Comment fonctionnent les systèmes SCADA : surveillance et contrôle des processus industriels

SCADA est peut-être l'un des acronymes les plus utilisés dans l'industrie du contrôle, faisant référence aux systèmes de Supervision, Contrôle et Acquisition de Données. L'application logicielle est largement utilisée dans le contrôle de processus, composée d'un système de contrôle centralisé avec des interfaces réseau de contrôleurs, entrées/sorties et équipements de communication.

Le but principal des systèmes SCADA est de surveiller et contrôler l'équipement dans les processus industriels qui incluent la production, le développement, la fabrication et la fabrication. De plus, ces systèmes sont également utilisés dans les processus d'infrastructure tels que Pétrole & Gaz, Distribution d'Énergie et Contrôle de l'Eau.

Architecture

Un système SCADA est généralement construit sur des topologies centralisées, surveillant et contrôlant une zone géographique entière. C'est un progiciel qui repose sur une couche de matériel, collectant des données sur le processus et les envoyant. Les actions de contrôle sont prises via des Unités Terminaux Distantes (RTU), généralement des PLC et contrôleurs associés. Par exemple, dans une centrale thermique, la température est détectée par un réseau de capteurs tandis que l'action de contrôle appropriée (vanne) est prise via les sorties analogiques du PLC.

Les systèmes SCADA permettent aux opérateurs de changer les points de consigne, modifier les conditions d'alarme et configurer les journaux nécessaires pour une analyse ultérieure. Les systèmes communiquent généralement à travers un maillage de technologies sans fil et filaires et peuvent fonctionner sur des protocoles propriétaires.

Matériel

Généralement, les systèmes SCADA peuvent être décomposés en deux :

• Couche client
• Couche service de données

La couche client gère l'interaction homme-machine tandis que la couche service de données gère les activités de traitement de données. Le service de données communique avec les dispositifs de terrain tels que RTU, capteurs, etc. sur des réseaux WAN ou LAN. Les RTU convertissent les signaux des capteurs en format numérique avant de les envoyer au maître, après quoi les signaux de contrôle appropriés sont générés vers les relais.

Logiciel

Les serveurs utilisés dans les systèmes SCADA sont principalement pour le multitâche et les fonctions de base de données en temps réel. Ils sont responsables de la collecte et du traitement des données, fournissant des tendances et des informations diagnostiques concernant l'opération. Selon leurs fonctionnalités, il peut y avoir aussi des options pour configurer des schémas de maintenance prédictive, des informations logistiques, etc. Les capacités du côté logiciel dépendent du fournisseur ou de l'équipe de développement.

Procédure de fonctionnement du système SCADA

Les fonctions primaires des systèmes SCADA peuvent être décomposées comme suit. Ces fonctions sont effectuées à travers une combinaison de capteurs, RTU, contrôleurs et réseaux de communication.

• Acquisition de données :

Les systèmes du monde réel consistent en des milliers de nœuds, rendant leur gestion une tâche ardue. Il est vital d'avoir des informations précises sur le statut de capteurs particuliers. La précision des systèmes de contrôle dépend de la qualité de l'acquisition de données.

• Communications de données

Les systèmes SCADA peuvent utiliser des technologies de communication filaires ou sans fil entre dispositifs et utilisateurs. Les systèmes temps réel ont des capteurs et dispositifs répartis sur une large zone géographique, rendant les réseaux sans fil la norme. De plus, pour les systèmes SCADA qui gèrent plusieurs zones distantes, les communications internet peuvent également être utilisées. Généralement, les systèmes SCADA ont des protocoles spécifiques et la communication a lieu via des VPN pour prévenir les intrusions.

• Présentation de l'information/données

Une IHM (Interface Homme-Machine) est employée par SCADA pour fournir à l'utilisateur l'information collectée depuis divers dispositifs en réseau. L'information est affichée d'une manière compréhensible et actionnable, car il peut y avoir des moments où une action rapide de l'utilisateur peut être requise. L'interface utilise généralement des images graphiques d'objets du monde réel comme celle d'une pompe ou d'un réservoir pour rendre les processus compréhensibles.

• Surveillance/contrôle

Les systèmes SCADA utilisent différents commutateurs pour l'opération de multiples dispositifs et l'affichage de leur statut dans la zone de contrôle. Les processus peuvent être allumés/éteints ou modifiés basés sur une valeur analogique à travers ces commutateurs. La plupart des processus sont automatisés contre des points de consigne définis par l'utilisateur tandis que d'autres tâches critiques peuvent nécessiter des interventions humaines additionnelles.

L'un des plus grands avantages des systèmes SCADA est leur évolutivité. Étendre les systèmes SCADA est simple et ne nécessite pas d'efforts extraordinaires. De plus, ces systèmes ont été en développement pendant des décennies et ont donc atteint un niveau de maturité, les rendant utilisables pour des applications critiques.