SCADA はインダストリー 4.0 の波の一部ですが、これは単なる誇大宣伝でしょうか、それともあなたのビジネスに役立つのでしょうか?
これは、特に今競争力を維持したい場合、尋ねて答える価値のある質問です。選択肢はいくつかあり、それが何であるかを知る必要があります。
SCADA アプリケーションは、リモート監視を通じてビジネスをサポートします。多くの場合、重要な機能を制御し、受信データを収集して業務を円滑に進めるために使用されます。
SCADA は、よりスマートでコスト効率の高い電力システム制御の鍵となっています。SCADA がお客様にとって適切であることを確認するために知っておくべきすべての情報をご紹介します。
SCADAとは何ですか?
SCADA は、Supervisory Control and Data Acquisition (監視制御およびデータ取得) の略語です。SCADA は、石油、ガス、水道、電力、製薬、その他の大規模な工業、製造、建設、エンジニアリング業界などの大規模産業で好まれる自動制御システムを表します。
しかし、SCADA は特定のテクノロジーではなくプロセスであるため、定義するのが難しい場合があります。さまざまなシステムに関する運用データを受信するアプリケーション プログラムと考えてください。アプリケーションは受信したデータを使用して、システムの運用をプロアクティブに、または予測的に制御および最適化します。
まず、単一の工場から全国に広がる複雑な一連の工場まで、現場を監視および制御する集中型システムから始めます。
SCADA は、スイッチやデバイスからの入力信号を処理することによって機能します。リモート ユーザーは、現場にいなくても受信データを読み取り、機器を制御できます。
このアプリケーションは、工場全体のタグまたはポイントの分散データベースにも依存します。これらのポイントは、監視および制御対象の機器で何が起こっているかを SCADA システムに伝える個々の入力値または出力値に関する情報です。
SCADA は、プログラマブル ロジック コントローラ (PLC)、レジスタ パス、アラーム統計などのメタデータもキャプチャして保存します。アーキテクチャは総合的に以下をサポートします。
- ローカルまたはリモートの場所から産業プロセスを制御します。
- リアルタイムのデータ監視、収集、処理。
- HMI ソフトウェアを介して、センサー、バルブ、ポンプ、モーターなどのデバイスと直接対話します。
- イベントをログ ファイルに記録します。
SCADA モデルをグラフィカルに表示すると、並列分析ブランチを持つフィードバック ループであることが簡単にわかります。たとえば、温度センサーと RTU を使用して、SCADA サーバーは情報に関する情報を受信し、さらに分析して意思決定を行います。
一般的な SCADA システム コンポーネントには次のものがあります。
- リモートターミナルユニット (RTU):産業用データ通信プロトコルを使用してセンサー/フィールド デバイス データを送信する PLC などのフィールド デバイス。RTU は、他のデバイスを制御して産業プロセスを自動化するために使用されるインテリジェント コントローラであるため、PLC よりも強力です。
- 無線/モデム:無線伝送により、無線機とモデムは効率的かつ信頼性の高い方法でリアルタイムのデータを送受信します。
- センサー/トランスデューサー:センサーは物理システムから信号を受信し、テレメトリおよび制御システムを通じてその信号を伝達します。これらのセンサーは、SCADA システムの技術者/オペレーターがリモートでデータを測定および収集するのに役立ちます。
- リピーター:衛星と同様に、リピーターは物理的な障害物が存在する場合でも、長距離にわたって信号を受信して再送信します。
- SCADAマスター:マスターはダッシュボードであり、他のすべての操作の中央制御ステーションです。マスターは 1 台のコンピューターの場合もあれば、より複雑な操作の場合は複数のサーバー、ソフトウェア アプリケーション、RTU、PLC の場合もあります。
- 監視ソフトウェア:監視ソフトウェアは、システムに指示を与え、データ指示のベースラインを確立する役割を担います。これらの指示は、システムがすべてのハードウェアとどのように対話するか、どのような値が期待されるか、どのようなパフォーマンス メトリックが必要であるかを指示します。
- ヒューマンマシンインターフェース（HMI）：SCADA ホストがデータをスキャンすると、HMI ソフトウェアはアラーム状態を検出し、オペレーターに何を探すべきかを指示します。
SCADA は利便性の問題だけではありません。セキュリティの問題にもなり得ます。
石油・ガス、発電所・水力発電所、水・廃水処理施設、環境監視ステーションなどの産業では、これらのリソースが非常に遠隔地にあるため、SCADA 通信とデータ収集に依存しています。
たとえアクセスできる場合でも、遠隔監視システムで定期的な測定と収集作業を実行できる場合は特に、プラントのオペレータが目を覚ましている方が安全な場合があります。
油井、井戸、発電所などは、旧式のテレメトリ操作に依存する SCADA アーキテクチャに依存する資産のほんの一例です。
テレメトリ監視
SCADA アプリケーションはテレメトリ監視なしでは機能しません。
テレメトリは、機器の状態に関する受信データをリアルタイムで取得、受信、監視、分析する上で重要な役割を果たします。
天気を測定、監視、予測する気象システムは、テレメトリ監視システムの良い例です。テレメトリ監視はリモートで行われ、一連の IT システムに接続された (ワイヤレスでも) 一連のデータ収集機器が必要です。
2 つのインターフェース間の通信は、無線、超音波、赤外線、電話、コンピュータ ネットワークなどのテクノロジを通じて行われます。
SCADA で使用されるテレメトリ ユニットには 4 つの種類があります。
- 有線:物理的に工場内に設置されており、イーサネット、ダイヤルアップ電話回線、リモート サイトへの専用回線が含まれます。
- 無線：Wi-Fi、携帯電話、衛星、リピーター付きのポイントツーポイント無線ネットワークなどの施設内ワイヤレス ネットワークが含まれます。
- 投票：ここでの報告は例外に基づいています。
- ハイブリッド：1 つ以上の先行ユニットの組み合わせ。
テレメトリはビッグデータの出現によりますます有用になってきています。テレメトリは、集中型システムへの集約を通じて複雑で詳細なインテリジェンスで強化できる、データが豊富な輸送システムを提供します。
最新のSCADAシステム
現代の SCADA システムは、SCADA アーキテクチャを再構築するために、クラウドベースの SCADA アプリケーションにますます依存するようになっています。
モデル内の概念は同じですが、物理デバイスはデジタル化および自動化されることが多く、操作がより直感的で柔軟性と拡張性が向上します。
今日の最新の SCADA システムは、IT の柔軟性と機能性に最高の制御デバイスをもたらします。最新の SCADA システムは、アクセス、透明性、制御、意思決定など、リアルタイム操作に重点を置いています。
SCADA 成功のための 7 つの黄金律
SCADA の真の有効性は、組織のより広範な目標におけるその役割にあります。
SCADA は、自動化ピラミッドの中心という非常に戦略的な位置を占めています。
SCADA は、その操作を通じて、受信データと操作を意図したとおりに制御および監視します。
また、重要な情報を MES および ERP ソフトウェアに応答して送信します。SCADA の実装が成功すると、運用データを実用的なビジネス インテリジェンスと計画に変換できます。
1) システムの問題
システムの選択は、部門や業界の要件に合致している必要があり、また、スケーラブルなソリューションで高い評価を得ているベンダーを選択する必要があります。
2) ネットワークを正しく統合する
あるシステムから別のシステムに移行する場合、ダウンタイムは避けられませんか? 深刻なダウンタイムは、データの損失、データの整合性の低下、または不正確なデータ転送の可能性を意味する場合があります。損失は壊滅的な結果をもたらす可能性があるため、これらの不測の事態に備えて計画を立ててください。
3) 環境災害に備える
RTU を使用すると、オペレーターは関連情報に安全にアクセスできるようになります。ただし、RTU であっても過酷な環境にさらされると損傷を受ける可能性があります。地域の気候と定期的な (または予測的な) メンテナンス スケジュールに適合する機器を選択してください。
4) 老朽化したユニットの交換計画
計画的陳腐化ユニットとは、交換を計画できることを意味します。また、将来の拡張を考慮して設計された SCADA コンポーネントを選択し、機器の柔軟性を最大限に高めるようにしてください。
5) セキュリティ上の脅威を避ける
ソフトウェアの運用は実装と同じくらい重要です。
IT プロフェッショナルの 68% は、サービス拒否攻撃 (DDOS として知られる) が SCADA システムを妨害し悪用する最も一般的な方法であると述べています。
SCADA は強力ですが、攻撃に対しては依然として脆弱です。
脆弱性の一部は、産業用モノのインターネット (IIOT) が計測および制御の分野に変化をもたらしていることに起因しています。
SCADA のサイバーセキュリティは、デバイスの監視とメンテナンスと同様に積極的かつ予測的である必要があります。
6) 定期的な脆弱性評価
機器の定期メンテナンスや予防メンテナンスなどの脅威と脆弱性の評価を検討してください。攻撃を報告するだけでは不十分です。SCADA システム ネットワークを保護するには、特定の予防プログラムが必要です。
外部通信インターフェースのないクローズドシステムでも危険にさらされます。
これは極めて重要で、避けられず、必要なことです。内部または外部の専門家、および外部からの攻撃への対応方法を知っている経験豊富な技術者を活用して、考えられるすべてのシナリオと攻撃の種類を実行します。
7) バランスを取る
SCADA は、運用技術と高度な計画イニシアチブの間の戦略的な位置を占めており、ビジネス インテリジェンスにとって強力なツールとなっています。
ただし、セキュリティと統合のバランスが取れている場合に限ります。広範囲にわたるネットワーク上のさまざまなシステムが相互運用可能であることを確認しつつ、不正なデバイスが侵入するリスクがない程度にオープンであることも確認します。
結論
Industrial MAX は、SCADA ソフトウェアがミッション クリティカルであることを認識しています。認定された計測制御インテグレーターとして、当社は SCADA が貴重なインテリジェンス センターとしての役割を次のレベルに引き上げようとしていることを目の当たりにしてきました。
IIOT が SCADA システムを廃業に追い込むのではなく、柔軟性やデータ主導の意思決定などの優先事項が、現代の SCADA システムの機能をどのように再考しているかがわかります。
統合は家族の問題なので、SCADA システムはどこにも行きません。
代わりに、クラウド コンピューティング、モビリティと分析、人工知能、機械学習などの IIOT の特徴が、HIM/SCADA ソフトウェアの選択と展開の成功の指標となる方法について説明します。