ऑटोमेशन हाइरार्की: हर सिस्टम कहाँ बैठता है

प्लांट के ऑटोमेशन का परतदार चित्र, फ़ील्ड उपकरणों से बिज़नेस सिस्टम तक, और हर परत को क्या करने की अनुमति है।

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परतदार चित्र क्यों मदद करता है

ज़्यादातर साइटों पर आपको तीन तरह के कंट्रोल सिस्टम मिलेंगे। प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) एक मशीन या पैकेज चलाता है। डिस्ट्रीब्यूटेड कंट्रोल सिस्टम (DCS) बड़ी सतत प्रक्रिया चलाता है। सुपरवाइज़री कंट्रोल एंड डेटा एक्विज़िशन (SCADA) सिस्टम व्यापक क्षेत्र में फैली परिसंपत्तियों, जैसे वेलहेड या पाइपलाइन के पंप स्टेशन, की निगरानी और नियंत्रण करता है।

ये सिस्टम अकेले काम नहीं करते। वे डेटा ऊपर लोगों और बिज़नेस सिस्टम तक पहुँचाते हैं, और आदेश नीचे वाल्व और मोटर तक भेजते हैं। जब आप परतों को समझ लेते हैं, तो तीन व्यावहारिक प्रश्नों का जल्दी उत्तर दे सकते हैं: यह सिग्नल कहाँ से आता है, इसे बदलने की अनुमति किसे है, और दो परतों के बीच का लिंक विफल होने पर क्या होता है?

परतें, फ़ील्ड से ऊपर की ओर

1
स्तर 0
फ़ील्ड उपकरण
ट्रांसमीटर, स्विच, वाल्व, मोटर और एनालाइज़र। ये प्रक्रिया को मापते हैं और बदलते हैं।
2
स्तर 1
बेसिक कंट्रोल
कंट्रोलर और इनपुट-आउटपुट (I/O) मॉड्यूल। PLC, DCS कंट्रोलर और रिमोट टर्मिनल यूनिट (RTU) यहाँ कंट्रोल लॉजिक को प्रति सेकंड कई बार चलाते हैं।
3
स्तर 2
सुपरवाइज़री कंट्रोल
ऑपरेटर स्टेशन, ह्यूमन-मशीन इंटरफ़ेस (HMI), अलार्म सिस्टम और SCADA मास्टर स्टेशन। लोग यहाँ प्लांट देखते हैं और आदेश देते हैं।
4
स्तर 3
साइट संचालन
हिस्टोरियन, उत्पादन रिपोर्टिंग, रखरखाव सिस्टम और इंजीनियरिंग टूल, जो पूरी साइट की सेवा करते हैं।
5
स्तर 4
बिज़नेस सिस्टम
कॉर्पोरेट नेटवर्क पर योजना, वित्त और ईमेल। इन सिस्टम को प्लांट से डेटा चाहिए, लेकिन उन्हें उसे कभी नियंत्रित नहीं करना चाहिए।

परतों के पीछे का नियम

इस परतदार चित्र को अक्सर पर्ड्यू मॉडल (Purdue model) कहते हैं, उस विश्वविद्यालय के नाम पर जहाँ इसका पहली बार वर्णन हुआ था। इसका केंद्रीय नियम सरल है: हर परत मुख्यतः अपने बगल की परत से बात करती है, और प्लांट परतों और बिज़नेस परतों के बीच की सीमा कड़ाई से नियंत्रित होती है। समय-संवेदनशील काम नीचे रहता है। स्तर 1 के कंट्रोलर को प्रक्रिया सुरक्षित रखनी चाहिए, चाहे उसके ऊपर का हर कंप्यूटर बंद हो जाए। स्तर 3 का हिस्टोरियन एक दिन के लिए बंद हो सकता है और प्लांट चलता रहता है।

आधुनिक सिस्टम इस चित्र को धुंधला कर देते हैं। स्तर 0 का स्मार्ट ट्रांसमीटर ऐसे डायग्नोस्टिक्स ले जाता है जिन्हें स्तर 3 का रखरखाव सिस्टम पढ़ना चाहता है। क्लाउड एनालिटिक्स हर स्तर से डेटा चाहता है। फिर भी मॉडल उपयोगी है, क्योंकि जब डेटा को सीमा पार करनी हो, तो यह बताता है कि नियंत्रण कहाँ रखने हैं।

कार्य उदाहरण 1: एक गैस प्लांट

एक गैस प्रोसेसिंग प्लांट में मुख्य प्रक्रिया को एक DCS नियंत्रित करता है। इनलेट कंप्रेसर अपने PLC के साथ पैकेज के रूप में आता है। DCS नेटवर्क लिंक से PLC की कंप्रेसर स्थिति पढ़ता है और ऑपरेटर स्क्रीन पर दिखाता है। कंप्रेसर PLC अपना एंटी-सर्ज और सुरक्षा लॉजिक अपने पास रखता है। यदि DCS का लिंक विफल हो जाए, तो कंप्रेसर अपने PLC के अधीन सुरक्षित रूप से चलता रहता है, और ऑपरेटर को संचार अलार्म दिखता है।

कार्य उदाहरण 2: वाटर इंजेक्शन नेटवर्क

एक तेल क्षेत्र में पचास किलोमीटर में फैले तीस वाटर इंजेक्शन कुएँ हैं। हर कुएँ पर एक RTU है जो उसके इंजेक्शन वाल्व को नियंत्रित करता है और प्रवाह मापता है। केंद्रीय कंट्रोल रूम में SCADA मास्टर स्टेशन लाइसेंस प्राप्त रेडियो से हर RTU को पोल करता है। जब एक कुएँ का रेडियो लिंक टूटता है, तो वह RTU अपना अंतिम प्रवाह सेटपॉइंट बनाए रखता है और दबाव अपनी स्थानीय सीमा से ऊपर जाने पर वाल्व बंद कर देता है। स्थानीय सुरक्षा मास्टर स्टेशन का इंतज़ार कभी नहीं करती।

एक आम गलती

इंजीनियर कभी-कभी सुरक्षात्मक कार्य को ऊँची परत में रख देते हैं, क्योंकि वहाँ प्रोग्राम करना आसान है। उदाहरण के लिए, RTU के बजाय SCADA मास्टर में लिखा हाई-प्रेशर स्टॉप। वह कार्य अब रेडियो लिंक, मास्टर सर्वर और नेटवर्क पर निर्भर हो जाता है। सुरक्षात्मक कार्रवाई उस सबसे निचली परत में होनी चाहिए जो उसे कर सकती है।

हर उपकरण को उसकी परत से मिलाएँ

हर उपकरण को उस परत से जोड़ें जहाँ वह सामान्यतः होता है।

प्रेशर ट्रांसमीटर
वेलहेड पर रिमोट टर्मिनल यूनिट
ऑपरेटर अलार्म डिस्प्ले
प्रोसेस हिस्टोरियन
कॉर्पोरेट वित्त सिस्टम

एक डिज़ाइनर पंप का हाई-प्रेशर स्टॉप SCADA मास्टर स्टेशन में रखना चाहता है, क्योंकि वहाँ लॉजिक संपादित करना आसान है। मुख्य आपत्ति क्या है?