SCADA 란? 그리고 SCADA 와 IoT

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스카다 또는 감시 제어 및 데이터 취득(영어: Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)은 일반적으로 산업 제어 시스템(영어: Industrial Control Systems, ICS), 즉 다음과 같은 산업 공정/기반 시설/설비를 바탕으로 한 작업공정을 감시하고 제어하는 컴퓨터 시스템을 말한다.

스카다 시스템은 일반적으로 다음과 같은 구성 요소를 갖는다.

• 인간-기계 인터페이스(영어: Human-Machine Interface, HMI): 기계 제어에 사용되는 데이터를 인간에게 친숙한 형태로 변환하여 보여주는 장치로, 이것을 통해 관리자가 해당 공정을 감시하고 제어하게 된다.
• 감시 (컴퓨터) 시스템: 프로세스와 관련된 자료를 수집하고, 하드웨어 제어를 위한 실질적인 명령을 내린다.
• 원격 단말기(영어: Remote Terminal Unit, RTU): 공정에 설치된 센서와 직접 연결되며, 여기서 나오는 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있는 디지털 데이터로 상호 변환하고, 그 데이터를 감시 시스템에 전달한다.
• 프로그래머블 로직 컨트롤러(영어: Programmable Logic Controller, PLC): 실제 현장에 배치되는 기기로서, 특정 용도를 위해 설계된 원격 단말기(RTU)보다 경제적이고 다목적으로 사용이 가능하다.
• 통신 시설: 제어 시스템, 원격 단말기 등 멀리 떨어져 있는 요소들이 서로 통신할 수 있도록 해준다.
• 다양한 공정과 분석적인 기기 장치

감시와 제어의 차이[편집]

스카다 시스템과 분산 제어 시스템(영어: Distributed Control System, DCS)을 혼동하는 경우가 있다. 일반적으로, 스카다 시스템은 작업 공정을 조직화하는 쪽이며, 실시간으로 공정을 제어하지는 않는다. 하지만, 통신 기술의 발달로 인해 거리상의 제약이 적고 안정적이며 레이턴시가 적고 속도도 빠른 통신이 가능해짐에 따라 실시간 제어에 관한 논의는 다소 모호한 상태가 되었다. 즉, 스카다와 DCS의 차이점으로 언급되던 것들도 대부분 시스템 분류에 따른 의미상의 차이만 남게 되었으며, 실질적인 차이는 무시할 수 있을 정도이다. 통신 기술의 발달 덕분에, 두 시스템간의 차이는 사실상 사라지게 될 것이다.

정리하자면,

• DCS는 공정 기반이지만, SCADA는 데이터 취합 기반이다.
• DCS는 공정 주도 방식으로 동작하지만, SCADA는 사건(이벤트) 주도 방식으로 동작한다.
• DCS는 하나의 현장에서 이루어지는 작업들을 처리하는 데에 주로 사용되고, 스카다는 지리적으로 넓게 분산되는 형태의 응용분야에서 선호된다.

원격 단말 장치[편집]

원격 단말 장치(RTU)는 물리적인 장비와 연결되어 해당 장비가 인지하거나 출력할 수 있는 전기 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 신호로 상호 변환하는 역할을 한다. 스위치나 밸브의 개폐상태, 압력 측정값, 액체 등의 흐름, 전압, 전류 등이 여기에 해당된다. 따라서 RTU는 장치가 이해할 수 있는 적절한 전기 신호를 발생시켜 밸브나 스위치를 여닫거나 펌프의 속도를 조절하고, 액체의 흐름을 제어하는 일도 가능하다.

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RTU 와 PLC 의 차이점  (LG산전 Q/A 발췌) 

RTU(Remote Terminal unit)은 이름에도 나와 있드시 원격에 I/O를 제어하기위한 단말 장치 입니다. 예전 RTU는 단순히 입출력만을 담당했습니다. 주요 구성은 Host와 통신을 담당하는 통신 포트와 I/O로 구성되있습니다. 따라서 호스트에서 제어로직이 동작하고 이를 통신을 통해 RTU의 I/O로 전송하는 방식입니다. 하지만 요즘은 프로그램이 가능한 RTU들도 있어 PLC와 영역이 불분명해지는 추세입니다.

PLC는 Prpgramable Logic Controller라는 이름에 나와 있드시 시퀀스제어 로직를 운영하기 위한 장치 입니다. 따라서 사용자가 프로그램한 로직을 통해 장치를 운전함으로 단독운전이 가능하지만 기술의 발전으로 통신기능이 강화되어 있습니다. 

요즘은 PLC와 RTU의 경계가 모호해져서 PLC를 RTU로 이용하는 경우도 있고 PLC대신 RTU를 이용하는 경우되 있습니다.

장비가 외부환경에 노출되는 경우등을 고려한 RTU, 태양전지을 사용하는 저전력타입의 RTU등 특정 분야에 적용되는 경우와 구조상 로직 프로그램의 사이즈가 적거나 나 처리 속도가 늦어도 되는 경우 I/O가 적어도 되는 경우는 RTU가 싸다면 운영하셔도 되지만 반대의 경우는 PLC를 적용하시는게 유리합니다.

DCS / SCADA / PLC / RTU 란 ?(LG산전 Q/A 발췌) 

1. DCS (Distributed Control System, 분산형 공정제어 시스템)

자동제어프로그램이 내장된 여러 개의 제어용 컴퓨터를 기능별로 분산시켜 위험을 최소화하

고, 전체관리는 중앙에서 집중감시 및 콘트롤 할 수 있도록한 자동제어시스템으로서 수처리,발

전,보일러,제철,석유화학 등 산업전반에 대한 각종 공정의 제어 및 감시에 사용됩니다. 

아나로그 연속제어에 강한 제어시스템입니다.

2. SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition System, 원방감시제어시스템)

집중 원격감시제어 시스템 또는 원방감시제어 데이터수집 시스템이라고도하는 SCADA시스템

은 통신 경로상의 아날로그 또는 디지털신호를 사용하여 원격장치의 상태정보데이터를 원격소

장치(Remote Terminal Unit)를 통해 수집, 수신, 기록, 표시 하여 중앙제어시스템이 원격장치를 

감시 제어하는 시스템입니다.

3. PLC(Programmable Logic Controller)

자동화를 위한 시퀀스 제어의 초기 단계에서는 릴레이(Relay)가 주로 사용되었으나, 릴레이 시

퀀스제어을 원할하게 수행하기 위하여 반도체 기술의 발전과 함께 자동차의 조립라인 등 불연

속제어에 사용할 새로운 제어장치가 개발한 것이 PLC의 개발 동기입니다.

DCS가 화학, 발전등 아나로그 연속공정에 주로 적용되는 제어시스템인데 비해, PLC는 자동

차, 전자 등 불연속 공정에 주로 적용되는 제어기기입니다.

4. RTU( Remote Terminal Unit, 원격소 장치)

주로 SCADA System용으로 사용되며 원격에 위치한 현장 계기로부터 정보를 수집하고, Data 

처리 후 유선, 무선 등 다양한 통신경로를 활용하여 수집된 정보를 중앙컴퓨터로 송수신하는 장

치입니다.

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SCADA 시스템이 신기술은 아니지만 체크해본다.

IoT 기반의  신개념 주택단지를 만들때 , 거주민이 집에 도착했을때 자동적으로 차고의 문이 열리고 , 전기충전장치가 자동으로 부착되서 충전시켜주고 , 엘리베이터가 내려와서 문이 열려있는 상황을 연출하고 싶을때, 그 엘리베이터나 전력관리 시스템을 관리할때  스카다가 필요하지 않을까?  아직 잘 모르겠다.  

추가로 읽을꺼리를 링크해본다. IoT 와 SCADA 의 콜라보에 대해서 검색해보니 다음과 같은 자료가 있더라~

Smarter SCADA & The Internet of Things

Evolving from SCADA to IoT

SCADA 와 IoT 의 차이점