بوابة وادي فاطمة الالكترونية
 

العودة   بوابة وادي فاطمة الالكترونية > «۩۞۩ بوابة وادي فاطمة التعليمية ۩۞۩» > العلوم التطبيقية - العلوم البحتة

العلوم التطبيقية - العلوم البحتة الهندسة - الصناعة - التقنيات - التكنولوجيا - الرياضيات - الكيمياء - الفيزياء - الفلك - الزراعة - البيطرية - علم الأرض - علم البحار - علم الحيوان - علم النبات


إضافة رد
قديم 2014-03-08, 11:04 AM   #1 (المشاركة)
القبيسي
«۩۞۩ عضو فعال ۩۞۩»


الصورة الرمزية القبيسي
القبيسي غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 4366
 تاريخ التسجيل :  Dec 2013
 أخر زيارة : 2017-06-29 (02:26 PM)
 المشاركات : 219 [ + ]
 التقييم :  50
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000ie
افتراضي منظومات المراقبة والتحكم supervisory control and data acquisition



Bookmark and Share

تمثل المنظومة (SCADA) supervisory control and data acquisition نظام قياس وتحكم واسع النطاق، وهي حزمة برمجية متكاملة تتوضع فوق العتاد الصناعي. وهي تُعدّ تطوراً لنظم القياس من بُعد telemetry، التي تنص على جمع المعطيات الناتجة من أدوات حساسة تعمل في الزمن الحقيقي، ونقلها إلى وحدة مركزية.
تضم هذه المنظومة قاعدة معطيات موزَّعة، تحوي بيانات تسمى بالنقاط points. تمثل النقطة مدخلاً أو خرجاً وحيداً للمراقبة أو للتحكم. وقد تكون هذه النقاط عتادية أو برمجية، ويُقصد بالنقطة العتادية مدخلاً فعلياً موصولاً إلى النظام، في حين تمثل النقطة البرمجية حاصل عملية منطقية أو حسابية مطبَّقة على نقاط عتادية أو برمجية. تسمح الحواسيب المضيفة في المنظومة SCADA برقابة المواقع البعيدة، ويجري جلّ التحكم في الموقع آلياً بوساطة الوحدات الطرفية البعيدة (RTU) remote terminal units. في حين تقتصر وظائف التحكم في المضيف على عمليات المراقبة أو التدخل القسري. ويجري تحصيل المعطيات على مستوى الوحدات الطرفية البعيدة، ويتضمن ذلك قراءة المقاييس والمُحسّات وحالة التجهيزات. من ثَمَّ تُعاد صياغة المعطيات وتُجمع وتُرسل إلى مشغِّل المنظومة في غرفة التحكم.
تحوي المنظومات SCADA غالباً مكوِّنات تحكّم موزَّعة DCS (distributed control system)، ويسمح استخدام الوحدات الطرفية البعيدة (مثل المتحكمات القابلة للبرمجة PLC) بتنفيذ عمليات منطقية بسيطة من دون تدخل الحاسوب المركزي.
لا يقتصر استخدام المنظومات SCADA على العمليات الصناعية فحسب، مثل صناعة الفولاذ، وتوليد الطاقة وتوزيعها، وتوزيع المياه والغاز الطبيعي، والعمليات الكيميائية، بل تُستخدم أيضاً في بعض المرافق التجريبية، مثل الاندماج النووي. وتضم هذه التطبيقات من 1000 إلى 10.000 نقطة دخل/خرج. وصارت حالياً تُستخدم لمنشآت تتطلب مليون نقطة.

عناصر المنظومةSCADA

نقره لعرض الصورة في صفحة مستقلة
الشكل (1) البنية العتادية لمنظومة SCADA

تتألف المنظومة SCADA من مكوِّنات عتادية وبرمجية.
تضم المكوِّنات العتادية (الشكل 1) طبقتين:
- طبقة الزبون client: وهي تضم واجهة التواصل البشري الحاسوبي(HMI) human machine interface.
- طبقة مخدِّم المعطيات: وتتعامل مع وحدات التحكم الموزَّعة. يسمى هذا المخدِّم أيضاً بالوحدة الطرفية الرئيسية main terminal unit (MTU). يتخاطب هذا المخدِّم مع التجهيزات الحقلية عبر الوحدات الطرفية البعيدة RTU التي تُبنى عادةً من المتحكمات القابلة للبرمجة PLC. وتتصل المتحكمات بالمخدِّمات عبر الشبكات أو المساري الحقلية (المساري ذات المعايير المفتوحة مثل Profibus، أو المعايير الامتلاكية مثل Siemens H1). ويمكن أن تتصل المخدِّمات ببعضها بوساطة المعيار Ethernet LAN.
أما المكوِّنات البرمجية فتضم أساساً قواعد المعطيات في الزمن الحقيقي، التي قد تتوضع في مخدِّم واحد أو أكثر. وتُعدّ هذه البرمجيات مسؤولة عن تحصيل المعطيات ومعالجتها (مثل تدقيق الإنذارات، والعمليات الحسابية، وقيد الدخول، والأرشفة).
إذن: يمكن تلخيص العناصر الأساسية لمنظومات التحكم الرقابي وتحصيل المعطيات بما يأتي:
- واجهة التواصل البشري- الحاسوبي
- الوحدات الطرفية الرئيسية
- الوحدات الطرفية البعيدة
- البنية الأساسية للاتصالات
واجهة التواصل البشري - الحاسوبي
هي واجهة تخاطب تتعامل مع نظم التحكم الموزَّعة. وعلى الرغم من قيام المتحكمات القابلة للبرمجة PLC بجميع العمليات المؤتمتة، والمبرمجة سلفاً، فإنها تكون موزَّعة على أطراف مترامية، وهذا ما يجعل جمع المعطيات منها عملية صعبة. تفيد واجهة التواصل في جمع المعطيات من المتحكمات القابلة للبرمجة بوساطة طرائق الاتصال، وتقوم بصياغتها وإرسالها.
ومع تغيّر دور المنظومات SCADA منذ التسعينيات، إذ صارت المتطلبات تتجه نحو الأداء المؤتمت للمهمات، صارت الواجهة قادرة على الارتباط بقواعد المعطيات المفتوحة، والمكتبات البرمجية API لتوفير معطيات التشخيص، والصيانة المجدولة والمعلومات اللوجستية، ومراحل إدارة المشكلات.
وفي نهاية التسعينيات، انتشرت النظم المتكاملة، التي تضم المنظومة SCADA إضافة إلى واجهات التواصل، انتشاراً واسعاً، وغدت متوافقة مع بروتوكولات الاتصال المفتوحة. وأصبح من الممكن للفنيين تشكيل الواجهات من دون الحاجة إلى برنامج مخصَّص لذلك.
الوحدة الطرفية الرئيسية
تُعدّ هذه الوحدة المكوِّن الأساسي في المنظومة SCADA. فهي التي تبادر بالاتصال، وتجمع المعطيات، وتخزِّنها، وترسلها إلى النظم الأخرى. وهي تضم واجهة للتخاطب مع المشغِّلين. تتخاطب الوحدة الرئيسية أيضاً مع بقية التجهيزات الطرفية مثل الشاشات والطابعات وغيرها من نظم المعلومات.
تظهِر الوحدات الرئيسية في المنظومات SCADA المعلومات عادةً على نحو تماثلي. إذ يمكن للفني أن يرى تمثيلاً للمنشأة التي يجري التحكم فيها. ومثال ذلك، صورة مضخة متصلة بأنبوب مع إظهار مستوى السائل في الأنبوب في كل لحظة، بحيث يمكن للفني إيقاف المضخة، وعندئذٍ يتوقف مستوى السائل عن التغير. وفي أغلب الأحيان تستخدم الواجهة تمثيلاً ثنائي البعد.
تعمل الوحدة الرئيسية في المنظومة SCADA بنظام تشغيل مطوَّر من طرف ثالث (مثلاً النظام UNIX أو HP Open VMS). وظهرت حالياً بعض الحواسيب الرئيسية التي تعتمد النظام Windows وLINUX.
وبدلاً من الاعتماد على تدخل الفني، أو تدخل الوحدة الطرفية الرئيسية، يُطلب من الوحدات الطرفية البعيدة التحكم في معظم المهمات. ويُطلب إذن من برنامج الوحدة الطرفية الرئيسية إجراء تحليل للمعطيات قبل تمثيلها أمام الفني، مثل التحليل التراكمي، والتحليل الخاص بمواصفات العملية الصناعية. وتُطبَّق إجراءات الأمن على كامل النظام وينبغي أن تحقق الوحدة الطرفية الرئيسية المتطلبات الأمنية الصارمة في بعض البيئات.
ولمّا كانت الكلفة الناتجة من إخفاق نظام التحكم مرتفعة جداً، فإنه ينبغي أن تتسم الوحدة الطرفية الرئيسية في المنظومة SCADA بالمتانة وتحمّل درجات الحرارة المرتفعة والاهتزازات وارتفاع الجهد. وتتحقق الموثوقية في هذه المنظومات، ومن ثَمَّ في المنشآت الحرجة، بتكرار الوحدات الطرفية الرئيسية وقنوات الاتصال بحيث يمكن الاستعاضة بهذا النظام عن أي مكوّن عاطل مباشرة من دون توقف العملية.
الوحدة الطرفية البعيدة
تضم هذه الوحدات معالجات صغرية ومتحكمات قابلة للبرمجة، تتحكم في الموقع مباشرة من دون تدخل الوحدة الطرفية الرئيسية. وهي تتخاطب مع الوحدة الطرفية الرئيسية عبر بروتوكول تخاطب مفتوح أو امتلاكي. تجمع هذه الوحدة المعطيات من المواقع البعيدة من مختلف تجهيزات الدخل، وتخزِّن المعطيات بالذاكرة الخاصة بها، وتنتظر المبادرة من الوحدة الطرفية الرئيسية لنقل هذه المعطيات إليها.
ترتبط الوحدات الطرفية البعيدة RTU بالتجهيزات الفيزيائية مثل المبدِّلات switches، والمضخات ونحوها، وهي تفيد في مراقبة عمل هذه التجهيزات والتحكم فيها.
ويُعدّ الإنذار alarm جزءاً مهماً من عمل الوحدات الطرفية البعيدة في المنظومات SCADA، إذ يمكن إنشاء الإنذار بحيث يجري تفعيله عند تحقق شروط معينة. وقد يقتصر دور الإنذار على تنبيه الفني على الخطأ، أو يقوم بإرسال الرسائل النصية عبر برامج إدارة الإنذارات إلى الوحدة الطرفية الرئيسية في المنظومة.
بنية الاتصالات الأساسية
تفيد في تحقيق الاتصال الثنائي الاتجاه بين الوحدات الطرفية الرئيسية والبعيدة. استخدمت المنظومات SCADA تاريخياً مجموعة من الوصلات الراديوية والتسلسلية المباشرة أو وصلات المودم لتحقيق متطلبات الاتصالات. ويشيع أيضاً استخدام الإيثرنت والبروتوكول IP/SONET، والشبكات الافتراضية الخاصة VPN. وقد تكون المنظومات SCADA قادرة على الاتصال عبر طيف واسع من الوصلات في آن واحد، مثل الألياف الضوئية أو الاتصال الهاتفي. ولكن بسبب كمية المعلومات المحدودة، فإن الخطوط الهاتفية والوصلات الراديوية تفي بالغرض.
يمكن وصل شبكة الاتصال في المنظومة SCADA وفق أحد الأشكال الهندسية الآتية: التوصيل الحلقي أو المسروي أو النجمي. وقد تضم بعض المنظمات وصلات مكرَّرة لزيادة الموثوقية.
ولما كانت المنظومة SCADA تُصمَّم تصميماً متراصاً جداً، فإن الوحدات البعيدة لا ترسل المعلومات عبر قناة الاتصال إلى الوحدات الرئيسية إلا عند الطلب. ومن المعايير المستخدمة للاتصال في المنظومةSCADA : البروتوكول MODBUS وCAN وIEC60870 و RP570.
كما صار بالإمكان أن تعمل المنظومات SCADA على البروتوكول TCP/IP على الرغم من عدم تفضيل هذا الحل للتقليل من احتمال الهجوم على الشبكة.
التوجهات المستقبلية
يتجه مصنِّعو المنظومات الصناعية نحو الاستخدام المتزايد لبروتوكولات الاتصالات المفتوحة بدلاً من البروتوكولات الامتلاكية، مع دعم بنى الرسائل المفتوحة كما هي الحال في المسرى MODBUS. وما زال البروتوكول TCP/IP يواجه عقبة كبيرة في الدخول إلى عالم الأتمتة الصناعية، بسبب الحاجة إلى التوافق مع البئية الصناعية، وضمان الأمن. وتتجه الوحدات الطرفية البعيدة RTU إلى استخدام المتحكمات القابلة للبرمجةPLC للتحكم في المواقع من دون أوامر الوحدات الطرفية الرئيسية.
وفي الواقع، تتعرض المنظومات SCADA لإعادة نظر في مدى جدواها، لأنها عرضة للهجمات البرمجية، وبسبب حراجة النظم التي تستخدمها. فقد تؤدي تلك الهجمات إلى خسائر اقتصادية عبر فقدان المعطيات أو التخريب المادي أو النصب والاحتيال، وقد يصل الأمر إلى الخسائر البشرية. ومن شأن هذه المخاوف استبعاد المنظومات SCADA من التطبيقات الحرجة. ومع ذلك، تتجه تلك المنظومات إلى إيجاد حلول أكثر أمناً. وما يزال كثير من متخذي القرار يفضلون استخدامها بسبب تكاليفها المنخفضة وأدائها العالي. ولضمان أمن المنظومة SCADA، يمكن استخدام الجدار الناري firewall أو العبّارات gateways لمنع بعض العنوانات IP غير المرغوب فيها. كما يمكن استخدام التوقيع الرقمي في الرسائل المرسلة إلى الوحدات الطرفية الرئيسية، إضافة إلى تعميتها، والاستيقان من المستخدمين، وحصر المخوَّلين بالنفاذ إلى النظم الحرجة.
وثمة توجه إلى مكاملة المنظوماتSCADA مع نظم الأعمال الأخرى، مثل نظم إدارة المحتوى.



 

رد مع اقتباس
قديم 2014-03-08, 05:39 PM   #2 (المشاركة)
جوهرة العمري
«۩۞۩ عضو مشارك ۩۞۩»


الصورة الرمزية جوهرة العمري
جوهرة العمري غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 2333
 تاريخ التسجيل :  Nov 2012
 أخر زيارة : 2014-05-02 (01:04 PM)
 المشاركات : 82 [ + ]
 التقييم :  50
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000ie
افتراضي




نقره لعرض الصورة في صفحة مستقلة



 

رد مع اقتباس
قديم 2014-03-08, 09:00 PM   #3 (المشاركة)
سمو الابداع
«۩۞۩ مشرف عام ۩۞۩»


الصورة الرمزية سمو الابداع
سمو الابداع غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 973
 تاريخ التسجيل :  Dec 2010
 أخر زيارة : 2018-08-23 (12:35 AM)
 المشاركات : 12,497 [ + ]
 التقييم :  50
 الدولهـ
Saudi Arabia
 الجنس ~
Male
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000firefox
افتراضي




شكرا لكـ والله يعطيكـ العافية



 
 توقيع : سمو الابداع

كُنْ كَالْوَرْدِ- كُلَّمَا جُرِحَ -بِزَخَّاتِ الْمَطَرِ- فَاحَ عِطْرًا



رد مع اقتباس
قديم 2014-04-26, 01:14 PM   #4 (المشاركة)
زهرة الهاجري
«۩۞۩ عضو مشارك ۩۞۩»


الصورة الرمزية زهرة الهاجري
زهرة الهاجري غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 3704
 تاريخ التسجيل :  Jun 2013
 أخر زيارة : 2014-04-26 (01:15 PM)
 المشاركات : 117 [ + ]
 التقييم :  50
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000ie
افتراضي




نقره لعرض الصورة في صفحة مستقلة



 

رد مع اقتباس
قديم 2014-04-27, 04:49 PM   #5 (المشاركة)
جريم الصبحي
«۩۞۩ عضو مميز ۩۞۩»


الصورة الرمزية جريم الصبحي
جريم الصبحي غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 3491
 تاريخ التسجيل :  Jun 2013
 أخر زيارة : 2020-03-10 (08:10 PM)
 المشاركات : 558 [ + ]
 التقييم :  50
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000firefox
افتراضي




يعطيكم العافيه وشكرا لكم



 

رد مع اقتباس
قديم 2018-05-19, 07:39 PM   #6 (المشاركة)
طرفه
«۩۞۩ عضو مشارك ۩۞۩»


الصورة الرمزية طرفه
طرفه غير متواجد حالياً

بيانات اضافيه [ + ]
 رقم العضوية : 5820
 تاريخ التسجيل :  Aug 2015
 أخر زيارة : 2020-07-04 (06:26 PM)
 المشاركات : 109 [ + ]
 التقييم :  50
لوني المفضل : Cadetblue
windows_98_nt_2000ie
افتراضي




دمتم بخير ودمتم راقيين



 

رد مع اقتباس
 
إضافة رد
أدوات الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة
Trackbacks are معطلة
Pingbacks are معطلة
Refbacks are معطلة


المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
برنامج لصناعة الصور والتحكم بها رائع أبو ليانا ركن الكمبيوتر العام 8 2020-03-09 01:22 PM
البيانات data ‏رفيـع الشـان العلوم الإنسانية والتربية والفنون 5 2019-01-28 01:02 PM
التحكم الإحصائي statistical control منبع الفكر العلوم التطبيقية - العلوم البحتة 5 2018-05-05 07:30 PM
بنك المعطيات data bank رواد العلم العلوم التطبيقية - العلوم البحتة 5 2016-03-23 06:55 PM





1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268