Το SCADA είναι μέρος του κύματος Industry 4.0 - αλλά είναι απλώς διαφημιστική εκστρατεία ή έχει θέση στην επιχείρησή σας;
Είναι μια ερώτηση που αξίζει να ρωτήσετε και να απαντήσετε, ειδικά αν θέλετε να παραμείνετε ανταγωνιστικοί τώρα. Έχετε επιλογές και πρέπει να ξέρετε ποιες είναι.
Μια εφαρμογή SCADA υποστηρίζει μια επιχείρηση μέσω απομακρυσμένης παρακολούθησης. Συχνά χρησιμοποιείται για τον έλεγχο κρίσιμων λειτουργιών και τη συλλογή και εισερχόμενων δεδομένων για τη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας των λειτουργιών σας.
Το SCADA έχει γίνει το κλειδί για πιο έξυπνο και οικονομικότερο έλεγχο του συστήματος ισχύος. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για να βεβαιωθείτε ότι είναι σωστό για εσάς.
Τι είναι το SCADA;
Το SCADA είναι ένα ακρωνύμιο για τον Εποπτικό Έλεγχο και την Απόκτηση Δεδομένων. Το SCADA υποδηλώνει ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου που προτιμάται σε βιομηχανίες μεγάλης κλίμακας όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, το νερό, την ηλεκτρική ενέργεια, τα φαρμακευτικά προϊόντα και άλλες βιομηχανικές, μεταποιητικές, κατασκευές και μηχανικές βιομηχανίες μεγάλης κλίμακας.
Αλλά το SCADA μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί επειδή δεν είναι μια συγκεκριμένη τεχνολογία - είναι μια διαδικασία. Σκεφτείτε το ως ένα πρόγραμμα εφαρμογής που λαμβάνει επιχειρησιακά δεδομένα για μια σειρά συστημάτων. Στη συνέχεια, η εφαρμογή χρησιμοποιεί τα εισερχόμενα δεδομένα για τον έλεγχο και τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του συστήματος με προληπτικό ή ακόμη και προγνωστικό τρόπο.
Ξεκινάτε με ένα κεντρικό σύστημα που παρακολουθεί και ελέγχει τοποθεσίες, από ένα μεμονωμένο εργοστάσιο έως μια σύνθετη σειρά εγκαταστάσεων σε όλη τη χώρα.
Το SCADA λειτουργεί επεξεργάζοντας τα σήματα εισόδου από διακόπτες και συσκευές. Οι απομακρυσμένοι χρήστες μπορούν να διαβάζουν τα εισερχόμενα δεδομένα χωρίς να είναι παρόντες και στη συνέχεια να ελέγχουν τον εξοπλισμό.
Η εφαρμογή βασίζεται επίσης σε μια κατανεμημένη βάση δεδομένων ετικετών ή σημείων σε όλη την εγκατάσταση. Αυτά τα σημεία είναι πληροφορίες για μεμονωμένες τιμές εισόδου ή εξόδου που λένε στο σύστημα SCADA τι συμβαίνει στον εξοπλισμό που παρακολουθείται και ελέγχεται.
Το SCADA συλλαμβάνει και αποθηκεύει επίσης μεταδεδομένα όπως προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC), διαδρομές καταχωρήσεων και στατιστικά στοιχεία συναγερμού. Η αρχιτεκτονική υποστηρίζει συλλογικά:
- Έλεγχος βιομηχανικών διεργασιών από τοπικές ή απομακρυσμένες τοποθεσίες.
- Παρακολούθηση, συλλογή και επεξεργασία δεδομένων σε πραγματικό χρόνο.
- Αλληλεπιδράστε απευθείας με συσκευές όπως αισθητήρες, βαλβίδες, αντλίες και κινητήρες μέσω του λογισμικού HMI.
- Καταγραφή συμβάντων για την καταγραφή αρχείων.
Όταν βλέπετε ένα μοντέλο SCADA γραφικά, είναι εύκολο να δείτε ότι είναι ένας βρόχος ανάδρασης με παράλληλους κλάδους ανάλυσης. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας αισθητήρες θερμοκρασίας και RTU, ο διακομιστής SCADA λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με τις πληροφορίες για περαιτέρω ανάλυση και λήψη αποφάσεων.
Τα κοινά στοιχεία του συστήματος SCADA περιλαμβάνουν:
- Απομακρυσμένη τερματική μονάδα (RTU):Μια συσκευή πεδίου, όπως ένα PLC, που μεταδίδει δεδομένα αισθητήρων/συσκευών πεδίου χρησιμοποιώντας πρωτόκολλα βιομηχανικής επικοινωνίας δεδομένων. Τα RTU είναι πιο ισχυρά από τα PLC επειδή είναι έξυπνοι ελεγκτές που χρησιμοποιούνται για να διεκδικήσουν τον έλεγχο άλλων συσκευών, οι οποίες στη συνέχεια αυτοματοποιούν τις βιομηχανικές διαδικασίες.
- Ραδιόφωνο/Μόντεμ:Μέσω ασύρματης μετάδοσης, τα ραδιόφωνα και τα μόντεμ στέλνουν και λαμβάνουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο με αποτελεσματικό και αξιόπιστο τρόπο.
- Αισθητήρες/Μετατροπείς:Οι αισθητήρες λαμβάνουν σήματα από φυσικά συστήματα και στη συνέχεια τα επικοινωνούν μέσω τηλεμετρίας και συστημάτων ελέγχου. Αυτοί οι αισθητήρες βοηθούν τον τεχνικό/χειριστή ενός συστήματος SCADA να μετρήσει και να συλλέξει δεδομένα εξ αποστάσεως.
- Επαναληπτικοί:Όπως οι δορυφόροι, οι επαναλήπτες λαμβάνουν και αναμεταδίδουν σήματα σε μεγάλες αποστάσεις, ακόμη και παρουσία φυσικών εμποδίων.
- SCADA Master%3αΟ κύριος είναι το ταμπλό, ο κεντρικός σταθμός ελέγχου για όλες τις άλλες λειτουργίες. Μπορεί να είναι ένας μόνο υπολογιστής ή πολλοί διακομιστές, εφαρμογές λογισμικού, RTU και PLC για πιο σύνθετες λειτουργίες.
- Λογισμικό παρακολούθησης:Το λογισμικό παρακολούθησης είναι υπεύθυνο για την καθοδήγηση του συστήματος και τη δημιουργία μιας βασικής γραμμής οδηγιών δεδομένων. Αυτές οι οδηγίες καθοδηγούν τον τρόπο με τον οποίο το σύστημα αλληλεπιδρά με όλο το υλικό, ποιες τιμές αναμένονται και ποιες μετρήσεις απόδοσης απαιτούνται.
- Διεπαφή ανθρώπινης μηχανής (HMI):Μόλις ο κεντρικός υπολογιστής SCADA σαρώσει για δεδομένα, το λογισμικό HMI εντοπίζει μια κατάσταση συναγερμού και λέει στον χειριστή τι να αναζητήσει.
Το SCADA δεν είναι μόνο θέμα ευκολίας. Μπορεί επίσης να είναι θέμα ασφάλειας.
Βιομηχανίες όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, οι σταθμοί ηλεκτρικής ενέργειας και υδροηλεκτρικής ενέργειας, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και λυμάτων και οι σταθμοί περιβαλλοντικής παρακολούθησης βασίζονται στις επικοινωνίες και τη συλλογή δεδομένων SCADA, επειδή αυτοί οι πόροι είναι τόσο απομακρυσμένοι.
Ακόμα κι αν είναι δυνατή η πρόσβαση σε αυτά, μερικές φορές είναι πιο ασφαλές για τους χειριστές των εγκαταστάσεων να μένουν ξύπνιοι-ειδικά εάν το σύστημα απομακρυσμένης παρακολούθησης μπορεί να εκτελεί τακτικές προσπάθειες μέτρησης και συλλογής.
Οι πετρελαιοπηγές, τα πηγάδια νερού και οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι μερικά μόνο παραδείγματα περιουσιακών στοιχείων που βασίζονται σε αρχιτεκτονικές SCADA που βασίζονται σε παλιομοδίτιες λειτουργίες τηλεμετρίας.
Παρακολούθηση Τηλεμετρίας
Οι εφαρμογές SCADA δεν θα ήταν τίποτα χωρίς την παρακολούθηση τηλεμετρίας.
Η τηλεμετρία είναι ένα κρίσιμο μέρος της απόκτησης, λήψης, παρακολούθησης και ανάλυσης εισερχόμενων δεδομένων σχετικά με την κατάσταση του εξοπλισμού σε πραγματικό χρόνο.
Τα καιρικά συστήματα που μετρούν, παρακολουθούν και προβλέπουν τον καιρό είναι ένα καλό παράδειγμα συστήματος παρακολούθησης τηλεμετρίας. Η παρακολούθηση τηλεμετρίας γίνεται εξ αποστάσεως και απαιτεί ένα σύνολο οργάνων συλλογής δεδομένων συνδεδεμένων (ακόμη και ασύρματα) σε ένα σύνολο συστημάτων πληροφορικής.
Η επικοινωνία μεταξύ των δύο διεπαφών γίνεται μέσω τεχνολογιών όπως δίκτυα ραδιοφώνου, υπερήχων, υπέρυθρων, τηλεφώνου ή υπολογιστών.
Υπάρχουν τέσσερις τύποι μονάδων τηλεμετρίας που χρησιμοποιούνται στο SCADA:
- Ενσύρματο:Φυσικά βρίσκεται εντός της εγκατάστασης και περιλαμβάνει Ethernet, τηλεφωνικές γραμμές τηλεφώνου και μισθωμένες γραμμές σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
- Ασύρματος:Περιλαμβάνει ασύρματα δίκτυα εντός της εγκατάστασης, όπως Wi-Fi, κυψελωτά, δορυφορικά και ραδιοδίκτυα από σημείο σε σημείο με επαναλήπτες.
- Ψηφοφορία:η αναφορά εδώ βασίζεται σε εξαιρέσεις.
- Υβρίδιο:Συνδυασμός μιας ή περισσότερων προηγούμενων μονάδων.
Η τηλεμετρία γίνεται όλο και πιο χρήσιμη με την έλευση των μεγάλων δεδομένων. Παρέχει ένα πλούσιο σε δεδομένα σύστημα μεταφοράς που μπορεί να βελτιωθεί με πολύπλοκη και λεπτομερή νοημοσύνη μέσω της συγκέντρωσης σε ένα κεντρικό σύστημα.
Σύγχρονα συστήματα SCADA
Τα σύγχρονα συστήματα SCADA βασίζονται ολοένα και περισσότερο σε εφαρμογές SCADA που βασίζονται σε σύννεφο για να ξανασκεφτούν την αρχιτεκτονική SCADA.
Οι έννοιες στο μοντέλο είναι οι ίδιες, αλλά οι φυσικές συσκευές είναι συχνά ψηφιοποιημένες και αυτοματοποιημένες, καθιστώντας τις λειτουργίες πιο διαισθητικές, ευέλικτες και επεκτάσιμες.
Τα σημερινά σύγχρονα συστήματα SCADA φέρνουν τις καλύτερες συσκευές ελέγχου στην ευελιξία και τη λειτουργικότητα της πληροφορικής. Τα σύγχρονα συστήματα SCADA αφορούν λειτουργίες σε πραγματικό χρόνο: πρόσβαση, διαφάνεια, έλεγχος και λήψη αποφάσεων.
Επτά χρυσοί κανόνες για την επιτυχία του SCADA
Η πραγματική αποτελεσματικότητα του SCADA έγκειται στον ρόλο του στους ευρύτερους στόχους του οργανισμού.
Η SCADA κατέχει μια πολύ στρατηγική θέση στο κέντρο της πυραμίδας αυτοματισμού:
Μέσω των εργασιών της, η SCADA ελέγχει και παρακολουθεί τα εισερχόμενα δεδομένα και τις λειτουργίες όπως προβλέπεται.
Επίσης, ανταποκρίνεται και στέλνει κρίσιμες πληροφορίες σε λογισμικό MES και ERP. Μια επιτυχημένη εφαρμογή SCADA σάς επιτρέπει να μετατρέψετε τα επιχειρησιακά δεδομένα σε λειτουργική επιχειρηματική ευφυΐα και σχεδιασμό.
1) Προβλήματα συστήματος
Η επιλογή του συστήματος θα πρέπει να είναι σύμφωνη με τις απαιτήσεις του κλάδου και του κλάδου σας, καθώς και με έναν προμηθευτή με ισχυρή φήμη για επεκτάσιμες λύσεις.
2) Ενσωμάτωση του δικτύου σας σωστά
Είναι αναπόφευκτη η διακοπή λειτουργίας κατά τη μετάβαση από το ένα σύστημα στο άλλο; Ο σοβαρός χρόνος διακοπής λειτουργίας μπορεί να σημαίνει απώλεια δεδομένων, παραβίαση της ακεραιότητας δεδομένων ή πιθανή ανακριβή μεταφορά δεδομένων. Σχεδιάστε αυτά τα απρόοπτα, καθώς οποιαδήποτε απώλεια θα μπορούσε να είναι καταστροφική.
3) Προετοιμαστείτε για περιβαλλοντικούς κινδύνους
Οι RTU παρέχουν στους χειριστές ασφαλέστερη πρόσβαση σε σχετικές πληροφορίες. Αλλά ακόμη και οι RTU μπορεί να καταστραφούν όταν εκτίθενται σε σκληρά περιβάλλοντα. Επιλέξτε εξοπλισμό που να ανταποκρίνεται στο τοπικό σας κλίμα και στο τακτικό (ή ακόμα και προγνωστικό) πρόγραμμα συντήρησης.
4) Σχέδιο αντικατάστασης απαρχαιωμένων μονάδων
Μια προγραμματισμένη μονάδα απαξίωσης σημαίνει ότι μπορείτε να προγραμματίσετε την αντικατάσταση. Επίσης, φροντίστε να επιλέξετε εξαρτήματα SCADA σχεδιασμένα για μελλοντική επέκταση και να μεγιστοποιήσετε την ευελιξία του εξοπλισμού.
5) Μείνετε μακριά από απειλές για την ασφάλεια
Η λειτουργία του λογισμικού είναι εξίσου σημαντική με την εφαρμογή του.
Το 68% των επαγγελματιών πληροφορικής λέει ότι οι επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας (γνωστές ως DDOS) είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος διακοπής και εκμετάλλευσης συστημάτων SCADA.
Όσο ισχυρό κι αν είναι το SCADA, εξακολουθεί να είναι ευάλωτο σε επιθέσεις.
Μέρος της ευπάθειας προέρχεται από τον τρόπο με τον οποίο το Industrial Internet of Things (IIOT) αλλάζει τον τομέα των οργάνων και του ελέγχου.
Η κυβερνοασφάλεια για την SCADA πρέπει να είναι τόσο προληπτική και προγνωστική όσο η παρακολούθηση και η συντήρηση των συσκευών της.
6) Τακτική αξιολόγηση τρωτότητας
Εξετάστε τις εκτιμήσεις απειλών και ευπάθειας, όπως η τακτική και προληπτική συντήρηση του εξοπλισμού. Δεν αρκεί να αναφέρετε επιθέσεις - για να προστατεύσετε το δίκτυο του συστήματος SCADA, χρειάζεστε ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα πρόληψης.
Ακόμη και κλειστά συστήματα χωρίς εξωτερική διεπαφή επικοινωνίας κινδυνεύουν.
Είναι ζωτικής σημασίας, αναπόφευκτο και απαραίτητο. Εκτελέστε όλα τα πιθανά σενάρια και τους τύπους επιθέσεων χρησιμοποιώντας εσωτερικούς ή εξωτερικούς ειδικούς, καθώς και έμπειρους τεχνικούς που ξέρουν πώς να ανταποκρίνονται σε εξωτερικές επιθέσεις.
7) Κρατήστε μια ισορροπία
Η στρατηγική θέση του SCADA μεταξύ επιχειρησιακής τεχνολογίας και προηγμένων πρωτοβουλιών σχεδιασμού το καθιστά ένα ισχυρό εργαλείο επιχειρηματικής ευφυΐας.
Αλλά μόνο εάν επιτύχετε μια ισορροπία μεταξύ ασφάλειας και ολοκλήρωσης. Βεβαιωθείτε ότι τα διαφορετικά συστήματα σε ένα δίκτυο ευρείας εμβέλειας είναι διαλειτουργικά, ενώ παράλληλα βεβαιωθείτε ότι δεν είναι αρκετά ανοιχτό ώστε να υπάρχει κίνδυνος διείσδυσης από απατεώνες.
Σύναψη
Η Industrial MAX γνωρίζει ότι το λογισμικό SCADA είναι κρίσιμης σημασίας. Ως πιστοποιημένος ενοποιητής οργάνων και ελέγχου, έχουμε δει πώς η SCADA είναι έτοιμη να ανεβάσει τον ρόλο της ως πολύτιμο κέντρο πληροφοριών στο επόμενο επίπεδο.
Αντί το IIOT να οδηγεί τα συστήματα SCADA εκτός λειτουργίας, βλέπουμε πώς οι προτεραιότητες όπως η ευελιξία και η λήψη αποφάσεων βάσει δεδομένων επαναλαμβάνουν τις δυνατότητες των σύγχρονων συστημάτων SCADA.
Δεδομένου ότι η ενσωμάτωση είναι οικογενειακή υπόθεση, τα συστήματα SCADA δεν οδηγούν πουθενά.
Αντίθετα, θα δούμε πώς τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα IIOT όπως το cloud computing, η κινητικότητα και τα αναλυτικά στοιχεία, η τεχνητή νοημοσύνη, η μηχανική μάθηση και άλλα είναι δείκτες επιτυχούς επιλογής και ανάπτυξης λογισμικού HIM/SCADA.