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SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition

 

I sistemi SCADA sono sistemi oramai essenziali per un gran numero di organizzazioni industriali poiché consentono di controllare asset di varie dimensioni e perfino interi stabilimenti. Con un sistema SCADA basato su zenon è possibile ottenere informazioni sulle operazioni, controllare i propri processi e prendere decisioni aziendali basate su dati.

 

Definizione di SCADA

L'acronimo SCADA sta per Supervisory Control and Data Acquisition, ovvero controllo di supervisione e acquisizione dati, e descrive le funzioni di base di un sistema SCADA. Le aziende fanno uso dei sistemi SCADA per controllare gli impianti presenti in tutti i loro siti e per raccogliere e registrare i dati relativi alle loro attività.

 

Un sistema SCADA si presenta solitamente come una combinazione di elementi software e hardware, come controllori logici programmabili (PLC) e unità terminali remote (RTU). L'acquisizione di dati inizia con la comunicazione di PLC e RTU con gli impianti degli stabilimenti, tra cui macchinari e sensori. I dati raccolti vengono poi inviati al livello superiore, ad esempio alla stazione di controllo, dove gli operatori possono supervisionare i controlli PLC e RTU tramite interfacce uomo-macchina (IUM). Le IUM sono i monitor utilizzati dagli operatori per comunicare con il sistema SCADA e rappresentano un importante elemento.

 

L'utilizzo dei sistemi SCADA consente alle organizzazioni di controllare i propri processi industriali sia a livello locale che da remoto, nonché di interagire direttamente con parti dell'apparecchiatura e quindi con motori, pompe e sensori su tutta la linea da una postazione centrale. A volte tali sistemi sono in grado di monitorare gli impianti in modo autonomo, basandosi sui dati in entrata. Grazie a questo tipo di sistemi, le organizzazioni monitorano e documentano i processi sulla base dei dati in tempo reale e archiviano i dati per la loro successiva elaborazione e valutazione.

 

Applicazione dei sistemi SCADA

Le organizzazioni possono usare i sistemi SCADA per:

  • controllare i processi in locale o da remoto
  • interagire con impianti tramite software IUM
  • raccogliere, monitorare ed elaborare dati
  • registrare eventi e dati

 

Tali funzioni forniscono alle società una visione più ampia dei loro processi. Infatti i dati raccolti mostrano in tempo reale il funzionamento dei macchinari e le tendenze a lungo termine allo scopo di individuare eventuali opportunità di miglioramento. Sulla base di questi dati, gli operatori possono impostare il funzionamento del loro impianto attraverso i controlli SCADA abilitati, effettuando modifiche sia in loco che da remoto e correggendo le operazioni a livello dell'intera struttura, di processi individuali o soltanto di specifiche macchine.

 

Grazie ai sistemi SCADA, le organizzazioni possono inoltre utilizzare i dati per migliorare l'efficienza, raccogliere informazioni utili al processo decisionale o migliorare la comunicazione ed evitare i tempi di inattività. Per ottenere i massimi vantaggi dai dati provenienti da varie fonti occorre memorizzarli centralmente in un sistema SCADA. Un software SCADA ben integrato è in grado di convogliare dati provenienti da numerosi software, elaborarli e poi inviarli ad altri sistemi in vari formati.

 

Il software avanzato SCADA può creare report completi e personalizzati e ricevere automaticamente dagli impianti risposte per le informazioni presenti in questi report. In un'applicazione di gestione della qualità, ad esempio, il sistema potrebbe attivare un allarme se un report indica che un lotto di prodotti è difettoso. Nella gestione dell'energia invece, un sistema SCADA può ridurre il consumo energetico di un certo macchinario o di vari sistemi se si prevede un picco di carico.

 

Grazie a funzioni come queste, i sistemi SCADA fanno risparmiare alle organizzazioni significative quantità di tempo e denaro. Sono utili alle società per aumentare l'efficienza delle proprie attività, ridurre i tempi di inattività, assicurare la qualità dei prodotti e molto altro.

 

I sistemi SCADA possono spaziare da relativamente semplici a massicci e complessi a seconda dell'organizzazione che ne fa uso e delle applicazioni in cui sono utilizzati.

 

Una rete SCADA di base

Una rete SCADA estesa

I sistemi SCADA sono importanti per le organizzazioni sia grandi che piccole, in tutta una serie di industrie, tra cui:

Industria energetica e delle infrastrutture

Industria alimentare e delle bevande

Settore farmaceutico

Automotive

Gestione dell'acqua e delle acque reflue

Trasporto

Edifici

Applicazioni industriali trasversali

 

Per un gran numero di settori e organizzazioni i sistemi SCADA ricoprono un ruolo centrale nel controllo delle operazioni e nell'utilizzo dei dati operativi per intraprendere migliori decisioni.

 

 

I vantaggi del software SCADA

L'utilizzo del software SCADA offre numerosi vantaggi alle imprese, e zenon in particolare aiuta le società a ottenere i massimi benefici. Tra questi rientrano:

  • Semplificazione dell'attività di engineering: un'applicazione SCADA avanzata come zenon mette a disposizione degli utenti strumenti di facile utilizzo, procedure guidate, vesti grafiche ed altri elementi pre-configurati, in modo tale che gli ingegneri siano in grado di creare progetti di automazione e di impostare rapidamente i parametri anche senza possedere specifiche competenze di programmazione. Inoltre, in base alle esigenze, le applicazioni esistenti possono essere estese e mantenute con grande facilità. La possibilità di automatizzare la progettazione consente agli utenti, in particolare a integratori di sistemi e a produttori di apparecchiature originali (OEM), di creare progetti complessi con maggiore efficienza e precisione.
  • Migliore gestione dei dati: un sistema SCADA di alta qualità facilita raccolta, gestione, accesso e analisi dei dati operativi. Può effettuare la registrazione automatica dei dati e fornire una posizione di archiviazione centrale. In aggiunta, può trasferire i dati ad altri sistemi come MES ed ERP, se necessario. zenon dispone di una molteplicità di driver e interfacce aperte che rendono possibile il trasferimento dei dati anche tra paesaggi hardware eterogenei.
  • Maggiore visibilità: uno dei principali vantaggi derivanti dall'uso del software SCADA è la maggiore visibilità delle operazioni. Il software fornisce informazioni in tempo reale sulle operazioni comodamente consultabili via IUM. Il software SCADA inoltre vi supporta nella generazione di report e nell'analisi dei dati.
  • Più efficienza: un sistema SCADA vi permette di semplificare i processi ricorrendo ad azioni automatizzate e strumenti intuitivi. I dati forniti da SCADA vi indicheranno possibilità di migliorare l'efficienza delle operazioni e potrete effettuare modifiche a lungo termine a processi o perfino reagire a cambiamenti in tempo reale in date circostanze.
  • Maggiore facilità d'uso: i sistemi SCADA permettono agli operai di controllare gli impianti in modo più rapido, semplice e sicuro attraverso una IUM. Anziché dover controllare ogni singolo pezzo del macchinario manualmente, gli operai possono gestirne il controllo da remoto, e il più delle volte anche da un'unica postazione. Anche i manager al momento non presenti al piano possono beneficiare di tale funzionalità.
  • Tempi di inattività ridotti: un sistema SCADA può rilevare difetti in fase iniziale e inviare notifiche istantanee al personale responsabile. Grazie all'alimentazione con analisi predittiva, un sistema SCADA può anche informarvi di un potenziale problema del macchinario prima che esso si guasti e causi maggiori disagi. Queste funzioni aiutano a migliorare l'efficacia generale di un impianto (OEE) e a ridurre il tempo e le spese relative all'individuazione dei guasti e alla manutenzione.
  • Integrazione semplice: la connettività agli ambienti delle macchine esistenti è la chiave per rimuovere i data silo e massimizzare la produttività. zenon dispone di oltre 300 protocolli di comunicazione che garantiscono una semplice integrazione in macchinari e infrastrutture di rete esistenti. Dispone inoltre di driver, funzioni e variabili pre-configurate utilizzabili per tutti i progetti.
  • Piattaforma unificata: con alcuni sistemi SCADA, tra cui zenon, è possibile controllare tutta l'attrezzatura e i processi utilizzando una piattaforma unificata che riduce significativamente la complessità operativa e vi semplifica la vita. Tutti i vostri dati saranno inoltre disponibili su un'unica piattaforma, in questo modo potrete avere una chiara panoramica delle vostre operazioni e sfruttare appieno i dati. Tutti gli utenti ricevono aggiornamenti in tempo reale localmente o da remoto, così tutti i membri del team sono ugualmente informati.

 

 

Sistemi SCADA in breve

Le organizzazioni fanno uso di sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) per controllare i propri impianti, anche a grandi distanze, e ottenere informazioni relative alle loro operazioni basate sui dati.

 

Prima dell'introduzione degli SCADA, molte organizzazioni industriali facevano affidamento al controllo manuale e al monitoraggio degli impianti da parte degli operai che utilizzavano pulsanti analogici, manopole e altri controlli o indicatori.

 

Quando i siti industriali hanno iniziato ad aumentare in dimensioni e i siti remoti sono diventati una realtà sempre più comune, per le aziende era necessario adottare metodi più efficaci per il controllo degli impianti. Hanno così iniziato a utilizzare relè e timer per un controllo a lunghe distanze ed è venuta meno la necessità di un'interazione manuale con ciascun dispositivo.

 

Relè e timer aggiungevano già alcune funzionalità di automazione, ma la loro riconfigurazione e l'individuazione dei problemi risultava difficoltosa. Anche i pannelli di controllo hanno avuto una grande influenza nello sviluppo di tali sistemi. Con la crescita delle operazioni industriali, le aziende necessitavano di un metodo di controllo e monitoraggio più efficiente che fornisse funzionalità di automazione più complete.

 

Con l'introduzione dei computer negli spazi industriali, le funzionalità di controllo e automazione sono aumentate. Le società di servizio pubblico e altre organizzazioni industriali hanno iniziato a utilizzare i computer per il controllo di supervisione e successivamente è stata introdotta la tecnologia di telemetria per consentire la misurazione automatica e la trasmissione di dati a distanza. Quando ha preso piede l'utilizzo di microprocessori e PLC in larga scala, tali sistemi di controllo e monitoraggio sono diventati più sofisticati ed è nato il termine SCADA.

 

L'integrazione delle moderne pratiche informatiche e delle tecnologie come ad esempio applicazioni basate su web, OPC e SQL nel software SCADA ha aumentato notevolmente le sue funzionalità, migliorandone efficienza, affidabilità e sicurezza. Oggi, molte applicazioni SCADA hanno funzionalità che consentono agli ingegneri di progettare applicazioni in modo rapido e semplice anche senza che siano in possesso di approfondite conoscenze nello sviluppo di software. Oggigiorno, sempre più individui e imprese ricorrono all'uso dei sistemi SCADA.

Con zenon è possibile controllare tutti gli impianti e i processi da una singola piattaforma, per una complessità operativa ridotta e una vita più semplice.

I moderni sistemi SCADA forniscono agli utenti dati in tempo reale relativi alle operazioni delle loro strutture, a cui possono accedere in qualunque posto nel mondo. La capacità di registrare e riprodurre gli eventi consente inoltre di rivedere gli incidenti ed apportare le modifiche necessarie per evitare che riaccadano in futuro. La funzionalità di registrazione del processo può essere utile anche per la formazione dei dipendenti.

 

HMI e SCADA

Spesso di parla indistintamente di SCADA e HMI, utilizzandoli perfino come termini interscambiabili. Tuttavia, non sono sinonimi, ma fanno parte dello stesso sistema.

 

Un'interfaccia uomo-macchina (IUM) (in inglese Human Machine Interface, HMI) è parte di un sistema SCADA più ampio che comprende PLC, RTU e altre funzionalità. L’HMI è la parte del sistema che gli operatori utilizzano per interagire con lo SCADA, mentre il sistema SCADA più ampio si occupa di raccogliere e memorizzare i dati e di controllare gli impianti. Una HMI solitamente è formata da schermi e, idealmente, pannelli di controllo intuitivi e controlli. Talvolta presenta grafiche e visualizzazioni per facilitare l'uso e la comprensione di dati e funzionalità.

 

L'interfaccia uomo-macchina è un elemento essenziale di un sistema SCADA dal momento che è ciò che si utilizza per interagire e gestire il sistema stesso. Senza una HMI non sarebbe possibile sfruttare le numerose e utili funzionalità dei sistemi SCADA. Il sistema SCADA invece fornisce funzionalità effettive.

Spesso si fa riferimento unitamente a HMI e SCADA perché parte di un unico sistema più ampio. Tuttavia il termine SCADA si riferisce ai sistemi più grandi e a tutte le loro funzionalità, mentre le HMI sono i monitor che gli operai utilizzano per interagire con il sistema SCADA e gestirlo.

Si possono utilizzare vari sistemi HMI e SCADA. Tuttavia, dal momento che nell'era dell'Industria 4.0 la connettività è più importante che mai, le imprese ricercano una piattaforma integrata che possa unificare i canali di trasmissione dei dati per una gestione globale a livello d'impresa, di impianti industriali, di processi e del personale.

zenon raccoglie, collega e analizza i dati in tutta sicurezza per consentire decisioni aziendali migliori in aree quali controllo qualità e gestione energetica.

Il futuro degli SCADA

Con l'avanzamento tecnologico, le funzionalità dei sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) aumentano e, di conseguenza, questi cominciano a rivestire un ruolo cruciale nelle smart factory e nelle smart city con tecnologie IoT.

 

Gli attuali sistemi SCADA possono raccogliere automaticamente i dati provenienti da sensori situati nell'intera struttura, rendendoli successivamente disponibili al personale autorizzato tramite server locali o connessione Internet. Tali funzionalità di raccolta e gestione dati potenziate consentono alle aziende di beneficiare delle avanzate tecnologie di analisi dati oggi disponibili. Ad esempio, zenon raccoglie, connette e analizza dati in modo sicuro, trasformandoli in informazioni utili alla presa di decisioni aziendali come la garanzia di qualità, l'ottimizzazione della produzione e la gestione dell'energia.

 

Con l'avanzamento della convergenza IT/OT, i sistemi SCADA inoltre ricorrono progressivamente a standard IT moderni. L'uso di standard aperti come OPC UA e SQL facilita l'integrazione di un sistema SCADA in un sistema esecutivo di produzione (MES) e di pianificazione delle risorse d'impresa (ERP). In combinazione con il cloud computing, ciò consente alle imprese di collegare sistemi operativi e aziendali e di condividere i dati all'interno dell'intera azienda.

 

Sono sempre di più gli utenti che accedono ai propri progetti da tablet e dispositivi mobili, grazie ad applicazioni basate su web e tecnologia mobile. Utilizzando la tecnologia HTML 5 di zenon, ad esempio, gli utenti possono configurare dashboard, schermi e IEP con semplicità e acquisire dati di processo dovunque si trovino e in qualunque momento. Tutto ciò migliora enormemente l'efficienza, la sicurezza e la produttività dei progetti SCADA.

 

Un altro recente progresso nei sistemi HMI/SCADA è costituito dal supporto di gesti multi-touch nelle HMI. zenon è il primo software ad offrirlo. I gesti multi-touch consentono nuovi metodi di funzionamento, una maggiore facilità d'uso e una sicurezza operativa migliorata.

 

Le aziende rivolgono sempre maggiore attenzione alle tecnologie dell'industria 4.0 e pertanto i sistemi SCADA continueranno a rivestire un ruolo fondamentale nelle operazioni industriali. L'analisi avanzata di dati, l'apprendimento automatico e altre tecnologie collegate diventeranno importanti parti del sistema. Nel frattempo, le strutture industriali stanno diventando sempre più interconnesse, e i sistemi SCADA lo saranno di conseguenza con altri sistemi gestionali e attrezzature. SCADA si evolverà per diventare ancora più aperto, sicuro, flessibile e accessibile, guidando la trasformazione digitale.

 

 

Soluzioni SCADA di zenon

La piattaforma software di zenon racchiude SCADA, HMI, soft PLC, IoT, reporting, allarmi, notifiche e molto altro all'interno di un'unica piattaforma. I progetti di vari settori industriali come energia, automotive, industria alimentare e delle bevande, farmaceutica e altri ricorrono all'utilizzo di zenon per monitorare, analizzare, controllare e automatizzare i processi.

 

L'utilizzo di zenon come applicazione HMI/SCADA fornisce una maggiore visibilità delle operazioni e un controllo ulteriore dei vostri processi, sia in loco che da remoto. La piattaforma vi aiuta nella raccolta in tempo reale di informazioni relative a operazioni e nella distribuzione delle informazioni stesse agli utenti autorizzati, in modo che la vostra impresa possa approfittarne al massimo.

 

zenon inoltre dispone di HMI grafiche con controlli efficienti e visualizzazioni di facile lettura di eventi e allarmi. Gli utenti possono creare dashboard personalizzate e ottenere rapidamente l'accesso alle informazioni di cui hanno bisogno. La funzionalità intuitiva multi-touch aiuta a semplificare e a rendere più sicure le procedure di controllo.

 

La piattaforma software garantisce un ambiente uniformato che aumenta la coerenza e la facilità di utilizzo. Indipendentemente dall'hardware utilizzato fornisce un sistema di controllo uniforme e fa in modo che per gli operai sia più semplice azionare i macchinari. Le operazioni degli impianti, la registrazione dei dati e la business intelligence sono a loro volta integrati in un'unica piattaforma.

 

Con oltre 300 protocolli di comunicazione supportati, ERP semplici da configurare e interfacce cloud, zenon diventa un componente chiave nell'Industrial Internet of Things (IIoT), supportando le organizzazioni nel prendere decisioni più smart e favorendo il passaggio all'industria 4.0. Per scoprire di più sull'automazione industriale e sulle soluzioni SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), contattateci oggi stesso.

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