Mobil SCADA

Üretim işlerine uzaktan erişim oldukça bilinmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makalede, modern SCADA sisteminin, taşınabilir ve kurulu programlama platformlarına ve diğer cihazlara erişiminin tüm farklı yolları açıklanacaktır.

Her An, Her Yerden Uzaktan Erişim

Basit HMI sistemi, operatorlere, teknisyenlere ve fabrika müdürlerine gerekli veriyi her yerde sağlayan oldukça gelişmiş SCADA çözümlerine dönüşmüştür.

Human Machine Interace (İnsan Makine Arayüzü) (HMI) işletme personellerinin bir makineyi ya da süreci takip etmek için bir ekran başında oturmak zorunda olduğu günlerden bugüne değin oldukça ilerlemiştir. HMI/SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition/Merkezi Denetim ve Veri Toplama) uygulamaları şu anda hem denetim aygıtlarını ve süreçleri izleyip yardım etmekle hem de makine ve makine üretim işlemlerine ilişkin geniş bilgi yelpazesi sunmaktadır. Çoğu insan HMI’yı düşük kaliteli ucuz ve pano tipi bir donanım olarak düşündüğü için, bu makalede SCADA terimi daha gelişmiş uygulamalardan bahsetmek için kullanılmıştır.

Tablo 1 HMI ve SCADA sistemlerinin kullanıcılara sağladığı çeşitli uzaktan erişim yollarını göstermektedir. En basit şekilde,  internet tarayıcısı aracılığıyla, pano tipi bir HMI, dahili internet sunucusuyla birlikte sınırlı bir uzaktan erişim sağlar. Bu erişim genelde uzak kullanıcıya bilgileri gösteren ama değiştirmesine izni vermeyen tek yönlü bir erişimdir.

Öteki adım yine sunucu-tarayıcısı erişimidir, ama bu sefer bir prosese ya da makineye yerel olarak kurulmuş bilgisayarda çalıştırılan yerel SCADA yazılımı aracılığıyladır. Uzaktan erişim hala tarayıcı sayesinde olsa bile, çoğu durumda uzak kullanıcının farklı formatlarda daha çok veriyi görüntülemesinden ziyade tüm özelliklere sahip bir erişimdir. SCADA sunucu-tarayıcı erişimi aynı zamanda uzaktan ayar ve düzeltme yapmayı sağlayan çift taraflı erişim de sağlar.

Birçok SCADAyazılım paketi aynı zamanda sunucu-cep telefonu uzaktan erişimine izin verir. SCADA sunucu-tarayıcı erişimindeki gibi, uzak kullanıcıların tüm özelliklere sahip çift taraflı erişimleri vardır. Fakat telefon uygulaması erişiminin, daha kolay ve hızlı uzaktan uygulamarın yüklenmesi ve SCADA sistemine daha hızlı cevap göndermek ve sistemden daha hızlı cevap almak gibi başka avantajları vardır.

Modern SCADA sistemi genel olarak herhangi bir bilgisayar modelinin ya da benzer aygıtların ana SCADA sistemine uzaktan erişmesine izin veren uzaktan erişimli thin-client (küçük istemci) sağlar. Bu tür erişim birçok özelliği olan, ama tarayıcı ya da uygulama erişiminden daha maliyetli yerel SCADA sistem erişimiyle neredeyse aynıdır.

Son olarak, bulut temelli SCADA sunucuları, çoklu uzaktan erişim imkânını oldukça düşük maliyetle vermektedir ve birçok uygulamaya uymaktadır. Bu makalede SCADA temelli uzaktan ulaşım çözümüne odaklı olarak tüm bu uzaktan erişim yöntemleri ayrıntılı bir şekilde incelenecektir.

Bilgisayar Temelli Sisteme Doğru Hareket

Fabrika müdürünün Overall Equipment Effectiveness (Genel Aygıt Yeterliliği)ın (OEE) değerlerini kontrol etmesi , operatörlerin alarmlara  hızlı tepki vermesi , uzak lokasyondan veriye hızlıca erişim sağlanabilmesi üreticileri daha esnek ve verimli hale getirmiştir. Tablo 2 uzaktan erişimin çoğu müşteri tarafından oldukça iyi bilinen ve bu

makalede detaylı olarak ele alınmayan bazı avantajlarını listelemektedir.

Operasyonlar, teknik gelişmelerin sunduğu uzaktan erişim özellikleri sayesinde daha etkin ve kolay hale gelmiştir. SCADA sistemi, işlevsel olarak, basit ve yerel HMI’den türetildiği ve daha da geliştirildiğinden, farklı cihazlar ve sistemlerle haberleşmek için açık standartlara ve ağ protokollerine doğru yöneldi.  Bu da SCADA bilgilerine,  herhangi bir yerden herhangi bir zamanda erişebilen oldukça farklı çeşitte cihaza erişimi açtı.

1980’lerden başlayarak SCADA sistemi şahsi donanımlardan Windows temelli bilgisayarlara doğru taşındı.  Kontrolü ve genel fabrika performansını geliştirme, alarm ve grafik anlamında bir çok avantaj sundu. Birçok insan, bilgisayar temelli SCADA’nın yerel kullanıcılara maliyet ve performans anlamında getirdiği avantajların farkında ve bu avantajları kullanmaktadır. Fakat, bilgisayar temelli sistemlerin, SCADA’daki verilerinin taşınabilirliği ve uzaktan erişimindeki değişiklikleri mümkün kıldığı unutuldu. İlk HMI yerel insan operatörlerle etkileşim içinde olmak için tasarlanmıştı, diğer sistemler ve diğer uzak kullanıcılar için değil.

SCADA sistemleri kapalı olmayan kontrol sistemleriyle birleştirilmeye başlanınca, bağlantıları kolaylaştırmak için Microsoft standartlarını kullanmaya başladılar. SCADA bilgisi bu sayede Microsoft Word ve Excel gibi veri gösterimi geniş kullanıcı kitlesini kapsayan programlara kolayca indirilebilmeye başlandı.

Sonuç olarak uzaktan erişimi, özellikle kapalı donanım ve yazılım işletim sistemi temelli eski SCADA sistemlerine nazaran, bilgisayar temelli Windows SCADA sistemlerine uygulamak daha da kolaylaştı.

Giderek artan açık SCADA mimarisiyle birlikte internet ağı standartlarının tanıtımı, artan sayıda mobil cihazın bu ve diğer SCADA temelli bilgilere erişimini mümkün kıldı.

Bilgisayar temelli SCADA sistemleri, fabrikaları daha verimli hale getirerek operatörlere ve yöneticilere bilgiyi oldukları yerden gösterebilen dizüstü bilgisayarların cep telefonlarının ve diğer uzak cihazların önünü açtı.

Örneğin, uzak SCADA yazılımı Microsoft Windows CE işletim sistemi platformu için kullanılabilir olduğunda , oldukça farklı çeşitte yazılım platformları kullanan geliştiriciler çok daha kolay bir şekilde erişim sağlamaya başladı. Harici ve dahili işletim sistemleri için eniyilenen uzaktan SCADA paketi yerel bilgisayar temelli SCADA sisteminde bulunan araç gereçlerin ve özelliklerin, farklı çeşitteki daha küçük kapasiteli uzak aygıtlara dağıtımı için geliştirildi.

Resim 1: OEE tablosu. Fabrika müdürleri ve yöneticiler kaliteyi ve verimliliği arttırmak için önemli OEE ölçümlerine erişebilmekteler.

SCADA Veri

Yakın zaman önce, operatör ara yüzü tek bir makinenin ya işlemin kontrolü için  yerel HMI anlamına geliyordu. Şu an, HMI, büyük miktarda veri toplayıp arşivleyen çok özelliğe sahip fabrika otomasyonlarının en önemli bileşeni SCADA sistemine dönüştü.  Daha çok personel genişletilmiş veri havuzuna erişim istediği ve ihtiyaç duyduğu için SCADA daha kolay ve ucuz uzaktan erişimin gereğini ortaya çıkardı .

Toplam çalışan sayısı aynı ya da daha düşük olsa bile, operatörlerin, teknisyenlerin ve yöneticilerin olaylara hızlıca yanıt vermeleri beklenir. Şükür ki, uzaktan erişim cihazları personellerin daha geniş bir coğrafi bölgede daha verimli bir şekilde iş görmesini sağlayarak büyük bir verimlilik sunuyor. Örneğin, SCADA sistem özelliklerinde Key Performance Indicator (KPI) verilerini gösteren OEE paneli gibi kurumsal verileri içeren özelliklerinde önemli bir artış olmuştur. Bu tür veriler fabrika müdürlerini ve yöneticileri oldukça etkilemektedir.

İş zaman oranı, kalite ve elde edilebilirlik gibi etkenler ile tesisin KPI’leri incelendiğinde  fabrika yöneticileri makinelerinde ya da prosesin bazı bölümlerinde iyileştirmeye ihtiyaç olup olmadığını görebilir.  Eğer bir makinene  %80 kalite ile üretim yapıyorsa  , fabrika yöneticisi geliştirmelerin yapılabileceğini bilir.

Resim 2: Elde kullanılan cihazlarda SCADA sistemi. Modern SCADA sistemi ile operatörler daha küçük ekranlar için boyutlandırılmış formatlarda daha çok bilgiye cihazlarından ulaşabilmekteler.

Tarayıcılara Karşı Uygulamalar ( Browser versus Apps)

Operatörler, teknisyenler ve yöneticiler daha çok yerde daha çok işlemi denetlemek zorunda oldukları için, SCADA bilgisine telefonlarından da erişebilmeye ihtiyaç duyarlar. Bu ihtiyaçlara yanıt olarak SCADA sağlayıcıları oldukça farklı çeşitlerde uzaktan erişim yöntemleri sağlamak için ürün dizayn ettiler.

Artık yetkili kullanıcılar bilgisayar, iPad, tablet ve akıllı telefonu gibi farklı cihazlar kullanarak veriye uzaktan da erişebilirler. SCADA sistemlerine telefonla uzaktan erişim genelde internet tarayıcısı ya da uygulamalarla sağlanır. Hangi yöntemin daha iyi olduğu hakkında tartışmalar süregelmekte ama her ikisinde de erişim, uzak aygıtta bulunan bilgisayara nazaran daha küçük ekranlar için en iyileştirilmelidir.

Haddinden fazla grafik bilgisi indirme hızını yavaşlatacağı ve telefondan aşırı veri kullanımı ile sonuçlanacağı için kullanıcılar iPhone’lara ve Androidlere göre tam olarak boyutlandırılmış ekranlara ihtiyaç duyarlar. Aşırı kaydırma sürekli metni ve grafik bilgisini görüntülemeyi gerektirdiği için yanlış boyutlandırılmış ekranlar aynı zamanda uzaktan erişimi kullanışsız hale getirirler.

Uygulamalar özel olarak akıllı telefonlar ve diğer elde kullanılan cihazlar için dizayn edilmiştir. Bu yüzden ekranlar genelde doğru tasarlanır. Ama SCADA’nın tarayıcı temelli uzaktan erişim dizaynına dikkat edilmelidir çünkü bilgi, platformun donanım sınırlamalarına uyumlu bir formatta sunulmalıdır. (2. Resim)

iPhone’lar ve Android’ler için kullanılan programlama dilleri farklı olduğundan uygulamalar ve tarayıcı temelli uygulamalar SCADA sağlayıcıları tarafından farklı şekilde farklı cihazlar için yazılmalıdır. Bu kullanıcıların genellikle akıllı telefon uygulamalarının geliştirilmesi ya da güncellenmesi için  aylarca beklemeleri anlamına gelir.

Bir çok SCADA sağlayıcısı artık uzaktan erişim uygulamarını HTML5’te geliştiriyor. Bu şekilde  uygulama farklı çeşitlerdeki cihazların hepsi için otomatik olarak uyumlu hale geliyor.

İnternetten Buluta.

Uzaktan erişimdeki en yeni gelişmelerden biri SCADA sistemini bulut temelli çevrelerde etkin hale getirmektir.  Çok çeşitli  donanım platformları kullanarak kablolu ve kablosuz bağlantıya kadar farklı internet ağları üzerinden uzaktan erişme yetisine sahip olurken, Bulut, kullanıcıların maliyeti düşürüp müthiş bir güvenilirlik kazanmasına yardımcı oldu.