स्वचालन उत्पादकता बढ़ाने और उत्पादन लागत को कम करने की कुंजी है। रिले, पीएलसी, और औद्योगिक पीसी (आईपीसी) जैसे तकनीकी विकास औद्योगिक स्वचालन चला रहे हैं, जो मशीनों और लोगों के बीच बातचीत करने के तरीके को बदल रहा है। यह आलेख औद्योगिक स्वचालन, पीएलसी और औद्योगिक पीसी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले द्वितीयक नियंत्रण प्रणाली हार्डवेयर पर चर्चा करेगा। हम यह भी चर्चा करेंगे कि आपके आवेदन की जरूरतों के आधार पर किस प्रकार की दोहरी नियंत्रण प्रणाली सबसे उपयुक्त हो सकती है।
पीएलसी क्या है?
प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLCs) का व्यापक रूप से विनिर्माण संयंत्रों में प्रक्रियाओं को स्वचालित करने के लिए उपयोग किया जाता है। 1970 के दशक में, पीएलसी ऑटोमेशन सिस्टम में गेम चेंजर थे। पीएलसी को बिजली के पैनल और जंक्शन बॉक्स को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। समय के साथ, पीएलसी को अधिक मजबूत डिजाइन, स्केलेबल कार्यक्षमता और प्रोग्राम करने योग्य सिस्टम में अपग्रेड किया गया है। इसके अलावा, पीएलसी के लिए प्रोग्रामिंग भाषा (जिसे लैडर लॉजिक कहा जाता है) मशीन स्वचालन के लिए पीएलसी के लचीले अनुकूलन की अनुमति देती है। यह विश्वसनीयता और बहुमुखी प्रतिभा पुराने रिले और जंक्शन बॉक्स को बदलने के लिए पीएलसी को एक लोकप्रिय विकल्प बनाती है।
एक औद्योगिक कंप्यूटर क्या है?
सेमीकंडक्टर माइक्रोक्रिकिट्स के घातीय विकास की प्रक्रिया में पर्सनल कंप्यूटर (पीसी) का भी विकास हुआ। जैसे-जैसे कंप्यूटर चिप्स अधिक शक्तिशाली, छोटे और सस्ते होते जा रहे हैं, वैसे-वैसे औद्योगिक कंप्यूटर ऑटोमेशन उद्योग में अपनी जगह बना रहे हैं। औद्योगिक पीसी पीएलसी पर्यवेक्षी नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं, लेकिन एचएमआई, गेटवे, एआई अनुप्रयोगों आदि जैसे अधिक वर्कलोड के साथ। औद्योगिक पीसी जीपीयू, टीपीयू, वीपीयू, एनवीएमई एसएसडी, और अधिक जैसे प्रदर्शन त्वरक के साथ इन वर्कलोड को समेकित कर सकते हैं। कार्यभार को समेकित करने की क्षमता कारखाने में उनके हार्डवेयर स्थान को कम कर देती है। पारंपरिक और औद्योगिक कंप्यूटरों में सीपीयू, रैम, एसएसडी और जीपीयू जैसे बहुत ही समान बुनियादी घटक होते हैं। हालांकि, औद्योगिक पीसी अत्यधिक तापमान से लेकर झटके और कंपन तक, अत्यधिक पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने के लिए बनाए और डिज़ाइन किए गए हैं। कठोर वातावरण के संपर्क में आने पर साधारण पीसी बहुत जल्दी टूट जाते हैं। कुछ डिज़ाइन और निर्माण सामग्री जो औद्योगिक पीसी को बेहद टिकाऊ बनाती हैं, वे हैं फैनलेस डिज़ाइन, वन-पीस केस और औद्योगिक-ग्रेड सामग्री। इसके अलावा, औद्योगिक कंप्यूटरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे न केवल नवीनतम तकनीक का समर्थन करते हैं, बल्कि फैक्ट्री ऑटोमेशन में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली पारंपरिक तकनीकों का भी समर्थन करते हैं, जैसे कि सीरियल पोर्ट, COM, M12 कनेक्टर, DIO, GPIO, आदि, जिससे फैक्ट्री ऑटोमेशन में औद्योगिक पीसी का तेजी से विकास होता है।
औद्योगिक कंप्यूटर और PLC में क्या अंतर है?
1. ऑपरेशन
पीएलसी एक रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम के साथ आते हैं जो लगातार जुड़े उपकरणों से इनपुट पर नज़र रखता है और फिर अपने कार्यक्रम के अनुसार निर्णय लेने वाले आदेशों को क्रियान्वित करता है। इसके अलावा, PLC के ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) को विशेष रूप से नियंत्रण कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस प्रकार, पीएलसी को आम तौर पर एंटी-वायरस प्रोग्राम या रजिस्ट्री क्लीनर की आवश्यकता नहीं होती है, जो ऑपरेशन के दौरान प्रसंस्करण प्रदर्शन को बढ़ाता है।
औद्योगिक पीसी एक पीएलसी के समान कार्य कर सकते हैं, लेकिन उनके ऑपरेटिंग सिस्टम उन्हें विभिन्न एप्लिकेशन और प्रोग्राम चलाने की अनुमति देते हैं जो एक पीएलसी नहीं कर सकता। इन क्षमताओं के साथ, IPC का उपयोग केवल प्रबंधन उद्देश्यों से अधिक के लिए किया जाता है। औद्योगिक पीसी वर्कलोड को समेकित कर सकते हैं, हार्डवेयर पर बोझ कम कर सकते हैं। हालाँकि, IPC ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे कि विंडोज और लिनक्स साइबर हमलों के लिए असुरक्षित हैं, लेकिन मौजूदा एंटीवायरस सॉफ़्टवेयर और फ़ायरवॉल इस जोखिम को कम करने के लिए पर्याप्त उन्नत हैं।
2. प्रोग्रामिंग
औद्योगिक पीसी और पीएलसी के बीच अगला अंतर यह है कि प्रोग्राम कैसे विकसित और चलाए जाते हैं। पीएलसी आमतौर पर स्कैन-आधारित प्रोग्राम निष्पादन को लागू करते हैं, जबकि औद्योगिक पीसी आमतौर पर इवेंट-संचालित सॉफ़्टवेयर होते हैं। उदाहरण के लिए, PLC सॉफ़्टवेयर लॉजिक IEC 61131-2 मानक में निर्दिष्ट है, जैसे लैडर लॉजिक या अन्य विक्रेता-विशिष्ट भाषाएँ। इसके विपरीत, औद्योगिक पीसी C/C++/.NET जैसी प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करके जाने-माने विंडोज या लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलते हैं। नतीजतन, डेवलपर्स के बीच उनकी लोकप्रियता के कारण औद्योगिक पीसी प्रोग्राम करना आसान है। वे सिस्टम को सीढ़ी तर्क की तुलना में कई और मशीनों और उपकरणों के साथ संचार करने की अनुमति देते हैं, जिन्हें सीखने के लिए विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है, सामान्य प्रयोजन प्रोग्रामिंग भाषाओं जैसे सी ++ के लिए धन्यवाद।
3. सुरक्षा
सुरक्षा फैक्ट्री ऑटोमेशन के नुकसानों में से एक है, और अगर इसे गंभीरता से नहीं लिया गया, तो कंपनियों के पास खोने के लिए बहुत कुछ है। औद्योगिक प्रणालियों को दो बुनियादी सुरक्षा सिद्धांतों को ध्यान में रखना चाहिए। सबसे पहले, अनधिकृत बाहरी पहुंच से होने वाले हमलों को ब्लॉक करें। दूसरे, उपयोगकर्ता की पहुँच उसके अधिकारों या असाइनमेंट के अनुसार सीमित है। अतीत में, PLCs को मालवेयर हमलों के प्रति प्रतिरक्षित होने के लिए जाना जाता था। हालांकि, कुछ हमलावरों ने पीएलसी मैलवेयर विकसित करना शुरू कर दिया है, जैसा कि स्टक्सनेट के साथ हुआ था जब उनके सीमेंस पीएलसी से समझौता किया गया था। हालाँकि, औद्योगिक पीसी भी मैलवेयर के प्रति संवेदनशील होते हैं और उन्हें एंटीवायरस सॉफ़्टवेयर या हार्डवेयर मॉड्यूल के साथ व्यापक सुरक्षा की आवश्यकता होती है। कुछ औद्योगिक कंप्यूटर डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए मदरबोर्ड में निर्मित TPM (विश्वसनीय प्लेटफ़ॉर्म मॉड्यूल) 2.0 का उपयोग करते हैं।
4. गुणवत्ता
निर्माण गुणवत्ता के संबंध में, पीएलसी और औद्योगिक पीसी दोनों को चरम स्थितियों में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। क्योंकि औद्योगिक पीसी पारंपरिक डेस्कटॉप या वर्कस्टेशन से अलग हैं, औद्योगिक पीसी बहुत मजबूत और टिकाऊ होते हैं। औद्योगिक पीसी की कुछ औद्योगिक विशेषताएं नीचे दी गई हैं:
फैनलेस डिजाइन
विस्तृत तापमान सीमा
शॉक और वाइब्रेशन रेज़िस्टेंट
उच्च आईपी रेटिंग
एक्स्टेंसिबल मॉड्यूल
विरासत प्रौद्योगिकियों के समर्थन के साथ उन्नत I/O
निर्माण गुणवत्ता के मामले में, पीएलसी और औद्योगिक पीसी साथ-साथ चलते हैं। हालाँकि, औद्योगिक पीसी अपने कॉम्पैक्ट आकार से लाभान्वित होते हैं। पीएलसी अक्सर भारी होते हैं और स्थापना के सीमित विकल्प होते हैं। खराब ताप लंपटता के कारण स्थापना के दौरान कुछ पीएलसी भी ज़्यादा गरम हो सकते हैं। तुलनात्मक रूप से औद्योगिक पीसी, अपेक्षाकृत छोटे होते हैं और विभिन्न प्रकार के बढ़ते विकल्पों के साथ आते हैं, जिनमें वीईएसए माउंट, रैक माउंट और डीआईएन रेल विकल्प शामिल हैं। इसके अलावा, कुछ औद्योगिक पीसी एक इग्निशन कंट्रोल सिस्टम से लैस हैं और वाहनों में इस्तेमाल किए जा सकते हैं।
5. विस्तारशीलता
पीएलसी और औद्योगिक पीसी दोनों को नियंत्रण, निगरानी और संचार के लिए विभिन्न उपकरणों को नियंत्रित करना चाहिए। इसलिए, पीएलसी और औद्योगिक पीसी पारंपरिक तकनीकों सहित कई COM पोर्ट और अन्य I/O कार्यों से लैस हैं। कुछ सामान्य औद्योगिक संचार प्रोटोकॉल कैनबस, मोडबस, प्रोफिबस, ईथरकैट और एह्टरनेट/आईपी हैं। ये प्रौद्योगिकियां पहले से ही अधिकांश पीएलसी में निर्मित हैं, हालांकि दोनों उनका समर्थन कर सकते हैं। दूसरी ओर, औद्योगिक पीसी में उनकी बहुमुखी प्रतिभा को बढ़ाने के लिए अंतर्निहित विस्तार स्लॉट होते हैं। इसलिए, औद्योगिक पीसी के पास I/O संचालन की संख्या के लिए उच्च सीमा होती है जिसे वे संसाधित कर सकते हैं। इसके अलावा, औद्योगिक पीसी विभिन्न कॉम, लैन, यूएसबी और एचडीएमआई पोर्ट से लैस हैं। ये विशेषताएं औद्योगिक पीसी को केवल पीएलसी ही नहीं, बल्कि अलग-अलग उपकरणों से वर्कलोड को समेकित करने की अनुमति देती हैं। उदाहरण के लिए, एक औद्योगिक पीसी एक HMI एप्लिकेशन को अपने दम पर चला सकता है, जबकि एक PLC को डिस्प्ले पैनल पर कुछ प्रदर्शित करने के लिए एक अलग HMI एप्लिकेशन की आवश्यकता होती है। जो चीज औद्योगिक पीसी को और भी खास बनाती है वह है वायरलेस नेटवर्क कार्ड, 5जी मॉड्यूल, एसएसडी ड्राइव से लेकर जीपीयू एक्सेलेरेटर तक अनगिनत विस्तार का समर्थन करने की उनकी क्षमता।
6. कंप्यूटिंग शक्ति और भंडारण
स्वचालित नियंत्रण के लिए पीएलसी शक्तिशाली नियंत्रक हैं क्योंकि उनके माइक्रोप्रोसेसरों को विशिष्ट कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पीएलसी उच्च गति I/O और छोटे स्वचालन अनुप्रयोगों को आसानी से संभाल सकते हैं। हालाँकि, स्वचालन परियोजनाएँ अधिक उन्नत होती जा रही हैं और इसके लिए अधिक कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है। यहीं पर औद्योगिक पीसी बचाव के लिए आते हैं। औद्योगिक पीसी अधिक संग्रहण स्थान और पूर्ण प्रोसेसर का उपयोग करते हैं, जैसे वर्कस्टेशन कंप्यूटर, जो कम्प्यूट-गहन और भंडारण-गहन अनुप्रयोग चला सकते हैं। इसके अलावा, जीपीयू, टीपीयू, सीपीयू और वीपीयू जैसे प्रदर्शन त्वरक के साथ, औद्योगिक कंप्यूटर बुद्धिमान गणना कर सकते हैं जैसे कि वे मशीन दृष्टि अनुप्रयोगों के सहयोग से एक बुद्धिमान असेंबली लाइन पर हों।
7. लागत
संक्षेप में, पीएलसी और आईपीसी की लागत की तुलना से पता चलता है कि छोटे अनुप्रयोगों के लिए पीएलसी सस्ता है, जबकि आईपीसी की प्रारंभिक लागत अधिक है। हालाँकि, जैसे-जैसे अनुप्रयोग अधिक जटिल होते जाते हैं और अधिक कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है, पीएलसी की कुल लागत एक औद्योगिक पीसी से अधिक हो सकती है। हालांकि एक पीएलसी की प्रारंभिक लागत कम होती है, जब अतिरिक्त प्रसंस्करण शक्ति या बाह्य उपकरणों की आवश्यकता होती है, तो कीमत तेजी से बढ़ जाती है। इसके विपरीत, औद्योगिक पीसी की अग्रिम लागत अधिक होती है, लेकिन जब प्रोसेसिंग पावर अपग्रेड और स्केलेबिलिटी की आवश्यकता होती है तो यह बहुत सस्ता होता है।
एक औद्योगिक पीसी और पीएलसी कैसे चुनें
जब आप अपने औद्योगिक स्वचालन प्रणाली के लिए एक प्रोग्राम करने योग्य नियंत्रक चुनते हैं, तो पीएलसी और औद्योगिक पीसी दोनों का अपना स्थान होना चाहिए। सख्त कार्यों के साथ छोटे ऑटोमेशन सिस्टम चलाने के लिए पीएलसी अधिक उपयुक्त हैं। इसके अलावा, औद्योगिक तैनाती के लिए पीएलसी विश्वसनीय, किफायती और अत्यधिक विश्वसनीय हैं। दूसरी ओर, औद्योगिक पीसी कंप्यूटिंग संसाधनों और भंडारण पर उच्च मांगों वाले समाधानों के लिए उपयुक्त हैं। जटिल अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें नियंत्रक बहुमुखी प्रतिभा की आवश्यकता होती है, एक औद्योगिक पीसी के स्वामित्व की कुल लागत (टीसीओ) कम है। पीएलसी सुरक्षित हैं क्योंकि उनके पास वायरलेस कनेक्शन नहीं हैं, औद्योगिक पीसी अत्याधुनिक साइबर सुरक्षा सॉफ़्टवेयर के लिए सुरक्षित हैं, और मानक हार्डवेयर बहुत विश्वसनीय हैं। कुछ एप्लिकेशन एक दूसरे के साथ लागत और लाभों को संतुलित करने के लिए पीएलसी और औद्योगिक पीसी दोनों का उपयोग कर सकते हैं। अंत में, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपकी उत्पादन प्रक्रिया में कौन सी सुविधाएँ लागू की गई हैं।
