Definition SCADA | Supervisory Control and Data Acquisition Was ist SCADA?

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SCADA ist die Kurzform für ein System zur Überwachung und Steuerung automatisierter technischer Prozesse. Es wird zum Beispiel für industrielle Produktionsanlagen eingesetzt. Die aus Hard- und Software bestehenden Systeme erfassen, analysieren und visualisieren Daten in Echtzeit und liefern Stellgrößen für die Prozesssteuerung. In der Automatisierungspyramide ist SCADA auf der Prozessleitebene angesiedelt. Die SCADA-Architektur selbst lässt sich in eine Client- und Feldebene einteilen.

SCADA ist das Akronym für Supervisory Control and Data Acquisition. Ins Deutsche übersetzt bedeutet Supervisory Control and Data Acquisition in etwa "Überwachung, Steuerung und Datenerfassung". Bei einem SCADA-System handelt es sich um ein System aus der Kategorie industrieller Steuerungsanlagen (ICS - Industrial Control System), das zur Überwachung und Steuerung automatisierter technischer Prozesse eingesetzt wird. Damit bietet Supervisory Control and Data Acquisition vergleichbare Funktionalität wie ein Distributed Control System (DCS).

Die SCADA-Systeme bestehen aus Hard- und Software. Über Netzwerk- und Busverbindungen erfassen sie die Daten der zu steuernden und zu überwachenden Anlagen in Echtzeit, werten sie aus und visualisieren die Daten. Die Anlagen lassen sich sowohl lokal als auch aus der Ferne kontrollieren. Typische Einsatzbereiche von Supervisory Control and Data Acquisition sind Industrie- und Produktionsanlagen, Logistiksysteme, die Energie- und Wasserversorgung, Smart Citys und vieles mehr. Da SCADA-Systeme oft in sensiblen Bereichen und kritischen Infrastrukturen (KRITIS) zum Einsatz kommen, sind sie einem hohen Bedrohungspotenzial ausgesetzt. Aufgrund der Steuerung sensibler Prozesse sind entsprechende Maßnahmen zum Schutz der Systeme notwendig.

Architektur und grundsätzliche Funktionsweise

In der aus den fünf Ebenen Prozessebene (Level 0), Feld- und Steuerungsebene (Level 1), Prozessleitebene (Level 2), Betriebsleitebene (Level 3) und Unternehmensebene (Level 4) bestehenden Automatisierungspyramide ist Supervisory Control and Data Acquisition auf der Prozessleitebene angesiedelt. SCADA überwacht und kontrolliert die Level-1-Automation. Das System liefert entsprechende Stellgrößen und Sollwerte, indem es die Daten der verschiedenen Komponenten erfasst und auswertet. Es besteht aus verschiedenen Hard- und Softwarekomponenten mit Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human-Machine-Interfaces - HMI), speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Fernbedienungsterminals (RTU). Dabei lässt sich die Architektur des SCADA-Systems in die Client-Ebene und Feldebene unterteilen. Auf der Client-Ebene interagieren Mensch und Maschine. Die Feldebene deckt die Kommunikation zwischen den Feldgeräten und den Datenservern mit ihren Prozess-Controllern ab. Die Datenserver sorgen auch für eine Verbindung der beiden Ebenen. Zur Kommunikation der Komponenten können unterschiedliche Netzwerktechnologien zum Einsatz kommen. Neben TCP/IP-basierter Netzwerktechnik spielen auf der Feldebene vor allem Feldbussysteme und Punkt-zu-Punkt-Verbindungen eine wichtige Rolle. Teilweise verwenden die Systeme proprietäre Protokolle.

Anwendungsmöglichkeiten von Supervisory Control and Data Acquisition

Supervisory Control and Data Acquisition ermöglicht die Überwachung und Steuerung unterschiedlicher technischer Prozesse und kommt in vielen Bereichen und Branchen zum Einsatz. Die Systeme sind flexibel und auch für komplexe Anlagen geeignet. Für die Automatisierung in der Industrie 4.0 sind sie in unverzichtbares Element. Typische Anwendungsbereiche und Einsatzmöglichkeiten von Supervisory Control and Data Acquisition sind:

• Energie- und Wasserversorgung

• Öl- und Gasindustrie

• Transport und Logistik

• Lebensmittel- und Getränkeindustrie

• Automobilindustrie

• Smart City

• intelligente Gebäudesteuerung und Klimatechnik

Vorteile durch den Einsatz von Supervisory Control and Data Acquisition

Der Einsatz von Supervisory Control and Data Acquisition für technische Prozesse bietet zahlreiche Vorteile. Anlagen lassen sich aus der Ferne überwachen und kontrollieren und sind einfach über HMI-Schnittstellen steuerbar. Automatisierungsprojekte können dank SCADA schneller realisiert werden. Die Effizienz der Prozesse, die Produktionsqualität und die Anlagenleistung steigen. Auch die Transparenz der Betriebsabläufe wird verbessert. Alle relevanten Prozessdaten lassen sich in Echtzeit abrufen und auf einer einheitlichen Plattform bündeln und anzeigen. Aus den erfassten Daten können umfassende Analysen und Berichte erstellt werden. Die Echtzeitdatenlage ermöglicht ein frühzeitiges Erkennen von Anomalien und ein proaktives Handeln, noch bevor Fehler oder Probleme sich auf die Prozesse auswirken. Die Anlagenverfügbarkeit wird erhöht und das Risiko für Unterbrechungen von Betriebsabläufen und von Produktionsausfällen sinkt. SCADA-Systeme sind in heterogenen Umgebungen einsetzbar und integrieren eine Vielzahl an verschiedenen Komponenten und Protokollen.

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