Scada Sistemlerine Genel Bakış
Scada Sistemlerine Genel Bakış Supervisory Control and Data Acquisition.Scada Sistemleri endüstriyel kontrol amaçlı kullanılan sistemlerdir.
Scada nedir ? Scada sistemleri nerede kullanılır ?
Scada Sistemlerinin Tanımı ve Genel Bakış
- Adı ‘Supervisory Control and Data Acquisition’ kelimelerinin ilk harflerinden oluşmuştur.
- Endüstriyel kontrol amaçlı kullanılan sistemlerdir.
- Bu kontrol işlemlerini RTU,PLC gibi araçlar ve ERP gibi planlama sistemlerinin beraber kullanımı ile yapmaktadır.
- Bu bakımdan sadece bilgisayar mühendisliği ile ilgili bir alan olmaktan çıkmıştır.
Uygulama Alanları
- Kimya Endüstrisi
- Doğalgaz ve Petrol Boru Hatları
- Petrokimya Endüstrisi
- Elektrik Üretim ve İletim Sistemleri
- Elektrik dağıtım Tesisleri
- Su Toplama, Arıtma ve Dağıtım Tesisleri
- Hava Kirliliği Kontrolü
- Çimento Endüstrisi
- Otomotiv Endüstrisi
- Bina Otomasyonu
- Process Tesisleri
İşlevleri
- Scada Sistemlerinin işlevlerini dört ana başlık altında toplayabiliriz:
- İzleme İşlevleri
- Kontrol İşlevleri
- Veri Toplama
- Verilerin Kaydı ve Saklanması
Uzaktan Bilgi Toplama ve Denetleme Ünitesi
- Scada Sistemeri yukarıda belirtmiş olduğumuz işlemlerini bir uç birim sayesinde yapar.
- Bu uçbirimin adı RTU(Remote Terminal Unit) dur.
- RTU’lar bulundukları sistemin sistem değişkenlerine ilişkin bilgileri toplayan depolayan gerektiğinde bu bilgileri kontrol merkezine bir iletim ortamı aracılığıyla gönderebilen akıllı sistemlerdir.
- İlk RTU’lar sadece değişkenler üzerindeki değişiklikleri algılayıp bunlar hakkında kullaıcıya bilgi veriyorlardı.
Scada Sistemlerinin Kontrol Merkezleri
- Scada sistemleri çok büyük coğrafyalar üzerine kurulabilir böyle durumlarda birden fazla RTU’ya ihtiyaç duyulabilir.
- Kontrol merkezleri RTU’lardan gelen biligileri uzaktan kontrol ederler ve bu verileri işleyerek kullanıcıya sunarlar.
- Scada sisteminde geniş bir alana yayılmış RTU’ ların koordineli çalışması, RTU’ lardan gelen bilgilerin yorumlanması, kullanıcıya sunulması ayrıca kullanıcıların isteklerini RTU’ lara ileterek merkezi kumandanın sağlanması işlevlerini Scada sisteminde ana kontrol merkezi yerine getirir
- Kontrol merkezleri sistemin güvenilirliğinden de sorumludurlar.
Kontrol Merkezi Mimarisi:
1.Sistem Bilgisayarları
2.Kullanıcı arabirimleri
3.Veri toplama G/Ç arabirimleri
4.Ekran projeksiyon sistemleri
5.Yazıcılar -Çiziciler
6.Veri depolama birimleri
7.Kesintisiz güç kaynakları
8.Zaman ayar sistemi
9.Yerel iletişim ağı
10.İzole yükseltilmiş tabanlı kumanda odası
Scada Sistemlerinin Kontrol Üniteleri
- Scada sistemlerinde kontrolun sağlanabilmesi için PLC(Programmable Logic Controller)’ler kullanılır.
- PLC’ler otomasyon sistemlerinin vazgeçilmez yapı taşlarıdır.
Scada Sistemleriyle Endüstriyel Kontrol
- Scada’nın en önemli özelliği veritabanı kontrol ve gözetlemedir.
- Haberleşme sistemleriyle kontrol ünitelerine yerleştirilmiş programlanabilir üniteler sayesinde sürekli olarak veri alış-verişi gerçeklenir.
- Bu da kullanıcılar için ileri düzey kontrol imkanı sağlar.
Scada sistemlerinin kullanıcıya sunduğu gelişmiş kontrol imkanlarını şöyle sıralayabiliriz:
- Gerçek zamanlı veri toplama
- Arıza durum kaydı
- Bilgilerin uzun süre saklanması
- Kontrol sisteminin durum gösterimi
- Elle kontrol
- Scada sistemlerinde alarm sınırları, ikaz bildirimleri ve benzerleri verilerin tamamı konfigürasyonun bir parçası olarak veri tabanı parametrelerini oluşturmak için kullanılır.
Scada Sistemlerinin İletişimi
- İletişim bir noktadan başka bir noktaya karşılıklı olarak veri veya haberin gönderilmesi olarak tanımlanabilir.
- Scada sistemleri büyük coğrafi alanlar üzerine ve uzak bağlantılı olarak yönetilecek şekilde kuruldukları için iletişim bu sistemlerde hayati öneme sahiptir.
- Verilerin doğru şekilde değerlendirilebilmesi için öncelikle doğru şekilde aktarılması gerekir.
- Kaliteli bir Scada sistemi:
- Güvenilir
- oMaliyeti düşük
- oGerekli tüm fonksiyonlara sahip
- oHer türlü ortamda çalışabilen bir iletişim sistemine sahip olmalıdır.
- Temel anlamda bir Scada sistemi AKM (Kontrol Merkezi) ve RTU (Bilgi Toplama ve Denetim) birimlerinden oluşur.
- Ancak sistemin tamamlanabilmesi için bu iki birimin haberleşebilmesi gerekir burada iletişim sistemi devreye giriyor.
- İletişim sistemi temel elemanları şunlardır:
- İletişim Ortamı
- Veri İletişim Cihazı (Modem)
- İletişimi Sağlanan Cihazlar (AKM, RTU)
- Scada sisteminin hızını belirleyen en önemli faktör iletişim ağıdır.
- Bu yüzden iletişim ağını en az meşgul edecek şekilde iyileştirmelere gidilir.
Scada İletişim Mimarisi
- Sistemde kullanılacak RTU’ ların sayısı
- RTU’ ya bağlı birimler ve bu birimlere ulaşım hızı
- RTU’ ların yerleşimi
- Elde bulunan haberleşme kolaylıkları
- Ulaşılabilecek haberleşme teknikleri ve araçları
Scada Sistemlerinde İletişim Ortamları
- Scada sistmelerinde iletişim ortamı olarak kullanılabilecek ortamlar:
- Gerilim Hatları
- Kiralanmış PTT Telefon Hatları, Kablolu TV Hatları
- Radyo Frekans İletişim (Mikrodalgalar, Trunk Radyo, Uydu)
- Fiber Optik, Metalik Kablolu Özel Hatlar
- Gerilim Hatları: Power Line Carrier – PLC gerilim hatları üzerinden haberleşmeyi sağlayan bir tekniktir. PLC haberleşmesi için kullanılan cihazlar bağlaştırıcı elemanları ile gerilim hattına bağlanır. Bu cihazlar bilgi sinyalini module ederek hatta enjekte ederler. Alıcı ise bilgiyi taşıyan frekansı filtreleyerek alır ve demodule eder.
- Kiralanmış Hatlar: Genel amaçlı telefon hatları her ülkede bulunmaktadır. Ülkemizde bu iş PTT tarafından yürütülmektedir. PTT veri haberleşmesini sağlamak üzere 2 Mbit/s hızına kadar kiralık hat sağlayabilmektedir.
- Radyo Frekans İletişim: Scada sistemlerinde kulanılan radyo frekans çeşitleri:
- Noktadan Noktaya Mikrodalga İletişimi
- Çok Adresli Sistemler (Multiple Address System)
- Trunk Radyolar
- Spread Spectrum Radyolar
- Uydu Haberleşmesi
- Fiber Optik, Metalik Kablolu Özel Hatlar: Metalik kablo çok bilinen ve kullanılan bir tekniktir. İleri teknoloji gerektirmez. Ülkemizde de üretilmektedir. Simplex, Half Dublex ve Full Dublex iletişimlerin tümüne olanak sağlar.
- Fiber optik kablolarda iletişim ortamı gönderici, alıcı ve fiber optik kablodan oluşur. Gönderici, elektrik sinyalini ışık haline çevirerek kabloya iletir. Bu iş LED (Light Emmitting Diode) veya laser diyot aracılığı ile yapılır.
Scada Sistemlerinde Arıza
- Temel anlamda iki tür arıza vardır:
- Geçici Arızalar
- Kalıcı Arızalar
- Arıza yeri bulma
Üretim Hattı ve Scada
- Günümüzün rekabet ortamında işletmeler üretimlerini yaparken mümkün olduğunca az maliyetle, daha çok üretim yapmak istemektedirler.Ancak bunu sağlarken kaliteden de taviz verilmemelidir.
- Üretim hatlarının SCADA sistemleri ile kontrol edilip gözlenmesi, işletmelere, kurulu bulunan tesislerden maksimum verimlilik ile yaralanma imkanı tanımakta, yöneticilerin işletmeye ve üretime tam anlamıyla hakimiyetleri pekiştirilmektedir.
- Üretim hattından elde edilebilecek bilgileri şu şekilde gruplayabiliriz:
- Üretimin kalitesiyle ilgili bilgiler
- Üretimin verimliliği ile ilgili bilgiler
- Üretim maliyetleri ile ilgili bilgiler
- Bakım amçlı bilgiler
- Çalışanların kontrolü
- Üretilen ürünlerin kodlanması ile geriye dönük bilgi edinme
- İstatistiksel amaçlı bilgiler
Günümüzde Scada Sistemleri
- İşletmeler modern bir scada sisteminden :
- Kullanım kolaylığı
- İletişim kolaylığı
- Yaygın işletim sistemleri üzerinde koşması
- Diğer veritabanı uygulamaları ile entegrasyon
- Yüksek verimlilik
- Düşük maliyet
beklemektedirler.
- Scada sistemleri kullanıcının işini kolaylaştırmayı da amaçladığı için alarmalr ve uyarılar dikkat çekici olmalıdır.
- Ülkemizde scada sistemleri üzerine hizmet veren firmalardan bazıları şunlardır:
- ELKOSİS
- Turkuvaz İnovasyon
- Natura Otomasyon
- Elzer Otomasyon
- Ülkemizde scada sistemlerini kullanan firmalardan bazıları:
- İzmir Gaz A.Ş.
- Kayseri Elektrik T.A.Ş
Scada Sisteminin Yararları ve Scada Simülasyonu
- Sistemin arızaların sıklığı ve süreleri, büyük ölçüde sisteme uygun dağıtım otomasyonunun kurulamamasından ve sistemin çalışma karakteristiklerinin her an izlenememesinden kaynaklanmaktadır.Bunun için sistem hakkındaki bilgilerin toplandığı, gözlemlendiği, uzaktan kumanda edildiği, arıza algılamanın yapılabildiği otomasyon sistemlerine gerek duyulmaktadır.
- Bu bilgilerin operatörlere bir kullanıcı ara birim yazılımı ile sağlanabildiği SCADA sistemleri kullanılmaktadır. Günümüzde kontrol sistemleri veri tabanlı kontrol ve gözetleme yazılım paketleri içermektedir. Bu sayede sistemde dağıtılmış halde bulunan enstrüman ve kontrol elemanlarından sürekli biriken veriler elde edilerek denetim imkanına sahip olunmaktadır. Bu yapılanma neticesinde de “temiz” bir sistem ortaya çıkmaktadır.
- Kontrol merkezindeki operatör ekranları vasıtasıyla, tesisin işletimi kontrol edilip otomatik yürütülürken, operatörle de bilgisayarda gerekli kontrol ve kumanda imkanına da sahip olurlar. Sistemin işletilmesinde salt insan çabası yetersiz kalmaktadır. Sistemde meydana gelecek olayların tespit edilmesi klasik yöntemler ile mümkün olamamaktadır.
- Sistemin daha etkin işletilmesi için, daha güvenilir, daha ekonomik işletme için bilgisayar otomasyonuna gereksinimi vardır. Bunun için sistem kontrol ve izleme yazılımları gerçekleştirilmiştir.
Ejder DAŞKIN (Bilgisayar Müh.) Scada Sistemlerine Genel Bakış
