LoginTechs
لوجن تيكس منصة متخصصة بمتابعة ونقل آخر الأخبار والمقالات التقنية وكل ما يخص التكنولوجيا الحديثة والأحداث التقنية والخدمات الرقمية.

ما هو سكادا SCADA ؟

430

- Advertisement -

يُقصد بها الرقابة الإشرافية وحيازة البيانات (SCADA (Supervisory control and data acquisition وهي نظام من عناصر برمجية ومادية تسمح للمنظمات الصناعية بما يلي:

  • السيطرة على العمليات الصناعية محلياً أو في المناطق النائية
  • مراقبة وجمع ومعالجة البيانات في الزمن الحقيقي
  • تتفاعل مباشرةً مع الأجهزة مثل الحساسات والصمامات والمضخات والمحركات وغيرها من خلال برنامج واجهة بين الإنسان والآلة (HMI: Human-Machine Interface)
  • تسجيل الأحداث في ملف السجلات

وتُعتبر أنظمة السكادا حاسمة بالنسبة للمنظمات الصناعية لأنها تساعد بالحفاظ على الكفاءة، ومعالجة البيانات لإتخاذ قرارات أكثر ذكاءً، وطرح مشكلات النظام للمساعدة في تخفيف زمن التوقف عن العمل.

تبدأ بنية سكادا الأساسية بوحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة ( PLCs: programmable logic controllers) أو وحدات طرفية بعيدة (RTUs: Remote Terminal Unit). حيثُ PLCs و RTUs هي الحواسيب الصغيرة التي تتواصل مع مصفوفة من الكائنات مثل آلات المصنع، برمجيات االواجهة بين الإنسان والآلة ( HMI)، وأجهزة الاستشعار، والأجهزة الطرفية، ثم توجيه المعلومات من الأشياء إلى أجهزة الكمبيوتر التي تمتلك برنامج سكادا. ويقوم برنامج سكادا بمعالجة وتوزيع و إظهار البيانات، مما يساعد المشغلين وغيرهم من الموظفين على تحليل البيانات واتخاذ القرارات الهامة.

وعلى سبيل المثال، يقوم نظام سكادا بسرعة بإعلام المشغل بأن مجموعة من المنتجات تُظهر نسبة عالية من الأخطاء. ليقوم المشغل بإيقاف العملية مؤقتاً وعرض بيانات نظام SCADA عبر HMI لتحديد سبب المشكلة. ويقوم بعدها المشغل بمراجعة البيانات ليكتشف على سبيل المثال أنَّ الماكينة 4 معطلة. إذ تساعد قدرة نظام SCADA على إبلاغ مشغل المشكلة لحلها ومنع المزيد من فقدان المنتج.

البنية الأساسية لسكادا SCADA

مشروع سكادا SCADA

من يستخدم SCADA؟

 تُستخدم أنظمة SCADA من قبل المؤسسات الصناعية والشركات في القطاعين العام والخاص للتحكم في الكفاءة والحفاظ عليها وتوزيع البيانات لإتخاذ قرارات أكثر ذكاءً وإيصال مشكلات النظام للمساعدة في تخفيف زمن التوقف عن العمل. وتعمل هذه أنظمة بشكل جيد في العديد من أنواع المؤسسات المختلفة لأنها يمكن أن تتراوح من التكوينات البسيطة إلى التركيبات الكبيرة والمعقدة. فأنظمة SCADA هي العمود الفقري للعديد من الصناعات الحديثة، بما في ذلك:

  • الطاقة
  • الأغذية والمشروبات
  • التصنيع
  • النفط والغاز
  • القدرة
  • إعادة التدوير
  • وسائل النقل
  • المياه ومياه الصرف
  • و أكثر من ذلك بكثير

وفي الواقع في أي مكان تنظر إليه في عالم اليوم، هنالك نوع من نظام SCADA يعمل خلف الكواليس: الحفاظ على أنظمة التبريد في السوبر ماركت المحلي، وضمان الإنتاج والسلامة في المصفاة، وتحقيق معايير الجودة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي، أو حتى تتبع استخدام الطاقة الخاصة بك في المنزل، هذه بعض الأمثلة فقط.

ويمكن أن تؤدي أنظمة SCADA الفعالة إلى توفير كبير في الوقت والمال. وقد تم نشر العديد من دراسات الحالة التي تسلط الضوء على فوائد استخدام حلول برمجيات SCADA الحديثة مثل Ignition.

ولادة سكادا SCADA

لفهم أصول SCADA، يجب علينا فهم المشاكل التي تحاول المنظمات الصناعية حلها. فقبل إدخال مفهوم SCADA في منتصف القرن العشرين، اعتمدت العديد من معامل التصنيع والمنشآت الصناعية والمواقع البعيدة على الموظفين للتحكم في المعدات يدوياً ومراقبتها من خلال الأزرار و شاشات الإظهار.

وظهرت مع ازدياد حجم المعامل الصناعية وأجهزة التحكم عن بعد الحاجة إلى حلول للتحكم في المعدات عبر المسافات الطويلة. فبدأت المنظمات الصناعية في استخدام المرحلات وأجهزة التوقيت لتوفير مستوى معين من الرقابة الإشرافية دون الحاجة إلى إرسال أشخاص إلى مواقع بعيدة للتفاعل مع كل جهاز.

ورغم أنَّ المرحلات والموقتات حلت العديد من المشاكل بتوفير وظائف التشغيل الآلي المحدود، بدأت تظهر المزيد من المشاكل مع استمرار المؤسسات في التوسع. وكان من الصعب إعادة ضبط المرحلات والموقتات، كما شغلت لوحات اكتشاف الأخطاء والتحكم مساحة كبيرة. فكانت الحاجة إلى نظام مراقبة وتحكم آلي أكثر كفاءة.

في أوائل 1950، تم تطوير أجهزة الكمبيوتر لأول مرة واستخدامها لأغراض التحكم الصناعي. وبدأت الرقابة الإشرافية تصبح شائعة بين المرافق الرئيسية، أنابيب النفط والغاز، وغيرها من الأسواق الصناعية في ذلك الوقت. وفي الستينات، تم إنشاء القياس عن بعد للرصد، مما سمح للاتصالات الآلية بنقل القياسات والبيانات الأخرى من أجهزة في المواقع البعيدة إلى معدات المراقبة. وصُمم مصطلح SCADA في أوائل السبعينيات من القرن العشرين، وزاد نمو المعالجات الصغرية ووحدات التحكم القابلة للبرمجة خلال ذلك العقد من قدرة المؤسسات على مراقبة العمليات الآلية والسيطرة عليها أكثر من أي وقت مضى.

تطور SCADA

 الصدور الأول لـ SCADA بدأ بأجهزة الكمبيوتر المركزية. فالشبكات التي نعرفها اليوم لم تكن متوفرة وكل نظام SCADA كان نظاماً مستقلاً وقائماً بذاته. وكانت هذه الأنظمة هي ما يُشار إليه الآن باسم أنظمة Monolithic SCADA.

وفي الثمانينيات والتسعينيات، واصلت SCADA التطور بفضل أنظمة الكمبيوتر الصغيرة، وتقنية الشبكات المحلية (LAN)، وبرمجيات واجهات المستخدم مع الآلة HMI المستندة إلى الكمبيوتر الشخصي. وسرعان ما أصبحت أنظمة SCADA متصلة بأنظمة أخرى مماثلة. فكان العديد من بروتوكولات LAN المستخدمة في هذه الأنظمة برتوكولات خاصة، مما أعطى البائعين تحكماً في كيفية تحسين نقل البيانات. ولسوء الحظ كانت هذه الأنظمة غير قادرة على التواصل مع الأنظمة من الموردين الآخرين. فكانت تسمى هذه الأنظمة أنظمة SCADA الموزعة.

في تسعينات القرن الماضي وأوائل العقد الأول من القرن الحالي، وبناءً على نموذج النظام الموزع، اعتمدت SCADA تغييراً متزايداً من خلال تبني بنية نظام مفتوح وبروتوكولات اتصالات معيارية لم تكن خاصة ببائع. وهذا الإصدار من SCADA، يسمى نظام SCADA الشبكي، واستفاد من تقنيات الاتصالات مثل الإيثرنت. فسمحت أنظمة SCADA الشبكية للنظم من الموردين الآخرين بالتواصل مع بعضها البعض، مما خفف من القيود المفروضة من قبل أنظمة SCADA القديمة، وسمحت للمؤسسات بربط المزيد من الأجهزة بالشبكة.

وفي حين شهدت أنظمة SCADA تغييرات تطويرية كبيرة، استمرت العديد من المنظمات الصناعية في النضال مع الوصول إلى البيانات الصناعية على مستوى المؤسسات. وبحلول أواخر التسعينات إلى أوائل العقد الأول من القرن الحالي، حدثت طفرة تكنولوجية وتسارعت الحوسبة الشخصية وتكنولوجيا المعلومات في التطور. وأصبحت لغة الاستعلامات (SQL: Structured Query Language) لقواعد البيانات هي المعيار لقواعد بيانات تكنولوجيا المعلومات ولكن لم يتم اعتمادها من قبل مطوري SCADA. ونتج عن ذلك انشقاق بين الضوابط المعيارية وتكنولوجيا المعلومات، وأصبحت تكنولوجيا SCADA قديمة على مر الزمن.

لا تزال أنظمة SCADA التقليدية تستخدم تقنية خاصة للتعامل مع البيانات. وبالتالي بقي الحل فوضوي ومكلف للغاية. ولكن تهدف أنظمة SCADA الحديثة إلى حل هذه المشكلة بالاستفادة من أفضل تقنيات التحكم وتكنولوجيا المعلومات.

نظم SCADA الحديثة

تسمح أنظمة SCADA الحديثة بالوصول إلى البيانات في الزمن الحقيقي من أرضية المصنع من أي مكان في العالم. ويتيح هذا الوصول إلى المعلومات في الزمن الحقيقي للحكومات والشركات والأفراد واتخاذ قرارات تستند إلى البيانات حول كيفية تحسين عملياتهم. ودون برنامج SCADA سيكون من الصعب جداً إن لم يكن من المستحيل جمع بيانات كافية لاتخاذ قرارات صحيحة بشكل جيد.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن معظم تطبيقات مصممي SCADA الحديثة تتمتع بإمكانيات التطوير السريع (RAD: Rapid Application Development) التي تسمح للمستخدمين بتصميم التطبيقات بسهولة نسبية، وحتى إن لم تكن لديهم معرفة واسعة لتطوير البرمجيات.

وقد أدى إدخال معايير وممارسات تكنولوجيا المعلومات الحديثة مثل SQL والتطبيقات المستندة إلى الويب إلى برنامج SCADA إلى تحسين الكفاءة والأمان والإنتاجية والموثوقية في أنظمة SCADA.

إذ يوفر برنامج SCADA الذي يستخدم قوة قواعد بيانات SQL مزايا هائلة مقارنة ببرنامج SCADA القديم. وإحدى الميزات الكبيرة لاستخدام قواعد بيانات SQL مع نظام SCADA هي أنه يجعل من الأسهل الاندماج في أنظمة MES و ERP الموجودة، مما يسمح بتدفق البيانات بسلاسة من خلال مؤسسة بأكملها.

ويمكن أيضاً تسجيل البيانات التاريخية من نظام SCADA في قاعدة بيانات SQL، مما يسمح بتحليل البيانات بشكل أسهل عبر حركة اتجاه البيانات.

تعلم عن الاشعال Ignition – السكادا الجديد SCADA

برمجيات الاشعال لواجهات المستخدم مع الآلة/ سكادا Ignition HMI/Software

الاشعال من Inductive Automation® هي منصة برمجيات الأتمتة الصناعية والتي تحولت إليها العديد من الشركات والمؤسسات لتلبية احتياجات HMI / SCADA.

تم تثبيت نظام الإشعال في آلاف المواقع في أكثر من 100 بلد منذ عام 2010. وإن طبيعتها القوية والمتينة تسمح لنماذج نظام سكادا بالوصول إلى متطلبات عملائها بينما تكلف أقل من حلول برامج سكادا الأخرى.

وفي ما يلي بعض الأسباب وراء اختيار المزيد من الشركات Ignition:

يستخدم Ignition إجراءات تكنولوجيا المعلومات الحديثة التي تجعلها متوافقة مع مكونات نظام سكادا الحالية. ويتيح نموذج الترخيص الفريد من نوعه للمستخدمين دفع رسوم ثابتة استناداً إلى عدد المخدمات. ويتقاضى بائعو سكادا الآخرون عادةً رسوماً لكل عميل أو لكل علامة، ولكن يوفر Ignition عملاء وعلامات غير محدودة. كما أنَّ Ignition قابل للنشر على الويب: يمكن تنزيله وتثبيته في بضع دقائق، ويمكن إضافة العملاء أو تحديثهم على الفور.

وشعار أتمتة الاستقراء “أحلم به ، افعله” هو تجسيد مثالي لما يمكن أن يفعله Ignition. وعلى الرغم من أن ادعاءاته الجريئة قد تبدو جيدة لدرجة يصعب تصديقها، إلا أنَّ مظاهر البرنامج تثبت مدى قوته. وبمجرد أن ترى ما هو ممكن، سوف تبدأ في تخيل كيف يمكن للبرنامج أن يلائم احتياجات سكادا الخاصة بك ويفتح إمكانيات جديدة.

البنية الأساسية لواجهة المستخدم مع الآلة/ سكادا HMI / SCADA

راجع أيضاً:

7 مفاهيم ومهارات أساسية لبدء تطوير خدمات إنترنت الأشياء

ما هو TensorFlow ؟ تعرف على مكتبة تعلم الآلة

Leave A Reply

Your email address will not be published.