СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ SCADA-СИСТЕМЫ

Современные SCADA-системы представляют собой комплексные технологические решения, предназначенные для автоматизированного контроля и управления промышленными процессами. Их ключевые функции включают сбор, анализ данных и диспетчерское управление, что позволяет оптимизировать работу оборудования. Хотя фундаментальные принципы работы SCADA остаются неизменными, растущие потребности предприятий стимулируют развитие новых методов и технологий.

SCADA-системы включают программные и аппаратные компоненты, обеспечивающие мониторинг и обработку информации в режиме реального времени. Однако этот термин не всегда означает мгновенное выполнение команд – он подразумевает строго регламентированные временные рамки обработки данных.

Системы реального времени делятся на две категории:

• Жёсткие системы – критично зависят от временных ограничений. Нарушение регламентированных временных рамок приводит к серьёзным сбоям в работе.
• Мягкие системы – допускают незначительные задержки во времени отклика, которые могут снижать эффективность, но не приводят к фатальным последствиям [1].

Практически все современные SCADA-системы включают три основных структурных компонента [2, 3] (рис. 1): RTU, MTU и СS

Рисунок 1. Структурные компоненты SCADA-систем

Большинство современных SCADA-платформ состоят из трёх ключевых элементов:

• Remote Terminal Unit (RTU) – удалённый терминальный узел, отвечающий за сбор и первичную обработку данных. В зависимости от области применения RTU может представлять собой как простые датчики, так и мощные многопроцессорные вычислительные системы.
• Master Terminal Unit (MTU) – центральный управляющий модуль, который анализирует поступающие данные и формирует команды управления, обычно работающие в режиме мягкого реального времени.
• Communication System (CS) – коммуникационная система, обеспечивающая обмен данными между RTU, MTU и операторами.

Таким образом, любую автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) можно представить в виде трехуровневой системы (рис. 2).

Рисунок 2. Трехуровневая система АСУ ТП

SCADA-системы являются неотъемлемой частью АСУ ТП и структурируются на три уровня:

1. Полевой уровень – включает датчики, исполнительные механизмы и системы сигнализации, отвечающие за сбор и передачу данных.

2. Средний уровень – представлен программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), выполняющими:

- приём данных с нижнего уровня;

- обработку и передачу информации на верхний уровень;

- автоматическое управление технологическим процессом;

- реализацию управляющих команд.

3. Верхний уровень – включает:

- автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов с установленным SCADA-программным обеспечением;

- сервер баз данных (БД), если используется система учёта и анализа.

Эволюция SCADA направлена на повышение отказоустойчивости, адаптивности к изменяющимся условиям эксплуатации и интеграцию новых цифровых технологий. В современных системах особое внимание уделяется вопросам кибербезопасности, интеллектуальному анализу данных и бесперебойному функционированию даже в условиях нестабильных сетевых соединений.