διόρθωσης και επιτρέπει την επιβεβαίωση των εντολών ελέγχου 49

50 Modbus & άλλα πρωτόκολλα Το Modbus (αναλύεται παρακάτω) είναι άλλο ένα ευρέως διαδεδομένο πρωτόκολλο για το SCADA, αλλά δεν προσφέρει το ίδιο επίπεδο ασφάλειας στην μετάδοση δεδομένων όπως το DNP 3.0 Υπάρχει επίσης μία μεγάλη ποικιλία πρωτοκόλλων που προσφέρουν μαζί με τα συστήματα SCADA και προσφέρουν πολλές δυνατότητες όπως τα RP-570, Profibus και Conitel 50

51 Τυποποιημένα πρωτόκολλα Τα τυποποιημένα πρωτόκολλα είναι τα: IEC ή 104, IEC και DNP3 Αυτά τα πρωτόκολλα επικοινωνίας είναι τυποποιημένα και αναγνωρισμένα από όλους τους μεγάλους προμηθευτές SCADA. Πολλά από αυτά τα πρωτόκολλα περιέχουν πλέον επεκτάσεις ώστε να λειτουργούν σε TCP/IP 51

52 Χρήση υφιστάμενων δικτύων κινητής τηλεφωνίας Παρόλο που υπάρχουν διαφωνίες ως προς το κατά ποσό είναι ασφαλές να συνδέσει κανείς ένα σύστημα SCADA στο internet, πολλές βιομηχανίες (όπως συλλογής αποβλήτων και διανομής νερού), έχουν χρησιμοποιήσει τα υφιστάμενα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας για την παρακολούθηση των υποδομών τους καθώς και διαδικτυακές πύλες για αποστολή δεδομένων Τα δεδομένα που μεταφέρονται μέσω δικτύων κινητής τηλεφωνίας, κωδικοποιούνται πριν την αποστολή τους 52

53 Επικοινωνία μέσω δορυφόρου Όταν υπάρχουν αυξανόμενες απαιτήσεις ασφαλείας για προστασία κρίσιμων εγκαταστάσεων υπάρχει αυξανόμενη χρήση επικοινωνίας μέσω δορυφόρου Αυτός ο τρόπος επικοινωνίας έχει το πλεονέκτημα ότι η εγκατάσταση μπορεί να είναι αυτόνομη (να μην χρειάζεται δηλαδή να χρησιμοποιήσει τα δημόσια δίκτυα επικοινωνίας), να έχει ενσωματωμένη κωδικοποίηση και μπορεί να κατασκευαστεί με τη διαθεσιμότητα και την αξιόπιστα που απαιτείται από το διαχειριστή του συστήματος SCADA 53

54 Modbus -1 Το Modbus είναι ένα πρωτόκολλο ανταλλαγής μηνυμάτων που αναπτύχθηκε από την Modicon το Χρησιμοποιείται για την επίτευξη masterslave/client-server επικοινωνίας μεταξύ ευφυών συσκευών Είναι ένα de facto πρότυπο, πραγματικά ανοιχτό και το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο δικτύου σε περιβάλλον βιομηχανικής παραγωγής Έχει τεθεί σε εφαρμογή σε χιλιάδες διαφορετικές συσκευές για τη μεταφορά διακριτών/ αναλογικών Ι/Ο και την εγγραφή δεδομένων μεταξύ συσκευών ελέγχου 54

55 Modbus -2 Το Modbus είναι ένα πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής ανταλλαγής μηνυμάτων που τοποθετείται στο επίπεδο 7 του μοντέλου OSI και παρέχει client / server επικοινωνία μεταξύ συσκευών που συνδέονται με διαφορετικούς τύπους μέσων σύνδεσης και δικτύων Οι κώδικες λειτουργίας του Modbus είναι στοιχεία του Modbus request/reply PDU s (Protocol Data Unit) 55

56 Modbus -3 Με απλά λόγια, είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη διαβίβαση πληροφοριών μέσω σειριακών γραμμών μεταξύ ηλεκτρονικών συσκευών Η συσκευή που ζητεί τις πληροφορίες ονομάζεται Modbus Master και οι συσκευές που παρέχουν πληροφορίες Modbus Slaves. Σε ένα τυπικό Modbus δίκτυο, υπάρχει ένας Master και μέχρι 247 Slaves, ο καθένας με μια μοναδική Slave διεύθυνση από 1 έως 247 Το Master μπορεί επίσης, να στείλει πληροφορίες στους Slaves 56

57 Χρήσεις Modbus -1 Το Modbus χρησιμοποιείται σε πολλαπλές εφαρμογές master-slave: Για την παρακολούθηση και προγραμματισμό διαφόρων συσκευών Για την επικοινωνία μεταξύ ευφυών συσκευών με αισθητήρες και όργανα Για την παρακολούθηση των συσκευών πεδίου χρησιμοποιώντας Η/Υ και HMI s 57

58 Χρήσεις Modbus -2 Το Modbus είναι επίσης ιδανικό πρωτόκολλο για RTU εφαρμογές όπου απαιτείται ασύρματη επικοινωνία. Για αυτό το λόγο, έχει χρησιμοποιηθεί σε αναρίθμητες εφαρμογές σε υποσταθμούς φυσικού αερίου και πετρελαίου Δεν είναι μόνο ένα βιομηχανικό πρωτόκολλο. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές κατασκευών, υποδομών, μεταφορών και ενέργειας 58

59 Διάφοροι τύποι Modbus Υπάρχουν διάφοροι τύποι του πρωτοκόλλου Modbus. Ο πιο κοινός τύπος είναι το Modbus RTU που βασίζεται σε σειριακή επικοινωνία, όπως RS485 και RS232. Υπάρχει επίσης το πρωτόκολλο Modbus ASCII Σήμερα το πρωτόκολλο Modbus over Ethernet αυξάνεται σημαντικά. Λέγεται Modbus TCP και είναι βασικά το πρωτόκολλο Modbus RTU με ενσωματωμένα πακέτα TCP/IP. Είναι μια εξαιρετική επιλογή για να συνδέσετε συσκευές που χρησιμοποιούν για την επικοινωνία τους πρωτόκολλο Modbus με συστήματα SCADA ή PLC 59

60 Λειτουργία Modbus Το πρωτόκολλο Modbus μεταδίδεται μέσω σειριακής γραμμής μεταξύ συσκευών. Η πιο απλή εγκατάσταση θα ήταν ένα σειριακό καλώδιο που συνδέει τις σειριακές θύρες δύο συσκευών, μιας Master και μιας Slave 60

61 Σειριακή γραμμή 61

62 Επεξήγηση τρόπου διαβίβασης δεδομένων Τα δεδομένα διαβιβάζονται σαν σειρές από άσσους και μηδενικά και ονομάζονται bits. Κάθε bit αποστέλλεται ως τάση. Τα μηδενικά αποστέλλονται ως θετικές τάσεις και οι άσσοι ως αρνητικές Τα bits αποστέλλονται πολύ γρήγορα. Μια τυπική ταχύτητα μετάδοσης είναι 9600 baud (bit ανά δευτερόλεπτο) 62

63 Μέσα επικοινωνίας Τα παρακάτω μέσα επικοινωνίας είναι τα πιο κοινά: Σύνδεσμοι ραδίου (UHF και VHF) Δημόσια δίκτυα τηλεφώνου Κινητή τηλεφωνία Μικροκύματα Δίκτυα κεραιών τηλεόρασης Δορυφορικοί σύνδεσμοι Εταιρικά υπολογιστικά συστήματα επικοινωνιών (WAN) 63

64 Μέσα επικοινωνίας Σε μερικές περιπτώσεις συνηθίζεται και ο συνδυασμός αυτών των διαφορετικών μέσων που χρησιμοποιούνται για την διασφάλιση της υψηλής αξιοπιστίας των επικοινωνιών σε μία εγκατάσταση 64

65 Επιλογή μέσων επικοινωνίας Η επιλογή των μέσων επικοινωνίας εξαρτάται από μερικούς σημαντικούς παράγοντες: Την απόσταση του εξοπλισμού της εγκατάστασης Την απαιτούμενη αξιοπιστία των μέσων επικοινωνίας Τη διαθεσιμότητα των επιλογών επικοινωνίας Το κόστος της κάθε επιλογής για μία συγκεκριμένη εφαρμογή Τη διαθεσιμότητα της ενέργειας 65

66 Κατηγοριοποίηση συστημάτων επικοινωνιών Τα συστήματα επικοινωνιών που χρησιμοποιούνται στο SCADA συνήθως διαχωρίζονται σε δύο μέρη: σε δίκτυο μίας ευρείας περιοχής (WAN) και σε πολυάριθμα δίκτυα μίας περιορισμένης περιοχής (LANs). Η ενοποίηση μεταξύ των δύο μερών επιτυγχάνεται μέσω κάποιας μορφής multiplexing 66

67 Wide Area Network (WAN) Το WAN συνδέει τον κεντρικό υπολογιστή με τις διατάξεις πολυπλεξίας σήματος. Αυτό μπορεί να είναι καλώδιο, ράδιο ή κάποιος δορυφόρος επικοινωνίας δεδομένων ανάλογα με την γεωγραφική κατανομή του SCADA συστήματος. Οι WAN συνδέσεις είναι γενικά διπλές (παρέχουν ταυτόχρονα μετάδοση δεδομένων και στις δύο κατευθύνσεις) και σχηματίζονται σε μορφή αστεριού ή κύκλου 67

68 Wide Area Network (WAN) Οι σχηματισμοί αστεριού ή κύκλου χρησιμοποιούνται για τους point-to-point συνδέσμους επικοινωνίας μεταξύ των διατάξεων πολυπλεξίας σήματος. Ο σχηματισμός του αστεριού δεν παρέχει WAN σύνδεση Ο σχηματισμός του κύκλου συνδέει γειτονικές διατάξεις και παρέχει εναλλακτικά μονοπάτια επικοινωνίας και οι σύνδεσμοι πρέπει να διαστασιολογούνται έτσι ώστε να μπορούν φέρουν όλη την σύνδεση WAN 68

69 Περίπτωση όπου δεν χρειάζεται το WAN Σε μερικές περιπτώσεις, το WAN δεν χρειάζεται. Ένα παράδειγμα είναι ένα απλό σύστημα SCADA όπου όλα τα RTU συνδέονται άμεσα με τον κεντρικό υπολογιστή μέσω μίας απλή multi-drop σύνδεσης επικοινωνίας Αυτά τα συστήματα επομένως περιέχουν αποτελεσματικά μόνο ένα RTU τοπικό δίκτυο 69

70 WAN σε σχηματισμό κύκλου 70

71 Διατάξεις πολυπλεξίας σήματος Γενικά, κάποια μορφή multiplexing απαιτείται για να συνδέει μία WAN σύνδεση με ένα τοπικό δίκτυο των RTU. Οι διατάξεις πολυπλεξίας σήματος επιτρέπουν τα διαφορετικά δεδομένα να μοιράζονται μία απλή σύνδεση δεδομένων Οι διατάξεις αυτές συνδυάζουν μονοπάτια επικοινωνίας από και προς τα πολλά RTUs μέσα σε μία απλή συνεχή ροή bit, συνήθως χρησιμοποιώντας time division multiplexing (TDM) ή άλλες απλές τεχνικές ροής bit Οι διατάξεις πολυπλεξίας σήματος πρέπει να μπορούν να συνδυάζουν την κίνηση από και προς δεκάδες ή και εκατοντάδες RTUs για την μετάδοση από το SCADA WAN 71

72 Βασική διάταξη πολυπλεξίας σήματος δεδομένων 72

73 Data router με point-to-multipoint radio Μία απλή μορφή διάταξης πολυπλεξίας σήματος είναι η χρήση ενός traffic router δεδομένων με ένα point-to-multipoint ράδιο, όπως φαίνεται στο κάτωθι σχήμα. Στο διάγραμμα, το LR αναφέρεται στο τοπικό ράδιο, το PMR στο Point to Multipoint Radio και ROUT σε ένα data router 73

74 Data router με point-to-multipoint radio 74

75 Διατάξεις πολυπλεξίας σήματος Η διάταξη πολυπλεξίας σήματος μπορεί από μόνη της να είναι μία SCADA συσκευή επεξεργασίας που διαχειρίζεται το τοπικό δίκτυο και δεν συνδυάζει μόνο τα δεδομένα, αλλά επίσης μειώνει το ποσοστό των δεδομένων που πρέπει να ανταλλάξει με τον κεντρικό υπολογιστή Το σύστημα SCADA μπορεί να επεξεργάζεται το δέντρο του δικτύου με πολλαπλά ιεραρχικά επίπεδα των multiplexer processors, όπως φαίνεται στο κάτωθι σχήμα 75

76 SCADA δίκτυο με multiple MUX επίπεδα 76

77 Τοπικά δίκτυα Τα τοπικά δίκτυα συνδέουν τα RTU με τις διατάξεις πολυπλεξίας σήματος, ή άμεσα με τον κεντρικό υπολογιστή του SCADA αν δεν υπάρχει ανάγκη για σύνδεση WAN Όπως το WAN, το τοπικό δίκτυο μπορεί να περιέχει καλώδια, ράδιο ή συνδέσεις επικοινωνίας δορυφόρου για τα δεδομένα ανάλογα με την γεωγραφική κατανομή του SCADA συστήματος. Οι συνδέσεις μπορεί να είναι ιδιωτικές ή να νοικιάζονται από μία εταιρεία τηλεφωνίας 77

78 Τοπικά δίκτυα Ένας κοινός σχηματισμός τοπικού δικτύου βασίζεται στο point-to-multipoint ράδιο. Οι ράδιο συνδέσεις είναι γενικά ημίδιπλες ή μονές, και οι δύο εκ των οποίων επιτρέπουν μετάδοση σε μία μόνο κατεύθυνση οποιαδήποτε στιγμή Οι ημίδιπλες συνδέσεις χρησιμοποιούν διαφορετικές συχνότητες σε κάθε κατεύθυνση, και τα μονά δίκτυα χρησιμοποιούν μία απλή συχνότητα. Το τοπικό δίκτυο μπορεί επίσης να είναι ένα LAN ή multidrop κύκλωμα 78

79 Τοπικά δίκτυα Τα περισσότερα τοπικά δίκτυα χρησιμοποιούν έναν λογικό bus σχηματισμό. Στον bus σχηματισμό, όλοι οι σταθμοί μοιράζονται ένα κοινό μέσο μετάδοσης και πρέπει να χρησιμοποιεί κάποια μορφή πρωτοκόλλου δικτύου πρόσβασης 79

80 Πρωτόκολλα επικοινωνίας Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας καθορίζουν τη μέθοδο από την οποία τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του συνδέσμου επικοινωνίας. Εφόσον η συσκευή μετάδοσης ακολουθεί ένα προκαθορισμένο σετ κανόνων για την αποστολή των δεδομένων, η συσκευή στην υποδοχή είναι ικανή να διευκολύνει το σήμα μέσα στα δεδομένα Για παράδειγμα, ένα πρωτόκολλο θα καθορίσει τις πληροφορίες όπως το μήκος του χρόνου που κάθε πακέτο δεδομένων χρειάζεται, το μέγεθος του σήματος και τον απαιτούμενο προορισμό για τα δεδομένα 80

81 Ανοιχτά συστήματα Ένα ανοιχτό σύστημα είναι αυτό που επιτρέπει τις επικοινωνίες μεταξύ διαφορετικών τύπων συσκευών. Τα ιδιόκτητα συστήματα είναι εξ ορισμού κλειστά και επιτρέπουν επικοινωνίες μόνο μεταξύ των συσκευών ίδιου τύπου Τα ανοιχτά συστήματα αποφεύγουν τα μειονεκτήματα που σχετίζονται με την χρήση των ιδιόκτητων συστημάτων, όπως η πλήρης εξάρτηση στον πωλητή και έλλειψη πληροφοριών για τις λειτουργίες του πρωτοκόλλου Παρόλα αυτά, για να κατανοηθούν τα πλεονεκτήματα των ανοιχτών συστημάτων, απαιτούνται λεπτομερή πρότυπα πρωτοκόλλων επικοινωνιών για να προσδιορίσουν όλες τις πλευρές της αλληλεσύνδεσης μεταξύ υπολογιστών και των άλλων συσκευών 81

82 Κεντρικός σταθμός Ο κεντρικός υπολογιστής ή ο κεντρικός σταθμός είναι ένας υπολογιστής ή ένα δίκτυο server υπολογιστή που παρέχουν μία κοινή βάση μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή για το σύστημα SCADA Οι υπολογιστές επεξεργάζονται τις πληροφορίες που δέχονται και στέλνονται στις εγκαταστάσεις RTU και εμφανίζονται στον χρήστη σε μία μορφή που μπορούν να τις επεξεργαστούν Οι τερματικοί σταθμοί συνδέονται με τον κεντρικό υπολογιστή από ένα δίκτυο υπολογιστών έτσι ώστε τα σχετικά δεδομένα να μπορούν να εμφανιστούν στους χρήστες 82

83 Υψηλής ανάλυσης γραφικά που παρέχονται από τα SCADA Τα πρόσφατα SCADA συστήματα είναι ικανά να προσφέρουν γραφικά υψηλής ανάλυσης για να παρουσιάσουν μία εικόνα των εγκαταστάσεων. Το ακόλουθο σχήμα, παρουσιάζει τους τύπους των απεικονίσεων που προσφέρονται από τα περισσότερα SCADA συστήματα 83

84 Τύπος απεικονίσεων SCADA συστημάτων 84

85 Λειτουργικά συστήματα SCADA Ιστορικά, οι πωλητές των SCADA συστημάτων πρόσφεραν ιδιωτικά λειτουργικά συστήματα, hardware, και software που ήταν γενικά ασύμβατα με άλλα συστήματα SCADA Η επέκταση των συστημάτων απαίτησε μία περισσότερη συμβατότητα με το αυθεντικό SCADA. Οι πλατφόρμες του κεντρικού υπολογιστή είχαν μία UNIX-based αρχιτεκτονική και το δίκτυο υπολογιστών αφαιρέθηκε από κάθε υπολογιστή γραφείου 85

86 Σύνδεση SCADA με Η/Υ γραφείου Παρόλα αυτά, με την αυξημένη χρήση των προσωπικών υπολογιστών, η δικτυοποίηση των υπολογιστών έγινε πιο κοινή σε κάθε χώρο γραφείου και σαν αποτέλεσμα τα SCADA συστήματα είναι τώρα διαθέσιμα να μπορούν να συνδεθούν σε δίκτυο με τους προσωπικούς υπολογιστές γραφείων Αυτό άνοιξε μία μεγάλη ποικιλία δυνατοτήτων για την σύνδεση των SCADA συστημάτων με τις εφαρμογές γραφείου όπως τα GIS συστήματα, τα συστήματα διαχείρισης σχεδιασμού, τα συστήματα προγραμματισμού της εργασίας και τις βάσεις δεδομένων των πληροφοριών 86

87 Κανάλια επικοινωνίας SCADA Για τα συστήματα SCADA μίας παροχής νερού, μερικοί χειριστές θα απαιτούσαν ταυτόχρονη πρόσβαση στον κεντρικό υπολογιστή του SCADA για να βλέπουν την απόδοση του συστήματος Τα SCADA συστήματα συχνά σχεδιάζονται για να διευκολύνουν αυτή την απαίτηση περιλαμβάνοντας κανάλια επικοινωνίας μεταξύ του κεντρικού υπολογιστή και των απομακρυσμένων σταθμών εργασίας 87

88 Σταθμοί εργασίας Οι σταθμοί εργασίας είναι οι τερματικοί σταθμοί υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι με τον κεντρικό υπολογιστή του συστήματος SCADA Ο κεντρικός υπολογιστής ενεργεί σαν ένας server για την SCADA εφαρμογή και οι τελικοί σταθμοί είναι οι πελάτες που απαιτούν και στέλνουν πληροφορίες στον κεντρικό υπολογιστή βάσει της ζήτησης και την δράσης των χειριστών 88

89 SCADA LAN s -1 Το σύστημα επικοινωνιών μεταξύ του κεντρικού υπολογιστή και των τερματικών σταθμών είναι ένα δίκτυο τοπικής εμβέλειας Τα SCADA LAN s επιτρέπουν πολλαπλούς χρήστες σε μία μικρή σχετικά γεωγραφική περιοχή να ανταλλάσουν αρχεία και μηνύματα, καθώς και να έχουν πρόσβαση σε κοινές πηγές, όπως ο κεντρικός υπολογιστής 89

90 SCADA LAN s -2 Ιστορικά, τα SCADA LAN s είναι εξειδικευμένα δίκτυα, παρόλα αυτά με την αυξημένη ανάπτυξη των LAN s των γραφείων και των Wide Area Networks (WAN s) σαν μία λύση για δικτύωση εντός των γραφείων, υπάρχει η δυνατότητα για ενσωμάτωση των SCADA LAN s με τα δίκτυα υπολογιστών των γραφείων 90

91 Οφέλη διευθέτησης Το πιο σημαντικό πλεονέκτημα γι αυτή την διευθέτηση είναι ότι δεν υπάρχει ανάγκη για επένδυση ενός ξεχωριστού δικτύου υπολογιστών για τους τερματικούς σταθμούς του SCADA Επιπλέον, υπάρχει ένα εύκολο μονοπάτι για την ενσωμάτωση των δεδομένων SCADA με τις ήδη υπάρχουσες εφαρμογές γραφείου, όπως τα spread-sheets, τα συστήματα διαχείρισης της εργασίας, τις βάσεις δεδομένων, τα GIS συστήματα και τα συστήματα μοντελοποίησης της διανομής του νερού 91

92 Μειονεκτήματα SCADA LAN s τερματικών σταθμών Παρόλα αυτά, υπάρχουν μερικά μειονεκτήματα που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη με τα SCADA LAN s των τερματικών σταθμών στα LAN s των γραφείων: Τα εταιρικά δίκτυα συχνά υποστηρίζονται μόνο κατά την διάρκεια λειτουργίας των γραφείων ενώ τα SCADA LAN s συχνά απαιτούνται 24 ώρες την ημέρα, 7 ημέρες την εβδομάδα Οι σύνδεσμοι επικοινωνίας που σχετίζονται με το SCADA θα μπορούσαν να παρουσιάζουν μία ασφάλεια της δικτύωσης στο εταιρικό δίκτυο υπολογιστών επειδή μερικοί σύνδεσμοι μπορεί να παρακάμπτουν τις συνηθισμένες προφυλάξεις ασφάλειας των δικτύων του γραφείου 92

93 Μειονεκτήματα SCADA LAN s τερματικών σταθμών Κατά την διάρκεια λειτουργίας των γραφείων, η κίνηση των δεδομένων στο δίκτυο που σχετίζονται με το εταιρικό δίκτυο μπορεί να επιβραδύνει σημαντικά την δικτύωση των χρηστών του SCADA Η κίνηση του δικτύου SCADA που δημιουργείται κατά τις διαδικασίες έκτακτης ανάγκης μπορεί να επιβραδύνει σημαντικά το εταιρικό δίκτυο των υπολογιστών Η διασύνδεση του SCADA συστήματος με το LAN του γραφείου παρέχει τρόπους για τους hackers να επέμβουν στην λειτουργία του συστήματος 93

94 Συστήματα κατανεμημένου ελέγχου (DCS) Συστήματα όμοια με τα συστήματα SCADA μπορεί να δει κανείς σε βιομηχανίες, εγκαταστάσεις επεξεργασίας κλπ. Αυτά αναφέρονται συχνά ως συστήματα κατανεμημένου έλεγχου (DCS) Το DCS ορίζεται ως ένας σύστημα το οποίο ενώ είναι λειτουργικά ενιαίο, αποτελείται από υποσυστήματα που μπορεί να είναι στη φυσική τους μορφή ξεχωριστά και απομακρυσμένα μεταξύ τους 94

95 Σύγκριση SCADA και DCS Το DCS έχει όμοιες λειτουργίες με αυτές των συστημάτων SCADA αλλά το πεδίο συλλογής δεδομένων (οι μονάδες έλεγχου) βρίσκονται συνήθως σε μία πιο περιορισμένη περιοχή Η επικοινωνία μπορεί να γίνεται μέσω τοπικού δικτύου (LAN) και είναι γρήγορη και αξιόπιστη. Ένα σύστημα DCS συνήθως περιλαμβάνει έλεγχο κλειστού βρόχου Τα συστήματα SCADA από την άλλη, συνήθως καλύπτουν μεγαλύτερες γεωγραφικές εκτάσεις και βασίζονται περισσότερο σε μία ποικιλία συστημάτων επικοινωνίας τα οποία είναι συνήθως λιγότερο αξιόπιστα από το τοπικό δίκτυο (LAN). Ο έλεγχος κλειστού βρόγχου είναι λιγότερο επιθυμητός σε αυτές τις περιπτώσεις 95

96 Σύγκριση SCADA και DCS Οι στόχοι των συστημάτων SCADA και DCS είναι διαφορετικοί. Είναι δυνατό για ένα σύστημα να είναι ικανό να εκτελεί και SCADA και DCS λειτουργίες, αλλά πολύ λίγα συστήματα έχουν σχεδιαστεί με τον τρόπο αυτό 96

97 Σύγκριση SCADA και DCS Τα DCS συστήματα είναι προσανατολισμένα στον έλεγχο διεργασιών. Το σημαντικό γι αυτά είναι η διεργασία, ενώ η παρουσίαση των δεδομένων στο χειριστή είναι απλά ένα μέρος της λειτουργίας τους. Τα SCADA είναι προσανατολισμένα στην συλλογή των δεδομένων. Το σημαντικό γι αυτά είναι το κέντρο ελέγχου και οι χειριστές του Ο απομακρυσμένος εξοπλισμός (RTU s) βρίσκεται εκεί όσον αφορά το SCADA, μόνο για να παρέχει πληροφορίες ανεξάρτητα με το αν εκτελεί πολύπλοκες λειτουργίες ελέγχου ή αν είναι μέρος του DCS συστήματος 97

98 Σύγκριση SCADA και DCS Το SCADA μπορεί να λειτουργεί σε ένα πιθανόν αργό και μη αξιόπιστο δίκτυο, και να διατηρεί μια βάση δεδομένων με παρελθούσες τιμές, τις οποίες μπορεί να προβάλλει κατ απαίτηση του χειριστή Επιπλέον μπορεί να χρειάζεται να αξιολογεί τα δεδομένα και να αποφασίζει αν η πληροφορία είναι χρήσιμη ή περιττή. Αντίθετα, το DCS σύστημα είναι πάντα συνδεδεμένο στην πηγή πληροφοριών του, οπότε δεν χρειάζεται συνήθως παρελθόντα δεδομένα, ενώ η πληροφορία που λαμβάνει επεξεργάζεται πάντα και δε θεωρείται ποτέ περιττή 98

99 Σύγκριση SCADA και DCS Οι διαφορές αυτές οδηγούν σε διαφορετική σχεδιαστική φιλοσοφία των δύο συστημάτων. Τα SCADA απαιτούν μεγαλύτερη πολυπλοκότητα στο χειρισμό και την συλλογή των δεδομένων, ενώ τα DCS στις λειτουργίες ελέγχου διεργασιών και βρόχων 99

100 Σύγκριση SCADA και DCS Μια ακόμα βασικότατη διαφορά στο επίπεδο ελέγχου που ασκείται από τα συστήματα των δύο τύπων, σχετίζεται με την αντιμετώπιση της πληροφορίας από τα εν λόγω συστήματα Δηλαδή το SCADA είναι οδηγούμενο από γεγονότα, ενώ το DCS από καταστάσεις. Το DCS ενδιαφέρεται για την πρόοδο της διαδικασίας, ενώ το SCADA για τα γεγονότα που προκύπτουν από αυτήν 100

101 Συμπέρασμα σύγκρισης SCADA και DCS Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι τα συστήματα SCADA και DCS είναι διαφορετικά σχεδιασμένα και εφαρμόζονται κάτω από διαφορετικές απαιτήσεις, ενώ βέβαια πολύ συχνά οι απαιτείται ο συνδυασμός και η συνεργασία τους Αυτό που πρέπει όμως να σημειωθεί από την ανάλυση της παραγράφου αυτής είναι ότι το σύστημα SCADA δεν εκτελεί έλεγχο της προόδου της διεργασίας, αλλά καταγράφει και εποπτεύει τις καταστάσεις της, και τα γεγονότα που προκύπτουν από αυτές 101

102 SCADA και HMI Η διασύνδεση ανθρώπου μηχανής (human machine interface - ΗΜΙ) είναι το όργανο το οποίο παρουσιάζει δεδομένα από κάποια διεργασία σε έναν χειριστή και μέσω αυτής, ο χειριστής έχει τη δυνατότητα να ελέγξει και να εποπτεύσει τη διεργασία 102

103 Συστήματα HMI Τα συστήματα ΗΜΙ (Human-Machine Interface) αποτελούν το μέρος της λειτουργίας των SCADA που αλληλεπιδρά με τον τελικό χρήστη, δηλαδή του χειριστή του συστήματος Συνήθως αποτελούνται από μια οπτική απεικόνιση της διεργασίας, πάνω στην οποία εμφανίζονται τιμές μεταβλητών, καταστάσεις ή και διαγράμματα. Ακόμη τα συστήματα αυτά επιτρέπουν την κατ απαίτηση εμφάνιση ιστορικών των μεταβλητών, ειδικών διαγραμμάτων κτλ. 103

104 Συστήματα HMI Οι πληροφορίες αυτές αντλούνται από τη βάση δεδομένων του συστήματος SCADA, γι αυτό όπως είναι κατανοητό τα συστήματα SCADA και HMI είναι αλληλένδετα συνδεδεμένα μεταξύ τους και για το λόγο αυτό συχνά δεν διαχωρίζονται Στην πραγματικότητα βέβαια οι περισσότεροι κατασκευαστές συστημάτων SCADA ενσωματώνουν την δυνατότητα ανάπτυξης HMI εφαρμογών στις υπηρεσίες ή τα πακέτα SCADA τους. Η ουσία είναι όμως ότι μια εφαρμογή HMI μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα από των πυρήνα καταγραφής ενός SCADA ώστε να αντλεί πληροφορίες από αυτό και να το χρησιμοποιεί για να διεξάγει τον απαραίτητο έλεγχο 104

105 Συστήματα HMI Όπως αναφέρθηκε το ΗΜΙ συνήθως χρησιμοποιεί γραφικό τρόπο για την παρουσίαση των πληροφορούν στο χειριστή. Αυτό σημαίνει ότι ο χειριστής μπορεί να δει σχηματική παρουσίαση της διεργασίας η οποία ελέγχεται Για παράδειγμα, η εικόνα μιας αντλίας η οποία επικοινωνεί με ένα σωλήνα, μπορεί να δείξει ότι η αντλία δουλεύει καθώς και πόσο υγρό αντλεί από το σωλήνα τη στιγμή αυτή. Ο χειριστής μπορεί στη συνέχεια να κλείσει την αντλία. Στο σύστημα ΗΜΙ υπάρχουν διάφορα γραφικά στοιχεία τα οποία χρησιμοποιούνται για να απεικονίσουν τα διάφορα στοιχεία της διάταξης προς έλεγχο 105

106 HMI πακέτο Το ΗΜΙ πακέτο για το σύστημα SCADA, περιλαμβάνει ένα σχεδιαστικό πρόγραμμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει ο χειριστής η ο συντηρητής του συστήματος ώστε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι διάφορες μεταβλητές παρουσιάζονται στο σύστημα Αυτή η απεικόνιση της διαδικασίας, μπορεί να είναι εξαιρετικά απλή (όπως το να προβάλλεται ένα φανάρι στο σύστημα SCADA το οποίο αντιπροσωπεύει την κατάσταση ΟΝ ή ΟFF) ενός πραγματικού φαναριού στην ελεγχόμενη διάταξη, ή ιδιαίτερα σύνθετη (όπως η απεικόνιση της θέσης όλων των ανελκυστήρων ένας ουρανοξύστη ή όλων των τραίνων σε ένα σιδηρόδρομο) 106

107 HMI εφαρμογή για την επόπτευση υδραγωγείου Στο σχήμα απεικονίζεται μία ΗΜΙ εφαρμογή της Ellipse Software για την εποπτεία υδραγωγείου 107

108 Διαχείριση συναγερμών Ένα σημαντικό μέρος των περισσότερων εφαρμογών SCADA είναι η διαχείριση συναγερμών Το σύστημα παρακολουθεί κατά πόσο ορισμένες συνθήκες συναγερμού (Alarm) είναι ικανοποιημένες, ώστε να προσδιορίσει πότε ένα συμβάν συναγερμού έχει συμβεί 108

109 Διαχείριση συναγερμών Μόλις ένα τέτοιο συμβάν εντοπιστεί, πραγματοποιούνται μία ή περισσότερες ενέργειες, όπως η ενεργοποίηση ενός η περισσότερων ενδείξεων κινδύνου (alarm) ή ίσως η δημιουργία ενός ή μηνύματος κειμένου για την ειδοποίηση του αρμόδιου προσωπικού Σε πολλές περιπτώσεις, ο χειριστής του SCADA πρέπει να αναγνωρίσει το γεγονός συναγερμού ώστε π.χ. να σταματήσει η σειρήνα συναγερμού (που ενεργοποιείται σε σοβαρές κυρίως βλάβες) ή να σταματήσουν κάποιες ενδείξεις του συναγερμού. Ωστόσο, για να σταματήσουν τελείως όλες οι ενδείξεις συναγερμού, θα πρέπει η αιτία ενεργοποίησης του να μην υπάρχει πλέον 109

110 Διαχείριση συναγερμών Οι προϋποθέσεις ενεργοποίησης ενός συναγερμού μπορεί να είναι άμεσες ή έμμεσες Άμεσες για παράδειγμα, είναι όταν η μεταβλητή ενεργοποίησης ενός συναγερμού είναι μία ψηφιακή μεταβλητή (Boolean), η οποία υπολογίζεται με κάποιο αλγόριθμο και η τιμή της εξαρτάται από άλλες αναλογικές ή ψηφιακές μεταβλητές Έμμεσες είναι όταν, για παράδειγμα, το σύστημα SCADA παρακολουθεί αυτόματα εάν η τιμή μιας αναλογικής μεταβλητής βρίσκεται έξω από κάποια όρια τα οποία έχουν οριστεί μαζί με την μεταβλητή 110

111 Διαχείριση συναγερμών Παραδείγματα ενδείξεων συναγερμού είναι: η ενεργοποίηση μιας σειρήνας, εμφάνιση παραθύρων στην οθόνη του SCADA τα οποία ενημερώνουν τον χειριστή για το συναγερμό, κάποιες ενδείξεις που αλλάξουν χρώμα όταν υπάρξει κάποιο γεγονός συναγερμού κλπ. Σε κάθε περίπτωση, ο ρόλος της ένδειξης ενός συναγερμού, είναι να τραβήξει την προσοχή του χειριστή στα σημεία της ελεγχόμενος διεργασίας στην οποία βρίσκεται ο συναγερμός, ώστε να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα 111

112 Διαχείριση συναγερμών Κατά το σχεδιασμό των συστημάτων SCADA, πρέπει να ληφθεί μέριμνα, όταν μία σειρά συναγερμών εμφανίζονται σε μικρό χρονικό διάστημα, αλλιώς, το πραγματικό αίτιο του προβλήματος (το οποίο μπορεί να μυν είναι το πρώτο που θα εμφανιστεί στην οθόνη), μπορεί να χαθεί μέσα στων πανικό που συνήθως καταλαμβάνει τον χειριστή 112

113 Συστήματα λογισμικού Μία σημαντική πλευρά κάθε συστήματος SCADA είναι το λογισμικό του υπολογιστή που χρησιμοποιείται μέσα στο σύστημα. Το πιο προφανές εργαλείο λογισμικού είναι η κοινή επιφάνεια του χρήστη ή το πακέτο MMI/HMI (Man Machine Interface/Human Machine Interface) 113

114 Συστήματα λογισμικού Παρόλα αυτά, λογισμικά κάποιας μορφής κυριαρχούν σε όλα τα επίπεδα ενός SCADA συστήματος. Ανάλογα με το μέγεθος και την φύση της εφαρμογής SCADA, το λογισμικό μπορεί να είναι ένα σημαντικό κόστος όταν αναπτύσσει, συντηρεί και επεκτείνει ένα SCADA σύστημα Όταν το λογισμικό είναι καλά ορισμένο, σχεδιασμένο και ελεγμένο, είναι πιθανό να παραχθεί ένα επιτυχημένο σύστημα SCADA Οι χαμηλές αποδόσεις σε κάθε φάση αυτών των projects είναι πολύ εύκολο να δημιουργήσουν αποτυχία για το SCADA 114

115 Ιδιόκτητα λογισμικά SCADA Πολλά συστήματα SCADA χρησιμοποιούν ιδιόκτητα λογισμικά πάνω στα οποία αναπτύσσεται το SCADA σύστημα. Το ιδιόκτητο λογισμικό συχνά διαμορφώνεται για μία συγκεκριμένη πλατφόρμα hardware και μπορεί να μην συνδέεται με το λογισμικό ή το hardware που κατασκευάζεται από άλλες εταιρείες Μία μεγάλη ποικιλία από off-the-shelf (COTS) προϊόντα λογισμικού είναι επίσης διαθέσιμα, μερικά από τα οποία είναι κατάλληλα για την απαιτούμενη εφαρμογή. Το COTS λογισμικό συνήθως είναι ευέλικτο, και μπορεί να συνδέεται με διαφορετικούς τύπους λογισμικού και hardware 115

116 Ιδιόκτητα λογισμικά SCADA Γενικά, ο στόχος για τα ιδιόκτητα λογισμικά είναι η λειτουργικότητα των διαδικασιών και του ελέγχου, ενώ τα COTS λογισμικά δίνουν έμφαση στην συμβατότητα με μία ποικιλία εξοπλισμού και συσκευών Είναι επομένως σημαντική η διασφάλιση ότι έχει γίνει ο κατάλληλος σχεδιασμός για την επιλογή των κατάλληλων συστημάτων λογισμικού για κάθε νέο σύστημα SCADA 116

117 Χρήση προϊόντων λογισμικού Τέτοια προϊόντα λογισμικού χρησιμοποιούνται για τα ακόλουθα μέρη ενός SCADA συστήματος: Λειτουργικό σύστημα κεντρικού υπολογιστή: Το λογισμικό που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του hardware του κεντρικού υπολογιστή. Το λογισμικό μπορεί να βασίζεται σε UNIX ή άλλα δημοφιλή λειτουργικά συστήματα Λειτουργικό σύστημα τερματικού σταθμού: Το λογισμικό που χρησιμοποιείται για το hardware του κεντρικού συστήματος. Το λογισμικό είναι συνήθως ίδιο με αυτό του λειτουργικού συστήματος του κεντρικού υπολογιστή. Αυτό το λογισμικό, μαζί με αυτό του κεντρικού υπολογιστή συνήθως συνεισφέρει στην δικτύωση του κεντρικού υπολογιστή με τους τερματικούς σταθμούς 117

118 Χρήση προϊόντων λογισμικού Εφαρμογή κεντρικού υπολογιστή: Το λογισμικό που χειρίζεται την μετάδοση και την υποδοχή των δεδομένων από και προς τα RTU s και τον κεντρικό υπολογιστή. Το λογισμικό επίσης παρέχει την γραφική επιφάνεια όπου προσφέρει τις απεικονίσεις, και διάφορες λειτουργίες ελέγχου Εφαρμογή τερματικού σταθμού: Η εφαρμογή που επιτρέπει στους χρήστες την πρόσβαση σε διαθέσιμες πληροφορίες στην εφαρμογή του κεντρικού υπολογιστή. Είναι συνήθως ένα μέρος του λογισμικού που χρησιμοποιείται στους κεντρικούς υπολογιστές 118

119 Χρήση προϊόντων λογισμικού Drivers του πρωτοκόλλου επικοινωνιών: Λογισμικό που συνήθως βασίζεται στον κεντρικό υπολογιστή και στα RTU s, και απαιτείται για τον έλεγχο την μετάφρασης και της ερμηνείας των δεδομένων μεταξύ των τελικών σημείων των συνδέσμων επικοινωνίας στο σύστημα Λογισμικό διαχείρισης του δικτύου επικοινωνιών: Το λογισμικό που απαιτείται για τον έλεγχο του δικτύου επικοινωνιών και επιτρέπει στα δίκτυα επικοινωνιών να ελέγχονται μόνα τους για πιθανά σφάλματα και για την απόδοσή τους Λογισμικό RTU αυτοματισμού: Λογισμικό που επιτρέπει στο μηχανολογικό προσωπικό να σχηματίσει και να συντηρήσει την εφαρμογή που βρίσκεται στα RTU s (ή τα PLC s) 119

120 Παροχή προϊόντων λογισμικού Τα προηγούμενα προϊόντα λογισμικού παρέχουν τα κατασκευαστικά κομμάτια για συγκεκριμένα λογισμικά, τα οποία πρέπει να καθοριστούν, να σχεδιαστούν να ελεγχθούν και να αναπτυχθούν για κάθε SCADA σύστημα 120

121 Μηχανισμοί απόκτησης δεδομένων Η απόκτηση δεδομένων μέσα στα SCADA συστήματα εκτελείται πρώτα από τις συσκευές ελέγχου των RTU που συνδέονται με το RTU. Ο χρόνος για την διεξαγωγή αυτής της διαδικασίας ονομάζεται διάστημα σκαναρίσματος και μπορεί να είναι γρηγορότερος από δύο δευτερόλεπτα Ο κεντρικός υπολογιστής σκανάρει τα RTU s για να έχει πρόσβαση στα δεδομένα σε μία διαδικασία που ονομάζεται polling των RTU s Μερικά συστήματα επιτρέπουν το RTU να μεταδίδει τιμές και alarms στον κεντρικό υπολογιστή χωρίς να περάσει την διαδικασία polling. Αυτός ο μηχανισμός είναι γνωστός και ως unsolicited messaging 121

122 Επεξεργασία δεδομένων Τα δεδομένα χωρίζονται σε τρεις κύριους τύπους: Αναλογικά δεδομένα (πραγματικοί αριθμοί) Ψηφιακά δεδομένα (on/off) Pulse δεδομένα 122

123 Επεξεργασία δεδομένων Η κύρια επιφάνεια επαφής στον χειριστή από τον τελικό χειριστή είναι μία γραφική επιφάνεια επαφής (GUI) που απεικονίζει μία εικόνα της εγκατάστασης ή του εξοπλισμού σε γραφική μορφή. Παρουσιάζονται ζωντανά δεδομένα σαν γραφικά σχήματα σε ένα στατικό περιβάλλον. Καθώς τα δεδομένα αλλάζουν, τα γραφικά σχήματα αναβαθμίζονται Για παράδειγμα, μία βαλβίδα μπορεί να παρουσιάζεται ανοιχτή ή κλειστή, ανάλογα με την τελευταία ψηφιακή τιμή. Οι πιο πρόσφατες αναλογικές τιμές εμφανίζονται στις οθόνες σαν αριθμητικές τιμές ή σαν κάποια φυσική αναπαράσταση. Τα alarms παρουσιάζονται στην οθόνη με κάποια κόκκινα σχήματα πάνω από κάθε σχετική συσκευή. Το σύστημα μπορεί να έχει πολλές τέτοιες απεικονίσεις και ο χειριστής μπορεί να διαλέξει όποια θέλει κάθε φορά 123

124 Επεξεργασία δεδομένων Τα δεδομένα επεξεργάζονται για να εντοπίσουν τις alarm συνθήκες, και αν ένα alarm εμφανίζεται, αυτό απεικονίζεται από ένα λογισμικό που τρέχει στον κεντρικό υπολογιστή. Οποιαδήποτε ανώμαλη συνθήκη εντοπίζεται καταγράφεται από τον κεντρικό υπολογιστή σαν alarm, και οι χειριστές ειδοποιούνται συνήθως από μία ακουστική σήμανση και από οπτικά σήματα στους τελικούς υπολογιστές Οι χειριστές μπορούν να ερευνήσουν της αιτία που προκάλεσε το alarm χρησιμοποιώντας το σύστημα SCADA. Επίσης τα διάφορα alarms που καταγράφηκαν αποθηκεύονται σε ένα αρχείο μαζί με το όνομα του χειριστή που τα εντόπισε για περαιτέρω έρευνα βάσει των απαιτήσεων ελέγχου 124

125 Προβλήματα ελέγχου Τα SCADA συστήματα επικοινωνιών μπορούν να αναπτυχθούν σε μία μεγάλη γεωγραφική περιοχή και γι αυτό τον λόγο αναμένεται ότι η διαθεσιμότητα του συνδέσμου επικοινωνιών και η ταχύτητα να είναι χαμηλότερες από τις συνηθισμένες μεταξύ ενός υπολογιστή και ενός PLC μέσω ενός Ethernet LAN 125

126 Προβλήματα ελέγχου Τα συστήματα ελέγχου που συνήθως χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού ή λυμάτων είναι παραδείγματα όπου χρησιμοποιούνται τα Ethernet LANs σαν βάσεις επικοινωνιών Τα συστήματα ελέγχου είναι παρόμοια με τα συστήματα SCADA αλλά περισσότερο σχετίζονται με εκείνα τα συστήματα που αναπτύσσονται για εφαρμογές σε εργοστάσια. Αυτά συχνά αναφέρονται σαν Distributed Control Systems (DCS) και όπως ήδη εξηγήθηκε παρέχουν παρόμοιες λειτουργίες με τα συστήματα SCADA, αλλά οι συσκευές δεδομένων συνήθως τοποθετούνται σε ορισμένη γεωγραφική περιοχή 126