IIIoT’nin Geleneksel Otomasyon Sistemlerine Göre Avantajları Nelerdir?

Endüstri 4.0 kavramının hayatımıza girmesiyle aşina oldumuz kavramların başında Endüstriyel IoT ve “connected factory – bağlantılı fabrika” geliyor.  Bu kavramların gelişmesiyle beraber tartışılmakta olan bazı konular da var. “IIoT, SCADA’nın yerini alıyor mu?” “İki uygulamayı birleştirmek mümkün mü?” “IoT, SCADA ve PLC arasındaki fark ve bağlantılar neler?” gibi konularda çeşitli görüşler ve bunun ötesinde bazı uygulama örnekleri bulmak mümkün.

Temel olarak, IoT, SCADA sistemlerinin tamamlayıcısı ve üstüne bir katman olarak uygulanan bir teknoloji olarak görülmelidir. IoT sistemleri, ölçeklenebilirlik, veri analitiği, standardizasyon gibi birçok özelliğe sahipken, SCADA sistemleri ile birlikte çalışabilirliği de sağlıyor.

IoT, Endüstri 4.0’ın dijitalleşme odağında çözümler sağlayan ve köklü SCADA sistemleri ile de etkileşim kurabilen yapısı sayesinde gün geçtikçe daha fazla gündeme geliyor. 40 yıldan fazla bir süredir SCADA, çeşitli endüstrilerin uygulamalarını ve süreçlerini izlemelerine, yönetmelerine, operasyonların verimliliğini artırmaya ve maliyetleri düşürmeye yardımcı oldu. Bununla birlikte, artık dijitalleşen dünyada, kapsamı genişleyen teknolojik gelişmeler ve dünyanın akıllı telefonlar ve internet bulut teknolojileri aracılığıyla birbirine bağlanmasıyla birlikte, SCADA sistemlerinin yenilikleri yakalamak ve yeni isteklere cevap vermede zorlandığına inanılıyor. Bu noktada IoT sistemlerinin, SCADA sistemlerinin rakibi olarak konumlandırılmasından ziyade, SCADA’yı bir üst seviyeye taşıyacak olan şey olarak konumlandırılması gerekiyor. Bu iki sistemi, birbiriyle savaştırmak yerine, endüstriyel alanlarda daha iyi sonuçlar sağlamak için bir arada kullanmak akıllıca sonuçlar yaratıyor.

SCADA Nedir ?

Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama (Supervisory Control and Data Acquisition) sistemleri, adından da anlaşılacağı gibi temel olarak, endüstriyel süreçlerin kontrol etmesini, gerçek zamanlı verileri izlemesini, toplamasını ve işlemesini sağlayan bir yazılım ve donanım sistemi olarak özetlenebilir. Aynı zamanda akıllı cihazlarla ve çeşitli yazılımlarla doğrudan etkileşime izin veren ve olayları bir log dosyasına kaydeden bir yapısı var.

Bu durumda, SCADA IoT’ye temel anlamda benziyor diyebiliriz. Daha parlak ve yeni bir teknoloji olan IoT, son yıllarda gördüğümüz her şeyden daha hızlı gelişirken, SCADA senelerdir kullanıldığı bazı sektörlerin olmazsa olmazı durumunda. Örneğin, SCADA özellikle, merkezi uzak bir konumdan açık deniz veya kıyı çıkarma işlemlerinin veya boru hattının izlenmesi söz konusu olduğunda, petrol ve gaz endüstrisi için hala önemli bir kavram olmaya devam ediyor. Madencilik sektöründe ise çevresel faktörleri izlemek ve varlıkları izlemek için benzer şekilde SCADA kullanılıyor. Güç kaynakları, iletim ve dağıtım ağlarının performansını optimize etmek ve şebeke ağını korumak için Enerji Yönetim Sistemleri’nde (EMS) ve Dağıtım Yönetim Sistemleri’nde de (DMS) SCADA kullanılıyor. Bu nedenle, SCADA sistemleri ağır varlık endüstrilerinde hala baskın durumda kullanılıyor diyebiliriz.

PLC Nedir?

Programmable Logic Controller (Programlanabilir Mantık Denetleyici) tanımının kısaltmasından oluşan PLC, günümüzde hala hem SCADA için hem de IoT çözümleri için kullanılan bir teknoloji olarak gösteriliyor.

PLCler, bağlı sensörlerden veya giriş cihazlarından bilgi alır, verileri işler ve önceden programlanmış parametrelere dayanarak çıktıları tetikler. Temel olarak, bir PLC, makine verimliliği veya çalışma sıcaklığı gibi gerçek zamanlı verileri izleyebilir ve kaydedebilir. Ayrıca otomatik olarak işlemleri başlatabilir, durdurabilir ve bir makine arızalandığında alarm verebilir. Bir PLC’nin fonksiyonlarının çoğu, SCADA ve IoT sistemleriyle bağlantılı olarak çalışır. Endüstri 4.0’da, verileri web tarayıcısı üzerinden iletmek, SQL (Structured Query Language) aracılığıyla veri tabanlarına bağlanmak gibi aksiyonlar için PLCler kullanılabiliyor.

IoT vs SCADA

SCADA sistemi, yukarıda bahsettiğimiz pek çok endüstrinin vazgeçemeyeceği temel özellikleri sunuyor olsa da, gelişmekte olan teknolojik yeniliklerden yoksun ve uyum problemi yaşıyor. Bu problemleri oradan kaldıracak çözümler ise, çok hızlı bir şekilde SCADA mimarisine entegre olma kabiliyetine sahip IoT çözümleri olarak öne çıkıyor.

IoT sistemlerinin entegrasyonuna ihtiyaç duyulan en önemli konu, SCADA’nın sunduğu çözümün halen fabrika katıyla sınırlı olması. Fabrikadaki çeşitli makinelerden alınan veriler SCADA sistemleri ile sadece tesis içerisinde izlenebiliyor. IoT ise daha derin seviyede makinelerden ya da çeşitli altyapılardan aldığı verileri, her an, her yerde kullanılabilir ve izlenebilir şekilde sunabiliyor.

Hem SCADA hem de IoT çözümlerinin ortak noktası, farklı yöntemlerle olsa da (kablolu/kablosuz iletişim, veri aktarım hızı gibi) çeşitli altyapılardan veri toplamak olarak özetlenebilir. Her ne kadar birçok açıdan farklı olsalar da, bu veri toplama aksiyonu ortak bir hedef için: Kullanım optimizasyonu sağlamak, bazı makineler veya süreçler üzerinde daha iyi kontrol sağlamak ve sonuç olarak verimliliği artırmak.

SCADA bir tam kontrol sistemi değil, gerçek zamanlı veri toplayan ve analiz eden bir bilgisayar sistemi olduğundan, bir tesis veya endüstriyel ekipmanın izlenmesinde ve kontrol edilmesinde yararlıdır. Bir aksilik hakkında bilgi toplar, merkezi bir yere geri gönderir ve merkezi uyarır. Daha sonra gerekli analizleri yapar ve kontrol eder ve bilgiyi insanlar için mantıklı ve organize bir şekilde görüntüler ve sonra buna göre yorumlar ve kullanır.

IoT çözümleri ise, yine makinelerden ya da çeşitli altyapılardan verilerin toplanması, analizi ve gösterilmesinden sorumludur. Bu haliyle SCADA ile aynı şeyi yapıyor gibi görünse de, sağladığı en büyük avantaj kablosuz cihazlar ile, SCADA’nın sağlayamadığı esneklikte bir çözüm sağlayabiliyor olması. Şöyle özetlenebilir, bir üretim tesisindeki toplam enerji tüketim seviyeleri SCADA ile kontrol edilebilir fakat makine ve ekipman bazında bu takibi SCADA ile yapmak karmaşık, uzun süreli ve çok yüksek maliyetli bir proje ortaya koyacaktır.

Kablosuz IoT sistemleri ile, detay seviyesi daha yüksek ve daha kapsamlı bir ölçümleme yapmak hem çok kolay hem de SCADA ile karşılaştırıldığında maliyet etkin bir çözüm sunar. IoT sistemleri, makinelerin farklı ağ altyapıları arasında uzaktan algılanmasına veya kontrol edilmesine olanak tanır. Bu nedenle, fiziksel dünyanın bilgisayar tabanlı sistemlere daha doğrudan entegrasyonu için fırsatlar yaratır. Bu, verimlilik, doğruluk ve ekonomik faydada iyileşme sağlar ve aynı zamanda insan müdahalesini azaltır.

Her iki platformda da farklı avantajlar ve dezavantajlar mevcut ve iki sistem de endüstriyel alanlar için aynı hedef için çalışıyor. Bu durumda optimum çözüm bu iki sistemi birbirine entegre ve tamamlayıcı olarak konumlandırmak olarak görünüyor. 2020 yılına kadar, 50 milyar cihazın internete bağlanacağı tahmin ediliyor. Bu nedenle, internet tabanlı bir kontrol sisteminin dinamikleri canlı bir gerçeklik haline geliyor. Endüstri 4.0, gelişen otomasyon trendinin ve üretim teknolojilerindeki veri alışverişinin, geleneksel olarak uygulanan SCADA’dan IoT sistemlerine geçiş sağladığı bir dönem yaratıyor.

Özetle

Var olan bir SCADA sistemine, IoT çözümünü entegre ederek daha derin, daha detaylı ve daha kolay kullanılabilen sonuçlar elde etmek mümkün. IoT’nin gücü ve ölçeklenebilirliği kullanılarak toplanan veriler, verimliliği artırmak, maliyetleri düşürmek, üretim kalitesini artırmak gibi çeşitli amaçlarla kullanılabilir.

Gelecekte, SCADA sistemlerinin yerini tamamen IoT sistemlerine bırakması muhtemel görünüyor. Endüstriyel alanlarda kullanılmakta olan ekipmanlar gelecekte üretilirken “akıllı” şekilde üretilecek ve farklı bulut platformlarını kendilerinde dahili bulunan sensörlerle entegre edebilecekler.