پایان نامه مقدمه‌ای بر سیستم های SCADA

تعداد صفحات: ۱۱۶ | قابل ویرایش

فهرست

مقدمه

تمامی شرکتهای صنعتی هرکدام به نوعی با موضوع اتوماسیون درگیر هستند و پیشرفت علوم در این زمینه باعث ایجاد تغییرات عظیمی در صنایع مختلف گردیده و باعث شده است تا سیستمهای سنتی جای خود را به سیستمهای مدرن و اتوماتیکی بدهند. به این دلیل، ضروری است تا ما هم از این تکنولوژیها در جهت پیشبرد اهداف خویش سود جوییم.

چرا که، سیستمهای سنتی علاوه بر اینکه هزینه ساخت و نگهداری بالایی دارند قابلیت اطمینان آنها هم بدلیل عوامل مختلف پائین است؛ ولی در سیستمهای مدرن چون بر مبنای کامپیوتر عمل می کنند، هم هزینه نصب و نگهداری به طور چشمگیری کاهش یافته و هم اینکه قابلیت اطمینان و دقت عمل این سیستمها به شدت بالا رفته است به طوریکه در صنایع، استفاده از این سیستمها ضرورتی اجتناب ناپذیر می باشد. همانطوریکه می دانیم اتوماسیون صنعتی بحثی گسترده بوده و انواع مختلفی دارد که هر کدام از آنها نیاز به مطالعات وسیعتری دارند.

سیستم SCADA یکی از این سیستمهاست که با ظهور خود تاکنون، کمک زیادی در زمینه جمع آوری اطلاعات و کنترل سیستمها برای صنعت داشته است. در کشور ما نیز مطالعاتی در این زمینه صورت گرفته و در تعدادی از صنایع مانند صنایع پتروشیمی، صنعت نفت، و حتی در مواردی در سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی، از این سیستم استفاده شده است اما این استفاده ها بصورت محدودی انجام گرفته و لازم است تا بیشتر از اینها به این موضوع پرداخته شود تا اینکه بهره بیشتری از این تکنولوژی نو و مدرن نصیب شود.

مراحل رشد سیستم SCADA

در یادگیری یک موضوع جدید، معمولاً آشنا بودن با حداقل مقدار کوچکی از تاریخچه آن، مفید واقع می شود. این آشنایی ما را قادر می سازد تا اطلاعات جدیدی را در آن زمینه بدانیم و مراحل پیشرفت آن را در طول زمان متوجه شویم.

در اوایل دهه دوم _ سوم قرن بیستم، توسعه مهندسی هواپیما و موشکها و همچنین رسیدگی به پارامترهای هوایی و جغرافیایی دیگر، مخصوصاً در جاهایی که رفتن به آنجا برای افراد یا مشکل بود یا غیر ممکن، مورد نیاز واقع شد و نمونه های ساده اطلاعات از تجهیزات واقع در این مکانها جمع آوری می شد.

برای مثال، در روزهای اولیه ساخت هواپیمای آزمایشی، فضایی برای خلبان وجود داشت بدون آنکه اتاق کوچک اضافی برای مهندسین تست کننده و طراح جهت قرار گرفتن در این وسیله نقلیه در موقع پرواز و بررسی کردن هزاران سنسور که برای سنجیدن فشارها و کششها روی بدنه هواپیما و موتور نصب می شد موجود باشد. بطور مشابه، موشکهای اولیه حتی اتاقی برای خلبان هم نداشتند.

زمانی که تکنولوژی پیش بینی شرایط آب و هوایی برای اولین بار بکار گرفته شد دانشمندان دریافتند که حجم بزرگی از اطلاعات برای پیش بینی های دقیق لازم است. اما فقط مقدار خیلی کمی از این اطلاعات در جایی که عموماً افراد در آنجا قرار داشتند در دسترس بود.

محلهای ذخیره اطلاعات اصلی و چراغهای دریایی، کشتیها و مخصوصاً ایستگاههای هوایی نصب شده می توانستند ایجاد شوند و اطلاعات را به محل مرکزی با استفاده از تلفن یا تلگراف یا رادیو انتقال دهند. اما این اطلاعات فقط اطلاعات مربوط به سطح زمین را شامل می شد در حالیکه آب و هوا از عواملی بیش از عوامل سطحی تشکیل شده است.

تعریف SCADA

SCADA سر نامی است که از حروف اول اصطلاح “Supervisory Control And Data Acquisition” بدست آمده است. گذشته از این حقیقت که این اصطلاح ریشه ای به عامل فاصله که در بیشتر سیستمهای SCADA معمول است اشاره نکرده است، سرنام SCADA سرنام مناسبی می باشد.

یک سیستم SCADA امکان ایجاد تغییرات روی کنترل کننده های فرایند دور به منظور باز و بسته کردن شیرها، نشان دادن آلارمهای خطر، و جمع کردن اطلاعات اندازه گیری از یک مکان مرکزی نسبت به یک فرایند توزیع شده و وسیع مانند میدان گازی یا نفت، سیستم خطوط لوله، یا سیستم تولید هیدروالکتریکی توسط اپراتور را ممکن می سازد.

هنگامی که ابعاد فرایند خیلی بزرگ باشد _ صدها یا هزاران کیلومتر از یک طرف به طرف دیگر _ فرد می تواند ارزشهای این سیستم را به دلیل کاهش بازدیدهای عادی برای نشان دادن عملکرد تجهیزات  احساس کند. ارزش این امتیازات وقتی که تجهیزات خیلی دور قرار بگیرند و برای بازدیدهای فوق زحمت زیادتری (مانند سفر با هلی کوپتر) لازم باشد بالا خواهد رفت.

فرایندهای قابل اجرا

تکنولوژی SCADA به بهترین شکل برای فرایندهایی که در نواحی بزرگ پخش شده اند و بطور نسبی جهت کنترل کردن و نمایش دادن ساده هستند و نیاز به مداخله تکراری و منظم و یا سریع دارند مورد استفاده قرار می گیرد. مثالهای زیر کمک می کند تا محدوده انواع کاربردهای SCADA درک شود:

1. گروهی از ایستگاههای تولید هیدروالکتریکی کوچک که در پاسخ به تقاضای مشتری روشن و خاموش می شوند معمولاً در مکانهای دور قرار می گیرند، آنها می توانند بوسیله باز و بسته کردن شیرهای توربینها کنترل شوند، آنها باید بطور مداوم دیده شوند، و لازم است که بطور نسبتاً سریع به تقاضاها در شبکه قدرت الکتریکی پاسخ دهند.
2. تجهیزات تولید نفت و گاز – شامل چاهها، سیستمهای جمع آوری، تجهیزات اندازه گیری سیال، و پمپها – که معمولاً در نواحی بزرگ پخش می شوند، نیاز به جمع آوری اطلاعات به طور منظم دارند و باید به شرایط موجود در بقیه میدان پاسخ سریع دهند.
3. خطوط لوله برای گاز، نفت، مواد شیمیایی، یا آب عناصری دارند که در فواصل متغیر از نقطه کنترل مرکزی قرار دارند که می توانند بوسیله باز و بسته کردن شیرها یا روشن و خاموش کردن پمپها کنترل شوند، و باید توانایی پاسخگویی سریع به شرایط فروش و یا نفوذ مواد خطرناک و حساس به محیط را داشته باشند.

مراجع

۱- SCADA, supervisory control and data acquisition, 2^nd Edition, By Stuart A. Boyer

۲- http://database.irandoc.ac.ir

۳- http://www.scada.com