zbjk

Yeni Üye

Üyelik : 02.05.2006
Yaş : 22
Şehir : İSTANBUL
Meslek : Teknik Eleman
Mesaj : 19
Songiriş : 09.01.2008

GenelTanimlar

Kapsamli ve entegre bir Veri Tabanli Kontrol ve Gözetleme Sistemi (Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ) kontrol sistemi sayesinde, bir tesise veya isletmeye ait tüm ekipmanlarin kontrolünden üretim planlamasina, çevre kontrol ünitelerinden yardimci isletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü ve gözlenmesi saglanabilir.
Bu tür sistemler ?Katmanlasan - Scalable? özelliklerinden dolayi, degisik isletmelerin tüm kontrol ihtiyaçlarini kademeli olarak gerçeklestirilmelerine imkan verir.
Bu katmanlar ; a. Kaynak Yönetim Katmani b. Isletme Kaynak Yönetim Katmani c. Süreç Denetim Katmani d. Isletme Kontrol Katmani

Isletme Kaynak Yönetim Katmani

Isletmenin Üretimi için gerekli kaynaklarin planlandigi bu katman? da üretim ve hizmet politikalarini destekleyecek kararlar alinir ve uygulanir. Hizmet ve üretim yönetimi departmanlari ile diger departmanlar arasindaki isbirligi gerçeklestirilir. Burada ?Isletme Kaynaklari Planlamasi? (Enterprice Resource Planning - ERP) yazilimlari bu düzeydeki yönetim fonksiyonlarini desteklemek amaciyla kullanilir. Entegre bir SCADA kontrol sisteminin bu katmaninda en alt katmandan gelen veriler degerlendirilerek isletmelerin stratejileri gelistirilir, politikalar saptanir ve isletme ile ilgili önemli kararlar alinir.

Isletme Yönetim Katmani

Isletmelerde veya tesislerde bulunan bölümler arasi isbirligi bu düzeyde saglanir. Isletme yönetim katmaninda bir önceki seviyede saptanmis stratejilere uygun kararlar olusturulur ve isler sirasi ile yürütülür. Bu katman daha çok bir isletme müdürlügü islemini üstlenir.

Süreç Denetim Katmani

Süreç Denetim Katmaninda izleme ve veri toplama fonksiyonlarinin gerçeklestirilmesiyle tesisler ve makinalar arasi eszamanlilik saglanmasi amaçlanir. Bu katman, genellikle merkezi kontrol odasi bünyesinde kontrol cihazlari ve SCADA yazilimlari içerir.

Isletme Kontrol Katmani

Isletmelerin Fiziksel Kontrollerinin yapildigi katman olarak tanimlanabilir. Burada, mekanik ve elektronik aygitlar arabirimlerle baglanarak isletme fonksiyonlarini yürütürler. Denetim komutlari bu düzeyde tesisin çalismasini saglayan elektriksel isaretlere sinyallere ve makine hareketlerine dönüsür, bu dönüsümler elektronik algilayicilar araciligiyla toplanir. Toplanan veriler elektrik isaretlerine çevrilerek SCADA sistemine aktarilir. Tahrik motorlari, vanalar, lambalar, hiz ölçü cihazlari, yaklasim dedektörleri, sicaklik, kuvvet ve moment elektronik algilayicilari burada bulunur. SCADA sisteminden verilen komutlar, bu katmanda, elektrik isaretlerine çevrilerek, gerçek dünyada istenen vanalarin açilmasi, isiticilarin çalistirilip ? durdurulmasi gibi hareketlerin olusmasi saglanir.
4.1.1. Proses Kontrol

Girdilerin çiktilara dönüsümünü saglayan islemlerin bütünü olarak adlandirilan prosesin üretim yönetimindeki rolü göz ardi edilemeyecek kadar fazladir. Günümüz ekonomik ve rekabet kosullarinda üretim yönetimine düsen görev artikça, prosesten beklenenler de her geçen gün fazlalasmaktadir. Pazar taleplerindeki degismeler daha yüksek kalite düzeylerine dogru uluslararasi rekabet ve çevre konusundaki sinirlamalar ile birlikte hammaddeler ve enerji fiyatlarindaki artislar kontrol alanina duyulan ilgiyi arttirmaktadir (Altintas, B., 2003). Üretim faaliyetinin beyni konumunda bulunan prosesin gelistirilmesi demek üretime saglanan katkinin daha da arttirilmasi demektir. Bu da; kontrol fonksiyonunun proses üzerindeki etkisinin kullanimina baglidir. Bazi uzmanlar, kontrol ve otomasyonun dünya klasinda üretimin %20?sini olusturdugunu öne sürmektedir (Cook, B. M.,1991). Her prosesin istenilen çiktilara hatasiz ulasabilmesi için iyi bir sekilde tasarlanmis kontrol islemi gereklidir. Ölçüm, kiyaslama ve düzeltme faaliyetlerini kapsayan kontrol islemi, prosesten etkin ve verimli sekilde istenilen çiktilarin elde edilmesini saglar (Atabek, A.,2004). Üretim ve dolayisiyla ürün kalitesine direk etki eden proses kontrol sistemleri, bilgisayar teknolojisinin hizli degisimine de ayak uydurarak verimliligin ve etkinligin artmasina katkida bulunmaktadir. Proses kontrolün üretim üzerindeki bu etkisi hemen hemen tüm sektörlerde de kendini göstermektedir.
4.1.2. Proses Kontrolün Gelisimi

1960li yillarda çogu endüstriyel otomasyon pnömatik olarak gerçeklestirildi. Hava basinci iletisim ve kontrol sistemlerinde kullanildi. Süreç degiskenlerinin ölçümü yapildiktan sonra bu ölçümler pnömatik dönüstürücüler vasitasiyla hava basinci olarak sinyale dönüstürüldü. Pnömatik vericiler hava basinci olarak aldigi sinyali bir kanaldan algilayiciya getirir ve bu algilayici kontrol, kayit ve düzenleme gibi islemleri yürütürdü. Pnömatik düzenleyiciler aritmetik fonksiyonlar (toplam, çarpim, kök alma) gerçeklestirmenin yanisira lojik fonksiyonlarin gerçeklestirilmesinde de kullanilirdi. Pnömatik sistemlerde kullanilan bütün parçalar mekanik olarak çalismaktaydi. Pnömatik sistemler göreli olarak parçalarinin ucuz, güvenilir ve güvenli olmasindan ötürü uzunca yillar kullanildi.
Ayrica pnömatik sistemlerin paslanma ve asinmaya karsi dayanikli olmasi da bir avantaj saglamaktadir. Fakat pnömatik sistemlerin tüm bu avantajlarinin yani sira, temel teskil eden bir problem var ki o da sinyallerin uzak mesafelere iletimi sorunudur. Zaman gecikmesini yaratan sorun basinçla yaratilan analog sinyalin uzunca tüplerden geçirilmesidir. Bu da sinyal iletilecek mesafe arttikça zamanda önemli gecikmeler yaratmaktadir. Tranzistörlerin yasantiya girmesiyle birlikte, birçok pnömatik araç elektronik parçalarla degistirilmistir. Elektronik sinyaller vasitasiyla proses veya kontrol degiskenleri çogunlukla gerilim (1-5 Volt) veya akim (4-20 mA) seklinde analog elektrik sinyallerine dönüstürülür. Elektrik sinyal dönüsümü anlik zaman cevabinda oldugundan artik birçok uzak mesafe kablolar, radyo dalgalari veya mikrodalga sinyalleri ile ulasilabilir hale gelmisti. Fakat elektronik kontrol sistemleri genis uygulamalarda çok karmasik olmasi yönünden bir dezavantaja sahipti. Bundan dolayi elektronik araçlar basit kontrol döngüleri ve lojik fonksiyonlarin gerçeklestirilmesi disinda tavsiye edilmedi. 1960larin sonlarinda mikroislemci alanindaki atilimlar proses kontrolde önemli bir devir açti. Dijital sinyaller yavas yavas analog sinyallerin yerini almaya basladi.
Elektronik analog sinyaller yeni bir örneklem alinana kadar önceden belirlenen bir frekans araliginda örneklenir. Analog ölçümler analog/dijital (A/D) çeviriciler sayesinde dijital sinyale dönüstürülür, kullanim yerine geldiginde kontrol çiktilari dijital/analog (D/A) çeviriciler sayesinde tekrardan analog sinyale dönüstürülür. Dijital kontrolörler pnömatik ve elektronik araçlarla olusturulan diger kontrolörlere göre birçok esneklige sahiptir. Dijital kontrolörler tek döngü gerçeklestirilmesi veya daginik kontrol noktalarina veri aktarilmasi için kullanilabilir. Mikroislemciye dayanan kontrol sistemleri 1960larda kullanilmaya baslansa da klasik pnömatik ve elektronik sistemlerin denetlenmesinde nadiren kullanildi. Bunun gerçeklesmesi 1970lerin ortalarinda ilk Daginik Kontrol Sistemlerinin kullanilmasiyla basladi. Daginik kontrol sistemleri kontrol sisteminin fonksiyonlarini birçok mikroislemciye dagitir. Fiziksel olarak tesisin pek çok noktasina dagitilmis ve kendi arasinda iletisimin saglandigi bu mikroislemciler kendi içinde bir alt sistem olustururlar.
Operatör arayüzü merkezi bir noktada kontrol odasinda konumlandirilir. Operatör arayüzü dinamik süreç verilerini gösteren renklendirilmis grafiklerden olusur. Ayrik süreçlerde seri lojik kontrol fonksiyonlari gerçeklestirmek için çesitli donanimlarla olusturulmus düzenleyiciler kullanilirdi. Elektromekanik düzenleyiciler donanimi açip kapatmak için kendi aralarinda kablolarla seri veya paralel bir sekilde baglanabilirler. Giris cihazlari olan butonlar veya aç-kapa tuslariyla devre içindeki akimin akmasi veya kesilmesi saglanir böylelikle aletin de çalisip çalismamasi kontrol edilirdi. Donanimlarla olusturulmus bu düzenleyicilerin önemli bir dezavantaji sistemi devredisi birakmadan genislemenin mümkün olmamasiydi. Donanimlara dayali düzenleyicilerdeki bu tarzdaki bir problemden ötürü 1970lerde otomotiv endüstrisinde yeni bir mikroislemciyi temel alan Programlanabilir Lojik Kontrolör(PLC) adi verilen bir kontrol sistemi gelistirildi. PLC sistemler donanimlarla olusturulmus düzenleyici panellerinin yerini aldi ve ne zaman istenirse istensin uygulamaya yönelik lojik programin degistirilmesi esnekligini sagladi. Ayrica, PLC sistemler çok ucuza yüksek güvenilirlik düzeyiyle bir avantaj saglamaktadir. Bundan dolayidir ki PLC sistemler basit bir açma-kapama kontrolünden tutun da daha karmasik kontrol uygulamalarina kadar popüler oldu.
Uzaktaki sistemler arasi iletisim gerektiren uygulamalar için de 1960li yillarin sonlarinda SCADA (Supervisory Control and Data Acquisiton) sistemi gelistirildi. SCADA sistemi degisik bölgelere dagitilmis olarak bulunan boru veya elektrik hatti gibi birimlerin denetimi için uzak terminal birimlerinden (RTU= Remote Terminal Unit) bilgi alir. SCADA uzak terminal birimleriyle sürekli olarak iletisim halinde olup gerçek zamanli bilgi transferi saglar. 1980lerden itibaren bilisim sektöründeki ilerlemeler ve kisisel bilgisayarlar, LAN(Local Area Network) ve WAN ( Wide Area Networks) üzerindeki gelismeler süreç kontrolü için önemli olanaklar dogurmustur. Standart olarak bilgisayarlarin endüstri içinde kullanilmasi daginik kontrol sistemleri, PLC ve SCADA üzerinde birçok gelismeye olanak saglamistir (Ramadhan, A. N. F., 2004).

11 Ağustos 2010 Çarşamba 01:09:46 tarihinde ertugrul tarafından düzenlendi...

zbjk

Yeni Üye

Üyelik : 02.05.2006
Yaş : 22
Şehir : İSTANBUL
Meslek : Teknik Eleman
Mesaj : 19
Songiriş : 09.01.2008

4.1.3. Scadanın Proses Kontrolündeki Süreci ve Tanıtımı

SCADA; türkçesi ?Denetsel kontrol ve veri kazanımı? anlamına gelen ?Supervisory Control and Data Acquisition? kelimelerinin başharflerinden oluşmuştur. SCADA, kullanıcısına bir veya birden fazla tesisten bilgi toplamasına ve bu tesislere kontrol yönergeleri göndermesine olanak sağlayan bir çeşit teknolojidir (Boyer, S., 2001). Bir SCADA sistemi merkezi veya ana birim adı verilen MTUlar (Master Terminal Unit) ile bir veya birden fazla veri aktarımı sağlayan uzak terminal birimlerinden yani RTUlardan(Remote Terminal Unit) oluşur. SCADA sistemleri sayesinde sistem üzerinde herşey yolunda giderken uzaktaki tesislere bir operatör atama zorunluluğu ortadan kalkmıştır. SCADA sistemi eğer sistem üzerinde alarm durumu söz konusu olduğunda merkezdeki operatörü uyaracak ve operatörün gerekli önlemleri almasına imkan tanıyacaktır.
Geleneksel SCADA sistemleri açık çevrim kontrol karakteristikleri sergiler ve genelde uzun mesafe iletişimde işlev gösterirler. Bunun yanı sıra kapalı çevrim kontrol ve kısa mesafe iletişimde de kullanıldığı olmuştur. Geleneksel SCADA sistemleri proses kontrol ve izleme yönünden Dağınık Kontrol Sistemlerine benzerdir. Fakat DCS(Dağınık Kontrol Sistemleri) veri elde edilmesi, kontrol ünitelerinin daha kapalı mekanlarda konumlandırılması ve iletişimin yüksek hızda LAN bağlantısıyla gerçekleştirilmesi yönüyle SCADAdan farklılık gösterir. Diğer bir taraftan SCADA daha geniş coğrafik alanları kapsar ve LAN sistemlerinden daha güvenilirdir. Geleneksel SCADA sistemleri veri aktarımı fonksiyonu, girdileri RTUlara aktarıp, bu girdileri RTUlar vasıtasıyla MTUlara iletişim linkleriyle aktarıp tekrardan işlenmesiyle oluşur.
Ayrıca, SCADA sayesinde operatörün otomatik veya manuel olarak ayarlayacağı komutlar yine bu linkler vasıtasıyla RTU lara gönderilir. SCADA sistemlerinde arayüz dediğimiz human-machine interface (HMI), genellikle kontrol altında bulunan ekipman ve tesisi temsil eden grafik göstergeler yardımıyla gerçekleştirilir. Statik arkaplan üzerine gerçek veri dinamik olarak aktarılabilir. Kontrol edilen bölgede giriş değiştiği durumda arkaplan güncellenir ve değişiklik ekrana dijital veya analog değerler olarak yansıtılır.
Şekil 4-2: SCADA Sistemleri

4.1.4. Scada Kullanımına Elverişli Uygulamalar
SCADA teknolojisi en iyi geniş coğrafik alanlara yayılmış, görece olarak kontrolü ve izlemesi kolay, sık, düzenli ve ani müdahale gerektiren süreçlere uygulanır. SCADA sistemleri basit bir açma kapama kontrolünden tutun da daha karmaşık ve ileri kontrol gerektiren birçok uygulamada başarılı bir şekilde uygulanmıştır. SCADA ile birlikte gelişen teknoloji uzaktan kontrolün karmaşıklığını azaltmıştır. SCADA sistemlerinin en yaygın kullanım alanları; · Belediyelerin su ve doğalgaz dağıtım tesisleri · Elektrik üretim ve dağıtım kurumları · İçme ve sulama suyu üretim ve dağıtım tesisleri · Barajlar · Elektrik santralleri · Geniş çapta üretim yapan fabrikalar olarak sıralanabilir (Ramadhan, A. N. F., 2004).

Bu tarz uygulamalar görece olarak basit motor açma kapama, düzenli olarak depo yüksekliğini ölçme de kullanılabilir. Pompaların valflerini açma kapama işlemi görerek pompalamayı başlatabilir veya durdurabilir. Geniş coğrafik alanlara yayılmış elektrik dağıtım sistemlerinde anahtarları açıp kapayarak hat üzerindeki enerji kontrol edilebilir. Ayrıca hat üzerindeki yük değişimlerine de çabuk bir şekilde cevap verecek şekilde ayarlanabilir. Diğer bir kullanım alanı olan hidroelektrik santrallerinde değişen talebe göre türbinlere giden valflerin açılıp kapanmasıyla üretim miktarları ayarlanabilir. Bu santrallerin sürekli olarak izlenmesi ve talebe uygun olarak çabuk kontrol edilmesi gerekir (Ramadhan, A. N. F., 2004).
Şekil 4-3: SCADA İşleyişi

4.1.5. Scada Sistemlerinin Elemanları
Geleneksel bir SCADA sistemi dört ana bölümden oluşur; saha donanımı, uzak terminal birimleri (RTU), ana terminal birimi (MTU) ve iletişim. Şekil 4.4 te tipik bir SCADA sistem yapısı gözükmektedir.(Keleşer,S.2001)
4.1.5.1. Saha Donanımı
Saha donanımı, SCADA sistemlerinde kontrolü yapılacak fabrika veya donanıma direk bağlanan sensörler ve erişim düzeneklerinden ibarettir. Genellikle SCADA sistemlerinin bir parçası olarak düşünülmese de genel kontrol planının tamamlayıcı bir parçasıdır. Saha donanımında yer alan bu sensörler ve erişim düzeneklerinin görevi fiziksel parametreleri (akışkan hızı, seviye vb.) RTUlar aracılığıyla okunacak elektrik sinyallerine çevirmektir. Bu sinyaller analog veya dijital olabilmektedir. Bu sensörlerin bazı standart endüstri çıktıları 0-5 Volt, 0-10 Volt, 4-20 mA veya 0-20 mA olabilmektedir. Sensörler RTU lara yakın kurulmuşlarsa gerilim çıktısı, uzaksa akım çıktısı kullanılmaktadır. Dijital çıktılar ekipmandaki farklı durumları göstermek üzere kullanılır.
Genellikle çalışma durumu için 1, kapalı durumu için 0 kullanılmaktadır; ya da deponun dolu olması için 1, boş olması için 0 kullanılmaktadır. Erişim düzeneklerinin görevi mevcut ekipmanı çalıştırıp kapatmak için kullanılır. Kontrol için dijital ve analog girdiler kullanılır. Örneğin, aleti çalıştırıp kapatmak için dijital sinyaller kullanılırken, bir motorun hızı veya motorla çalışan bir valfin konumu için analog sinyaller kullanılmaktadır (Bailey, R., 2000).

Şekil 4-4: Tipik Bir SCADA Sisteminin Yapısı

4.1.5.2. Uzak Terminal Birimleri (RTU)
RTU, SCADA terminolojisinde sıkça kullanılan bir terminolojidir. İngilizce de ?Romote Terminal Unit? olarak geçen terime karşılık gelmektedir. Türkçe? ye ise ?Uzaktan Algılama Ünitesi?, ?Uzaktan İzleme Ve Denetleme Ünitesi?ya da ?Bilgi Toplama Ve Denetleme Birimi? gibi terimlerle çevrilebilir. Bir SCADA sisteminde, gerek teknisyen ve mühendis gerekse işletmeci için aynı derecede önem taşıyan temel özellik, bilgilerin doğru biçimde toplanması ve gerekli kontrollerin doğru ve zamanında gerçekleşmesidir. O halde RTU için resmi bir tanım verebiliriz: Bir şebekede bulunan sistem değişkenlerini toplayan, gerektiğinde depolayan, ayrıca bu bilgileri kontrol merkezine, belirli bir iletişim yolu ile gönderen bir SCADA birimidir.
RTU monitör ve kontrol aletleri merkez istasyondan uzakta bulunan, genellikle mikroişlemci bazlı, sensörlerden bilgi alan veya erişim düzeneklerine bilgi gönderip alan kontrol ünitesidir. En önemli görevi; uzak noktalardaki işlem aletleriyle veri kazanımı ve kontrol sağlamak ve de bu verileri merkez istasyona transfer etmektir. Konfigürasyonunu ve kontrol programlarını, bazı merkez istasyonlardan etkin bir figürde yükleyebilme olanağına sahiptir. Bunun dışında bazı RTU programlama ünitelerini, yerinde düzenleyebilme imkanı vardır. Genel olarak RTU bazı merkez istasyonlarla geri iletişim kurmasına rağmen diğer RTU?larla karşılıklı iletişim kurması da mümkündür. RTU, merkez istasyonlardan ulaşılamayan diğer RTU?lara, röle istasyon (bazen depolayıcı ve ileri istasyon olarak belirtilir) olarak da görev yapar (Bailey, D. & Wright, E., 2003). RTU`nun görevlerine geçmeden önce ilk olarak RTU` nun sistem içindeki yerine kısaca göz atalım.
Bir SCADA sisteminde birkaç kontrol merkezinden söz edilirken, aynı sistemdeki RTU sayısı 100`leri bulabilmektedir. Dolayısıyla RTU?lar sistemin, taşınabilirlik, güvenlik, ve bilhassa maliyet gibi mühim parametrelerinin doğrudan belirleyicisi olmaktadır. RTU?ların mümkün olduğu kadar küçük boyutta ve o bölgenin doğal koşullarına dayanıklı şekilde üretilmeleri elzem olmaktadır. Eğer bir sistemin kontrolü ve gözlemi için, hali hazırda sahip olunan cihazlardan daha büyük cihazlar kullanılıyorsa, hem maliyet hem taşınabilirlik açısından kurulan sistem önemli bir dezavantaja sahip demektir. Oysa RTU?lar ve onlara ait bilgi toplama modülleri, tali merkezlerde en fazla 1,5 - 2 m. yüksekliğe sahip olabilirler. Tali merkezin boyutlarıyla karşılaştırıldığında bu rakamlar oldukça makul görülmektedir.
4.1.5.2.1. RTU?nun İşlevleri
Tanımdan da anlaşılacağı üzere RTU?nun çok önemli iki görevi vardır.Bunlardan biri bilgi edinmek,diğeri ise gereksinim duyulan otomasyonu gerçekleştirmektir. Bu iki görev, RTU` nun zamandan bağımsız olan yani değişmeyen özelliklerindendir. Ancak RTU?ların kullanıcılara daha verimli hizmet etmeleri öngörüldüğünde, bu fonksiyonlara zamanla bir yenisi daha eklenmiştir. Bu da tali merkez seviyesinde gösterimdir.
4.1.5.2.1.1. Bilgi Edinme Aşaması
Bilgi Edinme Aşaması, RTU`nun temel faaliyeti olarak doğru ve zamanında yapması gereken en mühim görevidir. Tanımdan da anlaşılacağı üzere bir RTU`nun yönetim olanakları kısıtlı olabilir, güvenlik sebebiyle kimi kontroller ana merkezden, kimileri ara merkezden verilebilir ama faaliyetlerden ödün verilmesi söz konusu olamaz. RTU gerek bölge operatörünün gerekse bağlı bulunduğu ana merkezlerin ihtiyacı olan tüm bilgileri toplar.Bu fiber seviyesindeki otomasyonun ilk prensibi gerçekleştirilmiş olur. RTU`da toplanan değerler gerekirse bir ön işlemeden geçirilir. Ön işlemeden kasıt, bilgilerin kullanıcı tanımlı hale getirilmesi olayıdır. Yani analog bir değer ya da bilgi, sayısal bilgiye çevrildikten sonra RTU` da oluşturulmuş bir veri tabanı vasıtasıyla, o değere ait sınır değerlerle bir karşılaştırmaya veya matematiksel bir hesaplamaya tabi tutulabilir.

4.1.5.2.1.2. Kontrol
RTU`da dikkatli ve kesinlikle sağlıklı bir şekilde yapılması gerekli bir başka özelliktir. Uzaktan kontrol olarak; bir valfi veya vanayı açmak, kapatmak vb. kumandalar RTU tarafından gerçekleştirilir.

ertugrul

Son Admin

Üyelik : 29.04.2006
Yaş : 22
Şehir : İSTANBUL
Meslek : Tekniker
Mesaj : 174
Songiriş : 30.08.2010

teşekkürler

zbjk

Yeni Üye

Üyelik : 02.05.2006
Yaş : 22
Şehir : İSTANBUL
Meslek : Teknik Eleman
Mesaj : 19
Songiriş : 09.01.2008

4.1.5.2.2. RTU?nun Bölümleri

4.1.5.3. Ana Terminal Birimi (MTU)
Ana Terminal Birimi olarak adlandırılan MTU (Master Terminal Unit) SCADA sistemlerinde ana kontrolör görevini üstlenen ana istasyon veya bilgisayardır. Modern SCADA sistemlerinde MTUlar bilgisayar temelli olmaktadırlar. Bu bilgisayar sistemi basit bir bilgisayardan oluşabildiği gibi bir bilgisayar ağından da meydana gelebilmektedir. Bu bilgisayar sistemlerinin yanı sıra yazıcılar, yedekleme üniteleri gibi tamamlayıcı cihazlarda MTUlarda yer almaktadır. MTU lar SCADA sistemlerinde dağılmış durumda bulunan RTU lardan saha verilerini toplamak ve bunları gerekli kontrol önlemlerini almak adına analiz etmekle yükümlüdür. MTUlar bilgilerin güncelliği açısından RTUlardan gelen verileri belirli aralıklarla güncellerler. Ana merkezde bulunan operatörün MTU ile iletişimi HMI(Human Machine Interface) denen insan-makine arayüz yazılımı ile gerçekleşmektedir. HMI lar operatöre süreç ve sürecin mevcut durumu ile ilgili grafiksel gösterim sağlar.
HMI yazılımlarının ayrı bir alarm penceresi de mevcuttur. Bu alarm penceresinde alarmın hangi konuyla ilişkili olduğu, gerekli açıklamalar, alarm değeri, alarm tarihi ve zamanı yer alır. HMI yazılımına erişim sadece kalifiye operatörlere açık tutulmaktadır. Her kullanıcıya bir şifre ataması yapılır ve bu şifrelere göre özel düzeylerde erişim hakkı tanınır. Operatör tarafından yapılan her hareketin bir kaydı tutulur, böylelikle sonradan bu hareketlerin içeriğine erişim sağlanır. MTU lar ve diğer sistemler arası bağlantı iletişim hatları veya LAN sayesinde yapılmaktadır (Bailey, D. & Wright, E., 2003).
4.1.5.4. İletişim
İletişim SCADA sistemlerinin omurgasıdır. Ana merkezde bulunan MTU?nun uzak bölgelerde bulunan RTU larla veya çeşitli bilgisayarlarla veya sistemlerle bilgi alışverişi yapması için bir iletişim hattının olması gerekir. Genelde iki çeşit iletişim aracı mevcuttur: Kablolu iletişim (elektrik kabloları veya fiber optik kablolar) ve kablosuz iletişim (radyo frekansı). İki durumda da bir modem veya LAN teknolojisinin değişik bir formu yer almaktadır. Çoğu SCADA sistemlerinde bir veya her ikisi şeklinde iletişim araçlarının kullanıldığı görülmüştür. Direk kablo bağlantıları geniş coğrafik alanları kapsayan büyük sistemler için uygulamada elverişli değildir.
Bundan dolayı, SCADA sistemleri şirketin kendi sahip olduğu veya başka bir yerden elde edilen telefon hatları üzerinden iletişim kurarlar. Direk kablo bağlantısının gerekli olduğu kritik uygulamalarda fiber optik kablo teknolojisi, daha yüksek veri transferi ve arttırılmış güvenlik sağlaması yönünden tercih edilebilir. Telefon hatlarıyla ulaşılması mümkün olmayan uzak yerleşkelerde radyo frekansıyla (RF) iletişim daha ekonomik bir olanak sunmaktadır. Bu sistemlerde merkezdeki MTU ile uzakta bulunan RTU arasındaki iletişim radyo modemler aracılığı ile olmaktadır. Buna ek olarak uydu iletişimi maliyeti katlanılabilir olmaya başladıkça yaygınlaşmaya başlamıştır. İletişim tipinin SCADA sistemlerinin güvenilirliğini ve performansını etkilemede büyük rolü vardır (Ramadhan, A. N. F., 2004).
4.1.5.4.1. Şahsa Özel Kablolar
Fabrika ve endüstriyel bölgelerin çoğunda, büyük bir olasılıkla geniş bir komünikasyon kabloları ağı zaten bulunmaktadır. Bu kablolar yüksek kaliteli bakır veri kabloları, standart ses düzeyinde bükmeli çift bakır kablolar veya fiber optik kablolar olabilir. Bazı bilgisayar yerel ağları, koaksiyal kablolar kullanabilir. Eğer telemetri bağları için, kablo ağında yeterli kapasite bulunuyorsa ve eğer RTU?lar varolan kablo sonlandırma noktalarına yakın yerleştirilmişse, telemetri sistemini, diğer kablolama sistemleri ile birleştirmek daha karlıdır.
4.1.5.4.1.1. Telefon Kalitesi Kabloları
Standart telefon kalitesinde bükmeli kablo çifti kullanılacağı zaman, genel olarak modemlerin bu kablolara bağlantıları ve ekipman mevcut olduğunda, RS-422 veya RS-485 standartlarında çalışan veri alıcı/verici kullanımı gerekir. Bunların çalışabildiği veri hızları, iletim mesafesine, kablonun kalitesine ve kablodaki gürültüye bağlıdır. Genellikle, bu hız, yaklaşık olarak 1 km mesafeye kadar 1000 kbps ile sınırlandırılmıştır.
Eğer kablo çiftlerinde herhangi bir yetersizlik söz konusu ise, yeni çok çekirdekli bükmeli kablo çifti telefon kabloları devreye girer ve fazla olan çiftler, ekstra telefon, uzaktan kumanda, bilgisayar terminalleri, daha sonra kullanılacak olan telemetri malzemeleri veya diğer ilgisiz uygulamalar için kullanılabilir. Bu durum, yeni telefon kabloları döşemeyi daha uygun bir seçenek haline getirir.
4.1.5.4.1.2. Veri Kalitesi Bükmeli Çift Kablolar
Bir fabrikada ya da endüstri alanında, telemetri verisinin iletiminde, veri kalitesinde bükmeli kablo çifti kullanımı daha çok tercih edilse de, genelde, maliyeti bu kablolama sistemini pratik kılmamaktadır. Genel olarak, bilgisayar terminalleri için sadece yeterli sayıda veri kalitesinde kablo kullanılmaktadır ve çok az çift artar. Bunlar gürültüye karşı daha az duyarlıdır ve ses kalitesinde daha uzak mesafelere daha hızlı veri taşırlar. RS-422 ve RS-485 standartlı alıcı/verici kullanarak, 300 m?de 500 kbps veya 1 km?de 200 kbps veri hızına ulaşılabilir.
4.1.5.4.1.3. Yerel Alan Şebekeleri (LAN)
RTU?yu şebekeye arayüzlemek için, RTU, telemetri malzemeleriyle bağlantı kurmak için RS-232 bağlantısı olan uygun bir LAN ara kartına ihtiyaç duyacaktır. Bağlantı bir LAN?ın ortam erişim birimi üzerinden yapılabilir. RTU?larda ve ana bölgelerde, şebekeye veri gönderimi ve erişimi için, giriş ve çıkışlara yönelik uygun bir protokol sağlamak adına, uygun bir yazılım kullanılmalıdır. Kullanılmakta olan birçok farklı LAN tipi vardır ve şebeke erişimi sağlayan binlerce farklı ürün bulunmaktadır.
Eğer bu yaklaşım kabul edilirse, en uygun arayüz için şebeke sağlayıcısına danışılmalıdır. LAN kullanımının, telemetri sistem kurulumu için uygun bir çözüm olup olmadığını belirlemek için aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir: · Radyo veya bakır kablo sistemlerine göre LAN ürünleri kullanımı maliyeti · Telemetri veri trafiğinin mevcut LAN trafiğine olacak etkisi · LAN?a erişim için maksimum bekleme süresine göre telemetri sisteminin minumum erişim süresi · Bütün RTU?lar LAN kablolarına çok yakın olmak durumundadır · Eğer RTU?lar mevcut kablolardan çok uzaksa LAN kablolarını uzatmak için gerekli olan maliyet


4.1.5.4.2. Umumi Şebekenin Sağladığı Servisler
Bir telemetri sisteminin RTU?ları bir endüstriyel sahanın mevcut sınırlarının dışında uzanır, genellikle bunlara ulaşmak için güvenilir komünikasyona sahip olmak için yerel telefon şebeke sağlayıcısının komünikasyon servislerini kiralamak gerekir. Çoğunlukla bu tek opsiyon olmaktadır çünkü bu saha görüşlü radyo ya da mikrodalga hattı için çok uzak olabilir ya da dağlar veya binalar tarafından engellenebilir ya da frekans spektrumunun çok yoğun olduğu endüstriyel çevrelerde ve kentlerde uygun frekansı elde etmede sorunlar çıkabilir.
Temel altyapı ve servis tedarikçilerine genellikle taşıyıcı olarak bakılır. Ana taşıyıcıdan büyük blok kapasitelerde satın alan ve bunları, bu kapasiteden daha küçük parçalar halinde tekrar satan oldukça fazla sayıda küçük tedarikçi vardır. Bunlar genellikle veri servisleridir ve sadece merkezi iş çevrelerinde bulunurlar (Bailey, D. & Wright, E., 2003).

BÖLÜM 5
5.1.Scada Sisteminin Temel Bileşenleri
5.1.1. Saha ekipmanları: Saha ekipmanları, sahadan veri toplama veya denetim verilerini sahadaki cihazlara gönderen ve SCADA hiyerarşik yapısında ikinci sırada olan cihazlardır Bunlar PLC, DCS ve Akıllı Elektronik Cihazlar (IED: Intelligent Electronic Devices) olarak sayılabilir.

5.1.2.Veri Ağları: Denetlenen veya görüntülenen sistem ile insan-makine ara yüzündeki veri iletişimini sağlayan kanallardır. Bu kanallarda iletişimi sağlamak için çeşitli ortamlar, protokoller ve veri yolları sistemleri kullanılır, Veri ağlarında kablo, özel kiralık hat, Radyo Frekans (RF) ve uydu bağlantısı ile iletişim yaygın olarak kullanılmaktadır. Kablo ile gerçekleştirilen iletişim ortamında saha ile MMI arası mesafe kısadır. Kablolu iletişim iki temel kısımda incelenebilir. Bunlardan ilki koaksiyel kablo ile gerçekleştirilen iletişimdir İkincisi ise fiber optik kablo ile gerçekleştirilen iletişimdir.

5.1.3.Mantıksal Denetim Yazılımı: Mantıksal denetim yazılımı SCADA sistemlerinde iki ayrı bölümde yer alır,Birincisi PLC ve DCS sistemlerinde bulunmaktadır. İkincisi de SCADA sistemini oluşturan sunucularda bulunan sistemi denetleyen mantıksal denetim yazılımlardır.

5.1.4.İnsan-makine arayüzü: SCADA sisteminde birçok makine kullanılır.Ancak operatörlere de bazı görevler düşmektedir.Bu görevleri operatör kendi konsollarını kullanarak yerine getirir.
Bir operatör konsolunda normal olarak bulunması gereken ekipmanlar, monitör, klavye, fare, gerekiyorsa ışıklı kalem, telefon ve telsiz olarak sayılabilir. Sistem denetim merkezinde normal olarak birden fazla operatör konsolu vardır.Bunların her biri sistemin işleyişi için üzerine düşen görevleri yerine getirir. Günümüzde iletişim teknolojisinin ilerlemesi sayesinde uzak konsollar da gerekirse işletim için kullanılabilmektedir. Bu uzak konsollar merkeze kablo veya modem aracılığıyla bağlanabilmektedir. Konsollarda görevli personelin her birinin sisteme erişimi, ağ yazılımları aracılığıyla denetlenebilmektedir.
Her operatörün tanıtım ismi ve şifresi vardır, Bu sayede yetkisiz kişilerin sisteme müdahalesi önlenir. Ayrıca bahsedilen yazılım sayesinde istenen operatörlere sistemin istenen kısımlarına müdahale izni verilebilir veya engellenebilir. Örneğin A isimli operatör sadece raporlara erişebilir, uyarı, alarm mesajlarını görebilir ve sistemin işleyişine denetim ve kumanda edemez şeklinde tanımlamalar yapmak, SCADA sisteminin avantajları arasındadır. Monitörlerin yanında, sesli uyarılar da mevcuttur.
Kullanıcı kendi konsolunu kullanarak yetkili olduğu kadarıyla cihazların ve ünitelerin durumlarını izleyebilir, raporlar alabilir, tanımlama formları girebilir, hesaplamalar yapabilir, sistemin işleyişine direkt müdahale edecek program ve işleri başlatabilir, bir kısım programları devreye alabilir veya çıkarabilir.
5.2.Sayısal Sistemlerde PID Kontrol
Regüleli sistemlerde sistemin çalışma noktasının belirleyen giriş, sistem çıkışının seviyesini belirler. Bu çıkış sıcaklık, basınç, pozisyon vb. olabilir. Bu tip kontrole açık çevrim kontrol de denilmektedir. Ancak fiziksel sistemlerin çoğunda açık sistem kontrolle istenen çalışma sağlanamaz. Sistemden çıkışında çalışma noktasından sapma, girişe geç cevap verme veya osilasyonlu çalışma gözlenebilir.
Bu durumda çıkıştan bir geri besleme alınarak ayrı bir kontrole gidilir ve bu kontrol sistem çıkışını istenen seviyede tutmak için gereken en uygun şekilde sistemi sürer. Bir kontrol oluşturmada en yaygın kullanılan üç strateji oransal (P), integral (I) ve türev (D) kontroldür. Oransal kontrolde kontroller, istenen çalışma noktası ile gerçekteki sistem çıkışı arasındaki farkı alıp, belli bir oranla çarparak sisteme verir.
Bu kontrol sistemin çalışabilmesi için bir hata olması gerekir. PID kontroller genellikle üçü bir arada kullanıldığında ideal çözümü verirler. PI kontrolde, integral terimi hatanın integralini alır ve P kontrolünün doğal sonucu olan hatayı ortadan kaldırır. D terimi ise geçiş durumlarında ani cevapları bastırmak için kullanılır. Her terimin katsayısı onun ağırlığını belli eder ve bu katsayılar sistemin transfer fonksiyonuna ve istenen cevaba göre ayarlanır. PID kontroller, analog bir devre olabileceği gibi dijital bir sistemde de tanımlanabilir

servover

Yeni Üye

Üyelik : 04.04.2009
Yaş : 38
Şehir : ERZURUM
Meslek : Tekniker
Mesaj : 1
Songiriş : 03.10.2009

arkadaşlar yeni üyeyim forum sayfasını incelemeye çalışıyorum elektrik konusunda özellkle endüsriyel otomassyon kounsunda bilgi alışverişi yapmak istiyorum bana yardımcı olursanız sevinirim