Supervisory Control and Data Acquisition
Unter Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) versteht man das Überwachen und Steuern technischer Prozesse mittels eines Computer-Systems.
Konzept
Automationen werden entsprechend dem OSI-Schichtenmodell in mehrere Schichten unterteilt. Dies wird durch die Automatisierungspyramide veranschaulicht.
Dabei ist das Level 1 die prozessnahe Schicht. Der Terminus SCADA bezieht sich gewöhnlich auf zentrale/dezentrale Systeme, die die gesamte Installationen überwachen, visualisieren sowie steuern und regeln. Der größte Teil der Regelung wird automatisch durch Fernbedienungsterminals (RTU) oder durch Speicherprogrammierbare Steuerungen (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.
Die Datenerfassung beginnt gewöhnlich mit dem Level 1 und enthält die Koppelung an Messgeräte und Statusinformationen wie Schalterstellungen, die von dem SCADA-System erfasst werden. 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. 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 Feldbussystemen 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 (OPC XML-DA, OPC UA) 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 eingebetteter Systeme lassen sich unterschiedliche Übertragungsprotokolle aneinander anpassen. Die Arbeitsplätze, an denen visualisiert wird, werden heute vermehrt über Ethernet oder drahtlose Netze, d.h. immer mehr auf Basis von TCP angebunden.
Siehe auch
Weblinks
- Joachim Schairer: Verwundbarkeit und Angriffsmöglichkeiten auf SCADA-Systeme - (VWEW-Vortrag, Fulda, 17. Oktober 2007 – PDF, 49 S., 1.076 kB)