الثلاثاء , أكتوبر 20 2020

ماهو نظام SCADA

هذا المنشور هو كل شيء عن SCADA.

هل سمعت عنها من قبل؟

SCADA لتقف على التحكم الإشرافي والحصول على البيانات.

إنه في الأساس نظام قائم على الكمبيوتر يوفر التحكم الأساسي والرصد التفصيلي للمصانع والمعدات الصناعية.

عادة ما تكون الصناعات التي ستطلق عليها هذه الأنظمة تسمى SCADA: الاتصالات والطاقة والطاقة والمياه / مياه الصرف الصحي ومصافي النفط والغاز.

على المستوى الأساسي ، يعد نظام SCADA مجرد واجهة بين الإنسان والآلة (HMI) (أو عدة HMIs) مع اتصالات مع وحدات تحكم الأتمتة المختلفة مثل أجهزة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC) أو أجهزة المراقبة مثل عدادات الطاقة أو أي شيء آخر يوفر مراقبة معدات المصنع.

تعمل جميع هذه الأجهزة التي تتحكم في معدات المصنع وتراقبها.

سكادا في محطة توليد كهرباء 

لقطة HMI من شاشة مراقبة احدى المولدات الكهربائية التي تعمل بالغاز في احدى محطات توليد الطاقة الكهربائية.

في نظام مثل محطة توليد الكهرباء ، سيعطي SCADA المشغلين رسومات جرافيك من خلال شاشة كومبيوتر السيطرة تعطي نظرة عامة على المحطة . سيشمل ذلك مولدات الطاقة ، وقواطع الدائرة ، والمحولات ، والمفاتيح الكهربائية وغيرها.

ستتمكن من رؤية أشياء مثل: حالة المولد (قيد التشغيل أم لا) ، الطاقة المتدفقة من خلال محول (أمبير ، كيلووات ، إلخ) ، حالة قواطع الدائرة في النت والمزيد.

على جانب التحكم ، سيكون المشغل قادرًا على استخدام SCADA HMI للقيام بأشياء مثل بدء وإيقاف المولدات وقواطع الدائرة المفتوحة والمغلقة.

 

 

 

سكادا في محطة معالجة المياه

لقطة من شاشة حاسبة السيطرة في محطة معالجة مياه

في منشأة معالجة المياه ، سيراقب نظام SCADA أشياء مثل حالة المضخات (تشغيل / إيقاف تشغيل) ، ومستوى خزانات التخزين ، ومعدلات التدفق من خلال الأنابيب وإنذارات التدفق الزائد.

على جانب التحكم ، سيسمح نظام SCADA لمحطة المياه للمشغل ببدء وإيقاف المضخات ، وملء الخزانات ، وبدء تصفية التناضح العكسي ، إلخ.

لذا ، كما يمكنك أن تتخيل ، فإن معظم أنظمة SCADA تتضمن PLCs بطريقة أو بأخرى. عادة ما تكون هناك أجهزة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) تتحكم بشكل مباشر في كل آلة وقطعة من المعدات في محطة توليد الطاقة أو منشأة معالجة المياه ، وغالبًا ما يكون هناك جهاز تحكم منطقي قابل للبرمجة “رئيسي” يتحدث مع جميع الآلات والمعدات PLC لجمع البيانات وإرسال أوامر التحكم في المشغل.

. يشير اختصار SCADA إلى التحكم الإشرافي والحصول على البيانات. لذلك لدي الكثير من الأسئلة حول SCADA ولذا أردت أن أصنع فيديو عن ذلك للإجابة على بعض هذه الأسئلة ، وإعطائك نظرة عامة موسعة وإظهار كيفية اتصاله بـ PLCs و HMI. لذا في عالم الأتمتة ، هناك الكثير من الارتباك حول الأنواع المختلفة من أنظمة الأتمتة ووحدات التحكم وجميع الاختصارات التي يرميها الناس هناك.

إنهم يجعلون الأمر أكثر إرباكًا ، خاصة للمبتدئين. لذا نأمل أن يزيل هذا بعضًا من هذا الارتباك. بعض الاختصارات التي ربما سمعتها ، PLC و PAC DCS و HMI و MMI و OIT و SCADA. لذا آمل أن يبسط هذا الفيديو بعض هذه الاختصارات لك ، خاصة فيما يتعلق بكيفية PLCs و HMIs. تتناسب مع أنظمة SCADA.

أولاً ، دعونا نناقش العلاقة بين SCADA HMI و PLC.

في هذه الصورة ، يمثل هذا نظام SCADA. لدينا مثال بسيط حقًا لما يمكن أن يكون عليه نظام SCADA ، وكيف يمكن وضعه بقدر المكونات المختلفة. لذلك لدينا في الأساس العديد من أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ، ControlLogix ، Allen-Bradley PLCs هنا ، ثم لدينا HMIs متعددة. هذه هي شاشات PanelView Plus ولدينا بعض المعدات الصناعية العشوائية. لذا ما سننظر إليه هنا هو لنبدأ بإحدى هذه الأجهزة. كما ترون ، يبدو هذا النوع من الروبوتات وهناك PLC يتحكم فيه.

ثم لدينا شاشة لمس صغيرة HMI تسمح للمشغلين بمراقبة والتحكم في تلك القطعة من المعدات. لذلك عندما تذهب إلى بيئة نباتية ، إذا لم تكن حول الكثير من المصانع والنباتات الآلية ، فإن ما ستراه كثيرًا هو أن كل قطعة من المعدات لديها وحدة تحكم PLC وواجهة مشغل خاصة بها.

تم تثبيت شاشة اللمس HMI بالقرب من قطعة المعدات ووحدة التحكم هذه ، ووحدة التحكم PLC و HMI مخصصة لتلك القطعة من المعدات. هذا ما نحاول إظهاره هنا. هذا نوع من منطقة معدات معينة. لديها وحدة تحكم مخصصة. و HMI ، فقط السيطرة على تلك الآلة. بعد ذلك لدينا قسم آخر من المعدات هنا. أم ، يبدو أن بعض محطات ضخ المياه أو النفط أو التنقية أو النقل. ليس لدي أي فكرة عما هو عليه بالفعل ، ولكن هذا ما يبدو لي.

ومرة أخرى ، لديها PLC و HMI الخاصة بها التي تتحكم في نظام الأتمتة أو تلك المعدات وتراقبها. وأخيرًا ، تبدو قطعة ثالثة هنا وكأنها نوع من خزانات الغاز المضغوط ، منجم PLC و H خاص بها. الآن ، لقد عرضت هذا بشكل كبير ، أو إذا عرضت كل ذلك بتنسيق مبسط للغاية فقط لإبقاء هذا الدرس قصيرًا ولتجنب التشويش عليك.

ولكن في الأساس يمكننا أن نرى أن جميع PLCs مترابطة معًا. لذلك يمثل هذا الخط المظلم الشبكة التي يتصلون بها جميعًا وهم يتواصلون مع نظام SCADA HMI الرئيسي هذا. لذا HMI يرمز مرة أخرى إلى واجهة الآلة البشرية. لذلك سيكون هذا هو الحال في غرفة المشغل ، غرفة التحكم الرئيسية حيث يجلس المشغل في المصنع ويمكنه مراقبة الأشياء والتحكم فيها في المصنع وفي العملية من ذلك الموقع المركزي. لذا كما ترى ، أنظمة SCADA ليست مجرد أجهزة إلكترونية معينة. هذا ما اعتقده. يخلط بعض الناس.

يعتقدون أن نظام SCADA يشبه PLC. كما لو كان لديك وحدة تحكم PLC ثم لديك وحدة تحكم متزلج. هذا ليس ما هو SCADA أكثر من الهندسة المعمارية. لذلك تعمل أجهزة متعددة معًا وعادة ما يتم تلخيصها في شاشة HMI واحدة مركزية حيث يعمل المشغل.

لذلك أضع شاشتين لأن الكثير من HMI هو أنهم يستخدمون شاشتين مختلفتين حتى يتمكنوا من عرض المزيد من المصنع ، ولكن كل ذلك سيكون بشكل عام نفس التطبيق. حسنا. لذلك دعونا نتحدث عن الرقابة الإشرافية. لذا SCADA لتقف على التحكم الإشرافي والحصول على البيانات أو الحصول على البيانات. ومرة أخرى ، إنه ليس جهازًا معينًا. SCADA ليس جهازًا ، بل مجموعة من الأجهزة والشبكات ، تم تصميمها جميعًا لمركزة المراقبة والتحكم الإشرافي لنظام معالجة المصنع في موقع واحد مثل شاشات HMI هذه.

لذا فإن التحكم الإشرافي يختلف نوعًا ما عن التحكم النموذجي المقدم من قبل PLC المحلي على الجهاز. عندما كنا نتحدث عن التحكم في المعدات ، فإن التحكم الذي يأتي مع المعدات. لذلك ستأتي قطعة من المعدات بنظام PLC مدمج لأتمتة ذلك. نحن نتحدث عن PLC أو PAC التي ستتحكم في كل شيء في هذه القطعة من المعدات أو الآلة.

لذلك في نظام نقل الخزان على سبيل المثال ، قد يتحكم PLC في تشغيل وإيقاف المضخات المتعددة. لذا كما هو الحال في هذا المثال هنا في المنتصف لنقل السائل من خزان إلى آخر ، ربما ينطوي على تشغيل وإيقاف مضخات مختلفة ، وفتح وإغلاق ربما 20 صمامًا مختلفًا وإيقاف تشغيل أضواء المؤشر والتنبيهات عند الضرورة. وقد يمنح HMI المشغل القدرة على تشغيل المحرك أو فتح وإغلاق كل صمام فردي لأشياء مثل الاختبار أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها أو أغراض التنظيف ، وأشياء من هذا القبيل.

لذا فإن الفكرة في الأساس هي وحدة التحكم ، و PLC و HMI المخصصة لهذه القطعة من المعدات لديها الكثير من التحكم ، والكثير من المراقبة. ينزل في التفاصيل. ومع ذلك ، بشكل عام ، لن تكون مراقبة المشرف المتزلج حبيبية ، ولن تكون مفصلة. أم ، سيكون الأمر أكثر من التحكم عالي المستوى.

على سبيل المثال ، يمكن أن يختار المشغل بدء نقل السائل ، والذي سيرسل بعد ذلك إشارة إلى أجهزة PLC لبدء عملية النقل. قد تحتوي عملية النقل نفسها على عدة خطوات مثل الصمام المفتوح ، مضخة بدء واحدة لإغلاق الصمام 13 بالخارج ، انتظر لمدة ثلاث دقائق حتى يكون هناك مستوى منخفض في الخزان ثم أوقف المضخة اثنين وأغلق الصمام الأول ، أشياء من هذا القبيل. ولكن من نظام SCADA ، من الواضح أن المشغل يقوم فقط بوظيفة كبيرة واحدة ، وعملية واحدة وكل تلك الأشياء الأخرى التي يتم إرسال طلب تحكم واحد إلى PLC المحلي. ثم يقوم هذا PLC المحلي بإجراء النقل.

لذا آمل أن تكون قد فهمت الفكرة. هذا لا يعني أن أنظمة SCADA لا تملك القدرة على القيام بوظائف فردية مثل فتح هذا الصمام. لا يمكنك القيام بذلك من نظام SCADA. أنا لا أقول ذلك ، ولكن بشكل عام ، تم تصميم نظام المتزلج ليكون مجرد وظائف تحكم إشرافي ليست حبيبية. إذن ، بعد ذلك ، سنلقي نظرة على نظام SCADA لمشروب غازي. وهذا يأتي في الواقع من FactoryTalk View SE. إنه تطبيق مدمج للعينة يسمى الفوران الفوري ، SE. وهو رائع. لذا سأقوم بسحب ذلك إلى الأعلى هنا.

لذا لدي هذا مفتوح هنا ولا يعمل أو أي شيء. نحن فقط ننظر إلى الأمر في وقت التصميم. هذه هي شاشة النظرة العامة على المصنع هنا ، وكما ترى ، تعرض هذه الشاشة مجموعة من المعدات المختلفة التي تعمل جميعها على ما يبدو معًا لصنع المشروبات الغازية وتعبئتها ثم تعبئتها بالعبوات أو العلب المعبأة أو أيًا كانت ، والمشروبات الغازية فيها. وهناك شاشات إضافية. كما ترى ، هناك بالفعل عدد قليل من الشاشات الإضافية التي تم إنشاؤها لهذا المشروع.

مشروع العينة. لذا فإن أحد تلك التي يمكن أن ننظر إليها هنا هو نظرة عامة على المزيج السريع ، الموجود هنا. إذاً هذا جزء من النبات يمكنك نوعًا من الحفر فيه ورؤية ما يحدث في تلك العملية. ويمكنك رؤية خيارات التحكم الإشرافي مثل البدء ، والتوقف هنا ، أم ، لنظام المزيج السريع.

ثم بعض هذه الأنظمة الأخرى مثل الحشوة ، لنرى ما إذا كان بإمكاننا التحقق من ذلك أيضًا. حتى تتمكن من رؤية نظام التعبئة. نتعمق في ذلك ونراه هنا ونراكم تبدأ ، توقف عن التحكم ، أم ، على هذه الشاشة هنا لهذا الجزء من النظام. مرة أخرى ، ابدأ ، توقف ، قد يعني أنك ببساطة تقوم بإرسال إشارة واحدة إلى PLC و PLC يقوم بالباقي.

إذن هذا مثال على الرقابة الإشرافية. لذا فإن الإنذارات جزء مهم آخر من نظام المتزلج HMI. تعد الإنذارات مهمة جدًا في الأنظمة الآلية نظرًا لأن المشغل عادة ما يجلس خلفه ويراقب الشاشات ، ويحتاج إلى معرفة ما إذا كان هناك شيء في المصنع الآلي قد فشل أو كان إنذارًا. لذا ، على سبيل المثال ، إذا كان مستوى سائل المشروبات الغازية مرتفعًا جدًا في أحد هذه الخزانات ، إذا عدنا إلى نظرة عامة على النبات ، مثل أحد هذه الخزانات ، أفترض أن هناك سائلًا ناعمًا في هذه الخزانات التي تتم معالجتها ، تلك إذا كان الارتفاع مرتفعًا جدًا ، فقد يعني ذلك أن المضخة أو الصمام لا يعملان بشكل صحيح.

غالبًا ما يتم تجهيز الخزانات بمستشعرات مستوى للكشف عن السوائل التي ترتفع أو تنخفض جدًا اعتمادًا على الغرض من الخزان. ولكن دائمًا ما ترغب في التنبيه إذا كان الخزان يرتفع جدًا. أيضًا في منطقة التعبئة ، دعنا نقول كان هناك الكثير من العبوات على الحزام الناقل. لذا إذا لم يتم تباعد هذه الأشياء بطريقة أو بأخرى بشكل رائع ، إذا كان أحدهم عالقًا هناك ، فقد يعني ذلك وجود شيء عالق.

قد تكون نقطة شائكة على الناقل أو محرك أو شيء ما قد تعطلت ، عددًا كبيرًا من الأشياء. لست في صناعة التعبئة والتغليف ، لكنني لا أعتقد أنه من الصعب أن نتخيل أنه قد يكون هناك مجموعة كاملة من الأشياء المختلفة التي قد تسبب مشكلة مثل هذه. أم ، لذلك ، وربما بعد ذلك قد يكون إنذارًا إذا كان هناك صندوق مفقود ، يمكنك التفكير في مجموعة متنوعة من الحالات الشاذة المختلفة التي ترغب في تنبيهها لإيقاف العملية أو على الأقل تنبيه المشغل عن توقف شيء ما.

لذا إذا نظرنا إلى الإنذارات ، فعندئذ سوف يرى المشغل الإنذارات على شاشة الإنذار هذه وسيتمكن من معالجتها حسب الحاجة. يمكنك أن ترى أنه حتى بعض المنبهات التي يمكن محاكاتها هنا ، مثل حد منخفض ، حد مرتفع ، مرتفع ، حد مرتفع ، وما إلى ذلك. باختصار ، نظام المتزلج هو نظام تحكم إشرافي والحصول على البيانات الذي يجمع البيانات من وحدات تحكم مختلفة مثل أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو الوحدات الطرفية البعيدة لاستخدامها ، والتي لم نتحدث عنها حقًا ، ولكنها في الأساس تشبه PLC I / O رفوف وقد لا تسمى PLCs ، لكنها تفعل نفس الشيء في الأساس.

وهي تجمع بين تلك البيانات من وحدات التحكم المختلفة في نظام مركزي مثل HMIs التي ناقشناها مبكرًا في هذا الدرس. كما أنه يمنح المشغل الفرصة للرد على الإنذارات ، ونظام المراقبة ، ومتغيرات نظام المراقبة ، أو تنفيذ إجراءات تحكم عالية المستوى مثل المتانة أو إيقاف الماكينة أو العملية أو الركض بمحرك وما إلى ذلك.

عن احمد عبد الوهاب

احمد عبد الوهاب
بكالوريوس هندسة كهربائية - الجامعة المستنصرية - بغداد . دبلوم الكترونيك - معهد التكنولوجيا - بغداد . عضو نقابة المهندسين العراقيين.

شاهد أيضاً

الموقت الزمني 555

إن الموقت 555 IC عبارة عن دائرة (رقاقة) متكاملة تستخدم في مجموعة متنوعة من تطبيقات …

error: عذرا المحتوى محمي من النسخ !!