Redundantne systemy SCADA: zalety i wady

Przemysłowe systemy sterowania stanowią kręgosłup wielu gałęzi przemysłu. Są one często drogie i trudne w utrzymaniu, dlatego redundantne systemy SCADA stały się ostatnio bardziej popularne jako sposób na zwiększenie niezawodności. 

Nadzorują one linie produkcyjne, zakłady produkcyjne, elektrownie i inne ważne elementy infrastruktury.

Obecnie systemy te tworzą również sieci, do których dostęp można uzyskać z dowolnego miejsca na świecie.

Redundantne systemy SCADA pomagają, zapewniając, że jeśli jeden sterownik lub serwer ulegnie awarii, inny może zająć jego miejsce i utrzymać płynność działania systemu.

Technologia ta zapewnia również korzyści w zakresie bezpieczeństwa, takie jak szyfrowanie danych i zdalny dostęp.

Dowiedz się więcej o tym, jak działają redundantne systemy SCADA i jakie są ich zalety/wady poniżej!

Czym jest redundantny system sterowania?

System redundantny inaczej określany jako nadmiarowy system sterowania jest zwykle uważany za samodzielny system, który zapewnia zarówno sterowanie, jak i komunikację między różnymi elementami systemu.

Termin nadmiarowy jest używany w odniesieniu do systemu, który jest w stanie sam się utrzymać, nawet jeśli jego komponenty lub funkcje są uszkodzone lub przechodzą w tryb offline. Występują tu różne wersje systemów redundantnych od takich w których potrzebna jest ingerencja zewnętrzna po takie gdzie system sam przełącza się w przypadku awarii.

Przykłady branż gdzie występują nadmiarowe systemy sterowania:

• Systemy sterowania w sieci elektrycznej, energetycznej, ciepłowniczej
• Systemy motoryzacyjne (automotive)
• Systemy opieki zdrowotnej
• Przemysł chemiczny, hutniczy
• Systemy telekomunikacyjne
• Systemy sterowania wodno-kanalizacyjnych

Kontrolowanie wszystkich elementów na bardzo małej powierzchni może nie wydawać się zbyt niezwykłe, jednak jedną wielką zaletą jest to, że można je również dostosować do większej skali. Spełniają wtedy specyficzne potrzeby projektu. 

Zalety redundantnych systemów SCADA

Płynne działanie krytycznych systemów

Korzystanie z nadmiarowych systemów SCADA z ich oprogramowaniem może pomóc w zapewnieniu płynnego działania krytycznych systemów, niezależnie od skutków incydentu. 

Aktualizacje i konserwacja oprogramowania

Ponadto aktualizacja oprogramowania na redundantnych sterownikach i stacjach jest łatwiejsza, szybsza i bardziej niezawodna niż przy użyciu różnych systemów SCADA. Spróbuj kiedyś zaktualizować system SCADA który kontroluje 5 maszyn. Dodam jeszcze że wszystkie maszyny pracują w trybie 24/7. Z partnerem redundantnym wystarczy wyłączyć jeden serwer. Zaktualizować. Włączyć i wykonać tą samą czynność na drugim serwerze. Po całej operacji - bez przestoju - mamy cały system zaktualizowany bez żadnej przerwy produkcyjnej!

Dostęp zdalny

Większość zalet redundantnych systemów SCADA dotyczy również dostępu zdalnego. Dzięki nadmiarowym kontrolerom zdalny dostęp umożliwia nieprzerwaną kontrolę nad niektórymi funkcjami. Posiadanie mocy redundancji zapewnia, że jeśli krytyczny komponent zostanie naruszony, zdalny dostęp nie przestanie działać, a tym samym pozwoli Ci szybko poradzić sobie z incydentem.

Dlaczego warto używać redundantnego systemu SCADA?

"Mądry Polak po szkodzie" to stwierdzenie jest bardzo prawdziwe w przypadku produkcji przemysłowej gdzie nie zostały zastosowane odpowiednie mechanizmy redundancji. W momencie gdy nasza linia produkcyjna zatrzymuje się na godzinę/dzień koszty rosną bardzo szybko. Po takim incydencie często słyszałem pytanie "Możemy się zabezpieczyć na przyszłość?". Zazwyczaj odpowiedzią jest system redundantny newralgicznych elementów takich jak serwer, router, sterownik na magazynie.

Warto przeprowadzić analizę systemu automatyki żeby sprawdzić czy aby na pewno oszczędność przy modernizacji np. systemu SCADA nie będzie w przyszłym miesiącu / roku ogromnym kosztem dla całej firmy.

Wady redundantnych systemów SCADA

System musi być odpowiednio zaprojektowany.

Nie będę tu obiecywał złotych gór bez pracy u podstaw. Aby system redundantny poprawnie został zaprojektowany musimy wiedzieć z czym mamy do czynienia oraz jak wygląda np. schemat sieciowy linii produkcyjnej. Bez analizy nie jesteśmy w stanie określić i ocenić gdzie znajduje się newralgiczny fragment naszej produkcji.

Czas i koszt zasobów

Zarządzanie nadmiarowymi systemami SCADA może być czasochłonne. Mogą również zużywać znaczne ilości zasobów, takich jak czas, personel, sprzęt. To samo dotyczy okablowania, połączeń sieciowych, internetowych oraz przechowywania danych.

Podstawowym problemem jest to, że systemy te są droższe niż systemy SCADA z jednym czujnikiem, nawet jeśli wymagane są podobne możliwości. Nie oszukujmy się dwa serwery kosztują więcej niż jeden.

Ograniczona niezawodność komunikacji i sieci

Systemy na dużą skalę są podatne na błędy, takie jak utrata danych. Jaką mamy pewność że połączenie SCADA<->PLC będzie zawsze działać na jednym przewodzie ETHERNET? W rozległych systemach topologia typu ring lub zastosowanie zduplikowanych routerów może zabezpieczyć nam przesłanie danych procesowych.