SCADA (contrôle de surveillance et acquisition de données)

Qu'est-ce que SCADA ?

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) est un système industriel utilisé pour surveiller, contrôler et analyser un environnement ou un processus industriel. Le SCADA est utilisé dans de nombreuses industries, notamment les usines de fabrication, la production alimentaire, les systèmes de transport, les systèmes d'approvisionnement en eau et de traitement des eaux usées, les usines de recyclage, la production d'électricité, les systèmes pétrochimiques, et bien d'autres encore. Tout processus industriel nécessitant une surveillance, une analyse et un contrôle précis est susceptible d'utiliser le SCADA d'une manière ou d'une autre.

Par l'intermédiaire de contrôleurs à distance tels que les PLC (Programmable Logic Controllers) et les RTU (Remote Terminal Units), le système SCADA recueille des données en temps réel et communique avec les équipements industriels, tels que les vannes, les pompes, les capteurs et les interfaces utilisateur.

L'un des principaux avantages d'un système SCADA est qu'il permet aux fabricants de gérer les opérations à distance, ce qui signifie que les opérateurs n'ont pas besoin de se trouver à proximité de la machine pour effectuer des contrôles et des ajustements réels.

Que fait un système SCADA ?

Bien qu'il soit difficile de déterminer toutes les fonctions d'un système SCADA, nous pouvons diviser le système en 5 grandes fonctions.

• Acquisition des données** : Les systèmes SCADA collectent des données à partir de capteurs sur le terrain afin de fournir des informations précises sur l'état d'un processus industriel ou d'une machine.

• Contrôle à distance** : En utilisant ces données collectées, les systèmes SCADA emploient des actionneurs sur le terrain pour contrôler et affecter les fonctions du processus ou de la machine.

• Données en temps réel et historiques** : Les systèmes SCADA permettent aux organisations d'examiner les données en temps réel tout en suivant les performances historiques, ce qui leur permet de répondre aux besoins immédiats tout en analysant les performances passées.

• Présentation des données et du contrôle** : Les données collectées aux différents niveaux du système SCADA sont compilées et affichées visuellement. Les opérateurs peuvent alors effectuer des changements directement dans l'interface.

• Flux de données bidirectionnel** : Les données circulent de haut en bas de l'architecture SCADA, recueillant des données et communiquant des mesures de contrôle. Les composants de terrain, tels que les capteurs, transmettent les données à l'ordinateur central, tandis que l'ordinateur central transmet les directives de contrôle aux composants de terrain, tels que les actionneurs.

Comment fonctionne un système SCADA ?

Pour qu'un système SCADA remplisse sa fonction, plusieurs composants doivent fonctionner ensemble. Rappelons que les trois fonctions principales d'un système SCADA sont la collecte d'informations, l'analyse de données et la mise en œuvre de mesures de contrôle. Chacun de ces composants facilite l'accomplissement de ces fonctions.

• Capteurs** : Ces dispositifs fonctionnent comme une jauge ou un compteur, détectant les entrées des processus industriels et fournissant au système SCADA des informations précieuses en temps réel.

• RTUs (Remote Telemetry Units) : Il s'agit de contrôleurs de terrain qui interagissent avec les capteurs pour collecter des informations précieuses.

• Actionneurs** : Alors que les capteurs détectent et transmettent l'état du processus, les actionneurs sont des dispositifs qui permettent aux personnes et aux systèmes de contrôler la machine ou le processus industriel. Il s'agit notamment des interrupteurs, des vannes de contrôle, des moteurs électriques, des cadrans, etc.

• **ACL (Automates programmables) ** : Il s'agit de contrôleurs de terrain qui interagissent avec les actionneurs sur le terrain pour ajuster les opérations de la machine ou du processus.

• Ordinateurs de supervisionSCADA** : Ces ordinateurs recueillent les données des RTU et communiquent avec les PLC dans l'infrastructure.

• Interface homme-machine (IHM)** : Ce logiciel est la fenêtre de l'ensemble de l'installation SCADA. Il prend les informations recueillies et les présente à l'utilisateur dans une interface facile à visualiser. Il permet également de modifier et de contrôler divers facteurs au sein du processus.

Architecture SCADA : Comment tout s'articule

Pour que tous les composants d'un système SCADA fonctionnent correctement, il faut une architecture très spécifique, composée des niveaux 0 à 4.

• Niveau 0 - Niveau de terrain** : C'est ici que se trouvent les dispositifs de terrain tels que les capteurs et les actionneurs. Ils transmettent des données et exécutent des actions de contrôle.
• Niveau 1 - Contrôle direct** : Ce niveau est destiné aux automates et aux RTU qui interagissent avec les capteurs et les actionneurs du niveau 0.
• Niveau 2 - Plan de supervision** : Ce niveau contient tous les ordinateurs de supervision qui interagissent avec les RTU et les PLC.
• Niveau 3 - Contrôle de la production** : Avec plusieurs ordinateurs de supervision au niveau 2, ce niveau regroupe toutes les données du niveau 2 pour produire des rapports continus et exécuter diverses fonctions de contrôle.
• Niveau 4 - Planification de la production** : Ce niveau concerne les systèmes et les interfaces que les opérateurs utilisent pour gérer les processus et les machines de production.

Les 5 principaux avantages des systèmes SCADA dans la fabrication

• Collecte de données en temps réel** : Grâce à des capteurs placés stratégiquement tout au long des processus de fabrication clés, le SCADA fournit aux organisations des informations exploitables. Ce niveau d'acquisition de données permet aux entreprises d'améliorer la qualité des produits, d'augmenter la productivité, de réduire les temps d'arrêt, etc.

• Surveillance et contrôle à distance** : Grâce à l'acquisition de données en temps réel, les opérateurs peuvent recevoir des informations et effectuer des changements significatifs à distance. Cette capacité à distance est bien meilleure que les environnements antérieurs où un opérateur devait se trouver à côté de la machine pour voir ou faire quoi que ce soit.

• Réduire les coûts** : Les systèmes SCADA aident les fabricants à réduire les coûts en diminuant la consommation d'énergie et en mettant en évidence les inefficacités. En permettant aux organisations de surveiller et de contrôler des sites distants, les entreprises peuvent rapidement anticiper les gaspillages, trouver les inefficacités et atténuer les problèmes.

• Évolutivité et personnalisation** : Il n'existe pas deux implémentations SCADA identiques. C'est parce qu'il n'y a pas deux entreprises identiques. Malgré la complexité relative des différents composants, les systèmes et le matériel SCADA peuvent être un atout puissant pour toute organisation manufacturière.

Comment améliorer encore l'efficacité des systèmes SCADA

L'un des principaux inconvénients des solutions SCADA est qu'elles peuvent être compliquées à mettre en place et à utiliser. Bien que tout le personnel ne connaisse pas les tenants et les aboutissants des procédures SCADA, il existe un outil qui peut les guider à travers les processus corrects à tout moment.

Les logiciels d'instructions de travail guident les travailleurs à l'aide de guides visuels et intuitifs étape par étape. Les organisations peuvent créer des meilleures pratiques qui traitent des procédures clés reproductibles ou elles peuvent créer des processus dynamiques qui donnent des instructions au travailleur en fonction des besoins actuels de la situation.

En fournissant des instructions et des procédures SCADA claires, le personnel est mieux à même d'aider et d'améliorer l'efficacité globale du système SCADA.