O que é um sistema SCADA? Conheça suas vantagens

Os sistemas SCADA são altamente eficazes para aprimorar a eficiência e a segurança em setores estratégicos. Eles permitem uma gestão automatizada de processos críticos e relevantes, reduzindo a margem de erro humano e otimizando o uso dos recursos. No setor energético, por exemplo, permitem o equilíbrio entre a produção e a demanda de eletricidade, a detecção de falhas na rede e a prevenção de incidentes antes que se tornem problemas maiores. Ao permitir o monitoramento em tempo real, as empresas responsáveis podem responder rapidamente a anomalias e problemas, minimizando o tempo de inatividade e aumentando a confiabilidade do fornecimento.
 
Os sistemas SCADA podem ser usados em diferentes áreas de atuação. Além do setor de energia, eles são importantes na indústria elétrica, em usinas químicas e petroquímicas, no tratamento e distribuição de água, na logística, nos sistemas de transporte e na indústria manufatureira e automotiva.

Evolução dos sistemas SCADA

Os primeiros sistemas SCADA surgiram na década de 1960 como uma solução para monitorar e controlar processos industriais de forma mais eficiente. No início, eles se baseavam em tecnologias analógicas com capacidade limitada de processamento, já que utilizavam sistemas de coleta e controle de dados mais modestos que dependiam de redes locais e servidores físicos.

Com o avanço da informática e das telecomunicações, esses sistemas evoluíram para plataformas digitais mais sofisticadas, incorporando redes de comunicação, ferramentas de visualização de dados, bancos de dados avançados e inteligência artificial. Com o tempo, a conectividade online passou a ganhar destaque com importantes avanços na segurança cibernética para proteger os sistemas mais críticos ou fundamentais. Atualmente, os sistemas SCADA estão cada vez mais integrados com tecnologias como a Internet das Coisas (IoT) e o cloud computing, possibilitando uma gestão mais eficiente e segura de infraestruturas críticas em escala global.

Funcionamento e principais componentes de um sistema SCADA

Um sistema SCADA é uma solução tecnológica que combina hardware e software para monitorar e controlar processos industriais de maneira eficiente. Seu funcionamento baseia-se na interação de vários componentes-chave, como as Unidades Terminais Remotas (RTU), os Controladores Lógicos Programáveis (PLC) e as Interfaces Homem-Máquina (HMI), que trabalham de forma conjunta para coletar dados em tempo real, processá-los e permitir o controle remoto de equipamentos. Em um ambiente industrial cada vez mais automatizado, os sistemas SCADA tornaram-se indispensáveis para assegurar o funcionamento seguro, eficiente e eficaz das instalações.

Os sistemas SCADA estão integrados a outros sistemas de controle e automação por meio de protocolos padronizados que facilitam a comunicação entre dispositivos. Essa arquitetura permite que os dados fluam com eficiência e em tempo real, o que é fundamental para a supervisão e controle de processos industriais. Além disso, determinadas plataformas facilitam uma integração mais fluida, combinando a programação e configuração de dispositivos em um ambiente unificado e integrado.

O objetivo é alcançar uma gestão estável de alarmes e eventos para garantir a segurança e eficiência operacional. Os sistemas SCADA são projetados para detectar condições anormais ou deficiências por meio do monitoramento contínuo de variáveis críticas. Quando determinados limites predefinidos são ultrapassados, são gerados alertas automáticos para notificar os operadores sobre a situação. Esses avisos são classificados de acordo com sua gravidade, permitindo que os operadores priorizem as respostas aos eventos críticos. Além disso, é possível manter um registro detalhado que facilite análises posteriores e a identificação de tendências ou problemas recorrentes.

Para isso, é necessária uma rede de comunicações confiável que garanta a transmissão segura dos dados entre todos os componentes do sistema. Geralmente, utiliza-se uma arquitetura hierárquica que inclui redes locais (LAN) para comunicação interna e redes de longa distância (WAN) para conectar diferentes instalações ou locais remotos. Assim, os dados fluem sem interrupções desde os dispositivos de campo até o servidor central SCADA.

Contudo, a supervisão humana é fundamental. As interfaces homem-máquina (HMIs) utilizadas nos sistemas SCADA são essenciais para facilitar a interação entre operadores e sistemas. Existem diferentes tipos de HMIs, desde simples telas sensíveis ao toque até interfaces da Web mais avançadas que permitem o acesso remoto até mesmo por meio de dispositivos móveis. As inovações progressivas na visualização e controle técnico melhoram significativamente a tomada de decisões.

É especialmente importante que todo o sistema SCADA esteja submetido a um ambiente de cibersegurança robusto. A implementação de protocolos seguros, como criptografia e mecanismos de autenticação rigorosos, ajuda a proteger as informações transmitidas contra acessos não autorizados. Além disso, são realizadas auditorias regulares e são aplicados padrões para garantir que as práticas de segurança estejam alinhadas às melhores práticas do setor, garantindo assim um ambiente operacional seguro e confiável.

Diferenças em relação a outros sistemas de automação na indústria energética

Os sistemas SCADA são apenas uma opção dentro do ecossistema de automação industrial e, embora compartilhem algumas funções com outras tecnologias, apresentam diferenças importantes em seu enfoque e aplicação.

SCADA e Sistema de Execução da Manufatura (Manufacturing Execution System, MES)

Um dos sistemas que é frequentemente comparado ao SCADA é o Manufacturing Execution System (MES), uma tecnologia focada na gestão e otimização da produção em ambientes industriais. O MES permite a interconexão entre todos os níveis das instalações de produção para calcular a eficiência das operações e melhorar a eficiência. Também facilita a capacidade de prever erros futuros com informações permanentes da coleta de dados em tempo real.

Ambos são sistemas que podem se complementar, melhorando o rendimento dos processos. Enquanto o SCADA fornece dados operacionais, o MES utiliza essas informações para otimizar o planejamento e a tomada de decisões estratégicas. Suas aplicações atuais são um exemplo claro dessa diferença: o SCADA é comum em áreas como redes elétricas, parques eólicos e subestações, nas quais é essencial reagir imediatamente em caso de mudanças ou falhas, enquanto o MES é utilizado em fábricas que produzem componentes elétricos, baterias ou turbinas, onde o objetivo é melhorar a produtividade e reduzir o desperdício.

SCADA e Controladores Lógicos Programáveis (Programmable Logic Controllers, PLC)

Os Controladores Lógicos Programáveis (PLC) são dispositivos físicos que executam instruções programadas para controlar processos específicos, como a ativação de uma turbina ou a regulagem da tensão em uma subestação. O SCADA, por sua vez, gerencia e supervisiona vários PLCs em uma rede para permitir o monitoramento contínuo e o controle remoto.

Um exemplo prático no setor elétrico é o uso do SCADA é usado para supervisionar toda uma rede de distribuição elétrica, enquanto os PLCs controlam disjuntores e transformadores da rede de forma individual.

SCADA e Sistemas de Controle Distribuído (Distributed Control Systems, DCS)

Os Sistemas de Controle Distribuído (DCS) gerenciam processos por meio de controladores distribuídos ao longo de uma instalação e conectados por meio de uma rede de comunicação. São capazes de controlar um grande número de pontos, sendo úteis em plantas industriais de grande porte e alta complexidade.
 
No setor elétrico, o SCADA e o DCS são aplicados de formas distintas. Enquanto o SCADA permite gerenciar várias usinas solares conectadas em diferentes aplicações, o sistema DCS controla os processos internos dentro de uma única usina de geração.

SCADA e Sistemas de Gestão de Energia (Energy Management Software, EMS)

Os Sistemas de Gestão de Energia (EMS) facilitam a otimização do consumo, distribuição e geração de energia. Permitem analisar padrões e tomar decisões para que uma fábrica seja mais eficiente e reduza custos.

No setor de energia, o EMS tem uma visão mais ampla. Por exemplo, o SCADA monitora uma rede elétrica e pode detectar uma queda de tensão em uma subestação, enviando uma ordem para ativar uma fonte de reserva e evitar um apagão. Já o EMS analisa os dados operacionais (inclusive os coletados pelo SCADA) e redistribui a carga elétrica entre diferentes usinas de geração para maximizar a eficiência. Ambos os sistemas podem ser integrados em paralelo.

Sistema SCADA na Iberdrola

Na Iberdrola, utilizamos sistemas SCADA em nossas operações, incluindo nossos quatro Centros de Operação de Energias Renováveis (CORE) e usinas hidrelétricas (na Espanha, temos o COHI). No Reino Unido, o Remote Control Centre (RCC) da Iberdrola (Whitelee), por meio da nossa subsidiária ScottishPower Renewables, atua como um CORE que monitora em tempo real o funcionamento dos parques eólicos onshore e offshore da região. Este centro utiliza um sistema SCADA que gerencia mais de um milhão de variáveis por minuto, garantindo que os parques operem em mais de 97% do tempo. Essa tecnologia também é aplicada no National Control Center (nosso CORE em Vancouver, nos EUA), no Centro de Operação de Renováveis da Espanha (Toledo) e no Centro de Operação de Renováveis do Brasil (Rio de Janeiro).

Além disso, mantemos sistemas SCADA em diversas pequenas centrais hidrelétricas na Espanha, utilizando o INGECON HYDRO Manager, uma plataforma desenvolvida pela Ingeteam baseada no sistema SCADA Ingesys IT, para a supervisão, controle e aquisição de dados nessas usinas hidrelétricas.