5 Scada Sistemleri

12 Temmuz 2007

5 SCADA Sistemleri

1.1 İşletme Kaynak Yönetimi Katmanı

(Enterprice Resource Plannitig Corparate Level)

işletmenin üretim için gerekli kaynakların planlandığı bu katman’da üretim ve hizmet politikalarım destekleyecek kararlar alınır ve uygulanır. Hizmet ve üretim yönetimi departmanları ile diğer departmanlar arasındaki işbirliği gerçekleştirilir. Bu katman organizasyon pira-midinin zirvesini oluşturur. Burada “İşletme Kaynakları Planlaması” (Enterprice Resource Planning - ERP) yazılımları bu düzeydeki yönetim fonksiyonlarım desteklemek amacıyla kullanılırlar. Entegre bir SCADA kontrol sisteminin bu katmanmda en alt katmandan gelen veriler değerlendirilerek işletmelerin stratejileri geliştirilir, politikalar, saptanır ve işletme ile ilgili önemli kararlar alınır.

1.2 İşletme Yönetim Katmanı

(Execution System Plant Level) İşletmelerde veya tesislerde bulunan bölümler arası işbirliği bu düzeyde sağlanır. İşletme yönetim katmanında bir önceki seviyede saptanmış stratejilere uygun kararlar oluşturulur ve işler sırası ile yürütülür. Bu katman daha çok bir işletme müdürlüğü işlevim üstlenir.

1.3 Süreç Denetim Katmanı

(SMperüisory Controls Leveî)

Süreç Denetim Katmanında ile izleme ve veri toplama fonksiyonlanmn gerçekleştirilmesiyle tesisler ve makinalar arası eşzamanlılık sağlanması amaçlanır. Bu katman, genellikle merkezi kontrol odası bünyesinde kontrol cihazları ve SCADA

yazılımlarım içerir.

1.4 İşletme Kontrol Katmanı

(Plant Floor Control Level) Otomasyon piramidinin sonuncu katmam, İşletmelerin Fiziksel Kontrollannın yapıldığı Katman olarak tanımlanabilir. Burada, mekanik ve elektronik aygıtlar arabirimlerle bağlanarak işletme fonksiyonlarım yürütürler. Denetim komutları bu düzeyde tesisin çalışmasını sağlayan elektriksel sinyallere ve makine hareketlerine dönüşür, bu dönüşümler elektronik algılayıcılar aracılığıyla toplanır. Toplanan veriler elektrik işaretlenme çevrilerek SCADA sis-temine aktarılır. Aktüatörler, tahrik motorları, vanalar, lambalar, hız ölçü cihazları, yaklaşım detektörleri, sıcaklık, kuvvet ve moment elektronik algılayıcıları burada bulunur. SCADA sisteminden verilen komutlar, bu katmanda, elektrik işaretlerine çevrilerek, gerçek dünyada istenen hareketlerin oluşması sağlanır (vanaların açı-lıp-kapanması, ısıtıcıların çalıştınhp-dur-

durulması gibi).

7 SCADA Sistemleri

2. İşletme Yönetimi ve SCADA Sistemi

Entegre bir SCADA kontrol sistem piramidim mm oluşturan son üç katmanda gerçekleştirilen yönetim fonksiyonlarının desteklenmesinde SCADA uygulamalanndan yararlanılır. Bu konu-ya kitabımızın bu bölümünde sadece bir özet vererek yetineceğiz.

İşletme bir bütün olduğuna göre yönetim fonksiyonlarının başarıyla gerçekleştiri-lebilmesi katmanlar arası koordinasyonun sağlanmasıyla, bir başka deyişle de, ERP ve SCADA sistemlerinin birlikte kul-lanılmalarıyla sağlanabilir. Bu sonuca göre ERP ve SCADA yazılımları aynı bütünün, yani işletme yönetim sisteminin, iki temel öğesidirler ve birlikte kullanılmaları halinde birbirlerinin etkilerim arttıracakları ve yönetim fonksiyonlannın başarıyla yerine getirilmesini sağlayacakları bir gerçektir.

Üretim’in denetim işlemlerim de içeren ERP, SCADA sistemleri ile büyük buluşma alanlarım oluşturmaktadır. ERP, yani İşletme Kaynakları Planlama-

sı sistemi, bir üretimin verimli yapılmasıyla ilgili her türlü kaynağı (satış projeksiyonları, personel, fabrika kapasiteleri, dağıtım kısıtlamaları, vs.) bir arada değerlendiren, simülatör özelliği taşıyan, yönetim bilişim sistemi altyapısını barındıran bir planlama aracı olarak düşünülebilir.

SCADA Sistemleri 8

Üretim denetimi fonksiyonunun hedefleri şunlardır:

1) iş emri alıştırmalannın mümkün olduğunca iyi bir şekilde tutturulması,

2) Ürünlerin veya hizmetlerin olabilecek en kısa sürede üretilmesi,

3) Süreç içi envanterin miktar ve süre olarak minimumda tutulması,

4) Üretim hücre ve makinaların dengeli yük-lenmesi,

5) Üretimin maliyet ve kalite düzeyi yönün-den en uygun aletlerle yapılmasıdır.

Aynı zamanda bir bilgi iletişim ağı olan SCADA sistemlerinin birincil fonksiyonu, belirlenen hedefleri tutturacak üretim denetimi ve süreçleri izleme etkinlikleri-nin başarıyla gerçekleşmesi ve buna katkıda bulunmasıdır. Burada etkin bir bilgisayar teknolojisinin veri toplama sistemiyle iletişimli ve gerçek-zamanlı olarak gerçekleştirilmesi şarttır. Günümüzde, bilgisayar teknolojisinin basit yazılım modüleri olan ÖLE, ActiveX, ODBC gibi mekanizmalar sayesinde bölümler ara-sında gerçek zamanlı ilişki imkanları ayrıca kılınabilmektedir.

7 SCADA Sistemleri

2. İşletme Yönetimi ve SCADA Sistemi

Üretim’in denetim işlemlerim de içeren ERP, SCADA sistemleri ile büyük buluşma alanlarım oluşturmaktadır. ERP, yani İşletme Kaynakları Planlama-

SCADA Sistemleri 8

Üretim denetimi fonksiyonunun hedefleri şunlardır:

1) iş emri alıştırmalannın mümkün olduğunca iyi bir şekilde tutturulması,

2) Ürünlerin veya hizmetlerin olabilecek en kısa sürede üretilmesi,

3) Süreç içi envanterin miktar ve süre olarak minimumda tutulması,

4) Üretim hücre ve makinaların dengeli yük-lenmesi,

5) Üretimin maliyet ve kalite düzeyi yönün-den en uygun aletlerle yapılmasıdır.

5 SCADA Sistemleri

-;}

1.1 İşletme Kaynak Yönetimi Katmanı

(Enterprice Resource Plannitig Corparate Level)

1.2 İşletme Yönetim Katmanı

1.3 Süreç Denetim Katmanı

(SMperüisory Controls Leveî)

yazılımlarım içerir.

1.4 İşletme Kontrol Katmanı

durulması gibi).

9 S CADA Sistemleri

3. Modem Kontrol Sistemlerinin Yapışı

Modern ve katmanlaşabilen bir kontrol sistemi, fonksiyonel ve yapısal entegras-yona imkan verecek şekilde modüler, esnek ve dağıtılmış bir kontrol şeklim sağlamalıdır.

Fonksiyonel entegrasyon; sistemin kontrol edeceği işletmeye ait lojik ve denetleme işlevlerin! kapsamaktadır. Bu entegrasyon komple bir tesisin ardışık veya sürekli işleyişin! uyumlu bir şekilde sağlama yeteneğine sahip olacaktır.

Yapısal entegrasyon ise, işletmenin en küçük kontrol birimlerinden merkezi kontrol odalarının ileri operatör istasyon-lanna ve çevre gözetleme birimlerine kadar genişletilebilen ve entegre edilebilen bir sistem olma özelliğim taşır. Modern kontrol sistemlerinin yapışı artık çok güçlü bir SCADA yazılım paketi çevresinde kullanılmaktadır. Bir çok bilgisayar veya iş istasyonuna yüklenen bu paket vasıta-sı ile, kontrol edilecek tesisin komple işletimi, tesiste dağıtılmış bulunan saha cihazları, enstrüman ve programlanabilir elektronik kontrol ünitelerinde sürekli olarak biriken veriler elde edilerek, denetim imkanına sahip olunmaktadır.

Kontrol sistemlerinin fiziksel olarak yapışı ise, bir sonraki bölümlerde ele alınacaktır.

SCADA Sistemleri 10

3.1 Merkezi Kontrol Odası

Entegre bir SCADA sisteminde merkezi kontrol odası. Bilgisayar ağı, bilgisayar destekli SCADA paket uygulamaları, in-san-makina iletişimi için bilgisayarlar, işletme fonksiyonlarım yerine getirecek yazılımlar, yazıcılar ve destek donanımların-dan oluşur.

3.2 Haberleşme Sistemi

Bu sistem, programlanabilir elektronik kontrol üniteleri seviyesinden kontrol odası seviyesine, çeşitli yardımcı işletmelerin kontrol ünitelerinden işletme ve yönetim seviyesine kadar tüm veri ve bilgileri iletecek bir yapıdadır.

Bir merkezi kontrol odası

11 SCADA Sistemleri

SCADAS

3.3 Programlanabilir Elektronik Kontrol Uniteleri

Kontrol alt birimlerine, işletme üniteleri- ne, çalışma sahasına ait saha cihaz ve enstrümanlarına bağlanarak gerekli veri alış-verişini sağlarlar. Bu üniteler (PLC ler veya RTUlar) aynı zamanda elektro nik ve elektrik kilitleme, koruma ve ben zeri ekipmanlarla bağlanarak motor kontrol merkezine (MCC) entegre edil mektedir. Programlanabilir kontrol ünite leri, biriken bilgi ve verilen, bir yandan SCADA sistemine iletirken bir yandan da, işletme fonksiyonlarını yerine getir mek için yazılım programı gereğince, lo jik ve denetim kontrolünü sağlamakta dırlar.

İşletmeye ait verilerin tamamı kontrol panolarına yerleştirilmiş programlanabi ur kontrolörlerde işlenmektedir. Bu kont rol üniteleri, lojik ve denetimsel kontrol için bir bilgi işlem modülü olarak görev yapabildiğinden dolayı, birer endüstri yel bilgisayar olarak da kullanılmakta dırlar. Böylece kontrol panolarının her bi ri işletmenin bir bölümünün kontrolü ile ilgili tüm fonksiyonları yerine getirebil mektedir.

Öte yandan, işletmenin otomatik kont rolu operatörler bilgisayarlarda veya iş istasyonlarında, bazı parametreleri de-

ğiştirebilecek veya sürekli taranan kont rol sisteminin olgu verilen listelerini işle yebileceklerdir.

Entegre SCADA sistemini oluşturan bu alt sistemlerin ağırlıkları, çeşitli uygula malara göre farklı olacağı bir gerçektir. Yinede sistemin planlanması, yönetimi ve yazılım kısmı tüm sistemin yaklaşık %30 ile %50sini oluşturmaktadır.

Örnekte, bi, SCADA sis! çalışması ş olarak göst Hammadde içindeki sıv istenen sab tutmak için istediği sıc değeri bi1g klavye vası girilir.

Bu param gider. PLC gerçek değ sürekli kar Isıtıcıyı ça yada durcL sıcaklığı s

13 SCADA Sistemleri

SCADA Siste

4. Sistemin Planlaması

Değişik fabrika veya işletmeler için bir kontrol sistemi tasarlamrken, genellikle iki ana prensip göz önüne alınır. Bunlar:

Modüler Yapı: Ana veya yardımcı tesisleri kontrol eden sistemin üniteleri iç içe olma larına rağmen, fiziksel olarak ayırt edilebil meli ve bu bazda tanımlanmalıdır. Siste min yapısı alt ve üst kademe bazmdaki alt yapının mimarisi ile herhangi bir zamanda ihtiyaç duyulan genişletmeye imkan ver melidir (katmanlaşabilmeli).

Uygulama esnekliği: Sistem, gerekli prog ramlanabilir kontrol ünitelerinin ve

SCADA paketlerinin tamamını kullanabil me esneklik ve altematifini ihtiva etmeli dir. Kontrol sisteminin yapilanması, aynı zamanda işletme organizasyonunu ve yö netim stratejisinin bir yansıması olmalıdır. Bu iki ana prensip ışığmda, kontrol siste minin uygulaması planlanırken, işletme yönetimi dört basit esası birleştirmelidir. Bu esaslar:

İşletmenin kontrol performansına en uygun alt yapının mimarisi seçilmelidir

Yönetimin talepleri, tüm işletmede mevcut kontrol konfigürasyonunu (eğer varsa) stan dartlaşmaya doğru yönlendirecek şekilde ol malıdır.

Kullanılacak ekipmanın (mümkün olduğun ca) Açık-Sistem olmalı (open-system) ve bir den fazla üreticiden temin edile bilinmelidit

Böylece işletme yönetimi, projelerde kullanılacak ekipman ve yazılım paketlerinin seçiminde, ka rarlılık ve bağımsızlık imkanı sağlanacaktıL

Mekanik konstrüksiyon ve saha cihazlan esnek olmayıp sabittirler. Sadece, devreye alma esna smda değişikliklere ve gerekli ayarlara imkan ve rir ve daha sonra kolay kolay değiştirilemezler. Kontrol sisteminde ise, esnek uygulama yazılım ları yüklendikten sonra, devamlı düzenlemeler gerekebilir. Tüm sistem oturuncaya kadar ge liştirme ihtiyacı doğabilir. Kısaca kontrol sistemi nin kurulması, devreye alınması ve geliştirilmesi daha uzun bir zaman almaktadır. Bunlar göz önüne ahnarak, kontrol sistemlerinin yerli olarak kurulması veya en azından devreye alınması da ha uygun olacaktır. Bu sayede, otomasyon proje si düşük maliyetli olacak, satış sonrası hizmet ve bakım konulan daha hızh sonuçlanacaktır.

Özet olarak, kontrol sistemlerinin planlan ması esnasmda proje, işletme ve hatta ba kım personeli tarafından birçok faktörün göz önünde tutulması gereklidir. Böyle bir planlamanm tabii sonucu olarak da güve nilir, açık, dengeli ve kolay kullanilabih genişlemeye ve müdahalelere imkan verecek bir sistem oluşacaktır.

15 SCADA Sistemleri

İİ. Merkezi Kontrol Odası

1. Entegre Kontrol Odası

Merkezi kontrol odası; yöneticilerin, işletme operatörlerinin ve bakım elemanlannın, er gonomik görüntü olanaklarıyla tüm işletim sisteminin gerçek zamanlı: real-time gör sel yaklaşımına sahip olabildikleri fiziksel çevredir. Kontrol odası, genellikle bilgisayar terminalleri, yazıcilar, lambalar ve sirenler ile entegre edilmektedir. Kullanıcı arabirim leri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1.1 SCADA Sistem Terminalleri

Birçok kullanıcıya çalışma imkanı veren bu terminaller, operatörlerin sistemi göz leyebilmelerini ve kontrol edebilmelerini sağlar. Sistemin kontrolü için gerekli bil gilerin yetkili kılınanlar tarafından giril mesi veya değiştirilmesi, şifre ile müm kün olabilmektedir.

1.2 Bilgisayar Ekranları

Renkli, yüksek çözünürlük ve tarama ora nına sahip, ergonomik yapıdaki ekranlar ile dinamik işletme noktalan (motor, yana, ölçü noktası) ve niimü erinin gerçek za manda sürekli gözlenmesi sağlanmaktadır

1.3 Yazıcılar

Işletmeye ve sisteme ait tüm parametre leri, durum ve arıza hallerini raporlama imkanı sağlar.

1.4 Kontrol Panolan

Programlanabilir Elektronik Kontrol üni telerini ihtiva eden bu panolar; sinyal lambaları, sirenler ve pano mimikleri içe rebilirler. Kontrol edilen işletmenin bü yüklüğüne bağlı olarak, zaman-zaman kontrol panoları sahada adacıklar ha linde yerleştirilebilir.

Merkezi kontrol odasındaki ekranlar va sıtasıyla; terminallerde mevcut mimikler, Reçete ve Parametre gibi ekranlar kulla nılarak işletme ekranları ve sistem arasın da etkileşim sağlanır. Bu arada, kontrol odasına ergonomik bir yapıda, uygun ay dınlatılmış, yeterli havalandırma sistemi ne sahip ve bunların yanı sıra gürültüden uzak sessizlik ortamını sağlayan bir mer kez olması, operatörlerin işletmenin kontrolünü sağlarken dikkatlerini ve arı zaların (Alarm ve Olaylar) oluşması es nasında hızlı müdahale etmelerini sağla yan önemli etkenlerdir.

17 SCADA Sistemleri

Bir SCADA

bilgisayar

ekranından

dört ayrı sunum bir arada

111. Veri Tabanlı Kontrol ve

Gözetleme Sistemi (SCADA)

1. Ozet

Bugünün veri toplama ve kontrol sistem kullanıcılan, gereksinimleri için güçlü, es nek, kolay uygulanabilir ve aynı zamanda pahalı olmayan çözümler aramaktadırlar. Veri Tabanlı Kontrol ve Gözetleme Sistemi (SCADA); endüstriyel bilgisayarlar ve iş istasyonlan için tasarlanmış bir gerçek - zamanlı (real - time), çok - görevli (multi tasking) yazılım paketi olup, birçok uygu lamanm gereksinimlerini karşilamaktadrn Yüksek düzey operatör iş istasyonlan veya bilgisayarlara uyarlanacak SCADA paket leri, haberleşme sistemi vasıtasıyla, kontrol panolarma yerleştirilmiş Programlanabilir Elektronik Kontrol Unitelerine bağlan makta ve işletmenin kontrolü için gerekli veri, bilgi ve komut aliş verişini yapabil mektedir.

Kuşkusuz, SCADA sistemi operatörler için ileri düzeyde kontrol ve gözetleme özellik leri sağlamalıdır. Genel olarak SCADA sis temi, uygulamada şu imkanları sağlayabi lir:

Kullanıcı tarafmdan tanımlanmış işlet meye ait mimikler (Işletme Simülasyonu) ve mimik ekranlarda kullanılacak nesneler vasıtasıyla işletmenin takibi (seviye, sıcak lık, basınç, dijital sinyaller, yana ve motor durumları, sistem durumu vb.),

Reçete ekranları vasıtasıyla, üretim reçe telerinin girilmesi ve işleyen reçeteler hak kında operatörün bilgilendirilmesi,

Parametre ekranları vasıtasıyla, sistem için gerekli olan parametrelerin girilmesi (Setpoint, alt ve üst alarm değerleri vb.)

 PID parametrelerinin girilebilmesi ve gö zetlenmesi,

Işletme değerlerinin tarihsel ve gerçek zamanlı trendlerinin tutulması,

Anlık veya periyodik raporların (Üretim, Reçete, Stok vb.) alınması,

Otomatik çalışan sisteme, SCADA ekran larından manuel müdahale yapılabilmesi,

Alarm ve durumların (event) gösterilme si ve yazıcıya ve/veya veri tabanına kayıt edilmesi,

İleri düzeyde kalite kontrol, örneğin İsta tiksel Proses Kontrol (Stastitical Process Control -SPC) desteği.

SCADA Sistemlet

19 SCADA Sistemleri

SCADA Si

Standart SCADA paketleri, kontrol sistemlerine entegre olurken, uygulana bilir kod ve dokümantasyon özelliklerine sahip olmak zorundadır. Bunlar aşağıda ki gibi sıralanabilir:

 Gerçek-zamanlı nüve (Real-Time engine),

 Uygulama Editörü,

 Dağınık mimarisi,

 Farklı dillerde programlanabilme yeteneği,

 Farklı veri tiplerini destekleme,

 Bir çok cihaz ile haberleşebilme,

 Farklı operatör girişi ve şifreleme,

 Dağıtılmış alarm yönetimi,

 Rapor üretimi,

 Internet/Intranet desteği,

Kullanıcı haberleşme arabirimlerini ve SCADA modüllerini yazabilme yeteneği (Open SystemıStProgrammer Access Kit).

2. SCADA Sisteminde İletişim

SCADA paketinin bir modülü olan Han ci Cihaz Ara Birimi (External Device İn terface - EDI), kontrol sisteminde fiziksel olarak yayılmış tüm çevre birimlerinin SCADA ile iletişimini sağlar. İşletmenin otomatik kontrolü veya gözetlenmesi için gerekli olan dinamik bilgileri kontrol

eder ve güncelleştirir. SCADA uygulama programı, Dinamik Veri Değişimi (Dyna mic Data Exchange - DDE), OLE (Object Linking and Embeding), OPC (OLE for Process Control) veya ODBC (Open Da taBase Connectivity)yi kullanarak, Win dows 95/98, Windows NT, UNIX veya 05-2 altında çalışan programlar ile gerek li tüm bilgi alış-verişini sağlamaya imkan tanır.

Programlanabilir Elektronik Kontrol üni teleri; işletmeye veya prosese ait veri ta banındaki değişkenleri, trend veri kü tüklenmesini (logging) desteklemektedir. Kütükleme, trend eğrisini gösterilebil mek için veya bilgisayarın sabit diskinde (hard disk) uzun süreli saklamaya yara yan tali kütükleme için kullanılmaktadır.

SCADA paketi, Windows 95/98, Win dows NT, OS/2, UNIX, Sun Solaris veya bilinen güçlü, gerçek zamanlı, çok işlem li, insan makina iletişimi ve Windows özelliği taşıyan yazılımlara dayandırıl malıdır. Böyle bir Sistemin kullanım ko laylığına ek olarak, işletmenin tüm işlem ve çalışmalarını bir çok ekranda görebil me olanağını da sağlamaktadır.

19 SCADA Sistemleri

SCADA Si

Standart SCADA paketleri, kontrol sistemlerine entegre olurken, uygulana bilir kod ve dokümantasyon özelliklerine sahip olmak zorundadır. Bunlar aşağıda ki gibi sıralanabilir:

 Gerçek-zamanlı nüve (Real-Time engine),

 Uygulama Editörü,

 Dağınık mimarisi,

 Farklı dillerde programlanabilme yeteneği,

 Farklı veri tiplerini destekleme,

 Bir çok cihaz ile haberleşebilme,

 Farklı operatör girişi ve şifreleme,

 Dağıtılmış alarm yönetimi,

 Rapor üretimi,

 Internet/Intranet desteği,

Kullanıcı haberleşme arabirimlerini ve SCADA modüllerini yazabilme yeteneği (Open SystemıStProgrammer Access Kit).

2. SCADA Sisteminde İletişim

23 SCADA Sistemleri

SCADA Sisteml

4.1 Genel Görünüm Ekranları Bu ekranlarda, objeler ve nesneler, işletme veya proses bölümlerine bağlı olarak gruplar halinde ekranlara getirilir. Detay lara girmeden genel durum görüntülenir.

4.2 İşletme Ekranları

Bu ekranlar, kontrol sistemleri termino lojisinde Mimik ekranlar olarak adlan dırilır.

İşletme detayını Tümüyle ardışık işlemler, ölçüm noktaları gösteren bir vs. ile tanımlanmış ve belirli uygulamalara Mımık ekran yönelik olarak dinamik noktalarm (motor,

yana, ölçü noktası, v.b.) ve çalışan işletme

bölümlerinin durumlarınm izlendiği ek ranlardır. Bu ekranlarda işletmedeki bö lümler sembolik resimlerle gösterildiği gi bi, dinamik noktaların renk değişiklikleri veya haraketlendirerek gösterilir.

4.3 Obje veya Nesne Ekranları

Mimik ekranlarda gösterilen dinamik nok talarm detaylan, Pop-Up ekranlarıdır. Vana, sıcaklik algilayıcıları gibi tekil nesne ler hakkmda mevcut olan tüm bilgileri ek rana yansıtırlar. Bazı ekranlar ürün özellik lerini gösterirken bazıları parametre gir mekte kullamlırlar.

4.4 Rapor Ekranları

İşletmeye ait bilgi ve verilen tablolar şeklin de gösteren ekranlardır. İşletmenin belirle diği ve işletme açısmdan önemli olan veri ler Trendlerde olduğu gibi, belirlenen bir database formatmda sabit diske veya siste me bağlı bir veri sunucuya (SQL server gi bi) kayıt edilirler. Operatör bu verilen iste diği anda (anlık) veya periyodik olarak ek rana, yazıcıya ve sabit diske raporlanırlar. Raporlar, yerel bir yazıcıya veya ağ üzerin deki başka bir operatör istasyonuna bağlı yazıcıya gönderilebilir.

25 SCADA Sistemleri

SCADA Sisteıı

Günlük üretimi de düzenleyen bir rapor

Scada sistemlerinin üretilebileceği rapor

i şöyle olabilir:

ındart ve önceden programlanmış ra

- atları. Bunlar; haberleşme özeti,

5zefi, aktif arıza bildirim özeti, tarih arm/durum tüketim, stok ve üretim

ıarıdır.

c olarak yazılmış, belirli bir du ı saate veya operatörün isteğine da ıninuş raporlat

emin tüm işletmeyle ilgili istatistik veya bilgileriyle ihtiyaç duyu r tıp bılgıyı ıçeren raporlar

4 veya Trend Ekranları

işlevi, herkesçe bilinen ka ayıt edici ve yazıcilara benzemekte

t trend ekram, onaltı değişkene ka ı tarihsel verilen ekrana getirebiir.

Her değişken bir kalem olarak adlandırilır Her kalem farklı bir renk ile gösterilir. Birden fazla trend ekram tanımlanabilin Trend ek ranlanm iki mod da izlemek mümkündür:

Tarihsel: Geçmişe dönük kayıtlı yerlerin incelenmesini sağlar. Sabit diskte veya veri

sunucuda kayıt edilen miktar kadar geriye gidilebilin (1 dakikadan birkaç aya kadar.)

Gerçek zamanlı: Verilerin güncel değerle rinin ekranda izlenmesidir. Ekrandaki alan, belirli bir zaman araliğım kapsar (10 ile 120 dakika gibi).

Trend verilen sabit diske veya SCADA yerel ağı üzerindeki veri sunucusuna kayıt edilir ler. Trend verilen, zamana göre; sıcaklık, ba smç, akış bilgisi gibi analog veriler veya, motor çalışma-durma, nihayet şalterlerinin ON-OFF bilgileri vb. dijital veriler olabilir.

ırajn Trend ekranıncl

 - işletmenin anhl<

degil, geçmişe< bilgiler de sunu

27 SCADA Sistemleri

Örnek bir re çete ekranı ve SUndUğU

imkanlar

4.6 Reçete Ekranları

Genellikle proses otomasyonunda, işlet meye ve üretimi yapılan ürüne ait bilgi ve verilerin tablolar şeklinde takdim edildiği ekranlardın Bu ekranlar kullanılarak, ürünlerin üretimi için gerekli olan para- metre (örneğin karışım miktarları) değişik likleri kolaylıkla yapılabilir.

SCADA paket programının getirdiği im kanla reçetelere ait dinamik veriler, ope

ratör istasyonlarında devamlı görünecek ve yeni bir ekran seçilene kadar sürekli olarak güncelleştirilecektir. Ekranların, operatörün ihtiyaç duyduğu bilgileri aci len bulabileceği ve ulaşabileceği şekilde organize edilmesi çok önemlidir. Bu or ganizasyon, sistemin gereksinimlerine göre yapılandırılmaktadır.

4.7 Arıza ve İhbar Ekranları

Proses ile ilgili arıza ve ihbarlarm izlendiği ekrandır Elektronik kontrol sisteminin, iş letmeye ait durumlar ile makina ve enstrü man bazında arıza ihbarlan ve sistem arıza ihbarları arasmda ayrım yapması zorunlu dur. İşletmeye ait olaylar, işletim değişken leri ve hesaplanmış değişkenler işlendiği sürece oluşan durum değişiklikleridir. Olaylar sürekli olarak operatörlere rapor edilir. İşletmeye ait anzalar, operatörler ve bakım elemanları tarafmdan onaylanması gerekli olan durumlardrn

Kontrol sistemine ait arızalar, sistemde

kendiliğinden ortaya çıkan durum deği şiklikleri olup, tanımlanması ve onaylan maları zorunludur. Bu anzalar sisteme ait herhangi bir ünitede veya haberleşme ağında gelişebiir.

İhbarların için alarm

29 SCADA Sistemleri

Arıza ihbar ve çalışma durumları, iş is tasyonlarına haberleşme ağı ile rapor edilmekte ve bilgiler kronolojik sırada takdim edilmek üzere depolanmaktadır. Alarm mesajlarının, alarm ekranında çık masıyla beraber ekranlarda ilgili nesnele rin renkleri kırmızı ile değiştirilerek alarm durumu ihbar edilir. Aynı zaman da Obje, alarm durumu geçene kadar ve ya operatör tarafından onaylanıncaya ka dar yanıp sönmeye devam eder.

Arıza ihbar işlemleri aşağıdaki imkanla rın bir çoğunu kapsar:

Saha cihaz ve noktalarından elde edilen ger çek - zamanlı arızalar;

 Anza ve ihbar öncelik seviyeleri. Örneğin:

olay, alarm, sistem, uyarı ve kritik;

 Tarihsel arıza ve ihbar özeti;

Anza ve ihbarlar, önem sırasına göre (grup) veya işletmenin hangi bölgesinde oluştuğu dikkate alınarak filtrelenebilmesi.

Her arıza için operatör veya bakımcı tarafın dan yapılan bakım ile ilgili not düşülebilmesi.

Aktif tüm arıza ve ihbar mesajlarınm kağıt çıktısının alınması,

 Sabit diske veya veri sunucuya kayıt edil mesi.

5. Manuel Kontrol

Burada anlatilan Manuel Kontrol dan ka sıt: operatörün, kontrol sistemi kumandası m üstlenip, otomatik kontrol fonksiyonları m da aşarak, sistemin direk denetim imka nım elde etmesi demektir. Kontrol sistemi, birçok operatör istasyonunun ve çahşma noktasmm aynı kontrol cihazma (PLC, RTU v.b.) bağlanma imkanı sağlamahdır. Bu ara-

da, aynı obje veya nesneyi aym anda birden fazla operatörün etkilemesini engelleyecek bir seçim mekanizmasma sahip olmak çok önemlidir.

Aynca bir nesne veya işlem hakkındaki bil gilerin tüm çalışma noktalarmdan elde edi lebilmesi de (belirli bir vananm manuel ku mandaya geçtiğine dair ekranlarm üst kıs mında bir yazının çıkması veya vananm renginin değişmesi gibi) gerekmektedir.

SCADA

Operatörün manuel müdahalesine imkan

veren butonlar

Manuel Kontrol, sistemin emniyet kilitle melerini ve şartlarını ortadan kaldırma dan yapılan bir müdahaledir. Denetleme parametrelerinin değiştiril mesi gibi bazı özel işlemler, yetkisiz kul lanımı önlemek için yazılım programın da bir şifre ile korunmaktadır.

6. Şifre Sistemi ile Koruma SCADA uygulamasında, kontrol sistemi ne ulaşmak ve şartlı müdahalelerde bu lunmak için, şifre kullanılması gerekir.

Şifreleme ile aşağıdaki imkanlar sağlanır:

 Sisteme erişimi denetlemek,

Operatör işlevlerini belirlemek ve kullanıcı ları seviyelendirmek,

İstenmeyen kullanıcı hatalarını önlemek, ve dolayısıyla sistem emniyetini sağlamak.

IV. Haberleşme

1. Haberleşme Ağı özellikleri

1.1 Ağ yapısı

SCADA sistemi yerel ağ (Local Area Net work LAN) ve geniş ağ (Wide Area Net work WAN) için istemci/sunucu (cli ent/server) yeteneğine sahip bir ağ türü nü desteklemelidir. Heterojen sistemleri birbirlerine bağlayabilmelidir. Ağ haber leşmelerinde dağınık operasyonları (Dist ributed Operation) desteklemelidir.

Ağ yapısı TCP/IP standartlarına uymalıdır.

Sistem minimum olarak aşağıdaki fonk siyonları sağlamalıdır:

 Düğümler (Nodes) arasında Dağınık ağ operasyonları,

 Ethernet veya seri (RAS,PPP) ağ bağlanabi lirliği,

 Kullanıcı değişkenleri için peer-to-peer haberleşme,

Desteklenen sistemler arasında Heterojen bağlantı. 0m. HPUX, Win NT,

 Yedeklemeli ağ yeteneği (redundancy capable),

 Kullanıcının tanımladığı gruplara veri gönderebilmeli,

33 SCADA Sistemleri

SCADA Sist<

Her ağ topolojisinde müsaade edilen maksimumum istasyon sayısım desteklemelidiı.

Tüm düğümlerin ağ durumlarını gözetleyip gösterebilmelidir,

Ağ en az şu dosya fonksiyonlarına sahip olmalıdır: COPY, DELETE, RENAME, PRINT, TYPE ve DIR.

1.2 Ağ Protokolleri ve Konfigürasyonlan Sistem, ağ transfer protokol bazli açık stan dartlan desteklemeli ve OSI/ISO ağ mo dellerine uymahdır. TCP/IP protokolü tavsiye edilmektedir.

Burada Ethernet ve Token Ring ağ konfi gürasyonları desteklenmelidir.

Client/server yapısının konfigürasyo nu, ağ üzerinden bir veya birden fazla dü ğüme veri göndermeye müsaade etmeli dir. Ağ yapısı, platform işletim sistemlerin de ve ağ işletim sistemlerinde, eş zamanlı ağ bağlantılarma uygun olmalıdır.

1.3 Ağın Gözetlenmesi

Sistem ağ düğümleri arasındaki veri trafi ğini gözetleyebilecek bir mekanizmaya sa hip olmahdır. Sistem ağ düğümlerindeki

hatalan anza veya ihbar olarak verebilme lidir. Bunun olabilmesi için aşağıdaki pa ketler sistem tarafından tutulur:

 Gönderilen ve alınan paketlerin sayımı,

 Güncel gönderme/alma durumu,

 Gönderme/alma hataları (send/receive errors).

1.4 Veri Transfer Metodları

Sistem düğümler arasında exception ve/veya polling metodlarıyla veri transferi yapılabilmelidir. İhtiyaç duyu lan veriler gerçek zamanlı olarak güncel leşmelidirler.

Veri transfer metodları takipte açıklan mıştır:

Exception data Serverdan istenen veriler sadece değiştiği zaman clienta gönderi lir. Bu network trafiğini azaltmak ve per formansı yükseltmek için çok kullanılan, genel bir metodtur.

Polled data - Serverdan istenen veriler, sa bit aralıklarla, değişken aralıklarla veya herhangi bir olaya bağlı olarak clienta gönderilirler.

Ayrıca düğümler arasmda veri tipi dönü şümleri de yapılabilmelidir.

2. Saha ile Haberleşme

Burada, sahada dağınık yerleşimli kont rol cihazlarının (RTU, remote 1/0 ve kü çük yerel işlemci üniteler) birbirleriyle ve SCADA ile haberleşmesi sağlanır. Durum bilgileri, manuel komutlar, arıza ve du rum ihbarları, ekran güncelleştirme bilgi leri gibi prosese ait tüm veriler bu ağ üze rinden transfer edilmektedir. SCADA sis teminin sağlıklı çalışmasını ve hız perfor mansmı etkileyen en önemli kısım, ha-

35 SCADA Sistemleri

36 SCADA

berleşme ağıdır. Kontrolü yapılan sistem lerin çeşitli otomasyon seviyelerinde bir birine bağlanan arabirimler arasındaki veri transferi ve güncelleştirilmesini içe ren tüm iletişim haberleşme ağları üze rinden yapıldığından, kontrol edilen sis temlerin büyüklüğü de göz önüne alındı ğında, konunun önemi açıkça ortaya çık maktadır.

SCADA tabanlı sistemlerde, geniş alan ha berleşme ağı (WAN) ve yerel haberleşme (LAN, Fieldbus vb.) sistemleri sıkça kulla nılmaktadır. WAN ve LAN ağları ile kont rol sisteminde geniş bir alana yayılmış bir den fazla operatör istasyonu ve kontrol ci hazının birbirlerine bağlanması ve işletme ye ait tüm yerlerin transferi mümkündür. Kontrol sisteminin geriye kalan kısımları, iletişim fonksiyonlanndan efektif olarak izole edilmiş olmak zorundadır. Bu da ha berleşme ağlarmın, uygulama programına herhangi bir etki yapılmadan gelişmesine veya yeniden yapılanmasına imkan ver mektedir.

3. SCADA Sistemleri arası haberleşme

SCADA sistem donanımları birbirleri ile haberleşebilmeleri için zaman zaman ikinci bir LAN ağı kurulur. SCADA istas yonlarının haberleşme ağı üzerinde han gi yetkilere sahip olduğu bir ağ sunucusu tarafından tayin edilir.

Sistemin bütün imkanları ağ üzerindeki her bilgisayar ünitesine, açık hale getiril mektedir. Örneğin, sistemde herhangi bir bilgisayara bağlı bir yazıcıdan, diğer bil gisayarlar da çıkış alabilmekte ve hatta, herhangi bir bilgisayar diğerlerinin sabit diskindeki bir dosyayı görüp üzerinde iş lem yapabilmektedir. Bu da, sistemin dosyalama işlemlerinin tek bir makina dan kolaylıkla yapılabilmesini sağlamak tadır. SCADA istasyonlarında girilen pa rametreler, oluşturulan reçeteler, çeşitli mesajlar ağ üzerinden diğer istasyonlara gönderilir.

4. SCADAda veri kaydı

SCADA sisteminde tarihsel trend verilen, anza ve ihbar verilen, reçete verilen gibi ve riler sabit diske kayıt ediirler. Bu bilgilerin artması, işlenmelerini zonlaştırabiir. Bu du rum, yukarıda bahsedilen cient/server mi marisi dahilinde LAN ağı üzerine bir veri sunucu (örneğin, SQL server) yerleştirilerek aşilabilir. Böyle bir sunucu, verilere erişme de ve sorgulamada hız Sağlar.

5. Intranet / Internet bağlantısı

SCADA sistemi, dağımk durumdaki şirket ler ve müşterilere açilabilir. Intranet ile: Ay nı guruba ait değişik işletmeler birbirine bağlanarak kontrol sistemine direk müda hale yapılabilir.

37 SCADA Sistemleri

SCADA Sist

Internet ile: Yöneticilerin yapılan üretimi veya stok durumunu direk görmeleri sağla nabilir. Internet ve Intranet bağlantıları TCP/IP protokolü üzerinden gerçekleştiri ur. SCADA sistemine erişim işletmenin izin verdiği ölçüde olacağmdan sisteme erişim kısıtlanarak gerekli güvenlik sağlanabilir.

V. Programlanabilir Elektronik Kontrol Uniteleri

1. Ozet

Programlanabiir elektronik kontrol ünitele ri, ikili (binary), regüler (regulatory) ve üst denetimsel (supervisory) kontrol sağlayan, mikro işlemci tabanh elektronik ünitelerdir. Bu üniteler, bir kontrol sisteminde tek veya entegre bir işlem istasyonu olarak, diğer programlanabilir elektmnik kontrol üniteleri ve ekipmanlar ile haberleşme ağı üzerinde iletişim kurarak kullanılabilirler. Bu ünitele rin çoğu, zor çevre ve işletme şartlarında ça lışabilecek şekilde tasarlanmıştır. Programla nabilir elektronik kontrol ünitelerinin çoğu, bir temel yapıya, gerekli yazilım ve modüler ekipman ilavelerin yapılmasma imkam tam maktadıt

PLC yazıhrnı ile istenilen işletme fonksiyon ları bir komut dizileri halinde, işletmenin is tenilen birimleri ile, I kartları, haberleşme kartları, PID regLilatör kartları üzerinden ile tişim kurmaktadıt Bu komutlar işletmenin makina ve ekipmanlarırm otomatik çalışma larmın Sağlar.

39 SCADA Sistemleri

SCADA Si

2. PLC Programlama Dilleri

Kontrol sistem uygulamalarının en önemli özelliği, elektronik kontrol ünite lerinin söz konusu sistemin işlevlerine göre programlanabilmesidir.

Dil, her fonksiyonun giriş ve çıkışı (input ve output) olan bir bina bloğu gibi karak terize edilebilir. Böylesine bir bloğun fonksiyonu lojik AND fonksiyonu gibi basit veya komple PID regülatörü gibi karmaşık olabilir. Genellikle yazılımlar modüler program yazmaya müsaittirler. Modüllere farklı zaman devresi ve önce likleri verilebilmekte, böylece aynı yazı lım programıyla hem hızlı hem de yavaş kontrol operasyonları yönetilebilmekte dir. Bir elemanın giriş ve çıkışları bir baş ka elemanın giriş ve çıkışlarına veya IlO işlemine bağlanabilmektedir. Bu bağlan ma işlemi, bir programlama ünitesi vası tasıyla icra edilen programlama işini oluşturmaktadır. Neticede elde edilen program, servis ünitesi kullanılarak gra fik olarak yazılır.

PLC (ve RTU) ünitelerinin başlıca Prog ramlama dilleri, Ladder, STL, FB ve ISaG RAFdır. Daha önceleri diller arasında bir standart bulunmamakla beraber son yıl larda IEEE tarafından oluşturulmuş stan dartlar bulunmaktadıt Bir çok üretici bu standartları desteklemeye başlamıştır.

3. Merkezi İşlem Birimi

(Central Processing Unit)

Gelişmiş programlanabilir elektronik kontrol ünitelerinin merkezi işlem birimi (CPU ), yüksek performanslı 16 veya 32- bit mikro işlemcilerdir. Sistemin yazılımı, arzulanan fonksiyonel konfigürasyonu oluşturmak üzere bir veya daha çeşitli ana kartlardaki salt oku bellek (read only memory veya eprom) modüllerinde de polanmaktadııt Uygulama programları ise pil destekli oku/yaz, diğer adıyla rastgele erişimli (RAM) bellekte depo lanmaktadır.

Programlanabilir elektronik kontrol üni telerinin sistem yazılımı, bir gerçek-za manlı işletim sistemi ve bir de uygulama mekanizması ihtiva etmek zorundadır. Bu ünitelerin programları, öncelik dü zeylerinde çevrimli olarak yürütülür. Çevrim süreleri lms ile 10 ms arasında değişmektedir.

Merkezi işlem ünite kartları

41 SCADA Sistemleri

SCADA SF

Birçok denetleyici fonksiyon, sistemin iş lemlerini otomatik olarak gözetleyerek, tespit edilen herhangi bir hatayı gösterir ve rapor eder. Denetleme fonksiyonlan, ger çek zamanlı, Watch-Dog, arka plan deneti mi, haftza kontrolü ve güç kaynağı voltaj denetimini ihtiva eder. Arızalar, PLC kart ları üzerindeki LEDlerin yamp sönmesi ile veya SCADA ekranlarmdan belirlenmek tedir. Güç kesintilerinden sonraki çaliştır ma adımı, uygulama programının deneti mi altında yer almak zorundadır. Böylece; güç kesintisinin süresine bağlı olarak çeşit li başlatma dereceleri seçilebilir.

Denetleyidiler, gerçek zaman saati ve takvi mi ihtiva etmek zorundadrn Bunları servis üniteleri yardımıyla kurmak ve ayarlamak mümkün olmalıdıt Dağıtilmış kontrol sis temirdn girişi (port) ağa bağlandığında, de netleyiciler ağ vasıtasıyla diğer istasyonla ra otomatik olarak senkronize edilmekte din Salt oku (read-only) bellek (EPROM), uygulama programlarım kayıt etmek için kullanılmaktadır. Bu enerji kesintilerinde veya yedekleme pilinin bitmesi durumun da programın korunmasını Sağlar.

Soğuk çaliştırma (cold start-up) durumun da EPROMun içeriği uygulama program ları için normal RAM alanlarına kopyala

4. Giriş/Çıkış Kartları

(Input/Output moduls>

PLC, yerel analog, dijital sinyal giriş ve çıkışlar, sayaç pulse üretimi vs. için, çok sayıda sinyal toplama (IlO) kartı içermek zorundadır.

IlO kartları saha cihaz ve algılayıcılarına doğrudan bağlanabildiği gibi, kontrol pa nosunda mevcut kilitleme ve alçak geri lim cihazlarına da bağlanabilirler.

Saha cihazlarının IlO kartları ile bağlan tıları, 0-10 volt veya 4-20 mA sinyal kab loları yardımıyla sağlanmaktadır. Veri ta banı da tüm IlO sistem konfigürasyon bilgisini ihtiva etmektedir. IlO sistemini yapılandırmak, her kart ve kanal için ve ri tabanını ilgili parametreler ile doldur mak demektir. Tipik parametreler; etiket isimleri, sinyal kapsamı, filtre zamanı vs. dir.

Analog değerler otomatik olarak proses veya işletim ilişkili değerlere çevrildiğin den uygulama programcısının ölçeklen dirme konusunda ilave bir yazılım yap masına gerek kalmayacaktır.

5. Uzaktan Kumanda

(Remote Control)

Giriş/Çıkış üniteleri elektrik güç ve sin yal kabloları ve buna ait tesisat, kontrol sistemi maliyetinin büyük bir kısmını

43 SCADA Sistemleri

SCADA Sistemleri 44

oluşturmaktadır. Bu yüzden, monte edi len kablo miktarını azaltan teknikler ge liştirilmiştir. Bu tekniklerden biri, kontrol edilecek ekipmanın yakınına monte edi len ve uzak I/O (remote Input/0.utput) üniteleridir.

Uzak 1/0 üniteleri PLClerle, yüksek hız lı seri haberleşme ağıları ile (CANbus, Profibus vb.) bağlanırlar.

Uzak 1/0 üniteleri vasıtasıyla PLClere bağlanan işletme değişkenleri, sistemin veri tabanında, aynen lokal olarak bağla

nan değişkenler gibidir.

Bu seri haberleşme protokollerinin yük sek performansı, bir çok uygulamada, ta ramalardaki seri iletişiminden dolayı meydana gelebilecek gecikmeleri önem siz hale getirmektedir. Uzak 1/0 çoğun lukla karar verici bir ünite değildir. An cak çoğu zaman kendi güç kaynağına sa hiptir ve muhtemelen haberleşme amaç ları için bir CPU ihtiva ederler.

6. Veri Tabanlı ile İletişim PLCler, işletme iletişim ünitelerine veya giriş/çıkış (1/0) ünitelerine bağlı çeşitli tipteki enstrumanlar ve elektronik ekip manlar vasıtasıyla; işletme, proses veya alt sistem üniteleriyle haberleşebilmekte dir. Bunlar, aşağıda verilenler gibi normal sinyal tipleri için mevcut olmalıdır:

 Analog girişleri: Standart +1- voltaj veya 4-

20 mA akım (Pt-100 ve termokupi) girişleri,

Analog çıkışlar: İzole edilmiş veya edilme miş standart voltaj veya akım çıkışları,

Dijital girişler: İzole edilmiş; 24-48 VDC ve ya 10-220 V ACJDC girişler,

 Dijital çıkışlar: izole edilmiş; 24-48 VDC, 24-

250 V AC/DC, transistor, röle ve triyak çıkışlar,

 Vuru sayaçları: İzole edilmiş, 24 V DC max.

10 KHz. çıkışlar.

7. PID Esaslı Kontrol

SCADA kontrol sistemi, PLC ünitelerinin sağladığı nesneye yönelik görünüm, PID çevrimi veya çeşitli kullanıcılar tarafın dan tanımlanmış kontrol fonksiyonları gibi sıkça kullanılan fonksiyonlara sahip tir. Bu kontrollerin Çoğu geri besleme (fe ed-back) fonksiyonuna sahiptirler. Geri besleme kontrolü, aşağıdakileri PID fonksiyonları aracılığıyla, kontrol istas yonlarınca gerçekleştirilir:

 P, P1, PD, PID algoritması

 Kademeli girişler

Ayar noktası (set point) ve çıkış sinyalleri nin sınırlandırilmasının, genlik (ampiitude)

ve değişim oranına göre cebri kontrol imkanı

Genlik (amplitude) ve değişim oranıyla iliş kili olarak ayar noktası (set point) ve çıkış sı nırlamaları

 Operatör istasyonlarında manuel kontrol

fonksiyonları ve güç prezantasyonu

45 SCADA Sistemleri

SCADA Sistemleri 46

Vİ. Elektrik Panoları

SCADA kontrol sisteminde, kontrol ve

elektrik panolan alçak gerilim cihazlan, ki litleme ve elektronik kontrol iinitelerinin yerleşimi için uygun bir şekilde tasarlanır ve İP standartlarına uygun olarak panolarm çoğu, PLC ve güç kaynağı üniteler, kontak törler, sigortalar, röleler, alçak gerilim ekip manlan ihtiva edecek şekilde tasarlaıurlar

İşletmenin kontrol sistemi için gerekli olan tüm kilitlemeler kontrol panolarm içine monte edilmektedir. Panolardaki tüm terminallere giren ve çıkan kablolar tek devre şemalarına göre etiketlenir. Kontrol sisteminin işlevine göre, manuel kontrol ve işletme kullanımı için panola rm ön kapaklarmın, butonlar ve gösterge ler ihtiva etmesi gerekebilir.

Panolar, çevre koşullanna, montaj şartla rma, koruma standart ve ölçülerine uy gun olarak çalişmalan için (gerekirse) ısı hcilar ve vantilatörler ile donatilmahdır. Salt makina bazmda, bir SCADA uygula masıyla kontrol istenildiğinde, gelişen teknolojinin sağladığı yeniliklerden biri olan ve pano kapaklarma yerleştirilebilen (LCD) monitörlerden faydalamla bilinir.

Vİİ. Saha Cihazı ve Enstrümaıiları

Saha ve enstrümantasyon cihazları ge nellikle kontrol sisteminin 0 (sıfır) sevi yesini oluştururlar. Bunlar fiziksel ve elektronik iletişim cihazları olup, işletme için gerekli yerel denetleyiciler veya gös tergelerdir.

Veri tabanına ait tüm bilgilerin topla yacağı elektrik veya elektronik giriş/çı kış sinyalleri algılayıcılar ve enstrüman tasyon, burada üretir.

47 SCADA Sistemleri

Tüm enstrüman ve saha cihazları, işletme gereksinimlerine göre düzenlenmelidir. Ayrı bir deyişle Piping t Instrumentati on (P diyagramına ve kontrol sistemi gereksinimlerine göre enstrümantasyon ekipmanları seçilmelidir.

Bu yüzdendir ki, bu ekipmanların mü hendisliği, tasarım işleri, çalıştırılması ve devreye alınması çok fazla tecrübe, za man ve hassaslik gerektirmektedir.

Vili. Servis ve Programlama Üniteleri

Programlama araçları (denetleyicileri programlamak için kullanılan portatif PC), elektronik denetleyiciler için prog ram girişlerini ve testlerini, hatta izlenme sini ve dokümantasyonunu izlemek (handle) için kullanılmaktadır. Programla ma araçlarmın özellikleri, aşağıdaki ana fonksiyonlardan meydana gelmektedir:

 Elektronik denetleyicilerin program giriş ve yazılımı,

 Test etme ve hatta izleme,

Elektonik denetleyici programlarının ve ve ri tabanı (Database) elemanlarının grafik dö kümantasyonu,

Elektronik denetleyici program ve veri taba nı arasındaki birer referans listesi,

 Uygulama programı yedeği (back-up),

Uygulama program kaynak kodu kullanı mı, yazma ve yükleme, Elektronik denetleyicilerin uzaktan (re mote) programlanması, test etme, dokü mantasyon, elektronik denetleyicilerin program elemanlarını ilave veya iptal et me, elemanlar arasmda bağlantıyı değiş tirme vb. değişiklikleri normal işlemler sırasında yapılabilir. Bu işlemler aynı za manda elektronik denetleyicilerin prog ramını (ve işletmeyi) durdurmadan on-

line olarak da yapılabilir.

Programlama araçları, elektronik denet leyicilere CPU kartı önünde tahsis edil miş bir giriş vasıtasıyla bağlanmaktadır. Ayrıca uzaktan kumanda olarak başka elektronik denetleyiciler vasıtasıyla da bağlanabilmektedir.

IX. Dökümantasyon

Kontrol sistemi, projesinin ve satış sonra sı hizmetlerin tatbiki, devreye alımı, ba kımı ve genişletilmesi için gerekli olan tüm bilgileri ve teknik verilen içermeli-

SCADA Sistemleri 48

49 Örnek Uygulamalar

Örnek Uygulamalar 50

dir. Dosya adlandırma çevirileri, satın al ma siparişinin verilmesinden sonra satı anın, onay için alıcı firma yönetimine sis tem konfigürasyonu sırasında geliştirilen tüm veri ve programlar için bir standart dosya adlandırma çeviricisi sunması ge rekir. Bu, müşteri kodlarını ve grafik gös terimlerini ihtiva eder. Ancak, bunlarla sınırlı kalmaz. Satıcı, isim çeviricisini bu özelliklerin kapsamı dahilinde geliştiri len tüm dosyalar için kullanilacaktır.

Program dokümantasyonu satıcı tarafın dan yazılmış olan tüm yazılım programı ve müşteri kodları onay için alıcı firma yönetimine sunulacaktır. Bu kodlann uy gun bir tarzda dökümünden, gelecekteki modifikasyonlardan ve programa yapıla bilecek ilavelerin uygulanmasından satıcı sorumludur.

Güncel tasarım dokümanları, satıcı,proje nin çalışmaya başlamasından sonra bir komple tasarım doküman setinin, yapıl dığı andaki (as-built) veya güncelleştiril miş halini sağlayacaktır. Dokümanlar, alı cı firma yönetimince anlaşılır bir şekilde çizilmiş olmalıdır ki, yönetim buna daya narak orijinal kopyalarda gerekli değişik likleri yapabilsin. Tasarım dokümanları, P akım şemalarını, sistem blok diyagramlarını sebep ve netice çizimleri- ni ihtiva etmektedir.

x. Örnek Uygulamalar

1. Reçete ve Üretim Kontrol Sistemi

(Batch and Recipe)

1.1 Sistemin Temelleri;

Beç prosesleri kimya, gıda ve ilaç sektörle rinde üretimin en önemli bölümlerini oluş tunır. Burada hammaddeler belli bir sıraya göre işlenir, kanştınhr, pişirilir reaksiyona tabi tutulur, bekletiliı. paketleııit Beç pro sesler ne aynk ne de sürekli proseslerdir fa kat her iki prosesin özellilderini içerit

Otomatik Re çete yöntemi ile üretim yapan bir tesis

51 Örnek Uvnulamalar

Re çete üretiminin

gerçekleştirildiği tipik bir örnek

ekran

Beç üretimi yapanlar, müşterilerinden ürün takibi ve kalite güvencesi hususun daki isteği ile karşı-karşıyadırlar. (Gıda ve İlaç Sanayiindeki, hijyen, tat vb. hususlar). Bu da ürünlerin tarihçesinin kayda alm

masmı zorunlu kılmaktadır.

Yüksek sayıda kontrol döngüsü içeren (analog kontrol çevrimleri) büyük beç pro ses uygulamalarma (örneğin petrokimya tesislerinde) ileri proses teknikleri için SCADA sistemleri ileri mantık ve raporla ma kabiliyetlerinden dolayı uygundur.

Bir SCADA sisteminde, üretime ait Beç Kontrol bölümünde herhangi bir reçete ye gereksinim duyulduğu takdirde, SCADA paketlerinin standart modülleri kullanılarak kolayca oluşturulabilirler. Reçete ekran tasarımı, kullanım kolaylığı dikkate alınarak tasarlanır.

1.2.2 Reçetelerin Kullanımlan

SCADA sisteminde, reçete ekranlarında

ki ilgili alanlar doldurularak veya önce den tanımlı reçeteler çağrılarak, bilgiler sisteme gönderilir. Sistem, gönderilen bilgileri kullanmak için operatör komu tunu bekler. Verilen Başla komutu sistem, süreci başlatır.

Başlatılan reçete yada reçeteler, tek veya operatör müdahalesine gerek kalmadan ardışık olarak işletilebilir. Sistem aynı anda birden fazla reçeteyi işletebilir.

Örnek Uygulamalar 52

Re çete ekranı hazırlama için bir tablo

1.2 SCADA Sisteminde Reçete

1.2.1 Reçete Ekranlannm Oluşturulması Reçeteler, SCADA sistemlerinde reçete ek ranlan vasıtasıyla sisteme giriir. Mimik ekranları ile de süreç gözetimi yapılır. Sistem ihtiyacı gereği çok çeşitli reçete ekranları bulunabilir.

53 Örnek Uygulamalar

Örnek Uygulamalar 54

Operatör işleyen süreci mimik ekranla rından takip edebilir. Süreç sırasında olu şan alarm ve olaylar (Alarm St Events), anında operatöre iletilir.

İşleyen sürece, -gerektiği takdirde- opera tör tarafmdan müdahalede bulunulabilir. Beç süreci sonunda üretim verilen rapor lanır ve sonradan değerlendirilmek üzere kayıt edilir. Ayrıca, operatör istediği an, anlık reçete raporu da alabilir.

1.2.3 Esnek Üretim Sağlayan Reçetelerde Değişiklik

Sisteme yüklü reçeteler herhangi bir an da durdurulabilir veya değiştirilebilir ler. Değişiklik parametre bazında olabi leceği gibi tüm reçete de değiştirilebilir. Bu durumda üretilen mamul de değişti nilmiş olur.

Sisteme yüklenmiş birden fazla reçete nin işlem sırası istenildiği gibi değiştini lebilin Sistemde kullanılan reçeteler üre tim şefleri tarafından bir kez veri taba nına kayıt edilirler. Operatörler, kayıtlı reçeteleri çağırarak sisteme kolayca yük leyebilirler. Bu, operatör hatalarını azal tarak, kullanım kolaylığı sağlar.

1.3 Maliyet ve Karlılık

Hammadde hazırlamada ve kontinü üretimde, beç (harman) işlem aşamaları yoğun işçilik ve hasasiyet gerektiren işlemlerdir. Bu işlemlerin manuel olarak yapılması yüksek işçilik, zaman kaybı ve kalite kontrol problemlerine neden olmaktadır. Proses otomasyonu ise tüm bu problemleri ortadan kaldırmakla birlikte, üretim verimliliğini ve kalite standardını rahatlıkla sağlamaktadır.

Yüksek üretim, kapasite ve hassasiyet ge rektiren işletmelerde Beç Otomasyonun diğer yararları ise,

 Yüksek miktarda üretim,

 Etkin zaman kullanımı,

 Esnek üretim,

 Daha az kaynak ihtiyacı (küçük ekipman ve yer ihtiyacı),

 Uretim planlamada güvenirlik,

Ürün maliyetinin düşürülmesi (etkin ham madde kullanımı, az işçilik, eneıji tüketimi nin düşürülmesi),

Personel, ekipman ve kullanıcıların emni yetinin sağlanması,

 Şirket üretim bilgisinin korunması,

 İnsan hatalanm minimuma indirgenmesi.

55 Örnek Uygulamalar

Örnek Uygulamalar 56

2. Pompa istasyonu Kontrol Sistemi

Su temini ve depolanması için Pompa İs tasyonu ve Kuyular için geliştirilebilen SCADA uygulamasında amaç:

 Mimik ekranlan yardımı ile uzak mesafelerde

olan Kuyulan, Pompalara ait motor ve yana du rumlan ve depolara ait seviye bilgilerinin gözet lenmesi,

Oluşan anzaların, anında operatöre bildiril mesi ve bilgisayara kayıt edilmesi,

 Motorlara ait çalişma sureleriııin gözetlenmesi,

 Gerçek zamanlı ve Tarihsel Trend ekranlann

dan temin edilen ve dağıtılan suyun anlık ve top-

1am debi miktarının kayıt edilmesi.

2.2 Sistemin Yapısı

Örnek uygulamada anlatılan pompa ve terfi istasyonu 12 adet kuyu, 1 adet toplama depo su, 4 adet pompa grubundan oluşan pompa istasyonu ve 1 adet şehir deposundan oluş maktadır. Sistemin kontrol kısmı ise kuyuları kontrol eden 4 adet PLC, şehir deposunu kontrol eden 1 adet PLC ve pompa istasyonu nu kontrol eden 1 adet PLCden oluşmuştur. Sistemde bulunan SCADA ve PLCler birbir leri ile aralarmda bulunan network ağı (LAN ve WAN) üzerinden haberleşirler.

2.3 SCADA Uygulamasmm Çalıştırılması Bilgisayarm güç (POWER) düğmesine basıl dığmda, bilgisayar otomatik olarak NT işle- tim sistemine girerek ve LOGIN yapılmasmı bekler. Kullamcı adı ve kullamcı şifresi yazılıp ENTER tuşuna basılarak işletim sistemine gi riş yapılır. FactoryLink otomatik olarak çalışa rak anamenüyü ekrana getirecektir. Aname nüden şifre girilerek diğer bölümlere geçilir.

Bir popmpa ve terfi istasyonu SCADA ekran,

2.1 GİRİŞ

57 Örnek Uygulamalar

Örnek Uygulamalar 58

2.4. Programdaki bölümler ve kullanılması

Pompa İstasyonu SCADA uygulaması, aşağıdaki belirtilen bölümlerden oluşur, bu bölümler arasında buton satırı yardı mıyla geçiş yapılmaktadır. Buton satırı nm başlangıcında ekran adı bulunmakta dır. Yanında haberleşme durumunu gös teren çubuk; güncel tarih ve saat; altında ise mavi yazı ile, haberleşme ağı üzerin deki PLClerle yapılan en son haberleşme saati gösterilmektedir. SCADA uygula masmdaki bütün butonların üzerine im leç ile gelindiğinde kare içerisinde bu- ton ile ilgili kısa açıklama belirir. Buton satırınm üst kısmında mimik ekranları için kullanılan butonlar bulunmaktadır.

2.4.1 Mimik Ekrajıları

 Anamenü Ekranı (FI): SCADA uygulaması nın ilk ekranı.

Kuyular Ekranı (F2): Kuyulardan oluşan ve bunların haberleşme durumları, Toplama De posu bilgilerinin gözetlendiği ekran.

Pompa İstasyonu Ekranı (F3): Toplama De posu, Pompa Grupları ve şehir deposu bilgile rinin gözlenebildiği ve Pompa grubunun ku mandasımn yapılabildiği ekran.

Çalışma Saatleri Ekranı (F7): Pompa istasyonundaki Pompaların ve Kuyu Pompa larının çalışma sürelerinin gözetlendiği ekran.

şifresini girmek veya kullamcı şifresini değiş tirmek için kullanılan ekran.

Sistem Ayarları ekranı (Ctrl+F2): Depolara ait seviye bilgilerinin SCADAdan girilebildi ği ve SCADA sistemi ile ilgili bazı parametre Ieriıı girilmesinde kullanılan ekran.

Sistem Gözetleme Ekranları (Ctrl+F3): PLC SCADA arasındaki haberleşme, yazıcı duru mu ve matematiksel prosedürlerin kontrol edildiği SCADA modüllerinin durumları, trend ve alarmiarın sabit diske yazılma du rumları gibi gözetlenmesi gereken değerler için kullamlan ekran.

Yardım Ekranı (Ctrl + F5): Mimik ekranlan na ait bilgiler ve kullanılan sembollerin an lamlarını içeren ekran.

Modül durum Ekram (Ctrl+F8): SCADA programına ait modüllerin, durumlarını gözet lemek ve müdahale etmek için kullanılır.

Alarm Ekranı (Ctrl + F9): Sistemde oluşan alarmiarı ve olayları gözetlemek için kullanılır.

Trend Ekranları (Ctrl + F1O): Anlık ve Top lam Debi değerlerinin, Toplama deposu ve terfi deposu seviye bilgilerinin zaman içeri sindeki değişiminin ve bu bilgilerin Sabit Dis ke kaydedilme zamanlarının gözetlendiği ek randır.

Uygulamadan Çıkış (Ctrl + F12): SCADA uygulamasından çıkmak için kullanılır.

2.4.2 Anamenü Ekranı

 Şifre Giriş Ekranı (CtrN-F1): Yeni kullanıcı

SCADA uygulamasının ilk ekranıdır.

59 Örnek Uygulamalar

Örnek Uygulamalar 60

2.4.3 Kuyulara Ait Ekran

Mimik ekranlarmdan veya Trend ekranın dan butonuna (F2) basılarak ek ramna geçilir. Kuyu Grupları ve Toplama Deposundan oluşan bölümün sembolik olarak gösterildiği mimik çizimden oluşur. Bu ekrandan, gruplarm haberleşme du rumları, grup yedek, grup lokal durumla rı, gruplardaki kuyulara ait pompalarm, vanalarm ve seviye siviçlerinin durumları gözetlenebilir. Toplama Deposunun ve manevra odasmdaki giriş ve çıkış vanaları nm durumları gözetlenebilmektedir. Ayrı ca sistemde oluşabilecek Acil Stop ve orta gerilim (OG) Genel Arıza Alarmian gözle nebilmekte ve pano odasında bulunan korna, ekrandaki korna susturma butonu vasıtasıyla susturulabilmektedir.

2.4.4 Pompa İstasyonu Ekranı

Mimik ekranlarmdan veya Trend ekranın dan I butonuna (F3) basılarak Pompa İstasyonu ekranma geçilir.

Terfi Pompa Grupları, Toplama Deposu ve Ara Deposundan oluşan bölümün sembo lik olarak gösterildiği mimik çizimden olu şur. Bu ekrandan, yedek pompa grubu, gruplardaki pompalarm, enıme ve basma vanalarımn durumlan, basma vanalarmm açıklık durumları gözetlenebilir. Şehir de posuna basılan anlık ve toplam debi mik

tan izlenebilir. Toplama Deposu ile şehir Deposunun seviyeleri ve manevra odasın daki giriş ve çıkış vanalannın durumları gözetlenebilmektedir.

2.4.5 Pompa Gruplarına Manuel Kumanda Etme Pompa Grubunun SCADA ekranından

Manual çalıştırılabilmesi için, pompa gru bunun otomatikte duruyor olması gerek mektedir. Manual kumanda için otomatik-

te çalışan gruba ait motor veya vanalara imleç ile işaretlenerek seçildikten sonra uyan ekranı karşımıza gelir. Bu durumda önce grup, manuale aimmalıdır. Bunun için de ön şart, grubun otomatikte duruyor olmasıdır. Otomatikte çalişan gruba ait ITTF1 butonuna tıklandığı zaman, uya rı ekram karşımıza gelir. Ancak, kritik bir durum varsa ve grubun mutlaka manuale

almması gerekiyorsa ilgili grubun butonuna basilarak grup manuale aimma lıdır. Otomatikte duran grubun butonuna basılırsa grup manuale alınmış olur ve motor ile yana renkleri manual renklere dönüşür. Grubu, Manualde çalış-

tırmak için öncelikle emme vanasının açık olduğu kontrol edilmelidir. Eğer emme ya nası kapalı ise yana imleç ile seçilerek Vana Kontrol Ekram açılır. Bu ekranm üst bölü

münde ilgili vananm ismi bulunmaktadır.

Örnek Uygulamalar 62

Vana ismi kontrol edildikten sonra AÇ (F6) butonu yardımı ile yana açılmalıdıt Emme vanası ile yapılacak işlem bittikten sonra Va na Kontroli ekranı mutlaka kapatilmalıdır.

Emme vanası açıldıktan sonra, gruba ait motor imleç ile seçilerek Motor Kontrol ek ranı açılit Diğer kontrol ekranlarında oldu ğu gibi bu ekranında üst bölümünde ilgili motora ait ismi bulurımaktadın Bu isim kontrol edildikten sonra motora kumanda edilebilir. Bunun için ÇALIŞ (F6) butonuna basilarak motor çalıştırılır. Motor çalıştık tan sonra Motor Kontrol ekram kapatılır ve ilgili gruba ait basma vanası imleç ile seçilerek Vana Kontrol ekranı açılır. Bu ek ranın da aynı şekilde üst bölümünde ilgili vanamn ismi bulunmaktadıt Vana ismi kontrol edildikten ve Motor üçgen çalışma konumuna geçtikten sonra, basma vanasma ait AÇ (F6) butonuna basılarak vananm açıl ması sağlanır. Vana açılırken vanann-ı açık lık yüzdesinin değişiırıi vanaya ait değer gözetleme alanından izlenebilir. Vananm belirli bir açıkhk yüzdesinde kalması isteni yorsa, DUR (F8) butonu yardımı ile vananm açılması durdurulur. Yapılacak işlem bittik ten sonra Vana Kontrol ekram mutlaka ka patılır. Manualde çalişan pompa grubu durdurulmak istendiğinde önce basma ya nası imleç ile seçilir ve Vana Kontrol ekram açılır. Bu ekranda yukanda belirtilen uyan lara dikkat ettikten sonra KAPAT (F7) bu tonuna basilarak yana kapatılmahdır.

Vana Kontrol ekranı kapatilarak Motor Kontrol ekranı açilmahdır.

Motor Kontrol ekranı açildığmda yukanda belirtilen uyarılara dikkat edilmelidir. Va na kapamrken arka plandaki mimik ekran dan yana açıklık yüzdesi kontrol edilmeli dir. Vana açıklık yüzdesi, %5 seviyesine geldiğinde motora DUR (F7) komutu ve rilmelidir. Motor durduktan sonra Motor- Kontrol ekranı mutlaka kapatilır.

2.4.6. Çalışma Saatleri Ekranı

Mimik ekranlanndan veya Trend ekra

nından butonıma (F6) basila

rak Çalışma Saatleri ekranma geçilir.

Pompa motorları ve Kuyu Motorlarma ait çalışma saatlerinin gösterildiği nıimik çi zimden oluşur. Bu ekrandan, yıl-ay-gün- saat-dakika formatında motorlara ait çaliş ma süreleri gözlenebilmekte ve gerektiğin de bu süreler sıfırlanabilmektedir.

Çalışma saatleri ekranı

61 Örnek Uynulamalar

63 Örnek Uy2uİamalar

Örnek Uy 64

2.4.7. Motor Çalışma Sürelerinin Sıfirlanması

Motor Çalışma Sürelerinin sıfırlanması için İfl$ 1 butonuna basılır. Butona basildığmda bize xxxxxxx süresini sıfırla mak istediğinizden eminmisiniz! sorusu na Fi butonuna basılarak onay verildiğin de ilgili motora veya gruba ait çalışma sü releri alanlannm sıfırlandığı gözlenir.

Çalışma süresi sıftrlandığı zaman yazıcı dan ve alarm ekranmdan ilgili motorun veya grubun çalışma süresinin sıfırlandığı mesajı görülür.

2.4.8 Mimi

Kategori: Eğitim

Ödevsel

5 Scada Sistemleri

Rasgele...