اسکادا و MES

چکیده

همپوشانی فزاینده میان ویژگی‌های MES و SCADA به احتمال زیاد به ادغام هرچه بیشتر و یکپارچگی کامل این دو با یکدیگر خواهد انجامید.

علیرغم افزایش نشانه‌های همپوشانی میان SCADA (کنترل نظارتی و اکتساب داده‌ها) و MES (تولید سیستم‌های اجرایی manufacturing execution systems)، این دو پایه اتوماسیون، به احتمال زیاد به عنوان یک زوج مکمل یکدیگر تا زمانی که دوباره به عنوان یک تک پلتفرم تولیدی قدرتمند ظاهر شوند، با هم همکاری خواهند کرد.

سیستم‌های SCADA تمایل به ارتباطات ثانویه با دستگاه‌هایی همانند PLC و سنسورها برای نظارت و کنترل ماشین‌آلات کوچک، ریز تجهیزات سطح کارخانه و جریان کار دارند.

MESها در سطح بالاتری عمل می‌کنند و به عنوان یک مرکز کنترل برای نظارت بر برنامه‌ریزی تولید، کنترل کیفیت و قابلیت ردیابی، به همراه جنبه‌های عملیاتی مهمِ دیگر فعالیت می‌کنند.

در نتیجه، این سیستم‌ها از لحاظ تاریخی برای هدف قرار دادن جنبه‌های مختلف طیف تولید، طراحی شده‌اند. SCADA با قابلیت‌های پیشرفته‌ای همچون هوش داخلی، پایگاه داده ارتباطی و قابلیت‌های محدود پیگیری و ردیابی تقویت شده است و سیستم‌های MES با نظارت بر تولید زمان حقیقی و ارتباطات مستقیم با شبکه‌های حسگر رو به رشد و پیچیده فعالیت خود را انجام می‌دهند.

رانبیر سینی، مسئول مدیریت محصول نرم‌افزار اتوماسیون در GE Digital می‌گوید: «بحث درباره MES در برابر SCADA نیست. بحث درباره آنچه است که مردم در تلاش برای دستیابی به آن هستند. درباره افزایش کارایی، کاهش هزینه‌ها و موثرتر کردن عملکرد پرسنل است.

در نهایت، MES یا SCADA به سادگی مجموعه‌ای از قابلیت‌ها را توصیف می‌کنند که از توانایی همکاری و تبادل داده به صورت زمینه‌ای پشتیبانی می‌کنند تا همه بتوانند تمامی داده‌ها را ببینند و از آن‌ها برای اتخاذ تصمیم آگاهانه استفاده کنند.

دو سرعت مختلف عملیات

MES_and_SCADA
مزایای MES و کاربردهای آن

با ادغام ماموریت‌های MES و SCADA درباره جمع‌آوری داده‌های دستگاه، بصری‌سازی و قابلیت همپوشانی امکان همگرایی افزایش می‌یابد.

اما دلایلی وجود دارد که تجمیع عمده سیستم‌های MES و SCADA چندان منطقی به نظر نمی‌رسد. با مشاهده سیستم‌ها از طریق لنز ISA 95 یا مدل Purdue، ساختار سلسله مراتبی در ارتباطات صنعتی متوجه می‌شوید سیستم‌‌های SCADA در دو سطح عمل می‌کنند.

از طرف دیگر، MES در مقیاس زمانی بسیار طولانی‌تری عمل می‌کند برخلاف داده‌های تجهیزات کنترلی، MES به عنوان یک سیستم مبتنی بر تعامل عمل می‌کند و از داده‌ها در ساعات یا گاهی حتی روزها و هفته‌ها استفاده می‌کند.

مثال واقعیِ نظارت بر دسته‌ای از مخازن را در نظر بگیرید. SCADA دما را در هر ثانیه کنترل می‌کند؛ اگر تغییری در خارج از محدوده تشخیص داده شود، یک دوره اصلاح برای بازگشت دما به خط آغاز می‌شود. MES نیز همچنین در ارتباط با دمای مخزن است.

راشد مودی، معاون ارشد و سرپرست نظارت و کنترل در کمپانی Aveva می‌گوید: سیستم‌ها در مقیاس زمانی متفاوتی عمل می‌کنند.

SCADA برای اطمینان از ایمنی، با داده‌های سری زمانی مانند نظارت بر دما با ضرب آهنگ بسیار بالا و اطمینان از اینکه همه چیز به درستی کار می‌کند، فعالیت می‌کند. هنگام ترکیب داده‌های میلی ثانیه‌ای با مقیاس زمانی بزرگتر در سیستم‌های تعاملی MES، کار بسیار دشوارتر می‌شود و به هماهنگی زیادی نیاز می‌شود.

پروتکل ها

سم روسم مدیر تولید هوشمند Grantek که یک شرکت ادغام سیستم است، بیان می‌کند: تفاوت سرعت نیز بر پروتکل‌هایی که هر سیستم برای ارتباط با سایر سیستم‌ها استفاده می‌کند، تاثیر می‌گذارد.

SCADA بر پروتکل‌های صنعتی همانند OPC ،EtherNet/IP و Modbus متکی است در حالی که MES از طیف وسیعی از پروتکل‌ها پشتیبانی می‌کند چرا که باید با SCADA و سایر سیستم‌های تجاری مانند سیستم‌های ERP (برنامه‌ریزی منابع سازمانی) تعامل داشته باشد و معمولا از خدمات وب و سایر پروتکل‌های حفاظت از فایروال، استفاده می‌کند.

با وجود این تفاوت‌ها، راز یکپارچه سازی سیستم عامل‌ها در این واقعیت نهفته است که هر دو سیستم از منابع داده یکسانی استفاده می‌کنند و بنابراین می‌توانند از فرصت ساده‌سازی به وسیله رابط انسانی بهره‌مند شوند.

وی توضیح می‌دهد؛ این امر می‌تواند تجربه استفاده را برای اپراتورها و کاربران روزمره سیستم‌ها ساده کند. اغلب، اپراتورهای مسئول خطِ تجهیزات در حال اجرا باید با سیستم زمان‌بندی در تولید تعامل داشته باشند تا دستورالعمل خاصی را تعیین کنند یا داده‎هایی که می‎توانند به تجهیزات سیستم امنیتی کمک کنند، را آنالیز کند. در سیستم‌های قدیمی‌تر، زمان‌بندی در MES و کنترل تجهیزات در SCADA اتفاق می‌افتد.

در واقع، Grantek با یک سازنده همکاری کرده است تا عملکردهای MES را برای کسب موفقیت بالا، در SCADA ادغام کند.

روسِم می‌افزاید: با طراحی صفحات SCADA با دسترسی به داده‌های MES یا بالعکس، فرصتی به وجود می‌آید که درباره پدید آوردن صفحاتی که قبلا نمی‌توانستید خلق کنید، فکر کنید و به کارهایی که اپراتورها و برنامه‌ریزان هر روز انجام می‌دهند ارزشی بیفزایید.

بخشی دیگر از داستان همگرایی، تجزیه مخازن داده و دموکراتیزاسیون (اولویت دادن به داده‌ها و دسته‌بندی) آن‌هاست.

عرضه داده‌ها به مردم

نرم افزار Ignition
ادغام Scada و MES با نرم‌افزار Ignition

عرضه کنندگان نرم‌افزار SCADA و MES با تشخیص نیاز به حذف مخازن داده در تولید، ویژگی‌هایی را به برنامه‌ها اضافه می‌کنند که مرزهای میان دو پلتفرم را از طریق یکپارچگی بیشتر و پذیرش استانداردهای باز محو می‌کند.

در Inductive Automation، همگرایی MES و SCADA از طریق ماژولار بودن پلتفرم سرور Ignition امکان‌پذیر می‌شود که از تکنولوژِی‌های باز مانند OPC UA و MQTT استفاده می‌کند تا به عنوان مرکز فعالیتی برای منابع در سطح کارخانه عمل کند.

با این رویکرد، ماژول‌های MES Sepasoft می‌توانند مستقیما به عنوان یک افزونه به Ignition متصل شوند تا انواع عملکردهای MES را از یک پلتفرم ترکیبی مورد بررسی قرار دهند. برای مثال، سابقه یک محصول، اثر کلی تجهیزات (OEE)، زمان خرابی، کنترل فرآیند آماری (SPC)، دستورالعمل‌ها، و اتصال به یک سیستم (ERP).

تراویس کاکس، مدیر مهندسی فروش در Inductive Automation می‌گوید: سازمان‌ها به دلیل راه‌حل‌های اختصاصی، عدم وجود گزینه‌های ادغام و مدل‌های قیمت گذاری قدیمی، استفاده از مخازن داده قدیمی را خسته کننده می‌دانند.

در عصر تحول دیجیتال یا Industry 4.0، سازمان‌ها می‌خواهند دنیای OT و IT را کنار یکدیگر بیاورند، سیستم‌ها را به هم نزدیک کنند، دسترسی بیشتری به داده‌ها یابند و داده‌ها را در اختیار افراد بیشتری قرار دهند.

کاکس می‌گوید که از یک پلتفرم «ادغام شده» استفاده می‌شود که به اپراتورها این اجازه را می‌دهد که داده‌های SCADA و MES را در یک صفحه و با سطح بالاتری از محتویات و بدون نیاز به جابجایی بین سیستم‌های مختلف رد و بدل کنند.

علاوه بر این، توسعه در یک پلتفرم واحد و یکپارچه از پیچیدگی محیط‌های مختلف توسعه دهند و از ترسیم داده‌های یکسان در چندین مکان جلوگیری کنند.

ادغام با استفاده از ignition

وی توضیح می‌دهد: در حالی که نرم‌افزار Ignition ادغام با MES را فراهم می‌آورد، کار کردن سیستم ها بدون APIها (رابط‌های برنامه‌نویسی برنامه‌ها) یا استانداردها دشوار است.

نظارت و بررسی
جمع‌آوری داده‌ها و نظارت با استفاده از نرم‌افزار delmiaworks

با یک محیط توسعه یکپارچه، می‌توانید چالش‌ها را مرتفع کرده و سریعتر راه حل ارائه کنید. همچنین از طریق توانایی توسعه سیستم، پایه‌ای برای فعالیت‌های آینده ایجاد می‌کنید.

مودی اووا مدعی است: مفهوم پلتفرم «ادغام شده» MES/SCADA ممکن است در سطح یک دارایی یا حتی خط تولید کوچک کار کند.

کلید چشم انداز اووا برای یکپارچگی در سطح بالاتر، معماری مدل محور است که سیستم عامل‌های SCADA و InTouch HMI خود را با MES و سایر نرم‌افزارهای سازمانی متصل می‌کند.

معماری مبتنی بر مدل اجازه می‌دهد تا برنامه‌های کاربردی MES ماژولار برای توسعه بیشتر و سهولت سفارشی سازی، همراه با قابلیت تعریف شیوه‌های عملیاتی به عنوان گردش کار دیجیتالی که می‌توانند باعث کاهش حجم برنامه‌ها شوند، به کار گرفته شوند.

Rockwell Automation با افزودن برخی از قابلیت‌ها همچون track and trace به MES در سطح SCADA، تمرکز خود را روی ادغام گذاشته است.

تاد مونتپاس، مدیر تجارت MES درRockwell  توضیح می‌دهد: در گذشته، بحث روی ادغام یک پروژه بود؛ داده‌های MES را دریافت کرده و به سطح SCADA ارسال می‌کردید. اما ساختار داده‌های متفاوتی وجود داشت و تغییرات زیادی مورد نیاز بود.

حتی با وجود سناریوهای جایگزین طرح‌ریزی شده یا ترکیبی، تلاش‌های زمینه‌ای و یکپارچه‌سازی به منظور تقویت مشارکت هوشمندانه‌تر و مولد بین SCADA و MES ادامه می‌یابد.

اولیور گرونر، مدیر اجرایی شرکت Iconics در میتسوبیشی الکتریک می‌گوید: بحث این نیست که یک سیستم جایگزین سیستم دیگر شود، بلکه بحث به اشتراک گذاری داده‌هایی است که هر دو سیستم فراهم می‌آورند. بهترین بخش‌های هر دو سیستم تبدیل داده‌ها به اطلاعات است.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید