भौतिक पीएलसी से आभासी नियंत्रण तक: सॉफ़्टवेयर-परिभाषित स्वचालन को बढ़ावा देने के लिए सिमैटिक एस७-१५००वी

सिमैटिक एस7-1500वी परिचय

01समर्पित हार्डवेयर से पीएलसी के कार्यों को सॉफ़्टवेयर में स्थानांतरित करना

एक पारंपरिक स्वचालन प्रणाली में, प्रत्येक पीएलसी एक पूर्ण हार्डवेयर पैकेज होता है। इसका प्रोसेसर, मेमोरी, संचार इंटरफ़ेस, संचालन वातावरण और नियंत्रण प्रोग्राम घनिष्ठ रूप से जुड़े होते हैं। यह व्यवस्था भरोसेमंद प्रदर्शन प्रदान करती है, लेकिन नियंत्रण क्षमता में वृद्धि करने के लिए आमतौर पर एक अतिरिक्त नियंत्रक, अधिक कैबिनेट स्थान, अतिरिक्त वायरिंग और नए स्पेयर-पार्ट्स की योजना बनाने की आवश्यकता होती है।

द सिमैटिक एस7-1500वी इस संबंध को बदल देता है जिसमें पीएलसी रनटाइम को एक समर्पित नियंत्रक उपकरण से अलग कर दिया जाता है। नियंत्रण प्रोग्राम अनुमोदित कंप्यूटिंग अवसंरचना पर एक आभासी सॉफ़्टवेयर उदाहरण के रूप में संचालित होता है। इसलिए नियंत्रण क्षमता को एकल हार्डवेयर इकाइयों द्वारा स्थायी रूप से सीमित रहने के बजाय, किसी अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के आधार पर व्यवस्थित किया जा सकता है।

यह मॉडल उन निर्माताओं के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है जो नियमित रूप से उत्पादन मॉड्यूल जोड़ते हैं, नए उत्पाद भिन्नताएँ पेश करते हैं, या बदलती मांग के अनुसार उपकरणों को समायोजित करते हैं। कोई कंपनी कई समान उत्पादन सेल के लिए मानकीकृत आभासी नियंत्रक कॉन्फ़िगरेशन बना सकती है। जब अधिक क्षमता की आवश्यकता होती है, तो इंजीनियर एक और स्वीकृत उदाहरण को तैनात कर सकते हैं, बिना प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए पूरी तरह से नया नियंत्रण कैबिनेट डिज़ाइन किए।

स्वचालन टीमों के लिए परिचितता बनाए रखना महत्वपूर्ण बना हुआ है। आभासी नियंत्रक व्यापक SIMATIC वातावरण के साथ निरंतरता बनाए रखता है, इसलिए इंजीनियर स्थापित PLC प्रोग्रामिंग अवधारणाओं, निदान विधियों और स्वचालन संरचनाओं का उपयोग जारी रख सकते हैं। इससे वह व्यवधान कम हो जाता है जो अक्सर किसी प्रमुख वास्तुकला परिवर्तन के साथ आता है।

आभासी नियंत्रण धीरे-धीरे आधुनिकीकरण का भी समर्थन करता है। संयंत्रों को अपने मौजूदा नियंत्रक बेड़े को एकल परियोजना में बदलने की आवश्यकता नहीं है। भौतिक S7 नियंत्रक समय-संवेदनशील मशीनों को जारी रख सकते हैं, जबकि आभासी PLC मॉड्यूलर प्रक्रिया इकाइयों, सहायक प्रणालियों, पायलट स्थापनाओं, या लचीले तैनाती की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए पेश किए गए हैं।

नियंत्रक को सॉफ़्टवेयर में स्थानांतरित करना अनुशासित इंजीनियरिंग की आवश्यकता को समाप्त नहीं करता है। वास्तविक समय का प्रदर्शन अभी भी प्रोसेसर संसाधनों, नेटवर्क डिज़ाइन, इनपुट/आउटपुट वास्तुकला, चक्र-समय आवश्यकताओं और दोष के दौरान प्रणाली के व्यवहार पर निर्भर करता है। प्रत्येक आभासी नियंत्रण अनुप्रयोग को उचित रूप से डिज़ाइन किया जाना चाहिए, परीक्षण किया जाना चाहिए, शुरू किया जाना चाहिए और दस्तावेज़ित किया जाना चाहिए।

02औद्योगिक एज को जोड़ना विनसीसी ओए और मौजूदा आईटी बुनियादी ढांचे को

एक आभासी पीएलसी तब सबसे अधिक मूल्य प्रदान करता है जब यह समन्वित औद्योगिक सॉफ़्टवेयर वातावरण के हिस्से के रूप में काम करता है। इस वास्तुकला में, सीमेंस इंडस्ट्रियल एज नियंत्रण अनुप्रयोगों को स्थानीय डेटा प्रसंस्करण, दृश्यीकरण प्रणालियों और केंद्रीय आईटी संसाधनों के साथ जोड़ता है।

द एस७-१५००वी स्वचालन तर्क का प्रबंधन करता है, जबकि औद्योगिक एज़ अनुप्रयोग मशीन या प्रक्रिया के निकट प्रक्रिया उत्पादन सूचना को संसाधित करना। स्थानीय निष्पादन के माध्यम से प्रदर्शन संकेतकों की गणना, असामान्य स्थितियों का पता लगाना और उद्यम प्रणालियों के लिए चयनित सूचना की तैयारी संभव हो जाती है, बिना प्रत्येक कच्चे संकेत को दूरस्थ डेटा केंद्र में भेजे।

विंसी सी ओपन आर्किटेक्चर , सामान्यतः जाना जाता है विनसीसी ओए स्केलेबल क्षमता जोड़ता है एससीएडीए क्षमताएँ । औद्योगिक एज़ और आभासी पीएलसी के संयोजन के साथ, यह दृश्यीकरण और पर्यवेक्षण कार्यों को आभासी नियंत्रण कार्यभार के निकट स्थापित कर सकता है। यह वितरित कारखानों, ऊर्जा सुविधाओं, बुनियादी ढांचा नेटवर्कों और बड़े उत्पादन स्थलों के लिए उपयोगी है जिन्हें लचीली निगरानी वास्तुकला की आवश्यकता होती है।

एक व्यावहारिक स्थापना में शामिल हो सकते हैं वितरित इनपुट/आउटपुट क्षेत्र स्तर पर सेंसर और उपकरण, एक एस७-१५००वी नियंत्रण के लिए इंस्टेंस, औद्योगिक एज़ अनुप्रयोग स्थानीय संसाधन के लिए, और विनसीसी ओए ऑपरेटर दृश्यीकरण के लिए। केंद्रीय आईटी अवसंरचना फिर आईडेंटिटी प्रबंधन, सॉफ़्टवेयर रिपॉजिटरी, बैकअप, प्रणाली निगरानी और ऐतिहासिक डेटा भंडारण का समर्थन कर सकती है।

प्रौद्योगिकियों के लिए समर्थन, जैसे कि माइक्रोसॉफ्ट हाइपर-वी और रेड हैट ओपनशिफ्ट उद्योग-आधारित कार्यभार को कॉर्पोरेट आईटी टीम द्वारा पहले से ही समझे गए अवसंरचना से जोड़ने में भी सहायता करता है। फिर भी, ज़िम्मेदारियाँ स्पष्ट रहनी चाहिए। नियंत्रण इंजीनियर प्रक्रिया जोखिम और मशीन व्यवहार को समझते हैं, जबकि आईटी विशेषज्ञ वर्चुअलाइज़ेशन, कंप्यूटिंग संसाधनों, पहुँच प्रबंधन और साइबर सुरक्षा में अपने अनुभव का योगदान देते हैं।

साइबर सुरक्षा वास्तुकला में शुरुआत से ही शामिल किया जाना चाहिए। नेटवर्क खंडीकरण, भूमिका-आधारित पहुँच सुरक्षित संचार, प्रमाणपत्र प्रबंधन, पैच प्रक्रियाएँ और विश्वसनीय बैकअप आवश्यक हैं। वर्चुअलाइज़ेशन लचीलापन बढ़ाता है, लेकिन औद्योगिक उपलब्धता को कभी भी सामान्य कार्यालय आईटी कार्यभार की तरह नहीं माना जाना चाहिए।

03विस्तार, अपग्रेड और जीवनचक्र प्रबंधन के लिए एक अधिक लचीला दृष्टिकोण

सॉफ्टवेयर-परिभाषित नियंत्रण के सबसे स्पष्ट लाभों में से एक है स्वचामतीकरण प्रणालियों को अधिक कुशलता से मापदंडित करने की क्षमता। एक हार्डवेयर-केंद्रित परियोजना में, विस्तार के लिए एक और पीएलसी, एन्क्लोज़र संशोधन, अतिरिक्त बिजली आपूर्ति, नई संचार हार्डवेयर और निर्धारित विद्युत कार्य की आवश्यकता हो सकती है। एक वर्चुअल पीएलसी , के साथ, अतिरिक्त नियंत्रण क्षमता को एक नए सॉफ्टवेयर उदाहरण के माध्यम से बनाया जा सकता है, बशर्ते कि कंप्यूटिंग संसाधन, नेटवर्क प्रदर्शन, लाइसेंसिंग और अतिरेक की उचित योजना बनाई गई हो।

यह मॉड्यूलर निर्माण . फार्मास्यूटिकल स्किड्स, जल-उपचार इकाइयाँ, ऊर्जा-प्रबंधन प्रणालियाँ, सामग्री-हैंडलिंग उपकरण और लचीले असेंबली स्टेशन अक्सर दोहराव योग्य कार्यात्मक इकाइयों से बनाए जाते हैं। मानकीकृत वर्चुअल नियंत्रक टेम्पलेट्स समान इकाइयों को कई लाइनों या कारखानों में तैनात करने पर इंजीनियरिंग समय को कम कर सकते हैं और संगतता में सुधार कर सकते हैं।

सॉफ्टवेयर-परिभाषित नियंत्रण अपग्रेड प्रबंधन के तरीके को भी बदल देता है। चूँकि नियंत्रक रनटाइम एक भौतिक उपकरण से स्थायी रूप से जुड़ा नहीं होता, इसलिए सॉफ्टवेयर संस्करणों और कंप्यूटिंग हार्डवेयर के जीवनचक्र के समयसूची अलग-अलग हो सकते हैं। इंजीनियरिंग टीमें एक अद्यतन वातावरण तैयार कर सकती हैं, उसका नियंत्रित परिस्थितियों में परीक्षण कर सकती हैं, परिवर्तन की दस्तावेज़ीकरण कर सकती हैं, और एक स्वीकृत रखरखाव विंडो के दौरान उसे शुरू कर सकती हैं।

बैकअप और रिकवरी इसके अलावा अधिक प्रणालीगत भी बन सकती है। स्वीकृत कॉन्फ़िगरेशन, नियंत्रक प्रोग्राम और आभासी उदाहरणों को केंद्रीय रूप से प्रबंधित किया जा सकता है, जिससे रखरखाव टीमों को प्रत्येक स्थान पर क्या स्थापित है, इसकी स्पष्ट समझ होती है। यदि कोई कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म प्रतिस्थापित करना हो, तो प्रमाणित नियंत्रक वातावरण को पूरे अनुप्रयोग को शुरू से बनाए बिना पुनर्स्थापित किया जा सकता है।

ये लाभ औद्योगिक अपग्रेड को जोखिम-मुक्त नहीं बनाते हैं। प्रत्येक परिवर्तन के लिए अभी भी संगतता जाँच, कार्यात्मक परीक्षण, साइबर सुरक्षा मूल्यांकन और एक परिभाषित पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। वास्तविक जीवन चक्र का लाभ जटिलता पर बेहतर नियंत्रण है, जिसमें स्पष्ट संस्करण प्रबंधन, अधिक पारदर्शी तैनाती और कई नियंत्रक हार्डवेयर विविधताओं पर कम निर्भरता शामिल है।

04निष्कर्ष

SIMATIC S7-1500V केवल एक भौतिक PLC का आभासी वातावरण में स्थानांतरण नहीं है। यह औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के डिज़ाइन, विस्तार और रखरखाव के तरीके में एक व्यापक परिवर्तन का संकेत देता है।

सीमेंस इंडस्ट्रियल एज के साथ काम करके, विनसीसी ओए , और स्थापित आईटी अवसंरचना के साथ, आभासी PLC स्वचालन तर्क को स्थानीय डेटा प्रसंसक, मापने योग्य दृश्यीकरण और केंद्रीकृत प्रणाली प्रबंधन के साथ जोड़ता है। नए नियंत्रण क्षमता को अधिक लचीले ढंग से पेश किया जा सकता है, सॉफ़्टवेयर अपग्रेड को अधिक प्रणालीगत तरीके से तैयार किया जा सकता है, और जीवन चक्र की जानकारी को अधिक पारदर्शी तरीके से प्रबंधित किया जा सकता है।

सबसे वास्तविक भविष्य हाइब्रिड है। भौतिक पीएलसी (PLCs) मशीन-स्तरीय नियंत्रण को विश्वसनीय रूप से जारी रखेंगे, जबकि आभासी PLC जहाँ त्वरित तैनाती, मानकीकृत कॉन्फ़िगरेशन और स्केलेबल कंप्यूटिंग प्राथमिकता हैं, वहाँ लचीलापन जोड़ा जाएगा। एस७-१५००वी साथ ही, सीमेंस इन दोनों दुनियाओं को एक साथ लाकर निर्माताओं को उद्योगिक एआई की ओर एक व्यावहारिक दिशा प्रदान कर रहा है। सॉफ़्टवेयर-परिभाषित स्वचालन की ओर .

05अनुशंसित उत्पाद