سامانه کنترل یکپارچه HMI و تحت وب. PLC، اتوماسیون

1. لیست ورودی‌ها و خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ (I/O List) ورودی‌های آنالوگ (AI): 3 عدد ترانسمیتر فشار 2 عدد ترانسمیتر جریان 5 عدد سنسور دما خروجی‌های آنالوگ (AO): 3 عدد شیر برقی کنترل (Control Valve) خروجی‌های دیجیتال (DO): 1 عدد درایو استپر موتور (Stepper Motor Driver) 1 عدد اینورتر (Inverter/VFD): برای کنترل سرعت موتور AC. 2 عدد رله حالت جامد (SSR) 2. الزامات کنترل و منطق برنامه‌نویسی کنترل حلقه بسته (PID): پیاده‌سازی حلقه کنترلی PID مستقل برای کنترل دقیق فشار و جریان به وسیله شیرهای برقی. پیاده‌سازی حلقه کنترلی PID برای دما (در صورت نیاز) با خروجی به SSRها برای کنترل هیتر. پارامترهای PID (مانند Gain, Integral, Derivative) باید از طریق صفحه اپراتور قابل تنظیم باشد. کنترل حرکت: برنامه‌نویسی برای کنترل استپر موتور (شروع، توقف، تغییر سرعت). کنترل سرعت: برنامه‌نویسی برای کنترل اینورتر 3. سیستم نمایش، ثبت داده و اپراتوری (HMI/SCADA) صفحه نمایش (HMI): یک HMI با صفحه لمسی (حداقل 7 اینچ) مورد نیاز است. ویژگی‌های HMI: نمایش آنلاین تمام پارامترهای اندازه‌گیری شده (فشار، جریان، دما، سرعت موتور، وضعیت شیرها و ...) به صورت عددی و گرافیکی (نظیر بردار). امکان تنظیم Setpointهای کنترلرهای PID. امکان تغییر حالت کنترل (Manual/Auto) برای هر حلقه کنترلی. صفحه‌ای برای تست دستی (Manual Mode) تمام خروجی‌ها (شیرها، موتور، اینورتر، SSRها). ثبت تاریخچه (Data Logging): سیستم باید قابلیت ثبت و ذخیره‌سازی تاریخچه تمام پارامترهای آنالوگ و دیجیتال مهم را داشته باشد. فرمت ذخیره‌سازی: ترجیحاً بر روی حافظه SD یا فلش USB به فرمت‌های استاندارد مانند CSV یا Excel تا برای تحلیل‌های آزمایشگاهی در نرم‌افزارهایی like MATLAB, Excel یا Python قابل استفاده باشد. بازه نمونه‌برداری: امکان تنظیم دوره نمونه‌برداری برای ثبت داده (مثلاً هر 1 ثانیه، 5 ثانیه و ...) وجود داشته باشد. 4. سیستم هشدار و آلارم (Alarm Management) تعریف آلارم‌های مستقل برای پارامترهای مختلف: آلارم High و Low برای مقادیر فشار، جریان و دما. آلارم Deviation برای حلقه‌های کنترلی (اختلاف زیاد بین Setpoint و مقدار واقعی). نمایش آلارم: در صورت فعال شدن هر آلارم، یک پیغام واضح بر روی HMI به همراه تاریخ و زمان وقوع نمایش داده شود. تاریخچه آلارم: تمامی وقایع آلارم‌ها در یک لیست تاریخچه ذخیره شده و امکان مرور آنها وجود داشته باشد. 5. الزامات نرم‌افزاری و تحویل برنامه‌نویسی PLC: برنامه باید کاملاً ماژولار و دارای توضیحات (Comment) کامل باشد. پروژه HMI: فایل پروژه HMI باید تحویل داده شود. مستندات فنی: ارائه مستندات کامل شامل: نقشه‌های سیم‌کشی (Wiring Diagrams). تشریح منطق برنامه (Description). لیست آدرس‌دهی I/O. راهنمای کاربری (User Manual) برای اپراتورهای علمی. 7. ملاحظات ایمنی در نظر گرفتن مدارهای ایمنی مستقل یا استفاده از روتین های Emergency Stop در برنامه PLC برای توقف اضطراری کل سیستم. در نظر گرفتن محافظت‌های الکتریکی مانند فیوز برای تمامی خروجی‌ها. 8. الزامات ارتباط با کامپیوتر و اینترنت (Computer & IoT Connectivity) سیستم کنترل باید قابلیت ارتباط کامل با شبکه کامپیوتری و اینترنت را داشته باشد تا امکان مدیریت، مانیتورینگ و آنالیز داده‌ها از راه دور و توسط نرم‌افزارهای علمی فراهم گردد. الزامات ارتباطی: ارتباط با کامپیوتر (Local): PLC باید از طریق پورت Ethernet به صورت مستقیم به یک کامپیوتر متصل شود. پروتکل ارتباطی: پشتیبانی از پروتکل‌های استاندارد صنعتی مانند Modbus TCP/IP یا OPC UA برای تبادل داده با نرم‌افزارهای سفارشی (مثلاً برنامه‌های نوشته شده در Python, LabVIEW, MATLAB) یا نرم‌افزارهای SCADA دسکتاپ. اتصال به اینترنت و قابلیت‌های تحت وب (Remote Access): HMI/PLC با قابلیت سرور وب (Web Server): پیشنهاد می‌شود از یک HMI/PLC استفاده شود که دارای سرور وب داخلی باشد. این ویژگی به کاربر امکان می‌دهد بدون نیاز به نصب نرم‌افزار خاص، تنها با وارد کردن آدرس IP دستگاه در مرورگر (Chrome, Firefox و ...) به صورت زیر به سیستم دسترسی پیدا کند: مانیتورینگ (Monitoring): مشاهده تمام پارامترها، نمودارهای روند (Trends) و وضعیت آلارم‌ها از راه دور. کنترل (Control): امکان تغییر Setpointها، استارت/استاپ کردن موتورها و تغییر حالت دستی/اتوماتیک (در صورت مجوز). دانلود داده‌ها: دسترسی به فایل‌های تاریخچه (Data Logs) و دانلود آنها. قابلیت‌های پیشرفته داده‌نگاری (Advanced Data Logging): سیستم باید بتواند داده‌های تاریخچه را نه تنها بر روی حافظه خارجی، بلکه مستقیماً از طریق شبکه بر روی یک سرور یا پایگاه داده (Database) مرکزی (مانند SQL Server, MySQL) یا حتی یک کامپیوتر اشتراک‌گذاری شده (Network Shared Folder) ذخیره کند. این امر تحلیل‌های بلندمدت را بسیار ساده می‌کند. امنیت (Security): در صورت اتصال به شبکه داخلی یا اینترنت، دستگاه باید دارای سطوح تعریف کاربر (User Management) با سطوح دسترسی مختلف (مثلاً اپراتور، مهندس، ادمین) باشد تا تنها کاربران مجاز بتوانند تنظیمات را تغییر دهند. پیکربندی فایروال یا استفاده از روش‌های امن مانند VPN برای دسترسی از خارج از شبکه، توسط پیمانکار باید ارائه و راه‌اندازی شود. لیست خرید تجهیزات مورد نیاز نیز باید با همکاری دوجانبه نهایی شود تا خریدها درست انجام شود.