SCADA Nedir? SCADA Programlama ve Eğitimi

SCADA “Supervisory Control And Data Acquisition ” cümlesinin kısaltmasıdır. Türkçe “Merkezi denetim ve veri toplama” olarak ifade edebiliriz. İleri düzey endüstriyel otomasyon sistemlerin temelidir. Peki SCADA nedir? Yazımızın asıl amacına gelelim.

Otomasyon projelerinde PLC‘ler ve diğer otomsyon cihazları gerekli kontrol işlemlerini otomatik olarak yapar. Bu cihazlara veri girişi yapmak ve cihazların içerisinde ki değerleri izlemek için HMI olarak kısalttığımız “Human Machine Interface” Türkçesi insan ara yüzü diye tabir ettiğimiz ekranlar kullanırız. Bu ekranlar sınırlı kabiliyete sahiptir. Zira ucuz ve uzun ömürlü olmaları istenir. Otomasyon projesini bir üst aşamaya taşımak istediğimizde SCADA programları devreye girer. SCADA programlarının kabiliyetleri çok geniştir. Bilhassa veri saklama ve network olayları ön plandadır.

SCADA Network Yapısı

İSKİ İstanbul su şebekesini düşünün. Yüzlerce terfi istasyonu, depo ve pompa kontrol izleme kontrolü SCADA ile yapılıyor. Tek bir SCADA yok tabii ki. Yüzlerce SCADA programı lokal kontrolleri yaparken ana merkezlere de bulunan daha büyük SCADA programları diğer SCADA programlarından aldıkları verileri birleştiriyor. İşte bu network kapasitesi SCADA’yı HMI’lerden ayıran özelliklerden biridir. Aşağıda WinTr SCADA programının network imkanlarını gösteren resmi görebilirsiniz.

Görüldüğü gibi hiç bir sınır tanımaksızın SCADA istasyonları bir birleri ile iletişim kuruyor.

Otomasyon Cihazları ile İletişim

SCADA programlarının birbirleri haricinde Otomasyon cihazları ile iletişi içerisinde olmak zorundadır. Neredeyse her PLC‘nin farklı bir iletişim protokolü vardır. SCADA programı tüm PLC’ler ile iletişim kurmalıdır. İhtiyaç duyulan iletişim protokol sayısı binlere ulaşabilir. SCADA programlarında belli başlı iletişim protokolleri için hazırlanmış komutlar vardır. Harici bir programa ihtiyaç duymadan bir çok PLC ile iletişim kurabilirler. Bu protokollerin başında Modbus gelir. Hem ethernet alt yapısı ile hemde seri port aracılığı ile Modbus protokolünde iletişim kurulabilir. Diğer bir iletişim kurma yöntemi OPC server-client uygulamalarıdır. “OPC Foundation” isimli kuruluş geliştirdiği program parçaları ile istemci-sunucu bağlantısını mümkün kılmıştır. SCADA üreticileri programlarına istemci (client) kodları ekler. PLC üreticileri ise sunucu (server) kodu ekler.
OPC Foundation uygulaması ise istemci ve sunucunun veri transferini gerçekleştirir. Böylece SCADA programı tüm PLC’ler ile iletişim kuracaktır, yeterki PLC üreticisi OPC Server yazılımı üretmiş olsun.

SCADA Veri Sakalama Özelliği

SCADA programları verileri SQL Server veya Oracle database’lerine kaydeder. Sınırlı kabiliyetleri olan bazı SCADA programları ise MySQL’e veri kaydı yapar. Günümüzde en güvenilir veri saklama metodu Database’e kaydetmektir. Bazı SCADA programları Database’e veri kaydetme yeteneğini “Historical” paketi şeklinde ayrıca satmaktadır. WinTr SCADA programı ücretsiz olarak kullandırır. Veriler çeşitli formatlar da kaydedildikten sonra geçmişe dönük raporlar oluşturulur. Raporlama ver kaydetmek kadar önemlidir. Her SCADA programının rapor oluşturma yeteneği olmasına rağmen her zaman yeterli gelmeyebilir. Bundan dolayı sadece raporlama yapan yazılımlar üretilmiştir.

SCADA Alarm Özelliği

Otomasyon sistemlerin de her zaman işler yolunda gitmez. İstenmeyen durumlar oluştuğunda operatörlere ikazlar oluşturulmalı ve öncelik durumuna göre görsel, sesli, ışıklı ve mesaj olarak iletilmelidir. Alarm senaryoları ilk önce PLC’nin müdehale etmesi şeklinde yapılandırılır. PLC’nin müdehalesi ise operatöre bildirilmelidir. SCADA programları içerisinde “Alarmview” alarm izleme nesneleri ile oluşan alarmlar izlenilir. Operatörün “Acknowledge” Alarmı gördüğünü bu nesne üzerinden işaretlemelidir. Bir çok gelişmiş SCADA programı alarm olaylarını database’e kaydeder. Böylece alarm ne zaman oluştu, operatör ne yaptı gibi bir çok veri kayıt altına alınmış olacaktır. Aşağıdaki resimde WinTr SCADA alarm izleme ekranını görebilirsiniz.

SCADA Reçete Özelliği

SCADA çoğu zaman izleme ve kontrol işlemleri için kullanılır. Üretim kontrolünün bir adımı da reçete sistemidir. Reçete sistemi seçilen PLC değişkenlerinin listesini ve değerlerini kaydeder. Aynı değişkenler üretilen mal değiştikçe farklı değerde olması istenebilir. Örneğin ekmek fırınında ekmek yaparken fırın sıcaklık değişkeni 200 derece, simit yaparken 180 derece olması istenebilir. Aynı şekilde pişirme süresi de farklı olabilir. Sıcaklık ve süre değişkeni aynı olmasına rağmen ekmek üretirken farklı simit üretirken farklı değere sahip olmalıdır. SCADA programlarında reçete formatı programcı tarafından hazırlanır. Reçete değerleri ise operatörler tarafından kaydedilir. Her üretim değişikliğinde kaydedilmiş değerler PLC’ye reçete modülü ile yüklenir. Böylece her zaman aynı özelliklerde ürün üretmek mümkün olacaktır.

SCADA Script Özelliği

SCADA programları “High Level” yüksek dil ile programlanır. SCADA programcısının çoğunlukla görsel nesneler ile programlama yapması tercih edilir. Fakat her zaman bu mümkün olmaz. SCADA programcısının c# veya vb dilinde kon yazıp SCADA programınında çalıştırmalıdır. Bir çok otomasyon projesinde Script yazımı ile otomasyon işinin başarılmıştır. Script özelliği sınırlı yetenekler ile bazı HMI cihazlarında da bulunur. Aşağıdaki resimde WinTr SCADA Script editörünü görebilirsiniz.

SCADA Eğitimi

SCADA Eğitimi veren bir çok kuruluş var. SCADA üreticilerinin hazırladığı bir çok eğitim videosunu Youtube’dan izleyebilirsiniz. Eğitim videoları izlendikten sonra SCADA programının demosu ile eğitime başlayabilirsiniz. Bu şekilde hızlıca SCADA programlamayı öğrenebilirsiniz. İleri seviye SCADA programlama becerisi proje ihtiyaçlarının sizi zorlaması ile olacaktır. Sabırlı olup demo SCADA programı üzerinde çalışmak SCADA eğitimi için yeterli olacaktır.

SCADA Programı hakkında daha fazla bilgi için Wikipedia sitesini ziyaret edin.