SCADA Sistemleri

+ Yorum Gönder
Elektronik ve Otomasyon - PLC Sistemleri Bölümünden SCADA Sistemleri ile ilgili Kısaca Bilgi
  1. 1
    Fatal
    Özel Üye
    Reklam

    SCADA Sistemleri

    Reklam



    SCADA Sistemleri

    Forum Alev
    SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition kelimelerinin ilk harflerinden oluşturulmuş bir kısaltma olup, süreçler için gözetleyici denetim ve veri toplama işlemlerini yapan sistemler için kullanılmaktadır.
    SCADA sistemleri, fabrikadaki süreçlerin (hammadde, üretim ve mamul madde takibi vb.) denetiminde kullanılan çeşitli araçlarla (RTU,PLC vb.) birlikte fabrikanın üretim kontrolü ve planlaması için (MRPII) ve isletme kaynakları planlama (ERP) sistemleriyle gerekli bağlaşımlar kurularak ideal bir yapıya erişilebilir. Amaç en düşük maliyetle, daha kaliteli ve daha çok üretmek için gerekli yapıyı kurmaktır. İsletmedeki tesislerden en yüksek verimlilikle yararlanmak, yöneticilerin isletmeye ve üretim bilgilerine tam olarak hakim olmasıyla sağlanabilir. SCADA yazılım paketleri endüstriyel tesislerde alt yapı yazılım görevini üstlenmeli ve fabrika içi ile dışındaki ağlara bağlanarak şirketin bütün katmanlarına uyum içerisinde çalışmasına imkan vermelidir. SCADA isletme genelinde herkese, her zaman erişebilecekleri, gerçek zamanlı ve ayrıntılı bilgiyi sağlamalıdır.
    SCADA sistemi, hidroelektrik, nükleer güç üretimi, doğalgaz üretim ve isletme tesislerinde, gaz, yağ, kimyasal madde ve su boru hatlarında pompaların, valfların ve akis ölçüm ekipmanlarının isletilmesinde, kilometrelerce uzunluktaki elektrik aktarım hatlarındaki açma kapama düğmelerinin kontrolü ve hatlardaki ani yük değişimlerinin dengelenmesi gibi çok farklı alanlarda kullanılabilmektedir.

    Birincil yakıt rezervlerinin azaldığı ve rekabetin hızla arttığı günümüz şartlarında enerji girdilerinde süreklilik, kalite ve asgari maliyetin sağlanması, muhtemel bir enerji krizini ortadan kaldıracak yatırımların yapılması kaçınılmaz bir sorumluluktur. Bu nedenle, kojenereasyon (Birleşik isi güç üretimi) günümüz çağdaş enerji yönetim teknikleri içinde ön sıralarda yerini almaktadır.bu amaçla kurulan ve kompleks bir yapıya sahip olan söz konusu tesislerin kontrolü ancak SCADA gibi yüksek bir kontrol felsefesine sahip sistemler ile sağlanabilmektedir.
    SCADA sistemi ile bir kombine çevrim santralinin, gaz türbini, buhar türbini, atik isi kazanı, santralin su kaynakları, ana dağıtım sistemi ve depolar gibi tesis elemanlarının durumlarını sürekli izleme, bilgi toplama ve uzaktan kumanda işlevlerini yerine getirme mümkün olmaktadır.
    SCADA SISTEMININ TANIMI
    Kapsamlı ve entegre bir veri tabanlı kontrol ve gözetleme sistemi olan SCADA kontrol sistemi sayesinde, bir tesise veya isletmeye ait tüm ekipmanların kontrolünden üretim planlamasına, çevre kontrol ünitelerinden yardımcı isletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü ve gözetlemesi sağlanabilir. SCADA kontrol sistemleri değişik isletmelerin tüm kontrol ihtiyaçlarının kademeli (katmanlı) olarak gerçekleştirilmesine imkan tanır.
    İşletme Kaynak Yönetimi Katmanı
    İşletmenin üretim için gerekli kaynaklarının planlandığı bu katmanda üretim ve hizmet politikalarını destekleyecek kararlar alınır ve uygulanır. Hizmet ve üretim yönetimi departmanları ile diğer departmanlar arasındaki işbirliği gerçekleştirilir. Bu katman organizasyon piramidinin zirvesini oluşturur. Burada “İşletme Kaynakları Planlaması” yazılımları bu düzeydeki yönetim fonksiyonlarını desteklemek amacıyla kullanılır. Entegre bir SCADA kontrol sisteminin bu katmanında en alt katmandan gelen veriler değerlendirilerek işletmelerin stratejileri geliştirilir, politikalar saptanır ve işletme ile ilgili önemli kararlar alınır.
    İşletme Yönetim Katmanı
    İşletmelerde veya tesislerde bulunan bölümler arası işbirliği bu düzeyde sağlanır. İşletme yönetim katmanında bir önceki seviyede saptanmış stratejilere uygun kararlar oluşturulur ve işler sırası ile yürütülür. Bu katman daha çok bir işletme müdürlüğü işlevi üstlenir.

    Süreç Denetim Katmanı
    Süreç Denetim Katmanında ise izleme ve veri toplama fonksiyonlarının gerçekleştirilmesiyle tesisler ve makineler arası eşzamanlılık sağlanması amaçlanır. Bu katman genellikle merkezi kontrol odası bünyesinde kontrol cihazları ve SCADA yazılımlarını içerir.
    İşletme Kontrol Katmanı
    Otomasyon piramidinin sonuncu katmanı, işletmelerin fiziksel kontrollerinin yapıldığı katman olarak tanımlanabilir. Burada mekanik ve elektronik aygıtlar arabirimlerle bağlanarak işletme fonksiyonlarını yürütürler. Denetim komutları bu düzeyde tesisin çalışmasını sağlayan elektriksel sinyallere ve makine hareketlerine dönüşür, bu dönüşümler elektronik algılayıcılar aracılığıyla toplanır. Toplanan bu veriler elektrik işaretlerine çevrilerek SCADA sistemine aktarılır. Aktüatörler, tahrik motorları, vanalar, lambalar, hız ölçüm cihazları, yaklaşım dedektörleri, sıcaklık, kuvvet ve moment elektronik algılayıcıları burada bulunur. SCADA sisteminden verilen komutlar bu katmanda elektrik işaretlerine çevrilerek, gerçek dünyada istenen hareketlerin oluşması sağlanır.




  2. 2
    Fatal
    Özel Üye

    --->: SCADA Sistemleri

    Reklam



    SCADA SİSTEMİNİN YAPISI
    Modern bir kontrol sistemi, hem fonksiyonel hem de yapısal entegrasyona imkan verecek şekilde modüler, esnek ve dağıtılmış bir kontrol şeklini sağlamalıdır.
    Fonksiyonel entegrasyon; sistemin kontrol edileceği işletmeye ait lojik ve denetleme işlevlerini kapsamaktadır. Bu entegrasyon komple bir tesisin ardışık veya sürekli işleyişini uyumlu bir şekilde sağlama yeteneğine sahip olacaktır.
    Yapısal entegrasyon ise,işletmenin en küçük ontrol birimlerinden merkezi kontrol odalarının ileri operatör istasyonlarına ve çevre gözetleme birimlerine kadar genişletilebilen ve entegre edilebilen bir sistem olma özelliğini taşır. Modern kontrol sistemlerinin yapısı artık çok güçlü bir SCADA yazılım paketi çerçevesinde kullanılmaktadır. Birçok bilgisayar veya iş istasyonuna yüklenen bu paket vasıtasıyla kontrol edilecek tesisin komple işletimi, tesiste dağıtılmış bulunan saha cihazları, enstrüman ve programlanabilir elektronik kontrol ünitelerinde sürekli olarak biriken veriler elde edilerek denetim yapmak mümkün olmaktadır.
    SCADA sistemi operatörler için ileri düzeyde kontrol ve gözetleme özellikleri sağlamaktadır.
    Genel olarak SCADA Sistemi, uygulamada şu imkanları sağlar:
    • Kullanıcı tarafından tanımlanmış işletmeye ait parametreler (seviye, sıcaklık, basınç, dijital sinyaller, vana ve motor durumları, sistem durumu vb.) vasıtasıyla işletmenin takibi,
    • Reçete ekranları vasıtasıyla, üretim reçetelerinin girilmesi ve işleyen reçeteler hakkında operatörün bilgilendirilmesi,
    • Parametre ekranları vasıtasıyla, sistem için gerekli olan limit değerlerin (set-point, alt ve üst alarm değerleri) girilmesi,
    • P,I,D parametrelerinin girilebilmesi ve gözlenmesi,
    • İşletme değerlerinin tarihsel ve gerçek zamanlı trendlerinin tutulması,
    • Anlık ve periyodik raporların (üretim, reçete, stok vb.) alınması,
    • Otomatik çalışan sisteme, SCADA ekranlarından manuel müdahale imkanı,
    • Alarm ve durumların gösterilmesi ve yazıcıya ve/veya veri tabanına kayıt edilmesi,
    • İleri düzeyde kalite kontrol (örneğin istatistiksel proses kontrol) desteği.
    SCADA Siteminin sıklıkla kullanıldığı alanlar;
    • Çimento endüstri
    • Kimya endüstrisi
    • Doğalgaz ve petrol boru hatları
    • Petrokimya endüstrisi
    • Demir-çelik endüstrisi
    • Elektrik üretim ve iletim sistemleri
    • Elektrik dağıtım tesisleri
    • Su toplama, arıtma ve dağıtım tesisleri
    • Hava kirliliği kontrolü
    • Otomotiv endüstrisi
    • Bina otomasyonu
    • Proses tesisleri
    olarak sıralanabilir.
    Merkezi Kontrol Odası
    Entegre bir SCADA sisteminde merkezi kontrol odası; bilgisayar ağı, bilgisayar destekli paket uygulamaları, insan-makine iletişimi için bilgisayarlar, işletme fonksiyonlarını yerine getirecek yazılımlar, yazıcılar ve destek donanımlarından oluşur.
    Haberleşme Sistemi
    Bu sistem programlanabilir elektronik kontrol üniteleri seviyesinden kontrol odası seviyesine, çeşitli yardımcı işletmelerin kontrol ünitelerinden işletme ve yönetim seviyesine kadar tüm veri ve bilgileri iletecek bir yapıdadır.
    Programlanabilir Elektronik Kontrol Üniteleri
    Kontrol alt birimlerine, işletme ünitelerine, çalışma sahasına ait saha cihaz ve enstrümanlarına bağlanarak gerekli veri alış-verişini sağlarlar. Bu üniteler (PLC veya RTU) aynı zamanda elektronik ve elektrik kilitleme, koruma ve benzeri ekipmanlara bağlanarak motor kontrol merkezine entegre edilmektedir. Programlanabilir kontrol üniteleri, biriken bilgi ve verileri bir yandan SCADA sistemine iletirken biryandan da işletme fonksiyonlarını yerine getirmek için yazılım programı gereğince lojik ve denetim kontrolü sağlamaktadır.
    İşletmeye ait verilerin tamamı kontrol panolarına yerleştirilmiş programlanabilir kontrolörlerde işlenmektedir. Bu kontrol üniteleri, lojik ve denetimsel kontrol için bir bilgi işlem modülü olarak görev yapabildiği için birer endüstriyel bilgisayar olarak ta kullanılmaktadır. Böylece kontrol panolarının her biri, işletmenin bir bölümünün kontrolü ile ilgili tüm fonksiyonları yerine getirebilmektedir. Öte yandan, işletmenin otomatik kontrolü operatör bilgisayarlarda veya iş istasyonlarında, bazı parametreleri değiştirebilecek veya sürekli taranan kontrol sisteminin olgu verileri listelerini işleyebileceklerdir.
    SCADA paketi insan-makine iletişimini sağlarken, kontrol sisteminin ve işletmenin değişik durum ve hallerini, farklı ekran tipleri ile görebilme imkanı sağlar. Bu ekranlar, Genel Görünüm Ekranları, İşletme Ekranları, Obje veya Nesne Ekranları, Rapor Ekranları, Eğri ve Trend Ekranları, Reçete Ekranları, Arıza ve İhbar Ekranları’dır.
    Saha ve noktalarından elde edilen gerçek zamanlı arızaların tespiti, arızaların işletmenin hangi bölgesinde olduğunun önem derecesi belirlenerek filtrelenebilmesi ve öncelik seviyesinin tespiti, arızanın giderilmesi ile ilgili yapılan çalışmaların operatör veya bakımcı tarafından not alınarak belirtilebilmesi, arıza ve arıza ihbarlarlarının tarihsel özetinin ekrandan ve yazıcıdan alınabilmesi ve sabit disk veya sunucuya kaydedilebilmesi arıza ihbar işlemlerini yerine getiren bir kontrol ünitesinden beklenen özelliklerdir.
    SCADA SİSTEMLERİNİN TEMEL ELEMANLARI
    En basit haliyle SCADA sisteminde fiziksel bir büyüklüğün ölçülmesi, ölçülen büyüklüğe ait sinyalin taşınması, işlenmesi ve değerlendirilmesi aşamaları mevcuttur.
    PC tabanlı basit bir SCADA kontrol sistemi Şekil 2’de görüldüğü gibi fiziksel sistem, algılayıcı ve kontrol elemanları, sinyal işleme, veri toplama, kontrol donanımı ve bilgisayar yazılımı kısımlardan oluşmaktadır.
    Fiziksel Sistemler
    Bir SCADA sistemi, gerçek dünya üzerinde karşılanan olayları (sıcaklık, basınç, hız, seviye vb.) bilgisayara aktarır, burada oluşturulan sanal ortamda gerekli işlemleri yürüttükten sonra bu kez işlemle fiziksel sistemlere müdahale eder. Burada algılayıcılar fiziksel olayları, elektriksel bilgiye (analog) dönüştürür. Bu noktada SCADA donanımı analog voltajı D/A (dijital/analog) çeviriciler yardımıyla dijital bilgiye dönüştürür ve bilgisayara aktarır. Fiziksel sistemlerdeki var-yok şeklindeki olaylar (belli bir noktada bir cismin olması veya olmaması) ise D/A gerekmeksizin kolayca bilgisayara aktarabilirler. Bilgisayar benzer şekilde dijital ve analog çıkışlar üreterek fiziksel sistemleri kontrol eder.
    Algılayıcı ve Kontrol Elemanları
    Algılayıcılar, sıcaklık, basınç, hız, konum gibi fiziksel bilgileri voltaj, akım, frekans, puls gibi elektriksel sinyale dönüştürür. (Termokulp veya RTD elemanları vb.). Kontrol elemanları fiziksel sistemleri harekete geçiren elemanlar olup proses kontrolü sağlarlar.
    Sinyal İşleme
    Sinyal işleme elemanları, algılayıcı tarafından üretilen sinyallerin A/D’ye girmeden önce kalitelerini artırmaya yarar. Sinyali ölçeklendirme, lineerleştirme filtreleme, yükseltme gibi işlemlerin hepsi bu amaca yöneliktir. PC tabanlı sistemlerde en yaygın olanı yükseltmedir (genliği arttırma). Böylece filtreleme, lineerleştirme gibi işlemler yazılım ile kolayca çözülebilmektedir.
    Veri Toplama ve Kontrol Donanımı
    Kontrol donanımı genelde aşağıda sıralanan üniteleri bulunduran ve PC’nin taşıyıcı elemanlarına yerleştirilen kartlardır. Bu üniteler ;CPU, işletim sistemi analog giriş ve çıkış sayıcı ve zamanlayıcı ünite, programlanabilir yükseltici, bellek ve tampon bellektir.
    Yazılım
    Uygulamaya göre doğru yazılım seçilmesi de donanımın doğru seçilmesi kadar önemli olup performansı etkileyen temel faktörlerden biridir. Doğru yazılımın seçimi kullanıcıya ve uygulamanın niteliğine bağlıdır. Uygulamanın hız gereksinimi, özellikleri, programın esnekliği yazılım seçiminde önemli kriterlerdir.








+ Yorum Gönder
5 üzerinden | Toplam : 0 kişi