SCADA-система – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для контроля со стороны диспетчера и сбора данных. Терминология СКАДА видоизменялась со временем, совместно с развитием технологий автоматизации и управления. Например, SCADA системы восьмидесятых годов обозначали программно-аппаратные комплексы по сбору данный «здесь и сейчас», а в девяностые – уклон в формулировке пошел в сторону программ, в частности интерфейса автоматических систем управления техпроцессами.
Назначение и задачи SCADA-систем
Контроль и мониторинг многочисленных удаленных объектов – это главная задача Скада систем. Иногда, эти объекты могут быть удалены друг от друга на тысячи километров. В качестве основных потребителей Скада выступают электро-распредстанции, нефтепроводы, газопроводы, системы водоснабжения и так далее. Можно сказать, что Скада реализуют во всех хозяйственных отраслях, где необходимо автоматическое управление техпроцессами в режиме «real-time».
Диспетчер взаимодействует с программным обеспечением, установленным на ПК, а реализация связи с объектами, нуждающимися в контроле, осуществима через драйвер ввода-вывода или сопряженные с ними серверы. Программное обеспечение может использовать в своей структуре коды, сгенерированные в среде автоматизированного проектирования.
Задачи, реализуемые SCADA-системами:
- Обмен информацией с устройствами, контролирующими объект (пром-контроллеры или платы input-output) в real-time режиме с помощью драйверов.
- Обрабатывание данных в real-time режиме.
- Logical-управление.
- Вывод данных на экран для комфортного восприятия человеком (диспетчером).
- База данных ведется в real-time режиме с техническими составляющими.
- Полноценное управления и контроль за тревожными СМС и аварийной сигнализацией.
- Генерирование всевозможных отчетов о состоянии и работе системы, и отдельных ее составляющих.
- Контроль и реализация сетевой структуры между Скада-станциями.
- Сопряжение с внешними программами (СУБД, текст, таблицы).
Разработка СКАДА ведется АСУ ТП в клиент-серверной или же в архитектуре распределенной.
Преимущества
Какой бы ни была SCADA-система, для электрораспределительной компании она принесет массу положительных факторов:
- Повышенная надежность через автоматизацию.
- Отказ от ручного сбора данных в пользу автоматизированного.
- Мониторинг системы и тревожные уведомления разрешают оператору быстро выявить проблему и устранить ее источник.
- Больший процент неисправностей можно устранить в автоматическом режиме, не посылая на удаленный объект сотрудников компании.
- Мощный аналитический инструментарий, разрешающий анализировать и диагностировать системы. Благодаря такому инструменту можно повысить эффективность техобслуживания и выявить участки, рекомендуемые или незамедлительно требующие модернизации.
- Сохранение данных о работе системы за все время ее функционирования разрешает выуживать информацию, анализировать ее и применять для дальнейшего повышения эффективности.
Структура SCADA-систем
Модель SCADA-системы в обязательном порядке должна иметь три элемента, взаимодействующие друг с другом:
- Удаленный терминал (обозначают как RTU).
- Терминал диспетчера (на схеме MTU).
- Системы коммуникации, связывающие RTU и MTU.
RTU имеет непосредственное подключение к объекту управления. То есть контроль или управление объектом реализовывается в real-time режиме. В качестве терминала может быть датчик с примитивным способом взаимодействия, или же процессорный, многопоточный, отказоустойчивый МПЦ, занимающийся обработкой данных и управлением в real-time режиме.
MTU выступает в роли человеко-машинного интерфейса и предоставляет для воспринимающего информацию человека обработку выводимых данных и управление в режиме квази-реального времени. В качестве MTU может быть задействован:
- обычный компьютер, сопряженный с несколькими источниками связи;
- огромный вычислительный мейнфрейм с терминалами/табло;
- с развитой и продуманной сетью рабочих станций MTU и обрабатывающих данные серверами.
Системы коммуникации требуются для транспортировки данных с удаленного терминала к главному. Линий передачи данных множество, и может задействоваться любая из перечисленных (или несколько):
- Выделенные линии связи.
- Мобильные сети.
- Радиоволны.
- Телефонные линии связи.
- ISDN-каналы и т.д.
Особенности процесса управления в SCADA-системах
Чаще всего терминология SCADA применима к централизованным системам контроля и управления или же к отдельным комплексам огромной системы, управление которым предоставляется человеку. Процесс управления осуществим через RTU, а SCADA управляет режимами работы. В связи с этим особенности можно разложить по полочкам:
- Присутствие человека в SCADA-системах обязательно;
- Неправильно поданные команды или воздействие реализуют отказ объекта контроля или большие проблемы для взаимодействия системы в целом;
- Диспетчер ответственен за управление системой, ее настройки (опционально это реализовано через пульт и практически не требует вмешательства);
- За все время работы диспетчер чаще всего наблюдает за показателями системы, не внося никаких управленческих изменений;
- Активное вмешательство случается из-за появления алармов – предупреждения, отказы, авария или внештатные ситуации;
- Временные ограничения на действия оператора реализуется при появлении критических алармов системы. Задать тайминг можно от нескольких секунд до минут.
Защита SCADA-систем
Эксплуатируемые SCADA-системы создавались заточенными на конкретные задачи, не имеют высоких степеней защиты и уязвимы для кибератак.
Подобного рода системы, например, применяемые в энергетическом секторе, разрабатывались только для управления напряжением электроцепи. Больших способностей (по типу протоколов безопасности сети) в СКАДА нет.
Хотя большинство современных SCADA-систем могут работать с популярным сетевым протоколом TCP/IP, им ограждают выход в интернет (они соединяются от точки до точки через выделенные линии связи). Но это не значит, что защита от кибератак им обеспечена на 100%.
Делают это ограничение не для всех SCADA поголовно. Многое зависит от задач и применяемой структуры построения системы.
Поскольку IoT, развитие сетевых технологий, пропускной способности и доступности данных сети разрослось, производители реализуют в своих новых и обновленных проектах защитные функции, которые помогут противостоять сетевым угрозам для промышленных комплексов. В качестве таких продуктов можно считать:
- безопасную операционную систему, которая способна работать только с доверенными приложениями;
- сетевой экран (брандмауэр), фильтрующий трафик;
- аппаратную составляющую.
Примеры SCADA-систем
Во всем мире есть множество SCADA-систем, которые успешно эксплуатируются, решая собственные задачи. Бесплатными считаются:
- OpenSCADA.
- Rapid SCADA.
- FreeSCADA.
- IAI (Inductive Automation Ignition).
К условно бесплатным можно отнести (на эти системы могут обратить внимание компании с малым техпроцессом):
- MasterSCADA.
- IGSS.
- Каскад.
- Vijeo Citect.
- Simp Light Free.
- IntraScada
WebSCADA интерфейс системы, осуществляемый через Web-браузер, реализуется не часто, поскольку работа через веб противоречит модели безопасного ведения контроля и управления промышленного аппарата. Однако, ее можно применять во время настроек собственной безопасной сети, или с ограниченными опциями «только мониторинг» в сети Интернет.
