مقدمة
نقدم لكم في هذا المقال واحدًا من أشهر برمجيات سكادا SCADA (نظام التَّحكمِ الإشرافي وتوزيعُ البيانات) الذي يطلق عليه Ignition من شركة Inductive Automation، و سنتعلم عن ماهيته وما يميزهُ عن بقية برامج سكادا.هذا وسنتطرقُ لبعض التفاصيلِ المتعلِّقة ببناءِ منصَّة Ignition من خلال دراسة وحداتها الأساسية حتى تصبح لديك معرفة كافية تمهدك لبناء مشروعك الخاص.
الفيديو التالي يوضح لنا ذلك.
لمحةٌ عامّة عن سكادا
يرمزُ الاختصار SCADA إلى العبارة Supervisory Control And Data Acquisition التي تعني نظام التَّحكمِ الإشرافي وتوزيعَ البيانات.
يستخدم المتخصِّصون في الأتمتة الصناعيّة نظامَ سكادا لدمج أكبر قدرٍ ممكن من العمليّات لمنشأة أو مصنع بحيث تُعرض في واجهةٍ برمجيّة واحدةٍ بسيطة وسهلةِ الاستخدام.
على الرغم من سهولة (استخدام) هذه الواجهةإلا أن لها وظائف متعدِّدة إذ تقوم بالتحكُّم في العملية وتنبيه المشغلين والمديرين عند حدوثِ أي مشكلة، وبنفس الوقت تُجمعُ المعلومات المفيدة.
نظرةٌ عامّةٌ على برمجيّةِ Ignition
ما هي برمجية Ignition ؟
أصدرتْ شركةُ Inductive Automation أوَّل برمجيّة Ignition في يناير عام 2010 ومنذُ ذلك الوقت حصلت على شعبيةٍ هائلةٍ بين مُتخصصي الأتمتة الصِّناعيّة.
تشتهرُ Ignition برسوماتها العصريّة والفعَّالة وبنيتها المعتمدةِ على شبكةِ الويب بالإضَّافةِ إلى التَّرخيص اللامحدود ؛ ناهيكَ عن توفيره أدوات تساعد المُطوِّرين، حيث يوضح لنا الشكلُ أدناه ميِّزاتِ برمجيَّةِ Ignition.
ما الذي يميِّزُ برمجيَّةَ Ignition عن غيرها من برمجيَّاتِ سكادا؟
تتميّزُ Ignition بكونِها قائمةً على تكنولوجيا المعلومات والشَّبكات، وبصفتنا خبراء في الأتمَّتة فإنَّنا نعلمُ أنَّ هذا يضيفُ ميِّزةً مهمَّةً، لكونِ التطبيقاتِ الحديثَّة تعتمدُ تعتمد اعتمادًا أساسيًّا في صناعتها حاليِّاً على وجودِ قاعدةٍ معرفيَّة تعملُ في مجال تكنولوجيا المعلوماتِ، يوضح لنا الشكل أدناه أن برمجيَّةُ Ignition تعتمدُ على تكنولوجيا المعلوماتِ.
ميّزةٌ أخرى لبرمجيَّة Ignition
إضافةً إلى أنّه يمكنها التَّعامل مع العديدِ من الأجهزةِ الخارجيَّة وقواعدِ البيانات، يوضح لنا الشكل أدناه قواعد البيانات و الأجهزة الخارجية.
وتمتازُ بترخيصٍ غيرِ محدودِ الاستخدام، هذا يعني أنَّهُ لا يوجد حدٌّ معينٌ لاستعمالِ الوسومِ Tags أوالشَّاشات أو تطبيقاتِ العُملاءِ، اللَّازمة لبناءِ مشروعكَ.
وبما أنَّهُ لا يوجدُ حدٌّ معينٌ أيضا لعدد المهندسين المُستخدمين لأدواتِ التَّطوير المُتاحةِ مما يزيدُ من حماسِ المهندسين والمالكين وكذلك المشغلون على حدٍ سواء لها.
تسمى أداةُ تطوير Ignition بـ Ignition Designer حيثُ تتمتعُ هذهِ الأداةُ برسوماتٍ حديثةٍ مُدمجةٍ وتستخدم لغةُ البرمجةِ المشهورةِ التي تعرف بالباثيون (Python)، الشكل أدناه يوضح أداة التطوير Ignition Designer.
كما وتستخدم سكادا البرمجة لإضافةِ عناصرٍ في تطبيق ما ، في حال لم يكن بالإمكان إضافتهم بشكلٍ تلقائي في برمجياتِ سكادا.
ما هي لغةُ البايثون؟
البايثون تعرف على أنَّها لغةُ برمجةٍ مفتوحةُ المصادر كائنيةُ التوجُّه وهي من أشهرِ اللُّغاتِ وأوسعها انتشاراً.
دعونا بعد أن أصبح لدينا معرفةٌ واضحةٌ عمَّا يجعل برمجيةَ Ignition فريدةً من نوعها، نغوصُ أكثر في آليةِ عملها من خلال الحديثِ عن الوحدات modules.
كيف تعملُ برمجية Ignition ؟
تصممُ وتتوفرُ برمجية Ignition بشكلِ وحداتٍ، الشكل أدناه يوضح وحدات برمجية Ignition.
ملاحظة:
سنغطي في هذا القسم الوحدات الأساسية لبرمجيةِ Ignition والوحدات الأكثر تطوراً.
وحدةُ المنصَّة Platform module
يوجدُ نوعان أساسيان من الوحدات أولهما يسمى المنصَّة وتشملُ هذه الوحدة الوسوم Tags، والعملاء، وبرامجُ التعريف التي تتيح لك الاتصال بالأجهزةِ الضَّرورية ِكالـ PLC وقواعدِ البيانات مثل SQL. الشكل أدناه يوضح لنا وحدةُ المنصَّة Platform module.
وحدة مخدِّم UPC UA
تتضمنُ هذه الوحدة مخدِّم UPC UA اختصاراً لـOpen Communication United Architecture وهو بروتوكول قياسيِّ للتَّواصل الصِّناعيّ، مما يسمحُ لمختلفِ الأجهزةِ بالتَّواصل فيما بينها، يوضح الشكل أدناه وحدة مخدِّم UPC UA.
تعدُ الوسوم وقواعدُ البياناتِ العمود الأساسيِّ والرئيسيِّ لنظامِ سكادا.
لنقمْ بتوضيح الأمر من خلال هذا المثال؛ لنفترض وجود خزَّان في مصنع ما مزوَّد بأجهزةِ إرسالٍ خاصَّة، إمَّا لمستوى المَّاءِ أو درجةِ الحرارةِ أو الضَّغط.
ترسلُ أجهزةُ الإرسالِ هذه بياناتٌ إلى المتحكِّم PLC الذي يتعاملُ مع إشاراتِ البيانات بطريقةٍ ما ويخزنها كوسومٍ ليصار في النهاية لعرضها في تطبيق سكادا وتبعًا لمشروعكَ الصِّناعيِّ.
قد تُستخدم المئات بل الآلاف من الوسوم أو خانات من قواعد البيانات، الشكل أدناه يوضح وسوم سكادا.
وحدتا الرُّؤية والمنظور
الوحدةُ الأساسيةُ الثانية في برمجية Ignition تتبع فئةُ الواجهات البصرية. إنَّ أهمَّ الوظائف الرئيسة لسكادا هو عرض البيانات وعمليات المصنع بصرياً في واجهةِ مستخدمٍ رسوميَّة ،فيمكن أن تعرض الواجهة على شاشة عرض HMI في المصنع قرب خطوط الإنتاج أو على عدد من الشاشات في غرفة التحكم بالإضافة إلى الحاسوبِ الشخصي للمهندس أو حتى على الهاتف الذَّكي، يوضح الشكل أدناه وحدتا الرُّؤية والمنظور.
لبرمجيةِ Ignition وحدتان:
- وحدة الرؤية Vision module
- وحدة المنظور Perspective module
وحدة الرؤية هي من البرمجيات الأولية التي اعتمدتها الشركة لسنوات عديدة. صممت هذه الوحدة ليتم استخدامها على شاشات الحواسيب المكتبية وشاشات HMI التقليدية.
أمّا وحدة المنظور هي النَّهج الجديد الذي تتبعه Ignition والذي يعتبر إضافة حديثة لبرمجيات العرض. تعتمد هذه الوحدة اعتماداً كلياً على الويب، مما يعني أنَّه يمكنك تشغيل تطبيقك من أي مكان على باستخدام المتصفح، بشرط أن تكون متصلاً بشبكة المصنع. ونظراً لكيفيَّة تصميمه؛ فمن الممكن استخدامه على الأجهزة المحمولة سواء هواتف الذكية أو أجهزة لوحية.
بالإضافة لذلك، يمكنك تغيير الوضع لشكلٍ تقليدي أكثر باختيار ما يسمى وضع Kiosk ، والذي يناسب شاشات غرف التحكم ووحدات HMI.
باختصارٍ شديد، إنْ كنتَ مهتماً بأحدث برمجيات Ignition فإنَّ وحدة المنظور هي وجهتك الموعودة.
الشكل أدناه يوضح لنا وضع Kiosk.
إشعارات الإنذار، مسجِّل الوسوم، ووحدات إعداد التقارير
من الوحدات الهامّة الأخرى التي تمتلكها برمجية Ignition هي الوحدة المسؤولة عن الإنذارات، والوحدة المسؤولة عن تخزين الوسوم وحفظها ووحدةٌ تقوم بإعداد التقارير، يوضح الشكل أدناه إشعارات الإنذار، مسجِّل الوسوم، ووحدات إعداد التقارير.
تعد الإنذارات والتنبيهات ضرورية بل أساسية للمنشآت الصناعية. وكوننا متخصصين في الأتمتة الصناعية فإنَّنا نستخدمها لتنبيه كل من المهندسين والمالكين والمدراء على حد سواء ولإخطارهم بأي مواقف خارجة عن المسار المعتاد أو أحداث كارثية قد تحصل أثناء العملية.
يمكنك إعداد الإنذارات أو التنبيهات عبر وحدة اشعارات الانذارات لتصلك الإنذارات إمّا عن طريق التطبيق نفسه أو عن طريق البريد الإلكتروني أو باستخدام الهاتف المحمول إمّا برسالة نصيَّة أو مكالمة هاتفية، الشكل أدناه يوضح إشعارات الإنذار.
من جهةٍ أخرى فإن التقارير تختلف قليلاً عن التنبيهات في برمجيات سكادا، حيث عادة ما تستخدم التقارير لنقل معلومات عن العمليات لموظفي المصنع المعنيين فقط.
ومن خلال وحدة إعداد التقارير يمكنك إرسال المعلومات بشكلٍ سريع ومباشر بصيغةِ PDF .
أما بالنسبة لمسجل الوسوم، فإنَّه من الضروري أحياناً إلقاءُ نظرةٍ عما سبق عمله أو تخزينه حتى نتمكن من رصد الأخطاء والمشكلات المحتملة والعمل على إصلاحها. وهذا تماماً ما تساعد هذه الوحدة في تنفيذه من خلال تخزين معلومات الوسوم في قاعدة البيانات المركزية.
يمكن استخدام هذه البيانات لإعداد مخططات بناءً على البيانات المسجلة سابقاً مما يجعل وحدة المسجل مهمة الاستخدام ،حيث أنَّها بالإضافة لكل ما سبق ذكره تمكنك من استخدام البيانات المخزَّنة مع الوحدات السابقة الذِّكر لمتابعة كل مستجدات مشروعك، الشكل أدناه يوضح مسجل الوسوم.
يجدر بالقول الآن أننا قمنا بتغطية جميع وحدات تشغيل برمجية Ignition .
ولكن لازالت هناك العديد من الوحدات الأساسية والفرعية التي تقوم بالمساعدة في الوصول الى أهداف جديدة وتساهم في تطوير البرمجية، بالإضافةِ لوجود وحدات طورت من قبل شركات مستقلة أخرى.
الشكل أدناه نستعرض وحدات مصنعة من شركات أخرى.
الشكل أدناه يستعرض مخطط الوحدات الشامل.
الملخص
دعونا نستعرضُ معاً ما تمَّ شرحهُ في هذا المقال:
استعرضنا معنى SCADA وكيف يتم استخدامه في التطبيقاتِ الصناعيةِ، تعلمنا أيضاً، ما هو Ignition SCADA وما الذي يجعله فريداً عن بعض برمجيات SCADA الأخرى. بعد ذلك، ألقينا نظرةً أعمق في كيفية عمل برمجية Ignition واستخدامه للوحداتِ الأصليَّةِ والشَّريكةِ.
المصدر: هنا.
ترجمة: ولاء المنصوري, مراجعة: علي العلي, تدقيق لغوي: بولا ابراهيم, تصميم: علي العلي, تحرير: فادي الشعار.
