Kurze Definition
Ein SCADA-System (Supervisory Control and Data Acquisition) dient der übergeordneten Überwachung, Bedienung und Steuerung technischer Anlagen. Im Energiebereich führt es Betriebsdaten beispielsweise aus Photovoltaikanlagen, Batteriespeichersystemen (BESS), Umspannwerken, Schaltanlagen und Generatoren zentral zusammen.
SCADA-Systeme auf einen Blick
- Es visualisiert Messwerte, Zustände, Alarme und Ereignisse einer Anlage oder mehrerer Standorte.
- Je nach Ausführung und Berechtigungskonzept können autorisierte Benutzer Komponenten bedienen, Schaltbefehle auslösen oder Sollwerte vorgeben.
- Zeitkritische Regelungen und Schutzfunktionen verbleiben üblicherweise in lokalen Reglern, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) oder Schutzgeräten.
- Ein SCADA-System besitzt nicht automatisch eine wirtschaftliche oder energetische Optimierungslogik wie ein EMS.
Wie funktioniert ein SCADA-System?
Feldgeräte und lokale Steuerungen erfassen Messwerte und Zustände. Dazu gehören beispielsweise Wirkleistung, Blindleistung, Spannung, Strom, Frequenz, Ladezustand des BESS, Schalterstellungen, Geräteverfügbarkeit und Fehlermeldungen.
Die Daten gelangen direkt oder über lokale Steuerungen, Remote Terminal Units (RTUs) und Kommunikationsgateways zur zentralen SCADA-Ebene. Abhängig vom Einsatzgebiet kommen beispielsweise Modbus TCP oder RTU, OPC UA, IEC 60870-5-104, IEC 61850, DNP3 oder herstellerspezifische Schnittstellen zum Einsatz.
Das System visualisiert die Informationen und verarbeitet Alarme und Ereignisse. Alarme können priorisiert, quittiert und mit Zeitstempeln dokumentiert werden. Betriebsdaten werden je nach Architektur im SCADA-System selbst oder in einem angebundenen Historian beziehungsweise einer separaten Datenbank gespeichert.
Über die Bedienoberfläche können berechtigte Benutzer beispielsweise Komponenten starten oder stoppen, Sollwerte ändern oder Schaltbefehle auslösen. Benutzerrechte, protokollierte Freigaben und Bedienprotokolle sorgen für Nachvollziehbarkeit. Technische Verriegelungen, Plausibilitätsprüfungen und sicherheitsrelevante Betriebsgrenzen werden üblicherweise zusätzlich auf der lokalen Steuerungs- oder Geräteebene umgesetzt.
Zeitkritische Regelungen und Schutzfunktionen werden lokal ausgeführt und sollten auch ohne Verbindung zum zentralen SCADA-System wirksam bleiben. Für Kommunikationsausfälle können definierte Rückfall- oder Fail-safe-Strategien hinterlegt werden.
Typische Einsatzbereiche eines SCADA-Systems
- Zentrale Betriebsführung: Überwachung und Bedienung mehrerer Energieanlagen oder Standorte über eine gemeinsame Oberfläche.
- Leit- und Schaltanlagen: Darstellung von Schalterstellungen, elektrischen Messwerten, Alarmen und Betriebszuständen.
- PV-BESS- und Hybridsysteme: Zusammenführung der Betriebsdaten von Erzeugern, Speichern, Generatoren und Netzanschlusspunkten.
- Fehleranalyse und Reporting: Auswertung historischer Messwerte, Ereignisse und Bedienhandlungen.
Abgrenzung, Nutzen und Voraussetzungen
Ein Monitoring-System konzentriert sich auf die Erfassung und Visualisierung von Daten. Ein SCADA-System kann diese Funktionen um Alarm- und Ereignisverarbeitung sowie übergeordnete Bedienmöglichkeiten erweitern.
Ein EMS berechnet dagegen Sollwerte anhand energetischer oder wirtschaftlicher Ziele, beispielsweise für Eigenverbrauchsoptimierung, Lastspitzenkappung oder den BESS-Einsatz. Eine SPS oder ein Anlagenregler übernimmt schnelle lokale Steuerungsabläufe, während Schutzgeräte auf elektrische Fehlerzustände reagieren. Die genaue Abgrenzung hängt von der jeweiligen Systemarchitektur ab.
Ein SCADA-System verbessert die betriebliche Transparenz und unterstützt die zentrale Betriebsführung sowie die Fehleranalyse. Technische Voraussetzungen sind kompatible Schnittstellen, konsistente Datenpunkte, eine verlässliche Zeitstempelung und ein geeignetes OT-Sicherheitskonzept. Dazu können Netzwerksegmentierung, sichere Fernzugänge, starke Authentifizierung, Protokollierung sowie verschlüsselte oder getunnelte Verbindungen gehören.
Wie ergänzt EcoPhi ein SCADA-System?
EcoPhi kann Betriebsdaten aus PV-Anlagen, BESS, Energiezählern, Generatoren und weiteren Komponenten erfassen und über projektspezifisch integrierte Schnittstellen an ein übergeordnetes SCADA-System übertragen. Externe Sollwerte oder Betriebsbefehle können empfangen, anhand definierter technischer Grenzen geprüft und über die lokale Steuerung an die Geräte weitergegeben werden.
Je nach Projekt kann EcoPhi zusätzlich Monitoring- und EMS-Funktionen bereitstellen oder einzelne SCADA-nahe Aufgaben übernehmen. Die konkrete Umsetzung hängt von den benötigten Protokollen, Bedienfunktionen, Sicherheitsanforderungen und verfügbaren Geräteschnittstellen ab.
SCADA-Systeme zusammengefasst
Ein SCADA-System bildet eine übergeordnete Ebene für die Überwachung, Visualisierung und – je nach Ausführung – Bedienung technischer Anlagen. Zeitkritische Regelungs-, Verriegelungs- und Schutzfunktionen werden dagegen lokal umgesetzt. EcoPhi kann als Verbindung zwischen Feldgeräten, lokaler Steuerung und einem übergeordneten SCADA-System eingesetzt werden.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen SCADA und Monitoring?
Monitoring konzentriert sich auf Datenerfassung und Visualisierung. SCADA kann zusätzlich Alarm- und Ereignismanagement sowie aktive Bedienmöglichkeiten umfassen.
Ist ein SCADA-System ein EMS?
Nicht automatisch. Ein SCADA-System überwacht und bedient Anlagen, während ein EMS Sollwerte anhand definierter energetischer oder wirtschaftlicher Ziele berechnet.
Führt SCADA elektrische Schutzfunktionen aus?
Üblicherweise nicht. Elektrische Schutzfunktionen werden durch dafür ausgelegte lokale Schutzgeräte realisiert.