الفرقُ بين نظام SCADA و DCS

عرضنَا في مقالاتٍ سابقة معلوماتٍ تفصيليةً حول كلٍّ من SCADA  و DCS   أمَا في هذا المقال، فسنقوم بالمقارنةِ بينَ هذين النظامين.

أساسيّاتُ أنظمةِ SCADA  و DCS

كما تعلمنا سابقاً نظامَ SCADA  (نظام التَّحكمِ الإشرافي وتوزيعِ البيانات) وهو نظامٌ يتألفُ من مجموعةِ التّجهيزات والبرمجيّات المسؤولةٌ عن الإدارةِ والتّحكم بالمصانع سواء محليًّا أو من بُعد.

أيضاً يحوي DCS  (وهو نظامُ التّحكم الموزّع)  تجهيزاتٍ ويُستخدم لوظائفَ مماثلةٍ ،وهذه الصفاتُ المتشابهةُ تثيرُ التّساؤل هل هما الشيءُ ذاتُه؟

للإجابةِ عن هذا السُّؤال؛ نلقي نظرةً على أساسيّات النظامين:

يُستخدم نظامُ SCADA لجمعِ وتقديمِ البيانات للمُشغّلين، ولاتخاذِ القرارات بشأنِ العمليّات، وذلك بمساعدة أوامرِ المُشغّلين. وللتّحكمِ بوظائف المصنع وَفقًا لتلك القرارات، كذلك يؤدي DCS دورًا في أتمتة المصنع مشابهًا لدور نظام SCADA.

بما أنَّ دورَ النظامين نفسَه، لنقارن بينَ الآلياتِ المُستخدمة للتعاملِ مع تلك المهام:

مقارنة بين SCADA  و DCS من حيث التّجهيزات:

1-  شاشات HMI)Human machine interface)

1-1  HMI

لنبدأ بالجهازِ الذي يستخدمه موظفو المصنعِ للتفاعل مع العمليّات الآليّة:

لوحاتُ HMI هي الواجهةُ الرسوميّة الأساسيّة بين المُتحكّم والمُشغّلين المُشرفين على العمل.

لوحاتُ تحكمِ HMI يمكن شراؤها من الشّركةِ عينِها، المصنّعةِ للمتحكّمات، مثلَ:

  • Siemens
  • Allen Bradley
  • GE (general electric)
  • Schneider Electric

وكلُّ تلك الشّركاتِ تُنتجُ علامتَها التّجاريةَ الخاصَّةَ من لوحاتِ HMI

كما توجد أيضًا شركاتٌ تُصنِّع لوحاتِHMI  مستقلةً، مثلَ: Red Lion

ومن الممكنِ أن تكونَ شاشةُ HMI حاسوبًا مخصوصًا للبيئة الصناعيّة، مثلَ:Dell  أو من أيِّ شركةٍ مُصنعةٍ أخرى تفي بالمتطلباتِ القويّة للحاسوب.

1-2 برمجيّات HMI

في حين معظم الشّركاتِ المُصنعة، لها علامتُها التّجاريّة الخاصّة لـHMI  عادةً هناك حاجةٌ إلى برنامج خاصٍّ لبرمجة HMI، فمثلًا: شركات Siemens تستخدمُ  WinCC softwareو Allen Bradley تستخدم FactoryTalk View و Schneider تستخدمُ Vijeo Designer أو Citect …

قد تكون ثمةَ برامجُ مدمجةٌ من الشّركة المصنّعة، ولكنها عادةً برامجُ منفصلة تتطلب عملياتِ شراءِ منفصلة، حيث يُعدُّ شراءُ ال PLC  وHMI  من نفسِ المصدر مزيّةً، ولكن الحاجة إلى البرامج الملحقة ليس مفيدًا بالتأكيد.

أيضًا ليس بالضرورة عند شرائك من نفس الشركة المصنّعة، أن تسمح لك بالحصول على قاعدة بيانات الوسوم (tag) للمعالج الخاصّ بك لاستخدامها مع HMI.

و بعض الشركاتِ لديها مزايا كالتّصميمِ باستخدام تقنيةِ السّحب والإفلات، مثلَ: شركة GE ) General electric )

تُستخدم HMI بشكل أساسيٍّ في المنشآت الصغيرة، وفي حالة أنّ المنشأة أكبر، فإن واجهةَ الربط مع المصنع هي عادةً حاسوبٌ  مكتبيٌّ وهذا الحاسوب يتطلب حزمةَ برامجٍ خاصّة، مثلَ:

  • Intellution or IFix
  • Wonderware or VtSCADA

بينما يحوي نظامُ SCADA   شاشاتِ HMI أو حواسيبَ ليست بالضرورة من الشّركة المصنعةِ نفسِها، فَلأنَّ لنظامِ DCS  واجهاتٍ رسوميةً مدمجةً بالنظام حيث لا حاجةَ إلى برامجَ إضافيةٍ.

استنادًا إلى ما سبق، فإنّ DCS تتفوقُ على SCADA  بما يتلقى بالواجهات.

2 المتحكّم الأساسيُّ في النظام  RTU  (وحدات التّحكم الطرفيّة البعيدة) و PLC (المتحكّمات المنطقيّة القابلة للبرمجة)

تستخدم نظام SCADA قد يكون RTU  و PLC والتي تتطلب برمجةً من أجل تنفيذِ الأوامر الأساسيّة لتشغيل المصنع.

 

سابقًا كنّا نحتاج إلى الآلاف من أسطر التّعليمات البرمجيّة لتشغيل عمليةٍ واحدة في المصنع، ومع مرور السنين طُوِّرِت تقنياتٌ لتجميع وإعادةِ استخدام التّعليمات، مع ظهورِ الكُتل البرمجيّة function blocks وتعليماتِ Add on Instructions (AOIs).

بمجرد كتابةِ التّعليمات البرمجيّة يمكن استخدامُها عِدّة مرّات في المتحكّم. حيث يتطلب تطويرُ مكتبة من التّعليمات البرمجيّة بعضَ الوقت، حيث يمكن إعادة استخدامِ هذه المكتبة البرمجيّة في عِدّة مشاريع.

بينما كان هذا في السّابقِ معقدًا في SCADA ، كان لدى DCS العديدُ من الدالّات الموجودة سابقًا، التي يمكن تطبيقُها في مشاريعَ مختلفةٍ. رغم هذه المزيّة، لن تُلغى الحاجةُ إلى كتابةِ التّعليمات البرمجيّة ولأنّها ستساعد في تسهيل عملية التحكم، سنوفر وقتًا لكتابة التّعليمات للمهمات شائعة الاستخدام.

ميزاتٌ أخرى بين SCADA و DCS

1- وقت المعالجة Processing times

أوقاتُ المعالجة أبطأُ إلى حدٍّ ما في DCS مقابلَ بنية PLC/RTU في SCADA وهذه ليست مشكلةً ذات تأثيرٍ سلبي إلا في الحالات التي تكون فيها العمليةُ حساسة للوقت.

2- بروتوكولات الاتصالات Communications protocols

تتنوع تقنياتُ الاتصالات في SCADA تنوعًا كبيرًا وقد تتكيف مع التّقنيات الجديدة من جهةٍ أخرى DCS رغم محاولاتها لملاحقة التقنيات الجديدة، ما زال هناك بعضُ تنقيات الاتصال الخاصّة صعبةَ التطبيق فيه.

3- السّلامة Safety

إذا كانت السّلامة هي الأولويّة، فالطريقُ الأفضلُ هو DCS ومع ذلك في الوقت الحاضرِ مع توفرِ معالجات الخاصّة بالأمان يمكن أيضًا اختيارُ SCADA.

ملخص:

  • لا توجد اختلافاتُ كبيرة في الأنظمة في الأسواق في الوقتِ الحاضر.
  • تحوي DCS برنامجًا مدمجًا لواجهة المشغل مع قاعدة بيانات خاصّة بالوسوم “tag”.
  • يتطلب SCADA شراءَ برامجٍ إضافيةٍ وإنشاء واستيراد علاماتك.

  • إذا كانت العمليةُ حسّاسة جدًا للوقت، فتتمتع أنظمة SCADA بمزيّة السرعة وقتَ المعالج.
  • إذا كنت قلقًا بشأن السّلامة، فاختر: DCS.
  • إذا كنت بحاجة إلى بنية اتصالات مفتوحة، فاختر: SCADA.
  • يوجد كثيرٌ من أوجه التّشابه بين النظامين.

المصدر: هنا
ترجمة: سها اديب, مراجعة: علي العلي , تدقيق لغوي:محمد بابكر, تصميم: علي العلي , تحرير: قحطان غانم.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *