Benvenuto su questo sito dedicato all’automazione industriale, ci troviamo all’interno della sezione riguardante i sistemi di supervisione SCADA e HMI, e oggi parliamo nuovamente dei primi, confrontandoli con le soluzioni di acquisizione e memorizzazione dati DAQ e DAS.
L’acquisizione dati è una delle aree di applicazione dei sistemi di monitoraggio oggi sempre più importanti, anche nell’ottica di ciò che l’industria 4.0 ha contribuito a delineare in termini di requisiti per le installazioni.
Ecco gli argomenti di oggi:
Importanza dell’acquisizione dati nei sistemi di supervisione industriale.
Acquisizione dei dati nei sistemi DAS / DAQ e SCADA.
Specificità dei sistemi di acquisizione dati DAS e DAQ.
Hardware dei sistemi SCADA e DAS / DAQ.
SCADA e DAS / DAQ: conclusioni.
Importanza dell’acquisizione dati nei sistemi di supervisione industriale.
Quando parliamo di sistemi d’automazione, quasi sempre ci riferiamo ad architetture che comprendono controllori logici programmabili come i PLC e i DCS, apparecchiature da campo, e sistemi di monitoraggio industriale. Queste sono le tre componenti fondamentali di qualsiasi sistema d’automazione.
Mentre la parte di controllo del processo è affidata ai plc, i sistemi di monitoraggio permettono di interfacciarsi con l’impianto, e di controllare e comandare sia le utenze che i processi; i sistemi di supervisione sono quindi ormai indispensabili in praticamente tutte le installazioni di questo tipo.
Nella prossima immagine vediamo la classica architettura di un sistema d’automazione con plc e postazioni di monitoraggio.
Acquisizione dei dati nei sistemi DAS / DAQ e SCADA.
Per svolgere le funzioni di comando e monitoraggio, i sistemi di acquisizione dati e di supervisione devono interfacciarsi con il campo, attraverso drivers di comunicazione e reti di dati. Quasi sempre i dati vengono letti e scritti nei PLC, i quali svolgono quindi la funzione di acquisizione e conversione dei dati provenienti dalle apparecchiature.
Nella prossima figura vediamo come funziona un semplice sistema scada. Troviamo al suo interno un database di variabili che viene popolato leggendo i dati dal campo attraverso i drivers di comunicazione interfacciati col PLC; poi queste variabili vengono utilizzate per animare le pagine grafiche e impartire i comandi al sistema.
Specificità dei sistemi di acquisizione dati DAS e DAQ.
Per quanto riguarda i sistemi DAS / DAQ, parliamo di soluzioni maggiormente rivolte alla conversione dei segnali provenienti dal campo in valori digitali acquisibili dal software; lo vediamo nella figura che segue.
Come si vede nell’immagine sopra, i sensori producono segnali in corrente o tensione, e questi segnali vengono convertiti e “condizionati”, in pratica acquisiti attraverso convertitori di segnale analogico / digitale.
I valori numerici rappresentanti i segnali convertiti vengono acquisiti dai moduli software che provvedono a memorizzarli, storicizzarli, visualizzarli ed elaborarli.
Naturalmente i moderni DAS hanno anche porte di comunicazione per leggere dati da apparecchiature scambiati non con segnali elettrici ma con messaggi sulla rete, un po’ come avviene con gli SCADA che si interfacciano con i PLC attraverso le reti stesse.
Hardware dei sistemi SCADA e DAS / DAQ.
I sistemi SCADA solitamente funzionano su personal computers e oltre ad acquisire dati dal campo, soprattutto permettono di comandare lo stesso attraverso il PLC; questi sistemi perciò comprendono anche pagine grafiche animate.
In maniera diversa, i sistemi DAS solitamente si limitano ad acquisire e memorizzare dati, per essere poi visualizzati ed elaborati o nello stesso sistema attraverso grafici e reports, oppure su altri sistemi più ad alto livello.
Nella prossima immagine vediamo un’applicazione scada con sinottico di monitoraggio e comando, oltre che una pagina di grafici e reports dei dati. Naturalmente gli scada moderni oggi possono funzionare anche su apparecchi mobili come tablet e smartphones.
A differenza dei sistemi SCADA che funzionano su computers, i DAS possono anche essere hardware, interfacciabili in rete, con o senza display di visualizzazione dei dati.
Nella prossima figura troviamo alcuni di questi sistemi DAQ fisici e una soluzione software, questi sistemi possono anche essere dei piccoli strumenti come data loggers, oggi molto diffusi in applicazioni dove non sono necessarie speciali funzioni e i dati da registrare non sono molti.
Nella figura che segue troviamo alcune soluzioni DAS fornita dalla National Instruments.
SCADA e DAS / DAQ: conclusioni.
Riassumendo ciò che abbiamo visto in questo articolo, possiamo dire che i sistemi di monitoraggio SCADA sono soluzioni adatte alla visualizzazione e il controllo dell’impianto, che contengono necessariamente una parte di acquisizione dati, e possono anche svolgere attività di registrazione, elaborazione e visualizzazione dei dati stessi.
I sistemi DAS / DAQ, dal loro canto, sono soluzioni più specifiche per la conversione e acquisizione dei dati dal campo; anch’essi possono tuttavia fornire funzioni di visualizzazione ed elaborazione dei dati acquisiti.