SCADA Sisteminde ĠletiĢim

ĠletiĢim, farklı bölgelerdeki ünitelerin veri alıĢ veriĢi yapması ya da haberleĢmesi iĢlemidir. SCADA sistemlerinde iletiĢimin sağlıklı ve hızlı olması çok büyük önem arz etmektedir. Hem yazılım hem de donanımın baĢarılı bir performans göstermesinin temelinde iletiĢimin sağlıklı ve hızlı olması yatmaktadır.

3.3.1. ĠletiĢim ağı

SCADA sistemlerinde iletiĢimin hızını etkileyen en önemli unsur iletiĢim ağıdır. Çünkü ana terminal ünitesi ile uzak terminal üniteleri arasındaki veri alıĢ veriĢi ya da kullanıcıların isteklerinin gönderilmesi iletiĢim ağı üzerinden olmaktadır. Tüm verilerin transferinin ve sistem güncellemelerinin iletiĢim ağının üzerinden yapılıyor olması iletiĢim ağının ne denli önemli olduğunu göstermektedir.

ĠletiĢim ağını oluĢturan bağlantı türleri fiziksel bağlantının Ģekline veya etki bölgesinin boyutuna göre yerel (LAN:LocalArea Network) ve geniĢ alan ağları (WAN :WideArea Network) olarak sınıflandırılırlar.

3.3.2. ĠletiĢim protokolleri

SCADA sistemini oluĢturan üniteler arasındaki veri alıĢ veriĢi ya da kullanıcı isteklerinin iletimi için kullanılan LAN veya WAN türü ağlarda verilerin ne Ģekilde iĢleneceği, hangi protokolü kullanacağı da önem arz etmektedir. Yerel ağlarda Ethernet kabloları ile oluĢturulan arabirimlerin yanında RS-232 ve RS-485 arabirimleri de kullanılmaktadır.

RS-232 aynı ağda bulunan birbirine yakın mesafedeki üniteler arasında çok da hızlı olmayan bir iletiĢim sağlarken, ucuz ve kolay elde edilebilir bir arabirim olması nedeniyle tercih edilmektedir.

RS-485 arabirimi RS-232’ye göre çok daha hızlı veri akıĢını desteklerken aynı zamanda daha uzun mesafelerde de kullanılabilir. RS-485 arabirimi de çok pahalı olmamakla birlikte kullanıldığı sisteme ve cihaza uygun özel adaptörler gerektirebilir.

Yerel ağda Ethernet arabiriminin kullanılmasının baĢlıca sebebi ise hem ucuz olması hem de çok daha fazla bileĢenin kolaylıkla birbirine bağlanmasıdır. Ancak burada en büyük

sorun farklı PLC üretici firmaların farklı protokolleri desteklemesi ve standartlaĢtırmak istemesidir. Örneğin Siemens PROFIBUS protokolünü kullanırken, Allen-Bradley ControlNet’i kendi PLC’leri için geliĢtirmiĢtir [27].

Yine üreticileri farklı olan ve SCADA sistemlerinde kullanılan ağ iletiĢim protokollerinden bazıları DeviceNet, CAN Bus, ProfiBus, ControlNet, Foundation Fieldbustır [27].

PROFIBUS

SIEMENS firması tarafından geliĢtirilen PROFIBUS, geniĢ kapsamlı üretim ve süreç otomasyonu için tasarlanan üreticiden bağımsız veri yolu standardıdır. PROFIBUS, farklı üreticilerin cihazları arasında haberleĢme sağlayan ve herhangi özel bir arabirime ihtiyacı olmayan bir veri yolu olmakla birlikte, yüksek hızlı kritik uygulamalar veya komplex haberleĢme iĢlemleri gibi kullanım alanlarında yaygın olarak uygulanan bir veri yolu sistemidir [27].

3.3.3. Algılayıcılar

SCADA sistemlerinde kontrol edilen sisteme ait hız, zaman, basınç, sıcaklık gibi verileri, akım, gerilim, frekans gibi elektriksel sinyallere çeviren elemanlardır. Termokupl, RTD elemanı (PT100 vb.), loadcell (yük hücresi) endüstride sıklıkla kullanılan algılayıcılardandır.

Algılayıcılardan gelen elektriksel sinyallerin iĢlenmesiyle ortaya çıkan durumda örneğin; ya bir ısıtıcı devreye alınır-çıkarılır, ya da bir motor çalıĢtırılıp durdurulabilir. Alıcının ne Ģekilde çalıĢacağı ya da ne zaman çalıĢacağı PLC içindeki yazılımla beraber kontrol elemanı olarak karĢımıza çıkan algılayıcıların gönderdiği sinyallere bağlıdır. Bu nedenle SCADA sisteminin en uç noktasında bulunan algılayıcılar, önemli bir görev üstlenmektedirler.

3.3.4. Yazılım

SCADA sisteminin çalıĢabilmesi, doğru zamanda doğru kararlar verip uygun alıcıların çalıĢtırılması ya da durdurulması, algılayıcılardan gelen sinyallerin sağlıklı Ģekilde değerlendirebilmesi tamamen kullanıcı tarafından hazırlanmıĢ olan yazılıma bağlıdır.

Hangi sistemde hangi yazılımın kullanılacağı, yazılımın hangi dillerde yazılacağı sistemi oluĢturan elemanların hangi firmanın ürünü olduğu ile doğrudan iliĢkisi vardır. Her ne kadar ortak kullanılabilen yazılımlar olsa da, profesyonel çözümlerde çoğunlukla ilgili firmanın yazılımları kullanılmaktadır. Bu sayede sistemi oluĢturan ana eleman PLC ve diğer cihazlar arasındaki iletiĢim yazılım tarafından desteklenebilmektedir.

SCADA sistemlerinde en çok kullanılan yazılımlar; Wincc, Citect SCADA, WinTR SCADA, CX One, TIA Portal gibi yazılımlardır.

Kontrol Merkezi geniĢ bir alana yayılmıĢ tesislerin, bilgisayarlar yardımıyla uzaktan kontrol edildiği, izlendiği ve yönetildiği yerdir. Kontrol Merkezi genelde SCADA sistemlerinin ve kontrol edilecek tesislerin merkezinde bulunur.

Kontrol merkezinde; bilgisayarlar, bilgisayar ağı, bilgisayar destekli SCADA uygulaması, insan-makina iletiĢimi için paneller, yazıcılar, sinyal lambaları, siren gibi destek cihazları bulunur [25].

Üzerinde PLC, kontaktör, röle, sigorta, sinyal lambası, siren gibi cihazlar bulunan bu panolar, SCADA sistemini meydana getiren kumanda panoları olarak tasarlanırlar [25].

Çok sayıda kullanıcıya çalıĢma fırsatı sunan bu terminaller vasıtasıyla operatörler hem SCADA sistemini gözleyebilme hem de kontrol edebilme Ģansına sahiptir. Bu terminallerde sadece yetkili olan kullanıcılar gerekli bilgileri değiĢtirme hakkına sahiptir. Bilgilerin düzenlenmesi ya da değiĢtirilmesi Ģifre ile mümkündür. Terminallerde bilgisayarlar bulunabileceği gibi operatör panelleri de bulunabilir [25].

Yüksek çözünürlüklü, renkli ve yüksek tarama frekansına sahip ekran ya da paneller yardımıyla sistemin gerçek zamanlı olarak gözlenmesi mümkün olabilmektedir [25]. Sisteme ait tüm durum değiĢkenlerini ve arızaları raporlamak için yazıcılar kullanılır [25].

Kontrol merkezinde bilgisayarlara ve çevre donanımlarına kesintisiz enerji sunabilecek özelliklerde AC/DC güç kaynağı bulunmalıdır [25].

Enerji kesintileri SCADA sisteminin çalıĢmasını olumsuz Ģekilde etkiler hatta ölümcül sonuçlar doğuracak kazalara sebep olabilir. Bu nedenle mutlaka sistemi enerji kesintilerinde besleyebilecek özelliklere sahip kesintisiz güç kaynakları kullanılmalıdır.