लगातार बढ़ती दक्षता की दुनिया में, यह जानकर आश्चर्य नहीं होता कि हम जिन सुविधाओं को हल्के में लेते हैं, उनमें से अधिकांश स्वचालित प्रक्रियाओं के माध्यम से पूरी की जा रही हैं। मानव ऑपरेटरों को न्यूनतम ध्यान देने की आवश्यकता के साथ, मशीनें डेटा का विश्लेषण करने, संचालन करने और एक-दूसरे के साथ मिलकर काम करने जैसे महत्वपूर्ण कार्य कर रही हैं।
औद्योगिक स्वचालन में प्रगति के परिणामस्वरूप, SCADA जैसी प्रणालियों को PLC और HMI जैसे घटकों के साथ संयोजित किया जा रहा है, ताकि उत्पादकता, सुविधा में वृद्धि हो और खतरनाक स्थितियों में सुरक्षा में सुधार हो।
आज, सैकड़ों महत्वपूर्ण सुविधाएं SCADA और PLC सिस्टम का उपयोग करती हैं जिनमें लगभग हमेशा HMI होते हैं। जब स्वचालन और उन्नत सिस्टम डिज़ाइन को संभालने की बात आती है तो ये प्रक्रियाएँ महत्वपूर्ण होती हैं। इन प्रणालियों में केवल सुधार होगा। 2024 तक SCADA का उपयोग लगभग 7 प्रतिशत बढ़ने की उम्मीद है, और अधिक से अधिक निर्माता इस अधिक कुशल दृष्टिकोण को अपना रहे हैं।
लेकिन चूंकि इनमें से कुछ प्रणालियों की विशेषताएं और कार्यक्षमता समान हैं, इसलिए यह समझना महत्वपूर्ण है कि वे कैसे भिन्न हैं और वे आपके उद्योग की आवश्यकताओं के लिए विशेष रूप से कैसे कार्य करते हैं।
SCADA, HMI और PLC का त्वरित विश्लेषण
औद्योगिक स्वचालन कार्यों के लिए SCADA सिस्टम आवश्यक हैं। कंप्यूटर की तरह, ये जटिल सिस्टम सूचना का विश्लेषण कर सकते हैं, डेटा रिकॉर्ड कर सकते हैं और बिना किसी मानवीय सहायता के कार्य कर सकते हैं।
पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण प्रणाली
पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण, या SCADA, एक स्वचालित नियंत्रण प्रक्रिया है जिसका उपयोग कई बड़े उद्योगों द्वारा औद्योगिक स्वचालन के लिए किया जाता है, जैसे विनिर्माण, निर्माण और इंजीनियरिंग सुविधाएं।
SCADA एक दो-भाग प्रणाली है:
- पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोल)
- आरटीयू (रिमोट टर्मिनल यूनिट)
अक्सर, SCADA में HMI (ह्यूमन मशीन इंटरफ़ेस) नामक एक अलग घटक भी होता है। संक्षेप में, SCADA एक ऐसा सिस्टम है जिसमें प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने, बातचीत करने, और PLC और HMI के माध्यम से डेटा की निगरानी और लॉगिंग के लिए सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर दोनों तत्व होते हैं।
मानव मशीन इंटरफेस
एचएमआई एक यूजर इंटरफेस या डैशबोर्ड है जो मानव ऑपरेटर को मशीन के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है। एचएमआई का उपयोग दुनिया भर में स्मार्टफोन से लेकर बिजली संयंत्रों तक की कई तरह की तकनीकों में किया जाता है।
एचएमआई किसी विशिष्ट सॉफ्टवेयर का हिस्सा नहीं होते, बल्कि इनका उपयोग लोगों द्वारा मशीन या डिवाइस के साथ संवाद करने के लिए किया जाता है। एचएमआई का उपयोग मुख्य रूप से उपयोगकर्ताओं को संचार योग्य डिवाइस के माध्यम से उंगलियों के स्पर्श से डेटा को समझने और नियंत्रित करने में मदद करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए:
- स्क्रीन (टीवी, कंप्यूटर या फिल्म)
- बटन
- लीवर
- कम्प्यूटर का माउस
- कीबोर्ड
SCADA प्रणालियों को HMI के बिना भी संचालित किया जा सकता है, हालांकि अक्सर HMI की सिफारिश की जाती है, ताकि ऑपरेटर यह समझ सकें कि सिस्टम के साथ कैसे संवाद किया जाए और किसी भी त्रुटि की सूचना कैसे प्राप्त की जाए, जिसका समाधान किया जाना आवश्यक है।
प्रोग्रामयोग्य नियंत्रक
प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर को अक्सर माइक्रो कंप्यूटर के रूप में वर्णित किया जाता है जो विभिन्न वस्तुओं, प्रणालियों और मशीनों के साथ संचार कर सकते हैं। उन्हें नेटवर्क को नियंत्रित करने और समस्या निवारण के लिए डिज़ाइन किया गया है, यही कारण है कि वे SCADA का एक आवश्यक घटक हैं।
यह सिस्टम मशीनों के इस्तेमाल को सरल बनाता है और साथ ही ज़रूरी कार्यक्षमता भी प्रदान करता है और इसका इस्तेमाल किसी भी ऐसी स्थिति में किया जाता है जहाँ अत्यधिक विश्वसनीय नियंत्रण के लिए मानव ऑपरेटर की ज़रूरत होती है। इसके अलावा, वे औद्योगिक स्वचालन का एक जटिल हिस्सा हैं, जिसके बिना SCADA सिस्टम काम नहीं कर सकता।
SCADA में PLC के कुछ मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:
- रोबोटिक
- समनुक्रम
- विरोध करना
- मापने
- कम्प्यूटिंग
- सेंसर
- मोटर्स
- लैंप
- प्रशंसक
- परिपथ वियोजक
औद्योगिक स्वचालन की महत्वपूर्ण भूमिका
औद्योगिक स्वचालन मशीनों और उपकरणों को संचालित करने के लिए कई नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग है। यह कई प्रकार के उद्योगों के बीच बहुत भिन्न होता है, जैसे कि विनिर्माण संयंत्र और इमारतों, परिवहन और संचार के लिए नियंत्रण प्रणाली।
इस प्रकार की प्रक्रिया शक्तिशाली होती है और इसमें मनुष्यों के बजाय कंप्यूटर और मशीनों का उपयोग किया जाता है, तथा ऑपरेटरों पर कम से कम ध्यान दिया जाता है। इसलिए, स्वचालित प्रणालियों के कुछ मुख्य लाभ इस प्रकार हैं:
- उत्पादकता में वृद्धि क्योंकि मशीनें बिना थके चल सकती हैं
- हर बार समान मात्रा में उत्पादन करके उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करें
- श्रमिकों के स्थान पर मशीनें लगाकर श्रम लागत कम करें
- पीएलसी और एचएमआई को एक साथ काम करने के लिए प्रेरित करके नियमित निरीक्षण को कम करें
- श्रमिकों को खतरनाक वातावरण से बाहर निकालकर सुरक्षा में सुधार करें
जब बात आती है, तो स्वचालन न्यूनतम मानवीय हस्तक्षेप के साथ महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को पूरा करने का एक शानदार तरीका है। हालाँकि विभिन्न रूपों में उपयोग किया जाता है, लेकिन इस पद्धति का उपयोग मनुष्यों द्वारा सदियों से किया जाता रहा है।
स्वचालन का संक्षिप्त इतिहास
हालाँकि फोर्ड मोटर कंपनी ने 1948 में "ऑटोमेशन" शब्द गढ़ा था, लेकिन इस प्रक्रिया का इतिहास प्राचीन मिस्र से जुड़ा है। वास्तव में, सबसे पहले फीडबैक नियंत्रण तंत्रों में से एक 270 ईसा पूर्व का है!
अगली कुछ शताब्दियों में, मानव जाति ने काम को आसान बनाने के तरीके खोजे। खाद्यान्न की कटाई, घरों के निर्माण और औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के साथ, जीवन को और अधिक व्यावहारिक बनाने के सैकड़ों तरीके सामने आए। 1800 के दशक के दौरान, लोगों ने पहली बार स्वचालित रूप से संचालित मशीनों का अनुभव किया, जैसे कि भट्टियाँ, इंजन और थर्मोस्टैट।
जैसे-जैसे समय 20वीं सदी में पहुंचा, लोगों ने बिजली का भरपूर इस्तेमाल किया और औद्योगिक स्वचालन पूरे जोरों पर था। औद्योगिक स्वचालन उस स्वचालन से थोड़ा ज़्यादा जटिल है जिसे लोग सालों से जानते हैं; यह मशीनों जैसे उपकरणों को चलाने के लिए विभिन्न प्रणालियों का नियंत्रण और उपयोग है।
आज, उत्पादों, आपूर्तियों और परिवहन तथा बिजली उत्पादन जैसी आवश्यकताओं की उच्च मांग है। इन मांगों को पूरा करने का सबसे आसान तरीका औद्योगिक स्वचालन का उपयोग करना है। ये पूर्ण प्रणालियाँ जीवन के इन प्रमुख भागों को नियंत्रित करने में मदद करती हैं और इनके लिए SCADA, PLC और HMI जैसी प्रभावी प्रणालियों की आवश्यकता होती है।
औद्योगिक स्वचालन में SCADA, HMI और PLC एक साथ कैसे काम करते हैं?
आज की दुनिया में, बहुत सारी तकनीक है, जिसके साथ तालमेल बिठाना बहुत ज़रूरी है। इसलिए, जबकि SCADA जैसी जटिल प्रणाली कैसे काम करती है, यह समझना मुश्किल लग सकता है, लेकिन यह जानकारी की एक सरल श्रृंखला है। याद रखें, SCADA सिस्टम को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है:
- प्रक्रियाओं और कार्यविधियों को स्वचालित करें
- डेटा और त्रुटियों को ट्रैक और विश्लेषण करें
- दूरस्थ साइट मॉनिटरिंग करें
- उत्पादकता में वृद्धि करें और समान गुणवत्ता वाला आउटपुट सुनिश्चित करें
लेकिन SCADA, PLC और HMI एक साथ कैसे काम करते हैं?
SCADA को सबसे अच्छी तरह से केंद्रीकृत डेटाबेस के रूप में समझा जाता है जो पूरे ऑपरेशन को संग्रहीत और नियंत्रित करता है। यह PLC के साथ संचार करता है, जिससे सिस्टम चलता है और ऑपरेटिंग वातावरण के भीतर संचार करता है। यदि कोई HMI है, तो यह स्क्रीन, बटन, लीवर या कीबोर्ड के रूप में हो सकता है जो किसी व्यक्ति को SCADA-PLC सिस्टम के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है। कुछ उदाहरणों में फ़ैक्टरी मशीनें, कंप्यूटर और वाहन शामिल हैं।
औद्योगिक विनिर्माण में, ऑपरेटर को जानकारी प्रदान करने के लिए HMI महत्वपूर्ण है। PLC प्रणाली SCADA प्रणाली के भीतर किसी भी समस्या की पहचान करती है और उसे HMI के माध्यम से ऑपरेटर के समक्ष प्रस्तुत करती है, ताकि समस्या का समाधान किया जा सके।
सुविधाओं का निर्माण
ऐसे अनगिनत उद्योग हैं जो स्वचालित प्रणालियों का उपयोग करते हैं, लेकिन इनमें से कुछ सबसे लोकप्रिय हैं:
- खाद्य पदार्थ, जैसे पशुधन, अनाज, फल और सब्जी के परिरक्षण और पैकेजिंग
- पेय पदार्थ और तम्बाकू, जैसे बोतलबंद पानी, सोडा, शराब, सिगरेट और सिगार
- वस्त्र, जैसे परिधान कपड़े, बिस्तर, तौलिए, और पर्दे
- लकड़ी के उत्पाद, जैसे लकड़ी, प्लाईवुड, लिबास, फर्श और घर निर्माण सामग्री
यह कहना सुरक्षित है कि दुनिया भर में वस्तुओं की मांग है, जिसका अर्थ है कि उत्पादकता की आवश्यकता पहले से कहीं अधिक है। इन मांगों को पूरा करने में मदद करने के लिए, विनिर्माण सुविधाएँ औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों की ओर रुख कर रही हैं, जो उत्पादकता बढ़ाने और लगातार उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद बनाने में मदद करती हैं।
विद्युत ऊर्जा उत्पादन
दुनिया भर में बिजली की खपत में लगातार वृद्धि के साथ, स्वचालित बिजली उत्पादन की उच्च मांग है। हालाँकि इन सुविधाओं को मैन्युअल रूप से संचालित करने की आवश्यकता होती है, लेकिन SCADA जैसी स्वचालित प्रणालियों की बदौलत अधिक उत्पादन वितरित किया जा सकता है।
खाद्य एवं खुदरा
अगर आप हाल ही में मैकडॉनल्ड्स के फास्ट फूड रेस्टोरेंट में गए हैं, तो आपने शायद उनके स्टोर में सबसे नई सुविधा देखी होगी: ऑर्डरिंग कियोस्क। इस स्वचालित टचस्क्रीन ऑर्डरिंग सिस्टम के साथ, उत्पादकता में वृद्धि हुई है, जिसका अर्थ है कि उपभोक्ताओं के लिए प्रतीक्षा समय कम है और कर्मचारियों के पास अपने काम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए अधिक समय है।
लेकिन मैकडॉनल्ड्स एकमात्र ऐसी कंपनी नहीं है जो स्वचालित सिस्टम का उपयोग कर रही है। किसी भी रेस्तरां या किराने की दुकान में, आपको इन प्रणालियों के उदाहरण मिल सकते हैं, उदाहरण के लिए:
- कन्वेयर बेल्ट प्रणालियाँ
- ऑनलाइन शॉपिंग विकल्प
- स्व-चेकआउट मशीनें
- ड्रोन डिलीवरी
खुदरा क्षेत्र में SCADA प्रणाली का एक और प्रमुख उदाहरण स्वचालित बैंकिंग है। ATM की बदौलत लोग किसी भी समय अपने चेकिंग खातों से नकदी निकाल सकते हैं। ये सिस्टम एक साथ काम करने के लिए SCADA, PLC और HMI का उपयोग करते हैं।
यात्रा और परिवहन प्रणालियाँ
परिवहन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने और निगरानी करने के लिए ऑपरेटर स्वचालित प्रणालियों पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, उदाहरण के लिए:
- हवाई जहाज
- वायु यातायात नियंत्रण
- जहाज़ों का संचालन
- गाड़ियों
- यांत्रिक मोड़
- जीपीएस ट्रैकर और डिवाइस
- चौराहों पर समयबद्ध लाइटें
ऑपरेटर एचएमआई का उपयोग करेगा, जो स्क्रीन, लीवर, बटन और कीबोर्ड का संयोजन हो सकता है।
निष्कर्ष
औद्योगिक स्वचालन दुनिया के काम करने के तरीके को बदल रहा है। पहले से कहीं ज़्यादा, मशीनें उत्पादकता बढ़ाने, श्रम लागत कम करने और मानवीय संपर्क को कम करने के लिए डेटा में हेरफेर और प्रक्रिया करने में सक्षम हैं ताकि आउटपुट सुसंगत हो।