1. صفحه اصلی
  2. اقتصادی
  3. اولویت اصلاحات اقتصادی در دوران جدید مدیریتی

مفاهیم پایه در سامانه‌های SCADA

در سامانه‌های دادهبرداری و کنترل نظارتی ( SCADA)، دو مفهوم مقدار هدف و مقدار خام به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند و در ارتباط با داده‌های ورودی و خروجی سامانه برای نظارت و کنترل تجهیزات صنعتی به‌کار می‌روند. این مفاهیم در مدیریت داده‌های حسگرها، عملگرها و پارامترهای فرآیندهای صنعتی نقش کلیدی دارند.

مقدار خام

مقدار خام، داده‌ای است که به‌طور مستقیم از تجهیزات سطح فیلد  مانند حسگرها، ترانسمیترها، و  کنترل کنندهها به دست می‌آید. این داده‌ها از طریق کنترل کنندههای منطقی برنامهپذیر (PLC  ) یا پایانه‌ی راه دور (RTU ) خوانده می‌شوند و هنوز هیچ‌گونه پردازش، کالیبراسیون یا تبدیل مهندسی روی آن‌ها صورت نگرفته است.

مثال: تصور کنید حسگری یک سیگنال آنالوگ  mA4-20 را ارسال می‌کند. مقدار خام این سیگنال، بدون هیچ‌گونه تبدیل به مقدار فیزیکی واقعی (برای مثال فشار، دما یا جریان) فقط یک داده‌ی دیجیتال است که توسط PLC  یا RTU ثبت شده است.

مقداردهی

  • مقدار خام  در بیشتر موارد به صورت مستقیم از طریق پروتکل‌های صنعتی مانند Modbus، DNP3 یا IEC 60870-5-104 به‌دست می‌آید. شکل 1 مقدار مقیاس‌بندی شده در پروتکل Modbus را نمایش می‌دهد.
  • این داده‌ها بدون هیچ‌گونه تغییرات یا تبدیل مهندسی در سامانه‌ی SCADA دریافت و به‌عنوان مقدار خام ذخیره می‌شوند.
  • مقادیر خام معمولاً در ثبات‌ها یا داده‌های دیجیتال کدگذاری می‌شوند و بسته به نوع داده، می‌توانند به فرمت‌های مختلفی مانند بیت، بایت، کلمه یا عدد صحیح ذخیره شوند.
شکل 1-مقادیر اندازه گیری سنسور از طریق پروتکل Modbus
شکل 1-مقادیر اندازه گیری سنسور از طریق پروتکل Modbus 

مقدار هدف

مقدار هدف، مقداری است که اپراتور یا سامانه‌ی کنترلی تعیین می‌کند تا یک فرآیند یا تجهیز به آن برسد. این مقدار می‌تواند برای کنترل فرآیندهای مختلفی مانند سرعت موتور، دما، سطح مایعات یا جریان استفاده شود.

مثال: فرض کنید در یک سامانه‌ی کنترلی دما، مقدار هدف دمای مورد نظر 80 درجه‌ی سانتیگراد است که به عنوان نقطه‌ی مطلوب برای رسیدن به آن استفاده می‌شود. این مقدار توسط اپراتور تعیین شده و به PLC  ارسال می‌شود تا سامانه به آن دما برسد.

مقداردهی

  • مقدار هدف اغلب توسط اپراتور از طریق واسط بین انسان و ماشین (HMI) یا نرم‌افزار SCADA تنظیم می‌شود و سپس به کنترل کننده یا عملگرها ارسال می‌گردد.
  • این مقدار باید با توجه به نیازهای فرآیندی و محدوده‌های عملکرد تجهیزات تنظیم شود. برای مثال اگر سامانه توانایی رسیدن به دمای بیشتر از 100 درجه را ندارد، باید مقادیر هدف در این محدوده تنظیم شوند.
  • در بسیاری از سامانه‌ها، مقادیر هدف به‌صورت عددی یا گرافیکی در صفحات نمایش نرم‌افزار SCADA قابل مشاهده و تغییر هستند.

ارتباط بین مقدار خام و مقدار هدف

  • مقدار خام به عنوان ورودی فرآیند از حسگرها دریافت می‌شود و پس از پردازش‌های لازم (تبدیل به واحدهای مهندسی) به اپراتور نمایش داده می‌شود.
  • مقدار هدف، مقداری است که اپراتور تعیین می‌کند تا فرآیند به آن برسد. کنترل کنندهها براساس مقایسه بین مقدار خام پردازش‌شده و مقدار هدف، دستورهایی برای تغییر پارامترهای سامانه صادر می‌کنند.

نکات مهم در مقداردهی

  1. کالیبراسیون و مقیاس‌بندی: مقادیر خام ممکن است به کالیبراسیون نیاز داشته باشند تا به واحدهای مهندسی تبدیل شوند. برای مثال، یک مقدار خام آنالوگ از mA4-20 باید به یک واحد مهندسی نظیر دما (برای مثال 0-100 درجه سانتیگراد) تبدیل شود.
  2. محدوده‌ی عملکرد: مقدار هدف باید در محدوده‌ی مجاز تجهیزات و فرآیندها تنظیم شود. تنظیم مقادیر خارج از این محدوده می‌تواند به تجهیزات آسیب برساند یا عملکرد نامطلوبی را درپی داشته باشد.

منابع معتبر

  • IEEE C37.1  و IEC 61131-3  از جمله استانداردهای بین‌المللی هستند که به مسائل مرتبط با سامانه‌های SCADA و کنترل صنعتی پرداخته‌اند. در این استانداردها به چگونگی مدیریت مقادیر خام و هدف و همچنین پروتکل‌های ارتباطی مربوط به آنها اشاره شده است.
  • ISA-95  یکی دیگر از استانداردهای مهم در اتوماسیون صنعتی است که سطوح مختلف عملیات کارخانه‌ای و چگونگی مدیریت داده‌ها را تشریح می‌کند.

مقدار پایه 

در نرم‌افزارهای SCADA، مفهوم مقدار پایه در زمینه‌ی اندازه‌گیری و مدیریت داده‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. این مقدار به عنوان یک مرجع یا نقطه‌ی شروع برای محاسبات و نمایش مقادیر در سامانه‌های کنترل صنعتی استفاده می‌شود. در واقع، مقدار پایه یکی از پارامترهای کلیدی است که در کنار مقادیر دیگری مانند مقدار خام و مقدار هدف به تعریف مقادیر مهندسی یا عملیاتی در سامانه کمک می‌کند.

مقدار پایه، به عنوان یک مرجع اولیه برای تبدیل و مقیاس‌بندی مقادیر خام به واحدهای مهندسی یا دیگر مقادیر قابل استفاده در نرم‌افزار SCADA تعریف می‌شود. این مقدار پایه معمولاً به همراه پارامترهای دیگر مانند (ضریب مقیاس) برای تبدیل مقادیر خام به مقادیر واقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای مقدار پایه

  1. مقیاس‌بندی: در بسیاری از سامانه‌های کنترلی و اندازه‌گیری صنعتی، مقادیر خام که از حسگرها یا ترانسمیترها به سامانه‌ی SCADA ارسال می‌شوند، نیاز به مقیاس‌بندی دارند تا به واحدهای واقعی و قابل فهم برای اپراتور تبدیل شوند. مقدار پایه به عنوان نقطه‌ی مرجع برای این مقیاس‌بندی عمل می‌کند.

مثال:  اگر یک حسگر فشار مقدار خامی در محدوده‌ی 0 تا 4096 ارائه دهد و محدوده‌ی واقعی فشار از 0 تا 100 بار باشد، مقدار پایه معمولاً صفر (برای مقدار حداقل) تعریف می‌شود و 

ضریب مقیاس به گونه‌ای تعیین می‌شود که مقدار خام را به محدوده 0 تا 100 بار تبدیل کند. در این مثال، مقدار پایه نقطه‌ی شروع محاسبات است و مقدار واقعی براساس آن تنظیم می‌شود.

  1. کالیبراسیون مقدار پایه: میتواند به‌عنوان یک پارامتر در کالیبراسیون حسگرها و تجهیزات استفاده شود. در هنگام کالیبراسیون، مقدار پایه به عنوان مرجع برای تعیین مقادیر اندازه‌گیری شده و تنظیم مقادیر خوانده شده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  2. نقاط مرجع: در برخی از سامانه‌های کنترل فرآیند، مقدار پایه بهعنوان یک نقطه‌ی مرجع یا مقدار پایه برای شروع یک فرآیند استفاده می‌شود. برای مثال، در کنترل سطح مایعات، مقدار پایه می‌تواند به عنوان نقطه‌ی صفر برای اندازه‌گیری سطح از نقطه‌ی شروع (مانند کف مخزن) باشد.

نحوه مقداردهی به مقدار پایه

  1. تعریف صحیح محدوده‌ی کاری: برای مقداردهی صحیح به مقدار پایه، باید محدوده‌ی کاری تجهیزات و فرآیند را در نظر گرفت. این محدوده‌ها معمولاً در مستندات و دیتاشیت‌های سازنده‌ی تجهیزات (مانند حسگرها یا کنترل کننده‌ها) ذکر می‌شوند.

مثال: اگر یک حسگر دما توانایی اندازه‌گیری دما بین 0 تا 150 درجه‌ی سانتیگراد را داشته باشد، مقدار پایه  ممکن است  صفر درجه تنظیم شود تا به‌عنوان مرجع برای اندازه‌گیری‌های آتی استفاده شود.

  1. تطبیق با مقدار خام: مقدار پایه باید با مقدار خام و واحدهای فیزیکی سامانه تطابق داشته باشد. برای مثال، اگر مقادیر خام در قالب سیگنال‌های آنالوگ دریافت می‌شوند (برای مثال mA4-20)، مقدار پایه  باید به گونه‌ای تنظیم شود که با این محدوده مطابقت داشته باشد.
  2. کالیبراسیون اولیه: در برخی از نرم‌افزارهای SCADA مقدار پایه می‌تواند به صورت دستی توسط اپراتور تنظیم شود، به خصوص در مواردی که کالیبراسیون دقیق برای به‌دست آوردن مقادیر مهندسی ضروری است.
مفاهیم پایه در سامانه‌های SCADA

ارتباط بین مقدار پایه با مقادیر خام و هدف 

مقدار پایه به‌عنوان یک مرجع یا نقطه‌ی صفر برای محاسبات استفاده می‌شود، در حالی که مقدار خام داده‌ها از حسگرها و تجهیزات است که نیاز به پردازش و مقیاس‌بندی دارند. بنابراین ارتباطی بین این دو نیست.

  • مقدار هدف مقداری است که سامانه باید به آن برسد و معمولاً توسط اپراتور تنظیم می‌شود. مقدار پایه  می‌تواند به عنوان یک مرجع در محاسبات مقایسه‌ای برای رسیدن به مقدار هدف استفاده شود.

منابع و استانداردهای مرتبط

  • ISA-TR84.00.03: این استاندارد در ارتباط با کالیبراسیون و تنظیمات ابزاردقیق است و به مفهوم مقدار پایه به‌عنوان بخشی از فرآیند مقیاس‌بندی و اندازه‌گیری اشاره می‌کند.
  •  IEC 61131-3: این استاندارد در مورد برنامه‌نویسیPLC  و مدیریت داده‌های حسگر و عملگرها بحث می‌کند و مفاهیمی مانند مقدار پایه  و مقدار خام در آن بررسی می‌شوند.
  • NIST Handbook of SCADA Security: این مرجع به اصول امنیت و مدیریت داده در سامانه‌های SCADA می‌پردازد و نکاتی در خصوص کالیبراسیون و استفاده‌ی صحیح از مقدار پایه ارائه می‌دهد.

گستره‌ی صفر 

مفهوم گستره‌ی صفر در نرم‌افزارهای SCADA به‌طور مستقیم به تنظیم و کالیبراسیون دقیق تجهیزات اندازه‌گیری مانند حسگرها، ترانسمیترها و عملگرها مرتبط است. این مفهوم در تنظیمات سیگنال‌های ورودی یا خروجی برای اندازه‌گیری مقادیر فیزیکی مانند دما، فشار، سطح مایعات و غیره اهمیت دارد و بخشی از فرآیند تبدیل مقادیر خام به مقادیر قابل‌فهم برای اپراتور است.

گستره‌ی صفر محدوده‌ای است که مقدار پایه یا صفر تجهیزات اندازه‌گیری را مشخص می‌کند. در یک سامانه‌ی SCADA این محدوده به‌عنوان نقطه‌ی صفر برای مقادیر اندازه‌گیری شده تعریف می‌شود. به عبارت دیگر، گستره‌ی صفر معین می‌کند که وقتی یک سیگنال ورودی (مانند سیگنال آنالوگ) به مقدار خاصی (معمولاً صفر یا نزدیک به صفر) می‌رسد، مقدار فیزیکی اندازه‌گیری شده، چه مقدار خواهد بود.

کاربردهای گستره‌ی صفر 

  1. تنظیم نقطه‌ی صفر تجهیزات: بسیاری از تجهیزات صنعتی (مانند حسگرها و ترانسمیترها) نیاز دارند تا نقطه‌ی صفر خود را تنظیم کنند.گستره‌ی صفر مشخص می‌کند که در چه نقطه‌ای، تجهیزات باید مقدار  صفر را نشان دهند. به‌عنوان مثال، اگر یک ترانسمیتر فشار با سیگنال mA4-20 کار کند، گسترهی صفر  ممکن است 4 میلی‌آمپر را معادل با  صفر بار فشار در نظر بگیرد.

مثال: اگر حسگری برای اندازه‌گیری سطح مایعات استفاده شود و گستره‌ی صفر آن براساس کف مخزن تنظیم شده باشد، هر سیگنالی که از کف مخزن (نقطه‌ی صفر) به دست آید، به‌عنوان صفر سطح تفسیر خواهد شد.

  1. مقیاس‌بندی سیگنال‌های ورودی: در سامانه‌های  SCADAورودی‌های آنالوگ (مانند mA4-20) معمولاً نیاز به مقیاس‌بندی دارند تا به مقادیر واقعی فیزیکی تبدیل شوند. گستره‌ی صفر در اینجا نقشی کلیدی ایفا می‌کند. زیرا مشخص می‌کند که مقدار صفر سیگنال ورودی به چه مقدار فیزیکی متناظر است.

مثال: در یک سامانه‌ی دما با سیگنال mA4-20، گستره‌ی صفر می‌تواند به گونه‌ای تنظیم شود که 4 میلی‌آمپر معادل با صفر درجه‌ی سانتیگراد باشد. بنابراین، هر سیگنالی که کمتر از این مقدار باشد، به عنوان یک وضعیت غیرعادی (مانند خطا یا اتصال کوتاه) تفسیر خواهد شد.

  1. کالیبراسیون تجهیزات: گستره‌ی صفر یکی از بخش‌های کلیدی در کالیبراسیون تجهیزات است. در فرآیند کالیبراسیون، باید مقدار پایه‌ای که تجهیزات باید به آن پاسخ دهند (برای مثال) به‌دقت تنظیم شود. این امر به جلوگیری از خطاهای اندازه‌گیری و افزایش دقت فرآیند کمک می‌کند.
  2. تثبیت نقطه‌ی صفر برای نمایش در:HMI  در سامانه‌های SCADA گستره‌ی صفر به  تنظیم نحوه‌ی نمایش مقادیر اندازه‌گیری شده در HMI  کمک می‌کند. این تنظیم مشخص می‌کند که مقادیر کمتر از محدوده‌ی صفر چگونه در سامانه نمایش داده شوند.

مثال: تصور کنید یک حسگر فشار با سیگنال آنالوگ mA4-20 برای اندازه‌گیری فشاری در محدوده‌ی 0 تا 100 بار به کار می‌رود.

  • گستره‌ی صفر: در این حسگر، مقدار mA 4 به‌عنوان گستره‌ی صفر تعریف شده است که معادل با فشار صفر بار می‌باشد.
  • گستره‌ی کامل: مقدار  mA20  نیز به عنوان حداکثر مقدار سیگنال ورودی تعریف شده است که معادل با 100 بار فشار است.
  • اگر مقدار سیگنال از حسگر به mA 4 میلی‌آمپر برسد، سامانه‌ی SCADA آن را به عنوان 0 بار تفسیر می‌کند.

شکل 2 تغییرات مقادیر آنالوگ در نرم افزار SCADA را نمایش می دهد. پارامترهای مفهومی این محتوا در نرم‌افزار قابل تنظیم هستند و در چگونگی نمایش این مقادیر تأثیر می‌گذارند. این تصویر شامل مقادیر ثبت‌شده به‌صورت نمودار زمانی و وضعیت پارامترهای کنترلی و هشدارها در قالب چراغ‌های سیگنال و داده‌های متنی است. مقادیر آنالوگ، مانند دبی لحظه‌ای  یا سطح مخزن، به‌صورت مستقیم از مقادیر خام دستگاه‌های اندازه‌گیری دریافت شده و پس از پردازش و تبدیل مقادیر خام به مقادیر مهندسی به شکل گرافیکی و قابل‌فهم برای اپراتور نمایش داده می‌شوند. پارامترهای مفهومی این داده‌ها، شامل مقیاس‌بندی، محدوده‌های آلارم، و هیسترزیس، قابل تنظیم بوده و نقش کلیدی در صحت و دقت نمایش مقادیر و کاهش نویزهای سیگنال در سیستم دارند.

شکل 2 -تغییرات مقادیر آنالوگ مربوط به سطوح، دبی و وضعیت عملکرد تجهیزات در یک نرم‌افزار SCADA
شکل 2 -تغییرات مقادیر آنالوگ مربوط به سطوح، دبی و وضعیت عملکرد تجهیزات در یک نرم‌افزار SCADA

اهمیت گستره‌ی صفر در SCADA :

  1. کاهش خطاهای اندازه‌گیری: تعریف صحیح گستره‌ی صفر از خطاهای ناشی از عدم تنظیم صحیح نقطه‌ی صفر جلوگیری می‌کند. اگر این محدوده به‌درستی تنظیم نشود، مقادیر اندازه‌گیری شده می‌توانند نادرست یا غیردقیق باشند.
  2. افزایش دقت در محاسبات: در بسیاری از سامانه‌های کنترلی، مقایسه‌ی دقیق مقادیر اندازه‌گیری شده با مقادیر هدف مهم است. اگر گستره‌ی صفر به‌درستی تنظیم نشود، این مقایسه می‌تواند منجر به دستورات نادرست به عملگرها شود.
  3. هماهنگی با تجهیزات مختلف: در سامانه‌های پیچیده‌ی صنعتی که از انواع مختلف تجهیزات اندازه‌گیری و کنترلی استفاده می‌شود، تعریف درست گستره‌ی صفر کمک می‌کند تا تمام تجهیزات در هماهنگی با هم کار کنند.

چگونگی مقداردهی به گستره‌ی صفر

  1. مطالعه‌ی داده‌برگ تجهیزات: برای تنظیم صحیح گستره‌ی صفر، باید به مستندات تجهیزات (مانند داده‌برگ حسگرها و ترانسمیترها) مراجعه کرد. در این مستندات، معمولاً مقدار سیگنال متناظر با نقطه‌ی صفر ذکر شده است.
  2. توجه به محدوده اندازه‌گیری: بسته به نوع فرآیند و نیازهای عملیاتی، گستره‌ی صفر باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که با محدوده‌ی فیزیکی اندازه‌گیری مطابقت داشته باشد.
  3. کالیبراسیون دوره‌ای: کالیبراسیون منظم تجهیزات کمک می‌کند تا مطمئن شوید که گستره‌ی صفر به درستی تنظیم شده و تغییرات محیطی یا فرسایش تجهیزات تأثیری بر دقت اندازه‌گیری ندارد.

منابع و استانداردهای مرتبط

  • ISA-51.1 : این استاندارد به مفاهیم و اصول مربوط به اندازه‌گیری و کنترل صنعتی می‌پردازد و شامل تنظیمات کالیبراسیون مانند گستره‌ی صفر است.
  • IEC 61298 : این استاندارد به ارزیابی و تعیین عملکرد ابزارهای اندازه‌گیری می‌پردازد و به نکات فنی در مورد تنظیم نقطه‌ی صفر و مقیاس‌بندی سیگنال‌های ورودی اشاره می‌کند.
  • NIST Calibration Guidelines : این مرجع به فرآیندهای کالیبراسیون و تنظیمات ابزاردقیق برای بهبود دقت در سامانه‌های کنترل صنعتی پرداخته و به اهمیت تنظیم صحیح گستره‌ی صفر اشاره دارد.

پسماند

پسماندیکی از پارامترهای کلیدی در سامانه‌های کنترلی است که در نرم‌افزارهای SCADA برای ویرایش و مدیریت مقادیر اندازه‌گیری شده به کار می‌رود. این پارامتر به‌ویژه در کنترل حلقه بسته (مثل کنترل دما، فشار، سطح مایعات و غیره) و همچنین در تنظیم آلارم‌ها و هشدارهای سامانه‌های کنترلی کاربرد دارد. درک صحیح از مفهوم پسماند و نحوه‌ی تنظیم آن، برای جلوگیری از نوسانات و بهبود پایداری سامانه‌ها ضروری است.

پسماند به اختلاف بین نقطه‌ی روشن و نقطه‌ی خاموش (یا نقطه‌ی فعال‌سازی و غیرفعال‌سازی) یک دستگاه یا سامانه اشاره دارد. به عبارت ساده، پسماند محدوده‌ای از مقادیر است که باعث می‌شود یک سامانه از تغییرات سریع و مکرر جلوگیری کند.

این پارامتر زمانی استفاده می‌شود که تغییرات سریع و مکرر در داده‌های ورودی (مثلاً مقادیر اندازه‌گیری شده توسط حسگرها) می‌تواند به نوسان سامانه منجر شود. با استفاده از پسماند، یک محدوده غیرحساس تعریف می‌شود تا از تغییرات کوچک و نویزهای غیرضروری جلوگیری شود.

کاربرد پسماند در  SCADA

  1. پایداری در کنترل: در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، حسگرها به تغییرات جزئی بسیار حساس هستند. بدون استفاده از پسماند، این تغییرات کوچک می‌توانند باعث تغییرات مکرر در خروجی سامانه شوند، که منجر به عدم پایداری فرآیند می‌شود.

مثال: در یک سامانه‌ی کنترل دما، اگر پسماند تنظیم نشده باشد، ممکن است سامانه به‌محض اینکه دما کمی از مقدار هدف عبور کند، بلافاصله دستور روشن یا خاموش کردن هیتر یا کولر را صادر کند. این وضعیت می‌تواند به نوسان‌های مکرر و خرابی تجهیزات منجر شود.

اما با تنظیم پسماند، یک محدوده‌ی مشخص می‌شود که در آن تغییرات کوچک در دما نادیده گرفته می‌شود و سامانه تنها زمانی واکنش نشان می‌دهد که دما به طور قابل‌توجهی از محدوده‌ی مجاز عبور کند.

  1. جلوگیری از نوسان آلارم‌ها: در سامانه‌های SCADA که آلارم‌ها برای نظارت بر وضعیت تجهیزات و فرآیندها استفاده می‌شوند، استفاده از پسماند می‌تواند از ارسال مکرر و مزاحم آلارم‌ها جلوگیری کند.

مثال: اگر فشار یک سامانه بین 99 و 101 بار نوسان کند و آلارم فشار بالا برای 100 بار تنظیم شده باشد، بدون پسماند، سامانه می‌تواند به‌طور مداوم آلارم را روشن و خاموش کند. با تنظیم پسماند (مثلاً ±2 بار)، آلارم تنها در صورتی فعال می‌شود که فشار از 102 بار بالاتر برود و تنها زمانی خاموش می‌شود که به زیر 98 بار برسد.

  1. پیشگیری از فرسایش تجهیزات:  تغییرات مکرر در وضعیت تجهیزات مانند پمپ‌ها، موتورها یا شیرها می‌تواند به کاهش عمر مفید و افزایش خرابی منجر شود. با استفاده از پسماند، تعداد دفعات روشن و خاموش شدن تجهیزات کاهش می‌یابد، که به طول عمر آن‌ها کمک می‌کند.

روش تنظیم پسماند

تنظیم پسماند به ماهیت فرآیند و دقت مورد نیاز در کنترل بستگی دارد. در زیر چند مرحله برای تنظیم پسماند در یک سامانه‌ی SCADA آورده شده است:

  1. تحلیل فرآیند: ابتدا باید نوع فرآیندی که کنترل می‌شود و میزان حساسیت آن به تغییرات کوچک بررسی شود. اگر فرآیند به نویز و نوسانات کوچک حساس است و این تغییرات روی عملکرد نهایی تأثیر منفی دارد، باید پسماند بیشتری اعمال شود.

مثال:  در یک سامانه‌ی کنترل دما، اگر تغییرات جزئی دما (برای مثال در محدوده‌ی 5/0 درجه‌ی سانتیگراد) روی عملکرد فرآیند تأثیر زیادی ندارد، می‌توان پسماند را بر اساس این محدوده تعریف کرد.

  1. تعیین محدوده پسماند: برای تنظیم پسماند، باید محدوده‌ای تعیین شود که در آن تغییرات جزئی نادیده گرفته شود. این مقدار معمولاً بر حسب واحد اندازه‌گیری آن پارامتر (برای مثال درجه‌ی سانتیگراد برای دما یا بار برای فشار) تعیین می‌شود.

اگر مقدار هدف یک سامانه‌ی دما 100 درجه سانتیگراد باشد و بخواهید از تغییرات سریع جلوگیری کنید، می‌توانید پسماند را برای مثال 2 درجه تنظیم کنید. در این صورت، سامانه تنها زمانی شروع به کار می‌کند که دما به 102 درجه برسد و تنها زمانی خاموش می‌شود که دما به زیر 98 درجه سانتی‌گراد برسد.

  1. تنظیم در نرم‌افزار  SCADA: اکثر نرم‌افزارهای SCADA دارای بخش‌های تنظیماتی برای پسماند هستند. این تنظیمات معمولاً در بخش‌های مربوط به حلقه های کنترل   یا آلارم‌ها قرار دارند. با ورود به تنظیمات این بخش، می‌توانید مقدار دقیق پسماند را بر اساس فرآیند خود وارد کنید.
  2. تست و ارزیابی: پس از تنظیم مقدار پسماند، باید فرآیند را زیر نظر بگیرید تا مطمئن شوید که تنظیمات به‌درستی انجام شده و فرآیند به پایداری لازم دست یافته است. در صورت لزوم، می‌توان مقدار پسماند را بر اساس نتایج اولیه تغییر داد.

مثال: فرض کنید که می‌خواهید یک سامانه پمپاژ آب را کنترل کنید، جایی که سطح آب در یک مخزن باید بین 5/1 تا 2 متر حفظ شود:

  • مقدار هدف: 75/1 متر
  • پسماند: 25/0 متر

در این مثال، اگر سطح آب به 2 متر برسد، پمپ خاموش می‌شود. اما برای جلوگیری از روشن و خاموش شدن مکرر پمپ، پمپ تنها زمانی دوباره روشن می‌شود که سطح آب به 5/1 متر برسد ( 25/0-75/1)، نمونه‌ای از مثال سطوح پسماند در موج شکل 3 زیر دیده می شود. این محدوده‌ها برای جلوگیری از تغییرات مکرر وضعیت هشدار یا فرمان‌ها در نواحی نزدیک به آستانه‌های تعریف شده مانند  High)، Low و (Normal استفاده می‌شوند. هیسترزیس با ایجاد یک بازه بین آستانه فعال‌سازی و غیرفعال‌سازی، به کاهش نویز و پایداری عملکرد سیستم کمک می‌کند. 

شکل 3- نمودار نمایش محدوده‌های هیسترزیس در تنظیم آستانه‌های کنترلی یک سیستم
شکل 3- نمودار نمایش محدوده‌های هیسترزیس در تنظیم آستانه‌های کنترلی یک سیستم

منابع و استانداردهای مرتبط:

  • ISA 5.1: این استاندارد به تعاریف و علائم مرتبط با ابزارهای کنترلی، از جمله مفهوم پسماند، می‌پردازد.

IEC 61508 : استاندارد بین‌المللی مربوط به ایمنی کارکردی سامانه‌های الکتریکی و الکترونیکی که در آن به تنظیمات کنترلی از جمله پسماند برای افزایش ایمنی سامانه‌ها اشاره می‌شود.

1
0
کپی شد

مطالب مرتبط

معرفی محصولات

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *