Elektrik Elektronik Mühendisliği Ödev Yaptırma: SCADA–DCS Farklarını Açıklayan Proje Önerileri

Endüstriyel otomasyonun iki temel mimarisi —SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ve DCS (Distributed Control System)— tarihsel olarak farklı ihtiyaçlardan doğdu: SCADA, geniş coğrafyaya yayılmış, gevşek bağlanmış süreçleri (enerji iletim–dağıtım, petrol–gaz boru hatları, su–atıksu şebekeleri) merkezi olarak izleyip denetleme ihtiyacından; DCS ise tek tesiste, sıkı zaman gereksinimi olan sürekli süreç kontrolünden (kimya, rafineri, kâğıt, gıda, çimento) gelişti. Günümüzde sınırlar bulanıklaşsa da tasarım, devreye alma ve bakım sırasında mimari seçimlerinizi kanıtlayan bir mühendislik yaklaşımı ve “kanıt üreten” bir ödev/proje seti hazırlamak, puan ve işveren güveni kazandırır.

1) Tanımlar ve mimari DNA: “Merkezi gözetim” vs “dağıtık kontrol”

SCADA: Uzak RTU/PLC’lerden telemetri toplar, merkezde veri tabanı (historian) ve HMI ile denetim sağlar. Telemetri sıklığı dakikalar–saniyeler; kontrol çoğu zaman lokal PLC/RTU’dadır, merkez “gözetim” yapar.
DCS: Kontrol fonksiyonları dağıtık kontrolörlerde (controller rack) çalışır; HMI/engineering station aynı proses ağı üzerindedir. Döngü süreleri ms düzeyi; sıkı zamanlı PID, kademeli ve kaskat kontrol blokları doğrudan DCS controller’da koşturulur.
Ödev notu: Her iki mimari için tek hat işlevsel blok diyagramı (field → I/O → controller/RTU → network → HMI/historian) çizin ve döngü zamanlarını not edin.

2) Zaman belirleyiciler: Döngü süreleri, deterministiklik ve jitter

SCADA: Tipik sorgulama periyotları 1–10 s; olay tabanlı raporlama (report-by-exception) yaygındır. Klasik IP/MPLS, 4G/5G, kiralık hat ve radyo linkler; deterministiklik sınırlıdır.
DCS: ms mertebesinde çevrim (örn. 50–250 ms PID, 10–20 ms kritik interlock); deterministik kontrol ağı (ör. redundant Ethernet/PROFINET/Fieldbus, vendor özel backplane).
Kısa test: Projenizde iki ayrı senaryoda step yanıtı (setpoint değişimi) ölçün; SCADA’nın merkezden komutuyla toplam gecikmeyi, DCS’in lokal döngüsüyle PID yanıt süresini tabloya koyun.

3) Coğrafya ve topoloji: Geniş alan vs tek tesis

SCADA: Çok noktalı, geniş alan; hub-and-spoke merkez, ara istasyonlar, çoğunlukla radyo/selüler “az bant genişlikli” bağlantılar.
DCS: Tek tesis, Yıldız/halka yüksek güvenilir proses ağı; I/O kartları saha dolaplarına yakınlaştırılır.
Ödev çıktısı: İki topoloji için IP planı, adresleme, VLAN/VRF bölümlendirmesi ve link yedekliliği (ring/PRP/HSR) çizelgesi.

4) Standart protokoller: Kim kiminle konuşuyor?

SCADA: Modbus (RTU/TCP), DNP3, IEC 60870-5-101/104, MQTT/AMQP (modern); veri odaklı “tag–register” paradigması.
DCS: OPC UA (üst entegrasyon), PROFIBUS/PROFINET, FOUNDATION Fieldbus, EtherNet/IP, vendor control blocks; zengin alarm/olay semantiği.
Uygulama: Aynı saha sinyallerini hem Modbus TCP (SCADA) hem OPC UA (DCS/mesaj katmanı) ile expose edip payload, güvenlik, gecikme farklarını ölçün.

5) Kontrol felsefesi: Supervisory vs closed-loop

SCADA: Lokal PLC/RTU’da çalışan kontrol; merkez nadiren gerçek zaman döngüye girer (istisna: yavaş kapatma/açma sekansları).
DCS: Tüm PID/kaskat/dizisel kontrol, interlock/ESD hariç çoğunlukla DCS controller’da.
Örnek: Kimya tesisindeki reaktör jacket kontrolü DCS için tipiktir; su şebekesinde bölge vanalarının gece basınç optimizasyonu SCADA ile uygundur.

6) Güvenlik ve görev ayrımı: ICS siber güvenliği

SCADA: Geniş alan, çok paydaş; mTLS/VPN, APN, rol tabanlı erişim, merkez güvenlik duvarı.
DCS: Tesis içi ayrık proses ağı, DMZ ile IT’ye köprü; white-listing, application allow-list.
Kontrol listesi: Ağ segmentasyonu, çok faktörlü kimlik, en az ayrıcalık, güvenli uzaktan erişim, patch–yama yönetimi ve sahte istasyon (rogue) tespiti.

7) Yedeklilik ve süreklilik: “Hiç durmasın” nasıl sağlanır?

SCADA: Çift merkez (primary/secondary), veritabanı replikasyonu, redundant saha linkleri.
DCS: Redundant controller (1oo2/2oo3), redundant I/O, çift halka/PRP; bumpless transfer.
Saha deneyi: Kontrolör failover testinde PID çıktısının sürekliliğini ölçün; ΔPV, ΔMV grafikleri ile raporlayın.

8) Alarm ve olay felsefesi: Operatörün gözünden fark

SCADA: Çoklu tesis/istasyon alarm konsolidasyonu; coğrafi önceliklendirme.
DCS: Proses bağlamlı alarm felsefesi (EEMUA 191, ISA 18.2); shelving, suppression, flood control.
Ödev çıktısı: Aynı proses için iki farklı alarm felsefesi şablonu (öncelik, histerezis, minimum süre) ve KPI’lar (alarms/hour, standing alarms).

9) Maliyet ve sahiplik: CAPEX, OPEX, lisans–bakım

SCADA: Düşük birim saha maliyeti, çok nokta bağlantı ücretleri, merkezi lisans/SCADA yazılımı, düşük–orta gecikme.
DCS: Yüksek ilk yatırım (controller rack, I/O kart, lisans), düşük gecikme; uzun ömür ve vendor desteği kritik.
Finans tablosu: 5 yıllık TCO karşılaştırması: 50 istasyon SCADA vs tek tesis DCS; lisans, yedek parça, bağlantı, bakım personeli saatleri.

10) Kullanım alanları matrisi: Hız–coğrafya–süreklilik

SCADA güçlü: Su–atıksu, elektrik dağıtımı, petrol–gaz boru hatları, akıllı sayaç, rüzgâr–PV çiftliği izleme.
DCS güçlü: Rafineri, petrokimya, kağıt, çimento, enerji üretim santrali (proses adası).
Karar matrisi: “Döngü <500 ms ise DCS; istasyonlar şehirlerarası ise SCADA” gibi genel ama kanıta dayalıeşikler.

11) Veri modeli ve historization: Etiket–varlık–olay

SCADA: Tag/point merkezli; telemetry + event akışı, veri arşivi (historian) p95 sorgulamalar.
DCS: Alarm/olay semantiği zengin; batch kayıtları, sekans verileri, raporlar.
Ödev çıktısı: Aynı proses değişkeni (örn. basınç) için iki ayrı şema: SCADA tag + timestamp + quality; DCS event + alarm state + batch id.

12) Entegrasyon: MES/ERP/CMMS ile konuşmak

SCADA: REST/MQTT/OPC UA Gateway; coğrafi harita ve dış servisler (hava, enerji fiyatı).
DCS: ISA-88/95 hiyerarşisi; üretim tarifesi, reçete yönetimi, MES entegrasyonu.
Vaka: Pompa bakımının CMMS tetiklenmesi: SCADA’da koşul → webhook; DCS’de batch event → iş emri.

13) Test–devreye alma–validasyon: FAT/SAT ve sadeleştirme

SCADA: İstasyon bazlı simülasyon, iletişim sağlamlığı, “store-and-forward” testleri.
DCS: Döngü testleri, sekans simülasyonları, interlock matrisleri, alarm felsefesi kabul testleri.
Kontrol listesi: I/O doğrulama, loop check, cause&effect, emniyetli duruş, rollback planı, operatör eğitimi.

14) Hibrit mimariler: SCADA + DCS birlikte

Örnek: Rafineri (DCS) + dış saha tank çiftliği/boru hattı (SCADA). OPC UA/MQTT köprüsü; merkezde birleşik pano.
Zorluk: Kim kimden veri alacak, tekil gerçek kaynağı (single source of truth) tanımlayın.
Ödev çıktısı: Hibrit topoloji çizimi, namespace ve veri sahipliği tablosu.

15) Güvenilirlik ve emniyet: ESD/SIS ile rol paylaşımı

ESD/SIS (Safety Instrumented System) çoğunlukla ayrı bir katmandır. DCS/SCADA alarm verir, SIS durdurur.
Bağlantı: Read-only veri akışı; yazma yasak.
Uygulama: Tehlike analizi (HAZOP) çıktısını, DCS/SCADA/SIS rol matrisi ile eşleyin.

16) Operatör deneyimi ve HMI ergonomisi

SCADA: Coğrafi harita, istasyon kartları, özet KPI, drill-down.
DCS: Proses şeması, yüksek performanslı HMI (gri tonlar, anomali vurgusu), alarm listesi.
Değerlendirme: İki HMI setini kullanılabilirlik (task tamamlama süresi, hata sayısı) testleriyle karşılaştırın.

17) Sürdürülebilirlik/enerji KPI’ları: İzlemek mi, kontrol etmek mi?

SCADA: Enerji izleme (EMS), talep tepesi uyarısı, saha genelinde benchmark.
DCS: Proses optimizasyonu (yakıt/kimyasal), kapalı çevrim enerji verimliliği.
Proje: Kazan oksijen trim kontrolü (DCS) + tesis genel enerji/ayar izleme (SCADA).

18) 15+ Proje Önerisi (ödevde doğrudan uygulanabilir)

SCADA: İlçe Su Şebekesi Basınç Yönetimi
- Amaç: Bölge vanalarıyla gece basınç düşürme.
- Ölçülebilir çıktı: Gece sızıntı debisi %X düşüş; alarm fırtınası oranı < 5/saat.
- Teknik: RTU + GPRS, Modbus/DNP3, merkezde basınç–debi analizi.
SCADA: Güneş/Rüzgâr Santrali Park İzleme
- Inverter/RTU’lardan üretim, arıza, PR takibi; MQTT/IEC 104 bridge; enerji raporları.
SCADA: Trafo Merkezi Uzaktan İzleme
- IEC 60870-5-104, olay/arıza dalga formları; yedek merkez failover testi.
SCADA: Doğalgaz Basınç İstasyonu Telemetri
- RTU, anlık–kümülatif ölçümler; koku dozaj kontrolü; report-by-exception performansı.
DCS: Sürekli Reaktör Sıcaklık–Basınç PID Kaskadı
- 100 ms döngü; kademeli setpoint, anti-windup; step yanıtı < 5 s.
DCS: Çimento Değirmeni Besleme Dizisel Kontrol
- Sekans blokları, interlock; cause&effect matrisi ve SAT protokolü.
DCS: Buhar Kazanı O₂ Trim ve Yanma Optimizasyonu
- Optimizer bloğu, tüne edilgen furnace draft kontrolü; %yakıt tasarrufu raporu.
DCS: Isı Eşanjörü Ağında Model Öngörülü Kontrol (MPC) Pilot
- Yavaş–hızlı döngü etkileşimi; MPC vs PID enerji tüketimi karşılaştırması.
DCS: Batch Proses (ISA-88) Reçete Yönetimi
- Batch record, exception handling; lot izlenebilirliği panosu.
Hibrit: Rafineri DCS + Tank Çiftliği SCADA Entegrasyonu
- OPC UA namespace, tekil veri kaynağı; enerji KPI konsolidasyonu.
SCADA: Atıksu Pompa İstasyonlarında Olaya Dayalı Bakım
- Çalışma saatine göre değil titreşim/akım imzasına göre bakım tetikleme; CMMS entegrasyonu.
SCADA: Şebeke Geniş Alan Güvenlik İzleme (WAMS-lite)
- Senkron veri (PMU değil, olay) toplayıp geçici analiz; gangli alarm.
DCS: Kararlı Basınç–Debi Çoklu PID Paylaşımı (Split-Range)
- Valf karakterizasyonu, override kontrol; hunting azaltma analizi.
DCS: Emniyetli Duruş (ESD) Simülasyonu
- DCS–SIS etkileşimi read-only; tam kapanma denemesi ve raporu.
Hibrit: Enerji Yönetiminde Talep Tepesi Azaltma
- SCADA’dan tahmin → DCS’te proses ayarları; pik talep cezası % düşüş.
SCADA: Rüzgâr Çiftliği Buzlanma Alarm Modeli
- Hava + üretim eğrisi sapması; sahaya proaktif bildirim.
DCS: Çoklu Tank Seviye–Envanter Optimizasyonu
- Cascade + feedforward; ürün değişimleri sırasında israf minimizasyonu.

19) Ölçülebilir teslimatlar: Jüriyi ikna eden tablo

Döngü zamanları ve gecikmeler: SCADA sorgu süresi, DCS PID çevrimi (ms).
Alarm KPI’ları: alarms/hour, standing alarms, yanlış alarm oranı.
Enerji/Kalite: PR, %yakıt tasarrufu, p95 proses sapması.
Güvenlik: Segmentasyon diyagramı, kullanıcı/rol matrisi, zafiyet tarama özeti.
FAT/SAT raporları: I/O dökümü, loop check listesi, cause&effect doğrulaması.
TCO: 5 yıllık CAPEX+OPEX grafiği ve duyarlılık analizi.

20) Sık yapılan hatalar → hızlı çözümler

SCADA’yı gerçek zamanlı kontrol için zorlamak: Yüksek jitter → kritik döngüler lokal PLC/RTU’da bırakın.
DCS’i coğrafyaya yaymak: Lisans–maliyet–bağlantı yönetimi zor; geniş alan için SCADA’ya köprü kurun.
Tek HMI yaklaşımı: Coğrafi vs proses ekranları farklıdır; yüksek performanslı HMI ilkelerine uyun.
Alarm fırtınası: Histerezis/min-süre tanımsız; ISA 18.2’ye göre düzenleyin.
Siber güvenliği ihmal: Ortak şifre, düz IP alanı, log yok; DMZ/VPN/mTLS/AAA zorunlu.
Yedeklilik test edilmemiş: Failover sadece “var” denmiş; bumpless kanıtı grafiğe dökün.
Veri sahipliği belirsiz: SCADA–DCS–MES aynı tag’i yazıyor; tek otorite belirleyin.

21) 7 Günlük “SCADA–DCS Karşılaştırma” Ödev Planı

Gün 1: Kapsam ve senaryo seçimi (su şebekesi + reaktör). Gereksinimler ve KPI tablosu.
Gün 2: Ağ ve mimari çizimler (iki topoloji). Protokol haritası ve güvenlik politikası taslağı.
Gün 3: Simülasyon/bench: SCADA sorgu–yanıt, DCS PID step testleri.
Gün 4: HMI prototipleri (coğrafi vs proses). Alarm felsefesi dokümanı.
Gün 5: Entegrasyon akışı (OPC UA/MQTT), veri modeli ve historian şeması.
Gün 6: TCO ve duyarlılık analizi; yedeklilik–failover test tutanakları.
Gün 7: Son rapor ve sunum: Karar matrisi + proje önerisi + ölçülebilir sonuçlar.

Sonuç: SCADA–DCS bir “ya hep ya hiç” değil, uygulama bağlamıdır

Başarılı bir otomasyon mimarisi, “SCADA mı DCS mi?” sorusunu körü körüne yanıtlamaz; prosesin hızı, coğrafyası, güvenlik ve süreklilik gereksinimlerine göre rol paylaşımı yapar. SCADA, geniş alanda gözetim ve koordinasyonu; DCS, tek tesiste sıkı zamanlı kontrolü üstlenir. Hibrit tasarımlarda doğru entegrasyon, veri sahipliği, alarm felsefesi ve siber güvenlik ile iki dünyanın gücünü birleştirebilirsiniz. Ödev/projenizde bu yazının kontrol listeleri, KPI’ları ve proje önerileriyle ilerlerseniz, yalnızca kavramsal bir karşılaştırma yapmış olmaz; simülasyon–test–ekonomi–güvenlikboyutlarıyla kanıt üreten bir mühendislik çalışması sunarsınız. Unutmayın: İyi mimari, yalnız bugün çalışmakla kalmaz; yarının değişikliklerine açık ve testle doğrulanmış olandır.

Öğrencilerin akademik başarılarını desteklemek ve yoğun tempoda geçen okul yaşamlarında yardımcı olmak amacıyla kurulan “Ödev Yaptırma” platformu, özgün ve kaliteli ödev çözümleri sunmaktadır. Öğrencilerin farklı branşlardan ödevlerini, projelerini ve makalelerini profesyonel ve deneyimli ekip üyelerimiz aracılığıyla titizlikle hazırlıyoruz. Her bir ödevi, konunun gerektirdiği derinlemesine araştırmalar ve analizler doğrultusunda çözümleyerek, öğrencilerimizin özgün düşünce yapısını ön plana çıkarmasını sağlıyoruz.

“Ödev Yaptırma” olarak, müşteri memnuniyetini ve güvenilirliği en üst düzeyde tutmaktayız. Öğrencilerin bize teslim ettikleri ödevlerin tümü, gizlilik ve güvenlik ilkelerine sıkı sıkıya bağlı kalınarak işlenir. Her ödev, öğrencinin taleplerine ve öğretmenin yönergelerine uygun olarak özelleştirilir ve her zaman orijinal içerik üretmeye özen gösteririz. Öğrencilerin akademik itibarını korumak ve güvenilir bir öğrenme deneyimi sunmak için elinizdeyiz.

“Ödev Yaptırma” platformu, kullanıcı dostu arayüzü sayesinde öğrencilere kolayca ulaşılabilir bir hizmet sunmaktadır. Kullanıcılar, web sitemiz üzerinden basit adımlarla ödevlerini yaptırma taleplerini iletebilir ve ihtiyaç duydukları konuda uzmanlaşmış ekip üyelerimizle iletişime geçebilirler. Hızlı yanıt verme ve esneklik, öğrencilerin zaman baskısı altında olan durumlarında da yanlarında olduğumuzu hissettirir. “Ödev Yaptırma” olarak, öğrencilerin başarısını desteklemek ve onlara daha fazla öğrenme fırsatı sunmak için buradayız

İçerik Üreticisi

Biyografinin Tamamını Gör