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SCADA – was ist es und wie dient es der industriellen Automatisierung?

Von ·Kategorien: Industrielles IoT, Technik erklärt·Published On: August 28th, 2020·7.7 min read·

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ist eine Kombination aus Hardware und Software, die für die industrielle Automatisierung verwendet wird. SCADA ermöglicht es:

SCADA-Systeme ermöglichen es Unternehmen, intelligentere Entscheidungen zu treffen. Außerdem verbessern sie die Effizienz und minimieren Ausfallzeiten. SCADA wird in zahlreichen Branchen eingesetzt. Dabei ist es am häufigsten in der Fertigung, Automatisierung, der Öl- und Gasindustrie sowie beim Abwasser zu finden.

SCADA-Systeme verbinden die lokalen Sensoren, Geräte und SPS mit einem Server vor Ort oder einer entfernten/virtuellen Maschine. Dabei sammeln die genannten Sensoren Datensätze, welche als Tags bezeichnet werden. Die Daten können in einer historischen Datenbank gespeichert werden, damit sie später analysiert werden können. Die Nutzer interagieren lokal mit dem SCADA-System. So steuern sie Prozesse über Bediener-Workstations, HMIs oder direkt auf dem SCADA-Server.

SCADA bringt Sichtbarkeit, um informierte Entscheidungen zu treffen

Ein SCADA-System bringt den Anwendern mehr Klarheit, um sachkundige Entscheidungen zu treffen. Beispielsweise möchte die Betriebsleitung in einer Abfüllanlage für Erfrischungsgetränke alle Produktionslinien einsehen. Zudem sollen die Betriebszeit verbessert und die Ausfallzeiten auf der Grundlage der aktuellen Anlagenleistung reduziert werden. Dazu benötigt die Betriebsleitung Tags von jeder Station im Produktionsprozess. Mit einem SCADA-System würde der oder die Linienführende eine Warnung erhalten, wenn der Auslassdruck einer Abfüllstation um 20 Prozent gesunken ist. Dadurch würde sich die Durchlaufzeit um fünf Sekunden erhöhen. Der oder die Anlagenführer:in kann schnell Techniker:innen losschicken, um die beschädigte Düse zu ersetzen. Somit wird die Anlage wieder auf ihre normale Kapazität gebracht. Also konnte das Problem mithilfe eines SCADA-Systems diagnostiziert und behoben werden. Und zwar bevor es zu Prozessengpässen an späteren Stationen führte oder die gesamte Linie aufgrund des Ausfalls eines kritischen Teils stillgelegt wurde.

Aufkommende Fragen bei der Überlegung eines SCADA-Einsatzes

Was möchte ich erreichen?

  • Ein SCADA-System kann eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen, daher ist es wichtig, Ihre Projektziele und Kennzahlen von Anfang an zu definieren. Neben der Anlagensteuerung und -überwachung möchten Sie:
    • die Kosten im Zusammenhang mit der Wartung reduzieren?
    • Ausfallzeiten reduzieren?
    • die Anlagenberichterstattung verbessern?

Welche Maschinen muss ich überwachen, um meine Ziele zu erreichen?

  • Installiere ich neue Maschinen oder rüste ich bestehende Maschinen nach? Kann ich über ein industrielles Protokoll wie Modbus TCP/IP direkt mit der Maschine kommunizieren? Oder muss ich SPS integrieren, um mit der Maschine und Sensoren wie CompactLogix von Allen Bradley oder der S7-Serie von Siemens zu kommunizieren?

Welche Art von Industrie-PC-Hardware muss ich einsetzen?

  • Benötige ich einen Computer, der mehr als drei Monitore im Kontrollraum zur Gesamtüberwachung der Anlage betreiben kann? Brauche ich einen All-in-one-Panel-PC für eine HMI, damit das Bedienpersonal meiner Produktionslinie direkt an der Linie mit den Maschinen interagieren kann? Benötige ich einen Rugged Edge-Computer mit 4G-LTE-Modem, um Daten über MQTT von meiner Außenstelle aus zurückzuschicken?

Wer sind meine Akteure für dieses Projekt?

  • Maschinenbau, Informationstechnologie, Verwaltung und andere relevante Abteilungen sollten einbezogen werden. So wird eine reibungslose Integration gewährleistet.

Habe ich die richtigen Leute in meinem Team, um eine SCADA-Integration zu unterstützen?

  • Wenn dies das erste Mal ist, dass Sie eine SCADA-Integration durchführen, verfügt Ihr Unternehmen möglicherweise nicht über die erforderliche Wissensbasis. Viele Endbenutzer von SCADA-Systemen arbeiten direkt mit einem anerkannten Partner zur Lösungsintegration zusammen. Dieser bringt die Erfahrung mit, um eine Lösung für Ihr Projekt maßzuschneidern.

Ignition für SCADA nutzen

OnLogic ist eine Partnerschaft mit Inductive Automation eingegangen. Dabei war das Ziel, Hardware und Software in einem einzigen Paket zusammenzuführen. Die SCADA-Lösung von Inductive Automation heißt Ignition. Es ist eine Plattform, die alle Geräte in Ihrem Werk miteinander verbindet. Außerdem ist sie hardwareneutral, sodass Sie viele verschiedene SPS, Datenbanken und PCs verwenden können, die Sie benötigen. Des Weiteren verfügt Ignition über leistungsstarke integrierte Visualisierungs- und Berichterstellungstools. So können Entscheidungsträger die richtige Entscheidung zur richtigen Zeit treffen. Daneben verfügt Inductive Automation auch über ein Integrator-Programm. Es bietet die Möglichkeit, mit zertifizierten Integrationsspezialisten in Ihrer Region zusammenzuarbeiten. Dadurch können Sie eine für Sie passende Komplettlösung erstellen, ohne dass Sie eigene betriebsinterne Spezialist:innen einstellen müssen.

Eines der inhärenten Risiken von IIOT-Anwendungen (Industrielles Internet der Dinge) besteht darin, dass die Systeme über eine Internetverbindung verfügen müssen. Nur so können sie einwandfrei funktionieren. Inductive Automation hat dies mit ihrer Ignition Edge-Software gelöst. Dabei handelt es sich um eine leichtgewichtige Version ihres Ignition-Gateways, die für den Einsatz am Edge Ihres Netzwerks konzipiert ist. Ignition Edge ermöglicht es Systemen, sich unabhängig zu aktivieren, bis eine Netzwerkverbindung wiederhergestellt ist. Außerdem gibt es eine Reihe von Versionen von Ignition Edge. Die gebräuchlichsten sind:

  • Edge-Panel: ermöglicht den Betrieb eines lokalen HMI unabhängig vom Rest des Netzwerks 
  • Edge-IIOT: erleichtert die Datenübertragung über das leichtgewichtige MQTT-Protokoll
  • Edge-Compute zur Verwendung von REST-APIs, Python-Skripting oder zur Ausführung sequentieller Funktionsdiagramme.

Welche Version oder Kombinationen von Versionen verwendet werden, hängt von Ihren Projektanforderungen ab. Lesen Sie hier mehr über unsere industriellen Automatisierungslösungen. Wenn Sie bereit sind, Ihre eigene Lösung zu konfigurieren, finden Sie hier Ihre Optionen.

Ignition Ecosystem

Wie SCADA für Öl- und Gasprojekte eingesetzt werden könnte

Remote Oil Field MonitoringNehmen wir an, Sie haben 50 Bohrlochstandorte für die Erdgasförderung. Wie viel kostet es jedes Mal, wenn der LKW eines Technikers rollt, um die IT-Ausrüstung an einem dieser Standorte zu aktualisieren? Mit dem Ignition Edge-Panel können Sie eine lokale HMI für Ihre Betreiber erstellen. Diese ist nicht von einer Netzwerkverbindung abhängig. Der Ignition Edge-IIOT ermöglicht Ihnen, Trenddaten über MQTT via 4G LTE zurückzusenden. Dabei verwenden Sie einen verlässlichen, für breite Temperaturbereiche eingestuften Rugged-PC mit integriertem Modem von OnLogic. Wenn sie jeden Standort in Echtzeit aus der Ferne überwachen, können Ihre Techniker:innen mehr Zeit für kritische Wartungsarbeiten und weniger für die Pflege der IT-Ausrüstung aufwenden. Somit ist Ignition Edge eine Investition, die Zeit, Ressourcen und Arbeitskraft für andere wichtige Bereiche freisetzen kann.

Warum einen Industrie-PC als Teil Ihrer SCADA-Lösung verwenden?

Einer der häufigsten Gründe, die wir von Kunden hören, die Industrie-Hardware in Erwägung ziehen, ist, dass sie die durch unzuverlässige IT-Ausrüstung verursachten Ausfallzeiten nicht bewältigen können. American Woodmark beispielsweise entschied sich für die Industrie-PCs von OnLogic. Damit ersetzte das Unternehmen die vorhandenen Desktop-Tower. Aufgrund des manuellen Absaugens der Verunreinigungen von den CNC-Maschinen aus den Systemen kam es immer wieder zu Zeitverlusten. Hingegen sank die Ausfallzeit auf weniger als 1 Prozent mit diesem Wechsel zu einer lüfterlosen Lösung. Schließlich wurde sie speziell für den Einsatz in einem Fertigungsklima beziehungsweise einer Fertigungsumgebung entwickelt. Erfahren Sie mehr über das Projekt und die Vorteile des lüfterlosen Computings in diesem Kundenbericht.  

Die Einsatzumgebungen für SCADA-Projekte sind so unterschiedlich wie die Branchen, die sie bedienen. So sind die Ignition Edge-Lösungen von OnLogic auf SCADA-Einsätze in einem breiten Anwendungsspektrum zugeschnitten. Wir bieten Lösungen, die gegen Staub, Temperatur, Stöße, Vibration und variable Eingangsleistung resistent sind. Kontaktieren Sie uns und sprechen Sie noch heute mit unseren technischen Vertriebsmitarbeitenden, damit wir Ihre Lösung finden. Die Systeme werden auf Bestellung gebaut und auf Ihr Projekt zugeschnitten. Außerdem können Sie ein internes 4G-LTE-Modem für die Fernkommunikation, PoE+-Ports für den Betrieb einer Kamera oder eine beliebige andere Anzahl von Optionen hinzufügen. Kombinieren Sie es mit Ignition Edge. So erhöhen Sie die Betriebszeit weiter. Daneben verringern Sie Ausfallzeiten und verbessern die betriebliche Effizienz.

Was ist, wenn ich bereits AWS Cloud Services als Teil meiner Suite für Unternehmenstechnologien integriert habe?

OnLogic und Inductive Automation haben mit Amazon Web Services zusammengearbeitet, um die leistungsstarken Tools zu erschließen, die AWS anbieten kann. Nutzen Sie Tools wie AWS IoT Sitewise, S3 und Kinesis. Damit sammeln Sie Daten, analysieren diese und speichern sie. Sie können sie entweder zur Verwendung in den leistungsstarken Berichtstools an Ignition zurückschicken oder Sie nutzen die analytischen Dienste von AWS. So gewinnen Sie Erkenntnisse direkt aus der Cloud. Erfahren Sie mehr über AWS Connected Factory Solutions und das Industrial Machine Connectivity (IMC) Kit in diesem Artikel. Sie können sich auch dieses Video ansehen. Wir helfen Ihnen, dieses Tool zu nutzen, um schnell mit dem Prototyping zu beginnen.

Industrial Machine Connectivity Kit

Darstellung der Beziehung zwischen den Komponenten des IMC-Kits und den ISA95-Ebenen sowie der auf jeder Ebene aktivierten Fähigkeiten. Abbildung von AWS.

Ob Sie SCADA in einer kleinen Fabrik einsetzen möchten oder Hunderte von Remote-Geräten über Tausende von Kilometern hinweg überwachen müssen, OnLogic hat die Hardware-Lösung für Sie. Erkunden Sie unseren Online-Shop oder kontaktieren Sie uns noch heute!

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About the Author: Cole Wangsness

Cole is a Sales Engineer at OnLogic. He works to connect customers with the right solution and provide industry expertise. When not working, he enjoys. learning about new tech and tinkering with computers.
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