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Supervisory Control and Data Acquisition

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Definition

SCADA ist eine technische Abkürzung für Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA-Systeme dienen zum Überwachen und Steuern von technischen Prozessen. In diesem Zusammenhang fällt oft auch die Abkürzung HMI (Human-Machine Interface) oder MMI (Man-Machine Interface bzw. Mensch-Maschine-Schnittstelle).

siehe auch: Prozessvisualisierung, Gebäudeleittechnik, Netzleittechnik

Konzept

Automationen werden in mehrere Schichten unterteilt. Dabei ist das Level 1 die prozeßnahe Schicht. Der Terminus SCADA bezieht sich gewöhnlich auf zentrale/dezentrale Systeme, die gesamte Installationen überwachen, visualisieren sowie steuern und regeln. Der größte Teil der Regelung wird automatisch durch RemoteTerminal Unit (RTU) oder durch Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) beziehungsweise Level 1 Automationen durchgeführt. Die Aufgabe der Level 2 Automation ist es, die Funktion der Level 1 Automation zu optimieren, sowie Stellgrößen und Sollwerte auszugeben. Die Level 3 Automation dient hingegen der Planung, Qualitätssicherung und Dokumentation.

Das Bild in der englischsprachigen Wikipedia versucht das Prinzip eines SCADA Systems zu verdeutlichen.

Die Datenerfassung beginnt gewöhnlich mit dem Level 1 und enthält die Koppelung an Messgeräte und Statusinformationen wie Schalterstellungen und werden von dem SCADA System erfasst. Die Daten werden dann in einer benutzerfreundlichen Darstellung präsentiert und ermöglichen es steuernd in den Prozess einzugreifen.

SCADA Systeme implementieren typischerweise eine verteilte Datenbasis, die Datenpunkte beinhaltet. Ein Datenpunkt enthält einen Ein- oder Ausgangswert, der durch das System überwacht und gesteuert wird. Datenpunkte können physikalisch oder berechnet sein. Ein physikalischer Datenpunkt stellt einen Eingang oder Ausgang dar, während ein berechneter Punkt durch mathematische Operationen aus dem Zustand des Systems hervorgeht. Normalerweise werden Datenpunkte als eine Kombination von Werten mit Zeitstempel behandelt. Eine Serie von Datenpunkten ermöglicht die historische Auswertung.

Kommunikation

Die Kommunikation innerhalb von SCADA Systemen erfolgt heute mehr und mehr auf der Basis von TCP basierten Internettechniken. In der Feldebene spielen aber auch noch serielle Verbindungen in Form von Punkt zu Punkt Kommunikationen und Feldbus-systemen eine gewichtige Rolle, die wahrscheinlich auf absehbare Zeit erhalten bleiben wird. Die Standardisierung bei der Kommunikation ist noch nicht abgeschlossen. Versuche, wie OPC beschränken sich häufig noch auf bestimmte Betriebssysteme, obwohl auch hier inzwischen ein Schritt in Richtung Betriebssystemunabhängigkeit mit OPC XML-DA gegangen wird. Häufig sind im Bereich SCADA noch herstellerspezifische oder geschlossene Lösungen anzutreffen. Aber offene Protokolle wie beispielsweise Modbus erfreuen sich wachsender Popularität. Über Gateways in Form von embedded Systemen, lassen sich unterschiedliche Übertragungsprotokolle aneinander anpassen. Die Arbeitsplätze an denen visualisiert wird, werden heute vermehrt über Ethernet oder drahtlose Netze, aber immer mehr auf Basis von TCP angebunden.

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