Il testo tratta l’interfaccia uomo-macchina, i protocolli utilizzati, l’analisi dei dati, l’esercizio e la manutenzione affrosui sistemi scada. Edito dalla Apogeo scaricabile all’ indirizzo
Autori:
Stefano Bimbo, Enrico Colaiacovo
Indice
I Generalit`a 3
1 Cos’`e un sistema SCADA 5
1.1 Gestione di un depuratore di liquami e acque reflue . . . . . . 6
1.2 Gestione del traffico ferroviario . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3 Telerilevamento ambientale terrestre . . . . . . . . . . . . . . 14
2 SCADA: definizioni 17
2.1 Acquisizione dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 Supervisione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Controllo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 SCADA vs DCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Il processo controllato 21
3.1 Realtime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Alta affidabilit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3 Alta disponibilit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4 Grado d’interazione uomo-macchina . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5 Sistemi di dimensioni geografiche . . . . . . . . . . . . . . . . 25
II Architettura 27
4 Introduzione 29
5 Apparati di acquisizione dati 31
5.1 Funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2 Informazioni gestite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.2.1 Classificazione in base alla direzione delle informazioni 33
5.2.2 Classificazione in base alla qualit`a delle informazioni . 33
5.2.3 Classificazione in base alle caratteristiche elettriche . . 40
5.3 Tecnologia costruttiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.4 Evoluzione degli apparati di acquisizione dati . . . . . . . . . 44
6 Protocolli e tecnologie di comunicazione 47
6.1 Velocit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.2 Sicurezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.3 Servizi supportati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.4 Affidabilit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.5 Disponibilit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.6 Intelligibilit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7 Sistema di elaborazione 55
7.1 Gestione dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.2 Processi di elaborazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.3 Condivisione dell’informazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
III Sistema di elaborazione 61
8 Elaborazione dati 63
8.1 Trattamento dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
8.1.1 Tipi di dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
8.1.2 Database runtime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
8.1.3 Configurazione dei dati trattati . . . . . . . . . . . . . 67
8.2 Elaborazione comandi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
8.2.1 Un buon motivo per realizzare azioni automatiche . . . 73
8.2.2 Motivi che impongono l’uso di azioni automatiche . . . 75
8.2.3 Caratteristiche delle azioni automatiche . . . . . . . . . 76
8.2.4 Algoritmi e procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
8.3 Calcoli in linea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
8.3.1 Informazioni di tipo aggregato . . . . . . . . . . . . . . 82
8.3.2 Informazioni logiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
8.3.3 Informazioni statistiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
9 Interfaccia uomo-macchina 85
9.1 Caratteristiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
9.2 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
9.2.1 Presentazione dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
9.2.2 Gestione dei comandi operatore . . . . . . . . . . . . . 92
9.3 Evoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
10 Eventi e allarmi 97
10.1 Differenza tra eventi e allarmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
10.2 Trattamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
10.2.1 Categorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
10.2.2 Priorit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
10.2.3 Disabilitazione dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
10.2.4 Permessi operatore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
10.3 Evoluzione dei sistemi di avviso . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
11 Archiviazione 105
11.1 Perch??e archiviare i dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11.1.1 Studio del processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11.1.2 Documentazione storica . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
11.1.3 Interesse statistico o contabile . . . . . . . . . . . . . . 107
11.2 Metodi e tecnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
11.2.1 Organizzazione e modalit`a di archiviazione . . . . . . . 108
11.2.2 Strumenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
12 Analisi dei dati 113
12.1 Trend Storici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
12.2 Diagrammi e tabulati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
12.3 Strumenti specifici di analisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
13 Sicurezza del sistema 119
13.1 Canali di comunicazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
13.2 Strumenti d’interazione con il sistema . . . . . . . . . . . . . . 121
13.3 Infrastrutture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
IV Conclusioni 125
14 Strumenti e competenze 127
14.1 Definizione dei requisiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
14.1.1 Definizione dei punti da sottoporre a controllo . . . . . 129
14.1.2 Definizione funzionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
14.1.3 Definizione delle modalit`a di trasmissione dati . . . . . 130
14.1.4 Definizione delle informazioni da archiviare . . . . . . . 131
14.1.5 Definizione delle criticit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
14.1.6 Definizione dell’interoperabilit`a con sistemi esterni . . . 132
14.2 Fase di definizione dell’architettura . . . . . . . . . . . . . . . 133
14.3 Fase di verifica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
14.4 Fase di installazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
14.5 Fase di messa in servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
14.6 Fase di esercizio e manutenzione . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
15 Evoluzione dei sistemi SCADA 145
15.1 Controllo di processo e sistemi informativi aziendali . . . . . . 146
15.2 Dai sistemi ai servizi SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Glossario 154
Bibliografia 156
V Appendici 157
A GNU Free Documentation License 159
1. APPLICABILITY AND DEFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . 160
2. VERBATIM COPYING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3. COPYING IN QUANTITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4. MODIFICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5. COMBINING DOCUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
6. COLLECTIONS OF DOCUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7. AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS . . . . . . . 165
8. TRANSLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9. TERMINATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
10. FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE . . . . . . . . . . . 166
ADDENDUM: How to use this License for your documents . . . . . 167
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