डेटा संपादन आणि ऑपरेशनल कंट्रोल सिस्टम (SCADA सिस्टम)

पर्यवेक्षी नियंत्रण आणि डेटा संपादन प्रणाली किंवा SCADA प्रणाली ही संज्ञा 1980 च्या उत्तरार्धात दिसून आली. XX शतक. एकाच वेळी ऑपरेटर कन्सोल म्हणून स्थापित केलेल्या ग्राफिकल अनुप्रयोगांसह वैयक्तिक संगणक वापरण्याच्या पहिल्या प्रयत्नांसह.

प्रथम SCADA प्रणाली DOS किंवा Unix ऑपरेटिंग सिस्टीमसाठी विकसित करण्यात आली होती आणि हार्डवेअरच्या हार्डवेअर मर्यादा आणि ऑपरेटिंग सिस्टमच्या ग्राफिकल क्षमता या दोन्हींमुळे त्याऐवजी माफक क्षमता होत्या. Windows 3.11, X-Windows, Phantom आणि हार्डवेअर सारख्या ग्राफिकल इंटरफेसच्या देखाव्यासह SCADA सिस्टम एकाच वेळी व्यापक बनल्या आहेत जे आपल्याला मल्टीटास्किंग मोडमध्ये प्रक्रियांच्या अंमलबजावणीची आवश्यक गती प्राप्त करण्यास अनुमती देतात.

उच्च-स्तरीय सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट टूल्स म्हणून SCADA सिस्टीमच्या उदयाचे कारण बोरलँड डेल्फी आणि इतर व्हिज्युअल प्रोग्रामिंग सिस्टीम सारख्या प्रणालींच्या उदयाच्या कारणासारखेच आहे.त्यांचे मुख्य कार्य म्हणजे सॉफ्टवेअर डेव्हलपर्सना नित्यक्रमातून मुक्त करणे आणि मानक इंटरफेस आणि फंक्शन्सचे वर्णन करण्याच्या निरुपयोगी ओझ्यापासून मुक्त करणे. त्याच वेळी, हे समजले पाहिजे की SCADA सिस्टीमचा वापर विकासकाच्या पात्रतेच्या आवश्यकतांमध्ये घट सूचित करत नाही, जसे की ते कल्पना करण्याचा प्रयत्न करतात.

प्रणालींमध्ये फरक करा MMI (मॅन मशीन इंटरफेस) आणि SCADA, जसे की ते दोघे यशस्वीरित्या एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे विकसित झाले, डिव्हाइस मार्केटमध्ये भिन्न कोनाडे व्यापले HMI (मानवी मशीन इंटरफेस).

MMI सिस्टीम ही वैयक्तिक उपकरणे किंवा तांत्रिक प्रतिष्ठापनांसाठी प्रत्यक्षात स्थानिक नियंत्रण पॅनेल असतात, जे अल्फान्यूमेरिक स्क्रीन आणि कीबोर्ड किंवा ग्राफिक, सहसा टच स्क्रीनसह सुसज्ज असतात.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये, MMI डिव्हाइस विशेष नियंत्रक वापरून लागू केले जाते आणि त्याचे सॉफ्टवेअर भाग कोणतेही अतिरिक्त बदल किंवा बदल सूचित करत नाही.

त्याच वेळी, SCADA प्रणालींमध्ये मानक वैयक्तिक संगणक आणि ऑपरेटिंग सिस्टमचा वापर समाविष्ट आहे, मोठ्या तांत्रिक प्रक्रिया व्यवस्थापित करण्याच्या प्रक्रियेस स्वयंचलित करण्यासाठी वापरला जातो, ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने कार्यकारी उपकरणे आणि तांत्रिक युनिट्स गुंतलेली असतात आणि संभाव्यतेचे समर्थन देखील करतात. वितरित अनुप्रयोगांची अंमलबजावणी करणे (एकाधिक ऑपरेटर कन्सोल वापरून) …

एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टम्सच्या अस्तित्वामुळे MMI आणि SCADA सिस्टम्समध्ये स्पष्ट रेषा काढणे अशक्य आहे ज्यामध्ये नियंत्रण प्रणालीच्या विविध स्तरांसाठी सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट टूल्समध्ये फरक नसतो.

SCADA सिस्टीमचा उद्देश आणि कार्यात्मक रचना आणि "SCADA" या शब्दाच्या स्पष्टीकरणातील फरक यांचे वर्णन करणार्‍या एका मानकाचा अभाव या वर्गाच्या प्रणालींचे वर्गीकरण आणि तुलना करणे क्लिष्ट करते.

SCADA प्रणालीचे खालील मुख्य गट वेगळे केले जाऊ शकतात:

• नियंत्रक उत्पादकांनी विकसित केलेल्या SCADA प्रणाली;

• स्वतंत्र उत्पादकांनी विकसित केलेल्या SCADA प्रणाली;

• SCADA सिस्टीम हे एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टमचे घटक आहेत.

नियंत्रक उपकरणे निर्मात्याचे स्वतःची SCADA प्रणाली विकसित करण्याचे कार्य अंतिम वापरकर्त्याला त्या निर्मात्याचे नियंत्रक वापरून व्हिज्युअलायझेशन ऍप्लिकेशन विकसित करण्यासाठी एक साधन प्रदान करणे आहे.

अशा प्रणालीची खालील मुख्य वैशिष्ट्ये ओळखली जाऊ शकतात:

• या प्रणालींचा इंटरफेस कंट्रोलर उपकरणांसाठी सॉफ्टवेअर लिहिण्याच्या माध्यमांच्या इंटरफेसची पुनरावृत्ती करतो;

• SCADA सिस्टम घटक विशिष्ट निर्मात्याच्या नियंत्रण उपकरणांकडून प्राप्त झालेल्या डेटासह कार्य करण्यासाठी ऑप्टिमाइझ केले जातात;

• इतर निर्मात्यांकडील उपकरणांसह डेटा एक्सचेंजसाठी इंटरफेस खराबपणे अंमलात आणलेले आहेत किंवा वापरण्यास कठीण आहेत.

अशा प्रणालीचे उत्कृष्ट उदाहरण आहे सीमेन्स WinCC… अशा मालकीच्या प्रणालींचा वापर, एकीकडे, सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट तज्ञांना प्रशिक्षण देण्याची किंमत कमी करते, परंतु दुसरीकडे, ते विकसक आणि सिस्टमचा अंतिम वापरकर्ता या दोघांनाही विशिष्ट निर्मात्याशी किंवा अगदी विशिष्ट उत्पादकाशी बांधून ठेवते. एका निर्मात्याकडून उपकरणांची ओळ.

याव्यतिरिक्त, अनेक नियंत्रण उपकरण उत्पादकांना त्यांची सॉफ्टवेअर उत्पादने आवश्यक स्तरावरील समर्थन आणि देखभाल प्रदान न करता विपणन हेतूंसाठी त्यांच्या स्वत: च्या SCADA प्रणाली विकसित करण्यास भाग पाडले गेले.

प्रक्रिया व्हिज्युअलायझेशन आणि नियंत्रण अनुप्रयोग तयार करण्यासाठी तृतीय-पक्ष SCADA प्रणाली ही सर्वात लवचिक साधने आहेत. त्यांच्या फायद्यांमध्ये विकेंद्रित आणि वितरित नियंत्रण प्रणाली तयार करण्यासाठी मोठ्या संख्येने फंक्शन्सचे समर्थन, तसेच प्रतिस्पर्धी, उत्पादकांसह विविध उपकरणे एका प्रणालीमध्ये एकत्रित करण्याची क्षमता समाविष्ट आहे.

कार्यकारी उपकरणांसह डेटाची देवाणघेवाण करण्यासाठी, अशा प्रणाली सॉफ्टवेअर I/O सर्व्हर वापरतात जे DDE किंवा OPC इंटरफेस लागू करतात. अशा SCADA सिस्टीमचा प्रसार, तसेच ऑटोमेशन टूल मानकांचे पालन करण्याची गरज यामुळे सर्व कंट्रोलर उपकरणे विकसकांचे स्वतःचे OPC किंवा DDE सॉफ्टवेअर सर्व्हर, जे उपकरणांसह किंवा ऑर्डर करण्यासाठी पूर्ण वितरीत केले जातात.

एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टममध्ये नियंत्रण प्रणालीचा अविभाज्य भाग म्हणून ऑपरेटर स्टेशनचा विकास समाविष्ट असल्याने, त्यात नेहमी SCADA प्रणालीचे वेगळे घटक असतात. तथापि, संपूर्ण प्रणाली संपूर्णपणे कार्य करत असल्याने, हे घटक एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टमच्या इतर मॉड्यूल्सचे घटक देखील असू शकतात किंवा SCADA सिस्टमला त्याच्या शुद्ध स्वरूपात सॉफ्टवेअर उत्पादनात वेगळे करणे अशक्य असू शकते.

अशा प्रणाल्यांचे दोन मुख्य फरक लक्षात घेऊन नियंत्रक उत्पादकांनी विकसित केलेल्या SCADA प्रणालीसारखेच फायदे आणि तोटे आहेत:

• SCADA सिस्टीम, जे एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टीमचा अविभाज्य भाग आहेत, त्यांना इतर उत्पादकांकडून सॉफ्टवेअर आणि हार्डवेअरसह व्यावहारिकपणे कोणतीही इंटरऑपरेबिलिटी नाही;

• अशा अनुप्रयोगांमध्ये SCADA प्रणालीची भूमिका ग्राफिकल इंटरफेसच्या विकासापुरती मर्यादित आहे.

SCADA प्रणालींची रचना आणि रचना

SCADA प्रणालींची रचना आणि रचना

सामान्यतः, SCADA सिस्टममध्ये सॉफ्टवेअर उत्पादनांचे दोन स्वतंत्र संच असतात: एक विकास वातावरण आणि एक अंमलबजावणी वातावरण.

विकासाचे वातावरण संच म्हणतात ज्याद्वारे तांत्रिक प्रक्रियेच्या व्हिज्युअलायझेशनसाठी वातावरण डिझाइन आणि कॉन्फिगर केले जाते.

कामाच्या दरम्यान वातावरण — हा सॉफ्टवेअर उत्पादनांचा संच आहे जो ऑपरेटरच्या स्टेशनमधील तांत्रिक प्रक्रियेच्या व्हिज्युअलायझेशनसाठी प्रोग्रामच्या प्रोजेक्टवरील कामासाठी आवश्यक आहे.

स्वतंत्रपणे, विकासक आणि ऑपरेटरच्या समान प्रकल्पासह काम करताना विकास वातावरण आणि रनटाइम वातावरण यांच्यातील परस्परसंवादाचा मुद्दा विचारात घ्यावा:

1. विकासकाने केलेले बदल तात्काळ लागू होतात.

2. रनटाइम प्रोजेक्ट सोर्स कोडमध्ये आढळल्याप्रमाणे केलेले बदल प्रतिबिंबित करतो.

3. रीबूट किंवा सक्तीच्या रनटाइमवर बदल दिसून येतात.

पहिल्या प्रकारच्या परस्परसंवादाच्या अंमलबजावणीमुळे व्यावसायिक सादरीकरणांमध्ये उत्पादनाची क्षमता स्पष्टपणे आणि प्रभावीपणे प्रदर्शित करणे शक्य होते आणि म्हणूनच ते कधीकधी अंतिम सॉफ्टवेअर उत्पादनांमध्ये लागू केले जाते. तथापि, वास्तविक प्रकल्पांसह काम करताना, ग्राफिकल इंटरफेसचा काही भाग गहाळ होण्याचा किंवा नियंत्रणांच्या गतिशील हालचालीचा संभाव्य धोका असतो. या संदर्भात, परस्परसंवादाचे दुसरे आणि तिसरे प्रकार किंवा त्यांचे संयोजन सर्वात व्यापक आहे.

SCADA प्रणालीचे खालील मुख्य भाग वेगळे केले जाऊ शकतात:

• टॅग बेस;

• ग्राफिक्स डिस्प्ले मॉड्यूल;

• स्क्रिप्ट प्रोसेसर;

• अलार्म आणि चेतावणी प्रणाली;

• तांत्रिक प्रक्रिया पॅरामीटर्स संग्रहित करण्यासाठी मॉड्यूल.

SCADA सिस्टम टॅग तांत्रिक प्रक्रिया पॅरामीटरचे मूल्य आणि त्याचे गुणधर्म संचयित करण्यासाठी एक ऑब्जेक्ट आहे. लेबलांना कधीकधी चुकीच्या पद्धतीने "व्हेरिएबल्स" म्हटले जाते. त्याच वेळी, लेबलची संकल्पना ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग भाषांमधील वर्गाच्या व्याख्येच्या सर्वात जवळ आहे.

ग्राफिकल डिस्प्ले मॉड्यूल प्रोजेक्टच्या ग्राफिकल इंटरफेसची अंमलबजावणी करते. नियमानुसार, ग्राफिकल इंटरफेस हा स्क्रीन फॉर्मचा एक संच असतो ज्यावर ग्राफिकल घटक असतात. स्क्रीन तयार करण्याचे कार्य स्क्रीनच्या आकारांवर ग्राफिक घटक ठेवण्यासाठी आणि त्यांचे गुणधर्म सेट करण्यासाठी कमी केले जाते.

स्क्रीन फॉर्म कॉल करणे, प्रदर्शित करणे आणि बंद करणे या प्रक्रियेत, ग्राफिक ऑब्जेक्ट्सवर क्लिक करताना, वैयक्तिक टॅग्जचे गुणधर्म किंवा मूल्ये बदलताना, गणना किंवा क्रिया करणे आवश्यक आहे ज्यासाठी स्क्रिप्ट इंजिन… काही सिस्टीममध्ये स्क्रिप्ट्सना “मॅक्रो” किंवा “स्क्रिप्ट” असेही म्हणतात.

ऑटोमेटेड ऑपरेटर वर्कस्टेशन्सच्या ग्राफिकल इंटरफेसची अंमलबजावणी करणार्‍या बर्‍याच SCADA सिस्टम स्क्रिप्ट्स ग्राफिकल घटकांवर माउस क्लिक हँडलर असतात.

स्क्रिप्टसाठी, विविध उत्पादकांकडून SCADA प्रणाली एक किंवा अधिक भाषा देतात. कंट्रोलर निर्मात्यांद्वारे किंवा एंड-टू-एंड प्रोग्रामिंग सिस्टमचा भाग म्हणून विकसित केलेल्या सिस्टीम सामान्यतः स्क्रिप्टिंगसाठी समान प्रोग्रामिंग भाषा ऑफर करतात जसे लेखनासाठी. कंट्रोलर सॉफ्टवेअर… तृतीय-पक्ष SCADA प्रणाली अनेकदा विशेष मॅक्रो स्क्रिप्टिंग भाषा देतात.

सामान्य-उद्देशीय प्रोग्रामिंग भाषा वापरणे तुम्हाला जटिल वापरकर्ता इंटरफेस आणि अतिरिक्त लायब्ररी आणि API मध्ये प्रवेश करून डेटासह कार्य करण्याच्या गैर-मानक पद्धती लागू करण्यास अनुमती देते.

त्याच वेळी, विकासकाने कोणत्याही परिस्थितीत SCADA-सिस्टम घटकांसह कार्य करण्यासाठी फंक्शन लायब्ररींचा अभ्यास केला पाहिजे, ज्याप्रमाणे मॅक्रो भाषांचा अभ्यास केला जातो आणि लागू केलेला कोड संभाव्य धोकादायक असू शकतो किंवा तृतीय-पक्ष फंक्शनमधून त्रुटी येऊ शकतो. लायब्ररी

गजर प्रणाली अनुज्ञेय मर्यादेबाहेरील प्रक्रिया पॅरामीटरच्या मूल्याविषयी ऑपरेटरला सूचित करण्याचा हेतू आहे. नियमानुसार, प्रत्येक तांत्रिक पॅरामीटरसाठी, 2 प्रकारच्या सेटिंग्ज सेट केल्या जाऊ शकतात ज्यानुसार सूचना दिसून येईल: अनुक्रमे, आपत्कालीन आणि चेतावणी सेटिंग्ज.

सिस्टमच्या क्षमतेवर अवलंबून, या सेटिंग्ज एक किंवा अधिक निकषांनुसार सेट केल्या आहेत:

• पल्ल्याच्या बाहेर आहे. या प्रकरणात आहेत: वरच्या आणि खालच्या चेतावणी मूल्ये आणि वरच्या आणि खालच्या अलार्म मूल्ये.

• काही मूल्याच्या नाममात्र मूल्यापासून विचलन. सेट मूल्यापासून किमान आणि कमाल परवानगीयोग्य विचलन वितरित करा.

• प्रक्रिया पॅरामीटर मूल्याच्या बदलाचा कमाल स्वीकार्य दर सेट करणे. परवानगीयोग्य श्रेणी सेटिंग्जची मूल्ये निरपेक्ष युनिट्समध्ये निर्दिष्ट केली जातात आणि नाममात्र आणि बदलाच्या दरातील विचलन निरपेक्ष युनिट्समध्ये आणि वर्तमान किंवा सेटपॉईंट मूल्याच्या टक्केवारीच्या रूपात निर्दिष्ट केले जाऊ शकते.

एका तांत्रिक प्रक्रियेसाठी ज्या पॅरामीटर्ससाठी आणीबाणी आणि चेतावणी सेट पॉइंट सेट केले जातात त्यांची संख्या मोठी असू शकते या वस्तुस्थितीमुळे, SCADA सिस्टममध्ये तांत्रिकदृष्ट्या नियंत्रित पॅरामीटर्स गटांमध्ये एकत्र करणे शक्य आहे, तसेच कोणत्याहीसाठी प्राधान्य स्तर सेट करणे शक्य आहे. संच बिंदू.

मुख्य कार्य बॅकअप मॉड्यूल - मॉनिटर स्क्रीनवर तुलनेने कमी कालावधीसाठी तांत्रिक पॅरामीटर्स (ट्रेंड्स) चे आलेख प्रदर्शित करण्याची क्षमता प्रदान करणे, तसेच साधे अहवाल तयार करणे. SCADA प्रणालीची मूल्ये संग्रहित करण्यासाठी मॉड्यूलने खालील कार्ये प्रदान केली पाहिजेत:

• विशिष्ट वारंवारता किंवा बदलासह स्थानिक डेटाबेसमध्ये मूल्ये संग्रहित करणे;

• मूल्ये बदलल्यावर संग्रहित करताना — संग्रहणासाठी डेड झोन सेट करण्याची शक्यता;

• स्थानिक डेटाबेस आकार मर्यादा सेट करा;

• मूल्ये संचयित करण्यासाठी वेळ सेट करणे;

• जेव्हा स्टोरेज वेळ किंवा डेटाबेस आकार स्वयंचलित मोडमध्ये ओलांडला जातो तेव्हा कालबाह्य किंवा सर्वात जुनी मूल्ये काढून टाकण्यासाठी नियमित देखभाल करा;

• संग्रहण मूल्यांचे आलेख तयार करण्यासाठी आणि ते पाहण्यासाठी इंटरफेसची उपलब्धता;

• मूल्यांच्या सारणीच्या स्वरूपात निर्दिष्ट कालावधीसाठी पॅरामीटर मूल्ये निर्यात करण्यासाठी सिस्टमची उपलब्धता.