ڈیٹا کے حصول اور آپریشنل کنٹرول سسٹمز (SCADA سسٹمز)

سپروائزری کنٹرول اینڈ ڈیٹا ایکوزیشن سسٹم یا SCADA سسٹم کی اصطلاح 1980 کی دہائی کے آخر میں سامنے آئی۔ XX صدی. اس کے ساتھ ساتھ آپریٹر کنسولز کے طور پر ان پر نصب گرافیکل ایپلی کیشنز کے ساتھ ذاتی کمپیوٹرز کو استعمال کرنے کی پہلی کوششوں کے ساتھ۔

پہلے SCADA سسٹم DOS یا Unix آپریٹنگ سسٹمز کے لیے تیار کیے گئے تھے اور ہارڈ ویئر کی ہارڈ ویئر کی حدود اور آپریٹنگ سسٹمز کی گرافیکل صلاحیتوں دونوں کی وجہ سے ان میں معمولی صلاحیتیں تھیں۔ گرافیکل انٹرفیس جیسے کہ ونڈوز 3.11، ایکس-ونڈوز، فینٹم اور ہارڈ ویئر کی ظاہری شکل کے ساتھ SCADA سسٹمز بیک وقت وسیع ہو گئے ہیں جو آپ کو ملٹی ٹاسکنگ موڈز میں عمل کو انجام دینے کی ضروری رفتار حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

SCADA سسٹمز کے اعلیٰ سطحی سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ ٹولز کے طور پر ابھرنے کی وجہ اسی طرح کی ہے جیسے سسٹمز جیسے بورلینڈ ڈیلفی اور دیگر بصری پروگرامنگ سسٹمز کے ابھرنے کی وجوہات۔ان کا بنیادی کام سافٹ ویئر ڈویلپرز کو معمول کے مطابق اور معیاری انٹرفیس اور فنکشنز کو بیان کرنے کے بیکار بوجھ سے نجات دلانا ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ سمجھنا چاہیے کہ SCADA سسٹمز کے استعمال کا مطلب ڈویلپر کی اہلیت کی ضروریات میں کمی نہیں ہے، جیسا کہ وہ تصور کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔

سسٹمز کو الگ کریں۔ MMI (مین مشین انٹرفیس) اور SCADA، جیسا کہ دونوں نے کامیابی کے ساتھ ایک دوسرے سے آزادانہ طور پر ترقی کی، ڈیوائس مارکیٹ میں مختلف جگہوں پر قبضہ کیا HMI (ہیومن مشین انٹرفیس).

ایم ایم آئی سسٹم دراصل انفرادی آلات یا تکنیکی تنصیبات کے لیے مقامی کنٹرول پینل ہیں، جو حروف عددی اسکرینوں اور کی بورڈز یا گرافک، عام طور پر ٹچ اسکرینز سے لیس ہوتے ہیں۔

زیادہ تر معاملات میں، ایم ایم آئی ڈیوائس کو ایک خصوصی کنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے لاگو کیا جاتا ہے، اور اس کے سافٹ ویئر کا حصہ کسی اضافی ترمیم یا تبدیلی کا مطلب نہیں ہے۔

ایک ہی وقت میں، SCADA سسٹمز میں معیاری پرسنل کمپیوٹرز اور آپریٹنگ سسٹمز کا استعمال شامل ہے، بڑے تکنیکی عمل کو منظم کرنے کے عمل کو خودکار بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس میں بڑی تعداد میں ایگزیکٹو ڈیوائسز اور تکنیکی اکائیاں شامل ہیں، اور اس کے امکان کو بھی سپورٹ کرتی ہیں۔ تقسیم شدہ ایپلیکیشنز کو لاگو کرنا (متعدد آپریٹر کنسولز کا استعمال کرتے ہوئے) …

ایم ایم آئی اور ایس سی اے ڈی اے سسٹمز کے درمیان ایک واضح لکیر کھینچنا ناممکن ہے جس کی وجہ اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹم ہے جس میں کنٹرول سسٹم کی مختلف سطحوں کے لیے سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ ٹولز کے درمیان اکثر کوئی فرق نہیں ہوتا ہے۔

SCADA نظاموں کے مقصد اور فعال ساخت کو بیان کرنے والے واحد معیار کی کمی اور اصطلاح "SCADA" کی تشریحات میں فرق خود اس طبقے کے نظاموں کی درجہ بندی اور موازنہ کو پیچیدہ بناتا ہے۔

SCADA نظام کے مندرجہ ذیل اہم گروہوں کو ممتاز کیا جا سکتا ہے:

• کنٹرولر مینوفیکچررز کے ذریعہ تیار کردہ SCADA سسٹم؛

• آزاد مینوفیکچررز کے ذریعہ تیار کردہ SCADA سسٹم؛

• SCADA سسٹم اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹم کے اجزاء ہیں۔

کنٹرولر سازوسامان بنانے والے کا اپنا SCADA سسٹم تیار کرنے کا کام آخری صارف کو اس مینوفیکچرر کے کنٹرولرز کا استعمال کرتے ہوئے ویژولائزیشن ایپلی کیشنز تیار کرنے کے لیے ایک ٹول فراہم کرنا ہے۔

اس طرح کے نظام کی مندرجہ ذیل اہم خصوصیات میں فرق کیا جا سکتا ہے:

• ان سسٹمز کا انٹرفیس کنٹرولر آلات کے لیے سافٹ ویئر لکھنے کے ذرائع کے انٹرفیس کو دہراتا ہے۔

• SCADA سسٹم کے اجزاء کو ایک مخصوص مینوفیکچرر کے کنٹرول آلات سے موصول ہونے والے ڈیٹا کے ساتھ کام کرنے کے لیے بہتر بنایا گیا ہے۔

• دوسرے مینوفیکچررز کے آلات کے ساتھ ڈیٹا کے تبادلے کے لیے انٹرفیس خراب طریقے سے لاگو ہوتے ہیں یا استعمال کرنا مشکل ہوتا ہے۔

اس طرح کے نظام کی ایک بہترین مثال ہے۔ سیمنز ون سی سی… اس طرح کے ملکیتی نظاموں کا استعمال، ایک طرف، سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ کے ماہرین کی تربیت کی لاگت کو کم کرتا ہے، لیکن دوسری طرف، یہ نظام کے ڈویلپر اور آخری صارف دونوں کو سختی سے ایک مخصوص صنعت کار یا یہاں تک کہ کسی مخصوص سے منسلک کرتا ہے۔ ایک صنعت کار سے سامان کی لائن۔

اس کے علاوہ، بہت سے کنٹرول سازوسامان مینوفیکچررز کو مارکیٹنگ کے مقاصد کے لیے اپنے سافٹ ویئر پروڈکٹس کو مطلوبہ سطح کی سپورٹ اور دیکھ بھال فراہم کیے بغیر اپنا SCADA سسٹم تیار کرنے پر مجبور کیا گیا۔

تھرڈ پارٹی ایس سی اے ڈی اے سسٹم پروسیس ویژولائزیشن اور کنٹرول ایپلی کیشنز بنانے کے لیے سب سے زیادہ لچکدار ٹولز ہیں۔ ان کے فوائد میں وکندریقرت اور تقسیم شدہ کنٹرول سسٹم بنانے کے لیے بڑی تعداد میں فنکشنز کی حمایت کے ساتھ ساتھ مسابقتی، مینوفیکچررز کو ایک سسٹم میں مختلف آلات سے ضم کرنے کی صلاحیت شامل ہے۔

ایگزیکٹو آلات کے ساتھ ڈیٹا کا تبادلہ کرنے کے لیے، ایسے سسٹم سافٹ ویئر I/O سرورز کا استعمال کرتے ہیں جو DDE یا OPC انٹرفیس کو نافذ کرتے ہیں۔ اس طرح کے SCADA سسٹمز کے پھیلاؤ کے ساتھ ساتھ آٹومیشن ٹول کے معیارات کی تعمیل کرنے کی ضرورت نے اس حقیقت کو جنم دیا کہ تمام کنٹرولر آلات کے ڈویلپرز کے پاس اپنے OPC یا DDE سافٹ ویئر سرورز، جو سامان کے ساتھ یا آرڈر کے لئے مکمل ڈیلیور کیے جاتے ہیں۔

چونکہ اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹم میں آپریٹر اسٹیشنوں کی ترقی کو کنٹرول سسٹم کے ایک لازمی حصہ کے طور پر شامل کیا جاتا ہے، اس لیے اس میں ہمیشہ SCADA سسٹم کے الگ الگ اجزاء ہوتے ہیں۔ تاہم، چونکہ پورا نظام مجموعی طور پر کام کرتا ہے، اس لیے یہ اجزاء اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹم کے دوسرے ماڈیولز کے اجزاء بھی ہو سکتے ہیں، یا SCADA سسٹم کو اس کی خالص شکل میں ایک سافٹ ویئر پروڈکٹ میں الگ کرنا ناممکن ہو سکتا ہے۔

اس طرح کے سسٹمز کے وہی فائدے اور نقصانات ہیں جو کہ کنٹرولر مینوفیکچررز کے تیار کردہ SCADA سسٹمز ہیں، جو کہ دو اہم فرقوں کو مدنظر رکھتے ہوئے ہیں:

• SCADA سسٹمز، جو اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹمز کا ایک لازمی حصہ ہیں، دوسرے مینوفیکچررز کے سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر کے ساتھ عملی طور پر کوئی انٹرآپریبلٹی نہیں رکھتے۔

• ایسی ایپلی کیشنز میں SCADA سسٹم کا کردار صرف گرافیکل انٹرفیس کی ترقی تک محدود ہے۔

SCADA سسٹمز کی ساخت اور ساخت

SCADA سسٹمز کی ساخت اور ساخت

عام طور پر، SCADA سسٹمز سافٹ ویئر پروڈکٹس کے دو الگ الگ سیٹوں پر مشتمل ہوتے ہیں: ایک ترقیاتی ماحول اور ایک عملدرآمد کا ماحول۔

ترقی کا ماحول اس سیٹ کو کہا جاتا ہے جس کے ساتھ تکنیکی عمل کے تصور کے لیے ماحول کو ڈیزائن اور ترتیب دیا جاتا ہے۔

کام کے دوران ماحول - یہ سافٹ ویئر پروڈکٹس کا ایک سیٹ ہے جو آپریٹر کے اسٹیشن میں تکنیکی عمل کو دیکھنے کے لیے پروگرام کے پروجیکٹ پر کام کے لیے ضروری ہے۔

علیحدہ طور پر، ڈویلپر اور آپریٹر کے ایک ہی پروجیکٹ کے ساتھ کام کے دوران ترقیاتی ماحول اور رن ٹائم ماحول کے درمیان تعامل کے مسئلے پر غور کیا جانا چاہئے:

1. ڈویلپر کی طرف سے کی گئی تبدیلیاں فوری طور پر لاگو ہوتی ہیں۔

2. رن ٹائم ان تبدیلیوں کی عکاسی کرتا ہے جیسا کہ پروجیکٹ سورس کوڈ میں پایا گیا ہے۔

3. تبدیلیاں ریبوٹ یا زبردستی رن ٹائم پر ظاہر ہوتی ہیں۔

پہلی قسم کے تعامل کا نفاذ تجارتی پیشکشوں میں پروڈکٹ کی صلاحیتوں کو کافی واضح اور مؤثر طریقے سے ظاہر کرنا ممکن بناتا ہے، اور اس لیے اسے بعض اوقات حتمی سافٹ ویئر پروڈکٹس میں لاگو کیا جاتا ہے۔ تاہم، حقیقی پروجیکٹس کے ساتھ کام کرتے وقت، گرافیکل انٹرفیس کا کچھ حصہ یا کنٹرولز کی متحرک حرکت کے غائب ہونے کا خطرہ ہوتا ہے۔ اس سلسلے میں، دوسری اور تیسری قسم کے تعامل یا ان کا مجموعہ سب سے زیادہ وسیع ہے۔

SCADA نظام کے مندرجہ ذیل اہم حصوں کو پہچانا جا سکتا ہے:

• ٹیگ بیس؛

• گرافکس ڈسپلے ماڈیول؛

• سکرپٹ پروسیسر؛

• الارم اور وارننگ سسٹم؛

• تکنیکی عمل کے پیرامیٹرز کو محفوظ کرنے کے لیے ماڈیول۔

SCADA سسٹم ٹیگ تکنیکی عمل کے پیرامیٹر کی قدر اور اس کی خصوصیات کو ذخیرہ کرنے کے لیے ایک چیز ہے۔ لیبلز کو بعض اوقات غلط طور پر "متغیر" کہا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، ایک لیبل کا تصور آبجیکٹ پر مبنی پروگرامنگ زبانوں میں کلاس کی تعریف کے قریب ترین ہے۔

گرافیکل ڈسپلے ماڈیول پروجیکٹ کے گرافیکل انٹرفیس کو لاگو کرتا ہے۔ ایک اصول کے طور پر، ایک گرافیکل انٹرفیس اسکرین کی شکلوں کا ایک مجموعہ ہے جس پر گرافیکل عناصر رکھے گئے ہیں۔ اسکرین بنانے کا کام اسکرین کی شکلوں پر گرافک عناصر کو رکھنے اور ان کی خصوصیات کو ترتیب دینے تک کم ہے۔

اسکرین فارمز کو کال کرنے، ڈسپلے کرنے اور بند کرنے کے عمل میں، جب گرافک اشیاء پر کلک کرتے ہوئے، انفرادی ٹیگ کی خصوصیات یا اقدار کو تبدیل کرتے ہیں، تو ضروری ہے کہ وہ حساب یا اعمال انجام دیں جن کے لیے سکرپٹ انجن… اسکرپٹ کو کچھ سسٹمز میں "میکرو" یا "اسکرپٹس" بھی کہا جاتا ہے۔

زیادہ تر SCADA سسٹم اسکرپٹس جو خودکار آپریٹر ورک سٹیشن کے گرافیکل انٹرفیس کو نافذ کرتی ہیں گرافیکل عناصر پر ماؤس کلک ہینڈلرز ہیں۔

سکرپٹ کے لیے، مختلف مینوفیکچررز کے SCADA سسٹمز ایک یا زیادہ زبانیں پیش کرتے ہیں۔ کنٹرولر مینوفیکچررز کے ذریعہ تیار کردہ یا اینڈ ٹو اینڈ پروگرامنگ سسٹم کے حصے کے طور پر عام طور پر وہی پروگرامنگ زبانیں اسکرپٹنگ کے لیے پیش کرتے ہیں جیسا کہ لکھنے کے لیے۔ کنٹرولر سافٹ ویئر… فریق ثالث SCADA سسٹم اکثر خصوصی میکرو اسکرپٹنگ زبانیں پیش کرتے ہیں۔

عام مقصد کی پروگرامنگ زبانوں کا استعمال آپ کو اضافی لائبریریوں اور APIs تک رسائی حاصل کرکے پیچیدہ صارف انٹرفیس اور ڈیٹا کے ساتھ کام کرنے کے غیر معیاری طریقوں کو لاگو کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایک ہی وقت میں، ڈویلپر کو کسی بھی صورت میں SCADA-سسٹم کے اجزاء کے ساتھ کام کرنے کے لیے فنکشن لائبریریوں کا مطالعہ کرنا چاہیے، اسی طرح جیسے میکرو لینگویجز کا مطالعہ کیا جاتا ہے، اور نافذ شدہ کوڈ ممکنہ طور پر خطرناک ہو سکتا ہے یا تھرڈ پارٹی فنکشن سے غلطیوں کا وارث ہو سکتا ہے۔ لائبریریاں

آگاہ کرنے کا نظام آپریٹر کو اجازت کی حد سے باہر پروسیس پیرامیٹر کی قدر کے بارے میں مطلع کرنا ہے۔ ایک اصول کے طور پر، ہر تکنیکی پیرامیٹر کے لیے، 2 قسم کی سیٹنگیں سیٹ کی جا سکتی ہیں جن کے مطابق نوٹیفکیشن ظاہر ہو گا: بالترتیب، ہنگامی اور انتباہی ترتیبات۔

سسٹم کی صلاحیتوں پر منحصر ہے، یہ ترتیبات ایک یا زیادہ معیار کے مطابق سیٹ کی جاتی ہیں:

• پہنچ سے دور. اس معاملے میں ہیں: اوپری اور زیریں انتباہی اقدار اور اوپری اور زیریں الارم کی قدریں۔

• کسی قدر کی برائے نام قدر سے انحراف۔ مقررہ قدر سے کم سے کم اور زیادہ سے زیادہ قابل اجازت انحراف کو تقسیم کریں۔

• پروسیس پیرامیٹر ویلیو کی تبدیلی کی زیادہ سے زیادہ قابل اجازت شرح سیٹ کرنا۔ قابل اجازت رینج سیٹنگز کی قدریں مطلق اکائیوں میں متعین کی جاتی ہیں، اور برائے نام اور شرح تبدیلی سے انحراف مطلق اکائیوں میں اور موجودہ یا سیٹ پوائنٹ ویلیو کے فیصد کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔

اس حقیقت کی وجہ سے کہ ایک تکنیکی عمل کے لیے پیرامیٹرس کی تعداد جن کے لیے ہنگامی اور انتباہی سیٹ پوائنٹس سیٹ کیے جاتے ہیں، بڑی ہو سکتی ہے، SCADA سسٹمز میں تکنیکی طور پر کنٹرول شدہ پیرامیٹرز کو گروپس میں جوڑنا ممکن ہے، اور ساتھ ہی کسی کے لیے ترجیحی سطح کا تعین کرنا ممکن ہے۔ سیٹ پوائنٹ.

اہم کام بیک اپ ماڈیول - مانیٹر اسکرین پر نسبتاً مختصر مدت کے لیے تکنیکی پیرامیٹرز (رجحانات) کے گراف ڈسپلے کرنے کی صلاحیت فراہم کرنا، نیز سادہ رپورٹس بنانا۔

• ایک مخصوص تعدد یا تبدیلی کے ساتھ مقامی ڈیٹا بیس میں اقدار کو آرکائیو کرنا؛

• جب اقدار کو آرکائیو کرتے ہیں تو - آرکائیونگ کے لیے ڈیڈ زون سیٹ کرنے کا امکان؛

• مقامی ڈیٹا بیس کے سائز کی حد مقرر کریں؛

• اقدار کو ذخیرہ کرنے کا وقت مقرر کرنا؛

• جب سٹوریج کا وقت یا ڈیٹا بیس کا سائز خودکار موڈ میں حد سے تجاوز کر جائے تو پرانی یا قدیم ترین اقدار کو ہٹانے کے لیے معمول کی دیکھ بھال کریں؛

• آرکائیو اقدار کے گراف بنانے اور انہیں دیکھنے کے لیے ایک انٹرفیس کی دستیابی؛

• اقدار کے جدول کی شکل میں مخصوص مدت کے لیے پیرامیٹر کی اقدار کو برآمد کرنے کے لیے نظام کی دستیابی۔