W materiałach marketingowych oferujących rozwiązania dla nowoczesnych obiektów często pojawiają się pojęcia SCADA, BMS i PSIM. Wszystkie odnoszą się do nadzoru, wizualizacji, alarmów, integracji oraz pracy operatora, jednak przeznaczone są do innych zadań.
Na pierwszy rzut oka każdy z nich może wyglądać podobnie. Każdy prezentuje dane, komunikaty, alarmy, mapy, schematy oraz stany urządzeń. O ich przeznaczeniu decyduje jednak rodzaj obsługiwanych procesów, sposób komunikacji z urządzeniami i rola operatora.
Czym jest system SCADA i do czego służy?
SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) służy do nadzorowania procesu technologicznego, który jest wcześniej zaplanowany. Ma on określony przebieg, sekwencję zdarzeń, parametry pracy, dopuszczalne odchylenia i sposoby reakcji. Procesy technologiczne wymagają kontroli w czasie rzeczywistym, w którym szybkość transmisji ma ogromne znaczenie.
SCADA odpowiada przede wszystkim na pytanie, czy proces przebiega zgodnie z przyjętymi parametrami.
Rozwiązania tej klasy stosuje się między innymi w:
- przemyśle,
- energetyce i ciepłownictwie,
- wodociągach,
- instalacjach technologicznych,
- automatyce infrastruktury.
SCADA komunikuje się głównie ze sterownikami PLC, urządzeniami pomiarowymi oraz elementami wykonawczymi, takimi jak pompy, zawory i napędy.
Operator obserwuje temperaturę, ciśnienie, przepływ, poziom medium, stany urządzeń, trendy oraz alarmy technologiczne. W zależności od uprawnień może również zmieniać nastawy, uruchamiać ręczne sterowania i przywracać proces do wymaganych parametrów.
Typowy cykl pracy systemu obejmuje pomiar, wizualizację, ocenę stanu procesu, wykonanie sterowania oraz kontrolę jego skutków.
Ilustracja 1. Przykładowa wizualizacja SCADA na bazie platformy GEMOS. Operator nadzoruje parametry procesu technologicznego, stany urządzeń i odchylenia od przyjętych wartości.
Czym jest system BMS i jakie instalacje nadzoruje?
BMS (ang. Building Management System) jest szczególnym przypadkiem systemu SCADA, przeznaczonym do integracji instalacji ciepłowniczych, ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (w skrócie HVAC), zużycia mediów, oświetlenia oraz zasilania w budynku.
Czym jest system PSIM i jak wspiera obsługę zdarzeń bezpieczeństwa?
System PSIM wykorzystywany jest w obszarze ochrony obiektu. Jego zadaniem jest komunikowanie się z zainstalowanymi w danym obiekcie systemami bezpieczeństwa.
W jednym obiekcie mogą wystąpić między innymi:
- alarm pożarowy,
- próba wejścia do strefy zastrzeżonej,
- sygnał z ochrony perymetrycznej,
- zgłoszenie z interkomu powiązane z obrazem z kamery,
- zdarzenie wykryte przez analitykę wideo,
- kilka powiązanych alarmów z różnych systemów.
Gdy jednocześnie pojawia się wiele komunikatów, znaczenia nabiera uporządkowanie i priorytetyzacja zdarzeń w systemie PSIM.
Przykładem takiego połączenia jest wizualizacja SSWiN w systemie PSIM, która pozwala przedstawić alarm w kontekście strefy, lokalizacji i obrazu z odpowiedniej kamery.
PSIM pomaga operatorowi ustalić miejsce i charakter zdarzenia, sprawdzić informacje z innych źródeł oraz wybrać właściwy sposób reakcji. System może automatycznie wskazać odpowiednią kamerę, powiązane drzwi lub strefy na aktualnych planach obiektu, a także wyświetlić procedurę postępowania.
Istotną funkcją jest także rejestrowanie działań wykonanych przez operatora. Ułatwia to ocenę przebiegu zdarzenia, tworzenie raportów oraz późniejszą analizę reakcji personelu.
Największa wartość PSIM wynika z integracji systemów bezpieczeństwa i przedstawienia danych z wielu źródeł jako jednego obrazu sytuacji.
Ilustracja 2. Przykładowa wizualizacja PSIM zrealizowana na platformie GEMOS. Operator widzi lokalizację zdarzenia, powiązane systemy, obraz z kamer i procedurę reakcji.
Jak PSIM, SCADA i BMS różnią się w praktyce?
Choć wszystkie trzy systemy korzystają z wizualizacji i alarmów, ich odmienność najlepiej widać w dwóch obszarach: w sposobie komunikacji z urządzeniami oraz w roli operatora.
Jak SCADA, BMS i PSIM komunikują się z urządzeniami?
SCADA komunikuje się przede wszystkim z zaprogramowanymi sterownikami automatyki przemysłowej, w tym w szczególności ze specjalizowanymi komputerami IPC (ang. Industrial PC). W komunikacji z tego typu automatyką wykorzystywane są opisane i powszechnie stosowane protokoły przemysłowe, zapewniające zbieranie danych i reagowanie w czasie rzeczywistym. Odczytywane wartości pomiarowe, zmienne procesowe, stany urządzeń i alarmy technologiczne prezentowane są na monitorach komputerów, a w dużych obiektach na ścianach wideo (Video Wall). Operator może z poziomu SCADA zmienić nastawy lub stany urządzeń sterujących.
BMS komunikuje się, podobnie jak SCADA, z automatyką budynkową. Stosowane są w niej najczęściej sterowniki PLC. Komunikacja opiera się na standardowych, otwartych protokołach, takich jak Modbus TCP, Modbus RTU, BACnet czy LON.
PSIM komunikuje się z centralami systemów odpowiadających za bezpieczeństwo obiektu. Kryterium czasowe jest tu również ważne, ale dopuszczalne opóźnienia są o rząd czy dwa większe niż w przypadku procesu technologicznego. Każde z urządzeń zwykle pochodzi od innego producenta i komunikuje się w inny sposób — zarówno pod względem elektrycznym, jak i protokolarnym. Wiedza na temat wymiany danych w systemach security jest tajemnicą producenta danego urządzenia, który dopuszcza do niej producentów PSIM na podstawie odpowiednich umów.
Czym różni się praca operatora SCADA, BMS i PSIM?
Operator SCADA powinien znać nadzorowany proces technologiczny. Musi rozumieć znaczenie parametrów, zależności między urządzeniami oraz skutki wykonywanych sterowań. W instalacjach pracujących bez przerwy, na przykład w energetyce, przemyśle lub przy obsłudze rurociągów, stanowisko SCADA może być nadzorowane całodobowo.
Operator BMS to zwykle kilka osób, w zależności od pełnionej roli. W typowym zastosowaniu BMS w budynku obsługa sprowadza się do cyklicznych przeglądów technicznych, podczas których sprawdzane są parametry warunków panujących w budynku, do cyklicznych raportów dotyczących zużycia energii oraz do reakcji na zdalne powiadomienia o wystąpieniu awarii. Jeśli wymagana jest obsługa całodobowa, sprowadza się ona do zdalnego powiadamiania obsługi technicznej w przypadku awarii. Coraz częściej stosuje się wymianę danych pomiędzy systemami BMS i PSIM — wtedy reakcję na alarmy podejmuje pracownik ochrony, który w zależności od rodzaju awarii informuje odpowiedni serwis techniczny.
Operator PSIM pracuje w obiektach objętych całodobową ochroną. Do jego zadań należy zabezpieczenie obiektu przed wtargnięciem osób niepowołanych czy zakłócających porządek. Jego obowiązkiem jest też zapobieganie włamaniom, awariom, pożarom czy dewastacji, czyli podejmowanie działań zapobiegających przestępstwom i wykroczeniom przeciwko mieniu. Operator koncentruje się na ocenie sytuacji, potwierdzeniu alarmu i wykonaniu działań zgodnych z procedurą. W razie nagłego zdarzenia wzywa policję, straż pożarną lub pogotowie ratunkowe. Pracę operatora może usprawnić integracja komunikacji głosowej i interkomów z systemem PSIM, pozwalająca nawiązać odpowiednie połączenie bez przełączania się między niezależnymi narzędziami. W szczególnych sytuacjach operator sam udziela pierwszej pomocy przedmedycznej.
PSIM, SCADA i BMS – porównanie funkcji, danych i zastosowań
| Kryterium | SCADA | BMS | PSIM |
|---|---|---|---|
| Główne zadanie | Nadzór i sterowanie procesem technologicznym | Nadzór nad instalacjami i warunkami w budynku | Obsługa zdarzeń bezpieczeństwa i wsparcie operatora |
| Kluczowe pytanie | Czy proces przebiega zgodnie z parametrami? | Czy instalacje zapewniają właściwe warunki i racjonalne zużycie mediów? | Co się wydarzyło i jak należy zareagować? |
| Źródła danych | PLC, IPC, czujniki i urządzenia wykonawcze | HVAC, liczniki mediów, windy i automatyka budynkowa | SSP, KD, CCTV, SSWiN, DSO, interkomy i ochrona perymetryczna |
| Rodzaj danych | Pomiary, trendy, stany urządzeń i alarmy technologiczne | Pomiary, trendy, zużycie mediów i stany instalacji | Alarmy, lokalizacje, obraz, stany przejść i procedury |
| Działania operatora | Zmiana nastaw i sterowanie procesem | Kontrola parametrów, nastawy i obsługa awarii | Weryfikacja alarmów, podgląd kamer i realizacja procedur |
| Komunikacja | Protokoły automatyki przemysłowej | Protokoły automatyki budynkowej | Interfejsy i protokoły producentów systemów bezpieczeństwa |
| Kompetencje | Znajomość procesu technologicznego | Wiedza o eksploatacji instalacji budynkowych | Ocena sytuacji i działanie w warunkach zagrożenia |
PSIM, SCADA i BMS nie muszą konkurować – mogą się uzupełniać
Biorąc pod uwagę zasadnicze różnice, nie ma sensu zastępować jednego systemu drugim. Szczególnie systemy BMS i PSIM są w stosunku do siebie komplementarne i często występują jednocześnie.
BMS nadzoruje instalacje budynkowe, natomiast PSIM może wykorzystywać wybrane dane istotne dla bezpieczeństwa.
Praktycznym przykładem takiego współdziałania jest integracja systemów bezpieczeństwa w wieżowcu, obejmująca między innymi alarmy, lokalizację zdarzeń oraz informacje o stanie i położeniu wind.
Do PSIM mogą być przekazywane informacje o:
- stanie zasilania,
- pracy wentylacji,
- awariach urządzeń,
- stanie pomp lub agregatów prądotwórczych,
- parametrach środowiskowych.
Takie połączenie znajduje zastosowanie między innymi przy monitorowaniu infrastruktury technicznej serwerowni, gdzie awaria zasilania, klimatyzacji lub urządzeń sieciowych może bezpośrednio wpływać na bezpieczeństwo i ciągłość działania obiektu.
Dane techniczne uzupełniają wtedy informacje pochodzące z systemów bezpieczeństwa. Operator może na ich podstawie dokładniej ocenić sytuację i podjąć właściwe działania.
Możliwy jest również przepływ informacji w przeciwnym kierunku. BMS może otrzymywać z PSIM dane o stanach urządzeń i elementów ochrony przeciwpożarowej.
Przykładem jest informacja o zamknięciu przeciwpożarowych klap odcinających w instalacji wentylacji bytowej. Po przekazaniu jej do BMS, na przykład przez protokół Modbus, automatyka budynkowa może zrealizować awaryjne wyłączenie odpowiednich jednostek wentylacyjnych.
Zakres takiej współpracy powinien wynikać z projektu, analizy ryzyka oraz scenariuszy działania instalacji, a w przypadku ochrony przeciwpożarowej przede wszystkim z przyjętego scenariusza pożarowego.
Który system wybrać: PSIM, SCADA czy BMS?
SCADA, BMS i PSIM korzystają z wizualizacji, alarmów oraz integracji, ale wspierają inne obszary działania obiektu.
- SCADA służy do nadzoru i sterowania procesem technologicznym.
- BMS realizuje podobne funkcje w odniesieniu do instalacji budynkowych.
- PSIM zbiera dane z systemów bezpieczeństwa i wspiera operatora podczas obsługi zdarzeń.
Systemy te mogą wymieniać informacje i wzajemnie uzupełniać swoje funkcje. O wyborze rozwiązania powinien decydować rodzaj problemu, kompetencje operatorów, wymagane procedury oraz zakres planowanej integracji.
Jeżeli zastanawiasz się, który system najlepiej odpowie na potrzeby Twojego obiektu, skontaktuj się z zespołem ela-compil. Pomożemy dobrać rozwiązanie i zaplanować zakres integracji.
FAQ
- Czy PSIM to to samo co SCADA?Nie. SCADA nadzoruje proces technologiczny i pozwala wpływać na jego parametry. PSIM wspiera ocenę oraz obsługę zdarzeń bezpieczeństwa, wykorzystując dane z wielu powiązanych systemów.
- Gdzie stosuje się poszczególne systemy?SCADA jest wykorzystywana w przemyśle, energetyce, wodociągach i instalacjach technologicznych. BMS nadzoruje instalacje techniczne budynków. PSIM znajduje zastosowanie w obiektach wyposażonych w wiele systemów bezpieczeństwa, takich jak kontrola dostępu, CCTV, sygnalizacja pożarowa, SSWiN, DSO i ochrona perymetryczna.
- Czy SCADA, BMS i PSIM mogą działać razem?Tak. SCADA lub BMS mogą przekazywać do PSIM informacje techniczne istotne dla bezpieczeństwa. Dane z PSIM mogą również uruchamiać działania w systemie BMS, o ile przewiduje to projekt integracji i przyjęte scenariusze działania.
