नियंत्रण प्रणाली का स्वचालन: स्तर, उपकरण, सुविधाएँ और अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

ऑटोमेशन ऑफ कंट्रोल सिस्टम (ACS) एक सूचना प्रणाली है जिसे प्रबंधन प्रक्रियाओं के स्वचालित कार्यान्वयन के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तकनीकी और आर्थिक दृष्टिकोण से ऐसी तकनीक की शुरूआत को उचित ठहराया जाना चाहिए। अक्सर, ऐसी प्रणाली की स्थापना से काम करने वाले कर्मियों की संख्या को कम करना, प्रबंधन दक्षता में वृद्धि करना और सुविधा की गुणवत्ता में सुधार करना संभव हो जाता है।

एसीएस के लिए आवश्यकताएँ

नियंत्रण प्रणाली के स्वचालन के लिए कुछ आवश्यकताएं हैं।

सबसे पहले, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि सभी तत्वों को एक दूसरे से जोड़ा जा सके, और एक स्वचालित प्रणाली के साथ एक कनेक्शन भी हो जो स्वचालित नियंत्रण प्रणाली से जुड़ा हो। इसके अलावा, यहां यह बहुत महत्वपूर्ण है कि प्रणाली में विस्तार, विकास और आधुनिकीकरण की संभावना हो। यह इस उम्मीद के साथ किया जाता है कि भविष्य में उद्यम विकसित होगा और एक अधिक आधुनिक प्रणाली की आवश्यकता होगी।

दूसरा, लेकिन कम से कम, नियंत्रण स्वचालन प्रणालीविश्वसनीयता की पर्याप्त डिग्री होनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, प्रारंभिक रूप से निर्धारित मापदंडों के साथ काम करते समय यह 100% सुरक्षित होना चाहिए। एक और महत्वपूर्ण आवश्यकता अनुकूलन क्षमता है। सिस्टम को इस तरह से कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए कि यह बदलते मापदंडों के सामने बदल सकता है। हालांकि, यहां यह कहा जाना चाहिए कि स्वचालित नियंत्रण प्रणाली की स्थापना से पहले, परिवर्तनों की सीमा पर अग्रिम रूप से चर्चा की जाती है, और इसलिए परिवर्तनों की इन सीमाओं को सिस्टम में पहले से दर्ज किया जाता है।

नियंत्रण स्वचालन प्रणाली को अपने काम को नियंत्रित करने की क्षमता प्रदान करनी चाहिए। इसके अलावा, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि खराबी की स्थिति में, सिस्टम किसी विशेष समस्या के स्थान, प्रकार और कारण का निदान और संकेत कर सकता है। स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के लिए अंतिम महत्वपूर्ण आवश्यकता कर्मियों के गलत कार्यों से सुरक्षा है। मापदंडों में आकस्मिक या जानबूझकर परिवर्तन के मामले में जो वस्तु को एक महत्वपूर्ण स्थिति में ले जा सकते हैं, नियंत्रण प्रणाली को संरक्षित किया जाना चाहिए। कहीं जानकारी लीक होने की स्थिति में भी यह नियम लागू होता है।

एसीएस के हिस्से। कार्यात्मक

वर्तमान में, उद्यम प्रबंधन स्वचालन प्रणाली सहित किसी भी सूचना प्रणाली को सशर्त रूप से दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है। पहला कार्यात्मक है, दूसरा प्रदान कर रहा है। पहला भाग उन क्रियाओं के पहलू के लिए ज़िम्मेदार है जिसमें प्रत्येक व्यक्तिगत प्रणाली बनाई जाती है। इन व्यक्तिगत कार्यों का संयोजन समग्र प्रणाली का एक कार्यात्मक हिस्सा बनाता है।

अगला, आपको इस तथ्य पर ध्यान देने की आवश्यकता है कि किसी भी स्वचालित नियंत्रण प्रणाली को प्रदर्शन करना चाहिएनिम्नलिखित कदम:

• इसे वस्तु की स्थिति से संबंधित सभी जानकारी एकत्र, संसाधित और विश्लेषण करना चाहिए;
• जरूरत पड़ने पर सिस्टम को नियंत्रण के तरीके विकसित करने में सक्षम होना चाहिए;
• स्वचालित नियंत्रण प्रणाली को कार्यकारी तत्वों को नियंत्रण क्रियाओं को स्थानांतरित करने के साथ-साथ नियंत्रण के लिए ऑपरेटर को डेटा स्थानांतरित करने में सक्षम होना चाहिए;
• विकसित नियंत्रण क्रियाओं का कार्यान्वयन और नियंत्रण भी नियंत्रण प्रणाली में निहित है।

स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का हिस्सा प्रदान करना। सूचना भाग

दूसरा बड़ा हिस्सा प्रदान कर रहा है। यह कुछ अधिक जटिल है, और इसे सशर्त रूप से कई छोटे प्रदर्शन करने वाले समूहों में विभाजित किया गया है, जिसमें निम्नलिखित अनुभाग शामिल हैं:

• कार्यक्रम-गणितीय;
• सूचनात्मक;
• तकनीकी;
• पद्धतिगत और संगठनात्मक;
• भाषाई;
• कार्मिक।

उद्यम प्रबंधन स्वचालन प्रणाली का संचालन, या इसके सहायक भाग, इस तथ्य पर आधारित है कि यह वस्तु के बारे में पूरी जानकारी एकत्र करता है। प्राप्त जानकारी के आधार पर, जिसमें एन्कोडिंग, एड्रेसिंग विधियों, डेटा प्रारूपों आदि पर डेटा शामिल है, एसीएस संचालित होगा। आपको यह समझने की आवश्यकता है कि बड़ी मात्रा में जानकारी के लिए संग्रहण स्थान की आवश्यकता होती है। इस कारण से, सभी प्राप्त डेटा को बड़े डेटाबेस में एकत्र किया जाता है, जिसे बाद में मशीन मीडिया पर संग्रहीत किया जाता है।

यहां यह समझना जरूरी है कि काम की शुरुआत से लेकर आज तक की सारी जानकारी स्टोर करने के लिएअसंभव है क्योंकि इसमें बहुत अधिक है। इसलिए, सभी संग्रहीत डेटा को एक निश्चित आवृत्ति के साथ मीडिया पर अधिलेखित कर दिया जाता है, जो वस्तु के सामान्य संचालन के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, ऐसी प्रत्येक प्रक्रिया स्वचालन प्रणाली में किसी प्रकार का बैकअप डेटा संग्रहण होता है। इसका उद्देश्य किसी भी उपकरण के विफल होने पर जानकारी के नुकसान को पुनर्प्राप्त करने में सक्षम होना है।

गणितीय भाग

यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह आज किसी भी प्रबंधन प्रणाली में सबसे महत्वपूर्ण है। इस प्रकार के सॉफ़्टवेयर भाग में कोई भी सॉफ़्टवेयर शामिल होता है जो सिस्टम को सौंपे गए सभी कार्यों को करता है, और इस उद्यम में उपयोग किए जाने वाले तकनीकी साधनों के पूरे परिसर के सामान्य संचालन को भी सुनिश्चित करता है। गणितीय भाग सूचना प्रणाली के संचालन में उपयोग किए जाने वाले सभी गणितीय सूत्रों, मॉडलों, एल्गोरिदम की समग्रता है।

प्रोसेस ऑटोमेशन कंट्रोल सिस्टम के सॉफ्टवेयर को ऑटोमेशन ऑब्जेक्ट से आवश्यक सभी कार्यों के प्रदर्शन को पूरी तरह से संतुष्ट करना चाहिए। यहां यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इन सभी कार्यों को कम्प्यूटेशनल टूल का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है। कई विशिष्ट गुण हैं जिन्हें ACS के सॉफ़्टवेयर भाग को संतुष्ट करना चाहिए:

1. कार्यात्मक पर्याप्तता। यानी सिस्टम पूरा होना चाहिए।
2. यह महत्वपूर्ण है कि सिस्टम न केवल विश्वसनीय हो, बल्कि उसके पास गुण भी होंस्व-उपचार, साथ ही टूटने का कारण निर्धारित करें।
3. सिस्टम को वस्तु के बदलते मापदंडों के अनुकूल होना चाहिए।
4. यदि आवश्यक हो तो संशोधित करना संभव होना चाहिए।
5. निर्माण की मॉड्यूलरिटी, साथ ही उपयोग में आसानी, सिस्टम के महत्वपूर्ण घटक भी हैं।

तकनीकी अनुभाग

यहाँ सब कुछ काफी सरल है। तकनीकी सहायता में सभी तकनीकी साधनों की उपलब्धता शामिल है जो स्वचालित नियंत्रण प्रणाली की अधिकतम कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं। यह खंड कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास से सबसे अधिक प्रभावित है। इन दो क्षेत्रों के विकास के लिए धन्यवाद, तकनीकी माप उपकरणों की विविधता व्यापक होती जा रही है, और वे स्वयं ही समस्याओं की एक व्यापक श्रेणी को हल करने में सक्षम हैं।

वर्तमान में, स्वचालन और नियंत्रण के सिस्टम और तकनीकी साधनों को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है। पहला समूह संचार का साधन है, और दूसरा संगठनात्मक प्रौद्योगिकी का साधन है।

यहां यह समझना आवश्यक है कि स्वचालन के तकनीकी साधनों का उपयोग स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के संचालन के सभी चरणों में किया जाता है, मापदंडों को ठीक करने से लेकर उनके भंडारण तक, और उनकी मदद से कनेक्ट करना भी संभव है एक ही नेटवर्क में संपूर्ण नियंत्रण प्रणाली। यदि हम संचार के साधनों के बारे में अलग से बात करें, तो वे सबसे पहले एक डिवाइस से दूसरे डिवाइस में सूचना के ट्रांसमीटर की भूमिका निभाते हैं। कुछ दुर्लभ मामलों में, वे कंप्यूटर के साथ मिलकर काम करते हैं। संगठनात्मक तकनीक एक ऐसा उपकरण है जो अनुमति देता हैपहले से प्राप्त जानकारी के साथ विभिन्न कार्यों को अंजाम देना।

एक महत्वपूर्ण नियम यह है कि स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के किसी भी तकनीकी साधन के टूटने की स्थिति में, बिना किसी समस्या के, इसे पुन: कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता के बिना एक समान के साथ प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

प्रणाली का कार्यप्रणाली और संगठनात्मक खंड

एक नियंत्रण स्वचालन प्रणाली को डिजाइन करना इस तरह के एक खंड की उपस्थिति को पद्धतिगत और संगठनात्मक के रूप में दर्शाता है। स्वचालित नियंत्रण प्रणाली की यह शाखा विधियों, उपकरणों और कुछ विशेष दस्तावेजों का एक सेट है जो न केवल सिस्टम के लिए, बल्कि इसे बनाए रखने वाले कर्मियों के लिए भी संचालन प्रक्रिया स्थापित करती है। इसके अलावा, ऐसे दस्तावेज भी हैं जो एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय कर्मियों के काम की प्रक्रिया को व्यवस्थित करते हैं। इसमें कुछ तरीके भी शामिल हैं, जिसके परिणामस्वरूप कर्मियों को एक विशेष सूचना प्रणाली के साथ काम करने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है। दूसरे शब्दों में, यह एक ऐसा खंड है जो न केवल सिस्टम को बल्कि मानव कारक को भी प्रभावित करता है।

इस खंड का मुख्य उद्देश्य सिस्टम को चालू रखना है और साथ ही यदि आवश्यक हो तो इसे और विकसित करने की अनुमति देना है। यह जोड़ा जा सकता है कि इस खंड में ऐसे निर्देश हैं जो संबंधित हैं कि एसीएस के संचालन के दौरान कर्मियों को अपने सामान्य कामकाज को बनाए रखने के लिए क्या करने की आवश्यकता है। यह उन फाइलों को भी स्टोर करता है जो इस बारे में जानकारी रखती हैं कि अगर सिस्टम आपातकालीन मोड में चला जाता है या बस काम नहीं करता है तो क्या किया जाना चाहिए।

भाषाविज्ञान

एसीएस के सहायक भाग का अंतिम भाग भाषाई है। स्वाभाविक रूप से, यह प्रणाली एक भाषा सेट है। इसमें उन कर्मियों के संचार की भाषाएं शामिल हैं जो उत्पादन प्रबंधन स्वचालन प्रणाली की सेवा करते हैं, साथ ही इसके उपयोगकर्ता सिस्टम के ऐसे हिस्सों के साथ तकनीकी, सूचनात्मक और प्रोग्राम-गणितीय हैं। एसीएस द्वारा अपने काम के दौरान इस्तेमाल किए गए सभी नियमों और परिभाषाओं के प्रतिलेख भी हैं।

ऑपरेशन के दौरान, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ऑपरेटर नियंत्रण प्रणाली के साथ समय पर और सुविधाजनक तरीके से संवाद कर सकें। यह भाषाई समर्थन के कारण है कि इस संचार की आवश्यक सुविधा, अस्पष्टता और स्थिरता प्राप्त की जाती है। केवल यह जोड़ना आवश्यक है कि यहां तकनीकी साधनों का होना आवश्यक है जो उपयोगकर्ता और स्वचालन प्रणाली के बीच संचार के दौरान त्रुटियों, यदि कोई हो, को ठीक करेगा। आज तक, एसीएस के साथ काम करने के दो अलग-अलग तरीके हैं।

ऑटोमेशन प्रबंधन प्रक्रिया को पूरा करने का पहला तरीका कंप्यूटर प्रौद्योगिकी की स्थापना और उपयोग है। इन उपकरणों का उपयोग केवल दस्तावेजों के साथ काम करते समय होने वाले कुछ कार्यों को सरल बनाने के लिए किया जाएगा। आज तक, इस पद्धति को अप्रभावी माना जाता है, क्योंकि यह आपको कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के वर्तमान स्तर की क्षमता को पूरी तरह से अनलॉक करने की अनुमति नहीं देती है।

दूसरी विधि पहले से मौलिक रूप से अलग है और इस तथ्य में निहित है कि उद्यम एक एकीकृत प्रबंधन स्वचालन प्रणाली बनाता हैवस्तुओं। इस मामले में, न केवल दस्तावेज़ प्रबंधन तकनीशियन को स्थानांतरित किया जाता है, बल्कि डेटाबेस, विशेषज्ञ सिस्टम, संचार उपकरण, साथ ही साथ कई अन्य कार्य भी किए जाते हैं।

एसीएस का निचला और मध्यम स्तर

आज किसी भी प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली को सशर्त रूप से कई स्तरों में विभाजित किया जा सकता है। नियंत्रण प्रणाली के स्वचालन में वर्तमान में ऐसे तीन स्तर हैं।

निचला स्तर सेंसर, साथ ही मापने वाले उपकरण हैं जो नियंत्रित विशेषताओं को नियंत्रित करते हैं। इसके अलावा, इसमें एक्चुएटर्स भी शामिल हैं, जिन पर विशेषताओं का मूल्य निर्भर करता है। इस स्तर पर, केवल न्यूनतम नियंत्रण किया जाता है, जिसमें नियंत्रण उपकरण के इनपुट के साथ सेंसर से सिग्नल का मिलान होता है। इन उपकरणों द्वारा एक्चुएटर्स के साथ उत्पन्न संकेतों का आदान-प्रदान भी होता है।

अगला मध्य स्तर उपकरण प्रबंधन है। दूसरे शब्दों में, प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक इस नियंत्रण चरण पर स्थित होते हैं। ये पीएलसी उपकरण मापने के साथ-साथ सेंसर से संकेत प्राप्त करने में सक्षम हैं जो प्रक्रिया की स्थिति की निगरानी करते हैं। प्राप्त जानकारी के साथ-साथ उपयोगकर्ता द्वारा सेट किए गए डेटा के अनुसार, पीएलसी एक नियंत्रण संकेत उत्पन्न करता है जो एक स्पष्ट आदेश के साथ एक्चुएटर को प्रेषित होता है।

शीर्ष स्तर

तकनीकी प्रणालियों में नियंत्रण का स्वचालन भी एक तिहाई है, उच्चतरस्तर। ऐसे उपकरण ऑपरेटर और डिस्पैचिंग स्टेशन, नेटवर्क उपकरण, औद्योगिक सर्वर हैं। यह इस स्तर पर है कि सुविधा में तकनीकी संचालन के दौरान एक व्यक्ति द्वारा पूर्ण नियंत्रण का प्रयोग किया जाता है। इसके अलावा, दो पिछले स्तरों के साथ संचार भी यहां प्रदान किया गया है, जो आपको किसी भी आवश्यक जानकारी को सफलतापूर्वक एकत्र करने की अनुमति देता है।

इस स्तर पर, HMI, SCADA का उपयोग किया जाता है। पहला मानव-मशीन इंटरफ़ेस है, जिसकी सहायता से डिस्पैचर सुविधा में तकनीकी संचालन की प्रगति की निगरानी करने में सक्षम है। इसमें विभिन्न मॉनिटर या ग्राफिक पैनल शामिल हैं, जो अक्सर ऑटोमेशन कैबिनेट पर स्थापित होते हैं और इसका उद्देश्य केवल वस्तु और प्रक्रिया की प्रगति के बारे में जानकारी प्रदर्शित करना है। स्वचालन उपकरण और नियंत्रण प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए, एक SCADA प्रणाली है, जिसका अर्थ है पर्यवेक्षी नियंत्रण की उपस्थिति और डेटा एकत्र करने की क्षमता। सरल शब्दों में, यह नेटवर्क आपको ऐसे सॉफ़्टवेयर स्थापित करने की अनुमति देता है जिसे डिस्पैचर्स के कंप्यूटर पर कॉन्फ़िगर और स्थापित किया जा सकता है।

सभी सबसे महत्वपूर्ण डेटा जो पीएलसी मध्य स्तर पर एकत्र करता है, इस प्रणाली का उपयोग करके एकत्र, संग्रहीत और कल्पना की जाती है। स्वचालन का आधार ठीक यहीं है, क्योंकि SCADA न केवल सूचना प्राप्त करने में सक्षम है, बल्कि इसकी तुलना ऑपरेटर द्वारा दर्ज किए गए से भी कर सकता है। यदि निर्धारित मान से किसी भी पैरामीटर का विचलन होता है, तो सिस्टम अलार्म के माध्यम से उपयोगकर्ता को इसके बारे में सूचित करता है। कुछसिस्टम में न केवल नियंत्रित करने की क्षमता होती है, बल्कि किसी भी मान को स्वचालित रूप से बदलने की क्षमता होती है ताकि वह मान लौटा सके जो स्थापित सीमा से आगे निकल गया हो।

स्वचालन उपकरण

कार्मिक प्रबंधन के स्वचालन की प्रणाली, तकनीकी प्रक्रिया स्वचालन के तकनीकी साधनों, या TCA की कीमत पर की जाती है। दूसरे शब्दों में, ये ऐसे उपकरण हैं जो या तो अपने आप में एक तकनीकी उपकरण हो सकते हैं और किसी भी गतिविधि को अंजाम दे सकते हैं, या हार्डवेयर-सॉफ़्टवेयर कॉम्प्लेक्स का हिस्सा हो सकते हैं।

अक्सर, TCA एक ऑटोमेशन सिस्टम का मूल तत्व होता है। इसमें वे सभी उपकरण शामिल हैं जो सूचनाओं को कैप्चर, प्रोसेस, ट्रांसमिट करते हैं। ऐसे उपकरणों की मदद से उत्पादन प्रक्रिया के स्वचालित पहलुओं को नियंत्रित, समायोजित और निगरानी करना संभव है। ऐसे टीसीए हैं जो कुछ पैरामीटर को नियंत्रित करते हैं। ये दबाव, तापमान, स्तर सेंसर, कैपेसिटिव सेंसर, लेजर सेंसर इत्यादि हो सकते हैं। इसके बाद सूचनात्मक टीएसए हैं, जिनमें से मुख्य कार्य सेंसर से प्राप्त जानकारी को स्थानांतरित करना है। दूसरे शब्दों में, यह निचले स्तर और उच्च स्तर के नियंत्रण उपकरण के बीच की कड़ी है।

नियंत्रण उपकरण में उत्पादन प्रक्रिया को पूरी तरह या आंशिक रूप से रोकने की क्षमता होती है जब तक कि स्टॉप का कारण समाप्त नहीं हो जाता। साथ ही, कुछ उन्नत सिस्टम अपनी समस्या निवारण स्वयं कर सकते हैं। इस मामले में, वे स्व-उपचार नियंत्रण और प्रबंधन प्रणालियों को संदर्भित करते हैं।