Was ist ein SCADA-System?

Supervisory Control and Data Acquisition: Definition, Funktionen & Vorteile.

Die vierte industrielle Revolution, auch bekannt als Industrie 4.0, ermöglicht die Vernetzung physischer und virtueller Objekte. Industrieunternehmen können so beispielsweise smarte Produktionsumgebungen schaffen, die es ihnen ermöglichen, Prozesse in Echtzeit zu überwachen, bei Bedarf schnell einzugreifen und Abläufe langfristig zu optimieren.

Neben ERP-Software und MES spielen auch SCADA-Systeme eine wichtige Rolle, um die digitale Transformation in Industrieunternehmen umzusetzen und Prozesse ganzheitlich zu optimieren. Im Folgenden befassen wir uns damit, worum es sich handelt und gehen auf die Funktionen und Vorteile ein. Weiterführende Informationen über Software für das produzierende Gewerbe finden Sie zudem auch auf der Themenseite "ERP-Software für die Produktion".

Inhaltsverzeichnis

• Definition: Was ist ein SCADA-System?
• Funktion: Was macht ein SCADA-System?
• Bestandteile eines SCADA-Systems
• SCADA in der Automatisierungspyramide
• Branchen, die SCADA-Systeme nutzen (können)
• Die wichtigsten Vorteile

Definition: Was ist ein SCADA-System?

SCADA steht für Supervisory Control and Data Acquisition (dt. Überwachung, Steuerung, Datenerfassung). Durch eine Kombination aus Hard- und Software ermöglichen SCADA-Systeme Unternehmen Echtzeit-Einblicke in ihre operativen Prozesse (1,2).

Diese Systeme kommen in der Industrie zum Einsatz und schaffen vernetzte Umgebungen. Das kann einerseits vor Ort in den eigenen vier Wänden passieren. Andererseits lassen sich über SCADA-Software jedoch auch Umgebungen fernüberwachen, die nicht vor Ort sind (2).

Funktion: Was macht ein SCADA-System?

SCADA-Software wertet Daten aus der Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE und MDE) aus. Es kann Betriebsdaten visualisieren und analysieren und so erkennen, wenn eine bestimmte Grenze bzw. ein vordefinierter Schwellenwert überschritten wird. In diesem Fall informiert das System die Belegschaft (durch einen Alarm).

So werden Unternehmen befähigt, unmittelbar einzuschreiten und entsprechende Wartungsmaßnahmen o.Ä. zu ergreifen. Gleichzeitig sind sie auch dazu in der Lage, entsprechende Daten zu speichern, damit sie an späterer Stelle in das Reporting einfließen können (2).

Ist SCADA ein Prozessleitsystem?

SCADA-Systeme können als Prozessleitsysteme eingestuft werden. Sie dienen der Überwachung und Kontrolle der gesamten Installationen und sind dabei zumeist dezentral ausgelegt.

Komponenten eines SCADA-Systems

Die Benutzerschnittstellen, die in diesem Bereich zum Einsatz kommen, werden auch als HMI (Human Machine Interface, dt. Mensch-Maschinen-Schnittstelle) bezeichnet. Die computergestützte Benutzerschnittstellen sind konfigurierbar und stellen die Kommunikation bzw. den Austausch von Informationen zwischen der vorgelagerten Ebene/SPS und dem Menschen sicher.

Sie machen das System für den Menschen verständlich und nutzbar. SCADA-Branchenlösungen umfassen dabei oft auch zahlreiche, intuitive Symbole für die einzelnen Bestandteile der Anlage/ Installation um eine möglichst hohe Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten.

Weitere Bestandteile

Neben der HMI und SPS umfassen SCADA-Systeme dementsprechend also auch eine Kommunikationsinfrastruktur. Darüber hinaus besteht die Infrastruktur auch aus Remote Terminal Units (RTU). Hierbei handelt es sich um ein elektronisches Gerät, welches die physischen Objekte mit dem System verknüpft.

Da dies durch die Übertragung von Telemetrie-Daten erfolgt, werden die RTUs auch als Remote Telemetry Units bezeichnet. Schließlich bildet ein Überwachungscomputer, an welchen die Daten übermittelt werden, das Herzstück des Ganzen.

SCADA in der Automatisierungspyramide

Im Bereich von Automationen wird häufig eine Differenzierung zwischen unterschiedlichen Ebenen vorgenommen. Dabei lassen sich konkrete Softwarelösungen für unterschiedliche Einsatzbereiche jeweils einer anderen Ebene zuordnen. Am breiten, unteren Ende der Pyramide ist die Prozessebene (auch Feldebene) zu verorten. Hier kommen beispielsweise Sensoren zum Einsatz. D

Übrigens: Manche Modelle verorten die Prozess- vor der Feldebene. Bei der Prozessebene handelt es sich um die tatsächlichen Abläufe in Produktion und Fertigung. In der Feldebene geht es dann um die Ein- und Ausgangssignale.

Aufbauend auf diese Ebene(n) folgt die Steuerungsebene, wo u.a. die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) eine wichtige Rolle spielt.

Anschließend folgt die Prozessleitebene. Hier ist auch SCADA-Software als Prozessleitsystem zu verorten. Schließlich folgen die Betriebsleitebene mit den Manufacturing Execution Systemen (MES), und letztlich an der Spitze der Pyramide die Unternehmensebene mit dem Enterprise Resource Planning (ERP).

Abbildung 1: Vereinfachtes Schaubild der Automatisierungspyramide.

Wie passen ERP, MES und SCADA zusammen?

Durch die Anbindung aller Systeme wird ein nahtloser Datenaustausch zwischen SCADA, MES und schließlich dem ERP sichergestellt. So liegen alle wichtigen Informationen schließlich auch in der Unternehmensebene vor und können dort dazu beitragen, dass bestehende Prozesse optimiert und Ressourcen so effizient wie möglich eingesetzt werden.

Die ERP-Software dient dabei der Verwaltung von Geschäftsprozessen, im MES werden wichtige Informationen zu jedem Produkt in jeder Phase des Produktionsprozesse gesammelt und nachverfolgt, und im SCADA-System wird letztlich die Produktion bzw. die Produktionsumgebung/ -Infrastruktur als solche in Echtzeit überwacht (3).

Siehe auch: Mit ERP und MES zum Erfolg in der Produktion.

In welchen Branchen kommen SCADA-Systeme zum Einsatz?

SCADA-Software eignet sich für den Einsatz in zahlreichen Branchen. Sowohl in Unternehmen der diskreten Fertigung als auch der Prozessproduktion können entsprechende Systeme von Vorteil sein. In der Lebensmittelindustrie eignen sie sich dabei ebenso wie auch in der Automobilindustrie. Darüber hinaus können beispielsweise auch Versorgungsunternehmen von der Nutzung einer SCADA-Software profitieren (4).

Die wichtigsten Vorteile

Die Nutzung einer SCADA-Software geht für Unternehmen mit zahlreichen Vorteilen einher. Die benutzerfreundlichen Systeme sorgen für einen höheren Automatisierungsgrad bei der Überwachung und Kontrolle von Prozessen, erhöhen die Transparenz und ermöglichen so auch die Optimierung von Abläufen. Wir fassen einige der wichtigen Vorteile kurz zusammen:

• Transparenz: Mithilfe von SCADA-Software behalten Unternehmen ihre operativen Prozesse stets im Blick: Sowohl vor Ort als auch per Fernüberwachung.
• Sofort informiert: Im Falle eines Zwischenfalls werden Mitarbeiter umgehend informiert und können handeln.
• Digitalisierung & Automatisierung: SCADA lässt Industrie 4.0 von einem Modewort zur Realität werden. Durch eine integrierte und automatisierte Erfassung, Auswertung und Speicherung wichtiger Daten lassen sich Abläufe langfristig optimieren.
• Kosteneinsparungen: Durch den hohen Grad der Automatisierung sowie die nachhaltige Optimierung bestehender Prozesse lassen sich wertvolle Ressourcen und Kosten einsparen.

Zusammenfassung

SCADA-Systeme ermöglichen es Industrieunternehmen, einen Echtzeit-Überblick über ihre Prozesse zu wahren. So sind sie im Notfall schnell handlungsfähig und Ausfallzeiten reduziert. Darüber hinaus können diese Systeme wichtige Informationen vorhalten, welche dann durch gezielte Auswertung dazu beitragen, dass sich Prozesse nachhaltig optimieren lassen.

SCADA-Software ist dabei nur ein Bestandteil der Automatisierungspyramide. Um vollumfänglich von den Potenzialen von Industrie 4.0 profitieren zu können, bedarf es einer ganzheitlich vernetzten IT-Infrastruktur, bei der physische und digitale Objekte umfassend miteinander kommunizieren und wichtige Informationen austauschen können.

Quellen

1. "Was ist SCADA?", aveva.com, abgerufen: 08.02.2024.
2. "Was ist ein SCADA-System und wie funktioniert es?", onlogic.com, abgerufen: 08.02.2024.
3. "ERP systems and their relationship with SCADA and MES systems.", geprom.com, abgerufen: 08.02.2024.
4. "Was ist SCADA?", copadata.com, abgerufen: 08.02.2024.