במפעל תעשייתי, בית חולים, שדה תעופה או תחנת כוח, מערכות הבקרה פועלות לעתים קרובות מאחורי הקלעים. הן מנהלות תהליכים, מפעילות ציוד, אוספות נתונים ומאפשרות למערכות מורכבות לעבוד באופן אוטומטי, מדויק ורציף.
מאחורי חלק גדול מהמערכות הללו נמצאים בקרים מתוכנתים – PLC (Programmable Logic Controller) – שהפכו עם השנים לאחד המרכיבים המרכזיים בעולם האוטומציה התעשייתית.
למרות המגוון הגדול של יצרנים ודגמים, שוק הבקרים נשען במידה רבה על כמה חברות מרכזיות, ובהן Siemens הגרמנית, Schneider Electric הצרפתית ו-Allen-Bradley האמריקאית ועוד. היכרות עם סביבת העבודה של אחת מהן אינה מסתכמת, אם כן, בהיכרות עם מוצר של חברה מסוימת. היא יכולה לשמש בסיס להבנת עולם שלם של מערכות בקרה.
מה קורה במעבדת הבקרה?
במכללה הטכנולוגית להנדסאים באר שבע הוקמה מעבדת בקרים בשיתוף חברת Afcon, המאפשרת לסטודנטים להתנסות בעבודה עם מערכות בקרה המשמשות בתעשייה.
החיבור לתעשייה חשוב במיוחד בתחום הזה. בקרה ואוטומציה הן תחומים שבהם הפער בין ידע תיאורטי לבין היכולת לעבוד עם מערכת אמיתית עשוי להיות משמעותי. היכרות עם לוחות, בקרים, כניסות ויציאות, ממשקי אדם-מכונה ותהליכי תכנות מאפשרת להבין כיצד הדברים מתחברים בפועל למערכת אחת.
העבודה עם Afcon מאפשרת גם הצצה למערכות המשמשות במגוון רחב של מתקנים בישראל. מערכות של Schneider Electric, למשל, נמצאות בשימוש במפעלים, בתי חולים, תחנות כוח, מפעלי ים המלח ושדות תעופה. גם בסביבות טכנולוגיות מתקדמות בבאר שבע ניתן למצוא מערכות של יצרני הבקרה המובילים.
במכללה קיימים גם לוחות שתוכננו בשיתוף עם Afcon, ובהם בקר מתקדם המצויד בחומרה התומכת ביכולות של הגנת סייבר. החיבור בין בקרה תעשייתית לבין אבטחת מערכות אינו מקרי: ככל שמערכות תעשייתיות הופכות מחוברות ומבוססות תקשורת, כך עולה החשיבות של התייחסות לאבטחה כבר בשלב התכנון וההפעלה.
למה דווקא Schneider Electric?
עבור מי שנכנס לראשונה לעולם הבקרים, אחת השאלות המתבקשות היא מדוע ללמוד דווקא סביבת עבודה של יצרן מסוים.
התשובה קשורה פחות לשם החברה ויותר ליכולת שהידע הזה מעניק.
סביבת העבודה של Schneider Electric כוללת את הכלים המרכזיים שנדרשים בעבודה עם מערכות בקרה מודרניות: כתיבת תוכניות, עבודה עם מספר שפות תכנות, סימולציה של תהליכים וכלי ויזואליזציה וממשקי HMI – Human Machine Interface – המאפשרים למפעיל לתקשר עם המערכת.
אחד היתרונות של לימוד סביבת עבודה כזו הוא שהעקרונות הנרכשים אינם נשארים בהכרח בתוך המערכת של יצרן אחד. מבנה התוכנית, הלוגיקה של הבקרה, העבודה עם כניסות ויציאות, תהליכי האבחון והחשיבה הנדרשת כדי לתכנן ולפתור בעיות – כל אלה הם יסודות שניתן להעביר גם לסביבות בקרה אחרות.
במלים אחרות, מי שמכיר היטב מערכת אחת יכול בקלות להסתגל לעבודה עם מערכת של יצרן אחר. ייתכנו הבדלים בממשק, בפקודות, במבנה הכניסות והיציאות ובאופן שבו היצרן מיישם פונקציות שונות, אבל הבסיס המקצועי נשאר. וכך, מי שעבר את הקורס מקבל את ארגז הכלים המשמעותי ביותר לעבודה מוצלחת עם מגוון סוגי הבקרים המתוכנתים הנמצאים בשימוש התעשייה.
מה קורה כשמגיעים למערכת של יצרן אחר?
זוהי נקודה חשובה במיוחד עבור הנדסאים בתחילת דרכם.
התעשייה אינה עובדת עם מערכת אחת בלבד. מקום עבודה אחד עשוי להשתמש ב-Schneider Electric, בעוד במפעל אחר תותקן מערכת של Siemens או Allen-Bradley. לכן, המטרה אינה להפוך את הסטודנט ל״מומחה למותג״ מסוים, אלא להקנות לו הבנה של עולם הבקרה ולתת לו נקודת פתיחה טובה לעבודה עם מערכות שונות.
לפי אנשי המקצוע בתחום, היכרות טובה עם סביבת Schneider Electric מעניקה בסיס רלוונטי לחלק גדול מאוד מהידע הנדרש גם בעבודה עם מערכות בקרה אחרות. ההבדלים הקיימים בין היצרנים – למשל באופן שבו מוגדרות כניסות ויציאות או במאפיינים מסוימים של סביבת התכנות – הם הבדלים שניתן ללמוד ולהשלים תוך כדי העבודה.
וזו למעשה אחת המיומנויות החשובות של הנדסאי בתחום: היכולת להגיע למערכת שאינה מוכרת, להבין את ההיגיון שלה ולהסתגל אליה.
מהמעבדה אל התעשייה
היתרון של התנסות מעשית במעבדת בקרה אינו מסתכם בהפעלת בקר או בכתיבת קוד הפעלה. הוא טמון בהיכרות עם האופן שבו מערכת שלמה מתוכננת ועובדת.
כאשר סטודנט פוגש בקר בתוך לוח, מתנסה בתכנות שלו, מדמה תהליך, מפעיל ממשק HMI ומתמודד עם תקלה או שינוי בדרישות – הידע מקבל משמעות אחרת. מושגים שנלמדו בכיתה הופכים למערכת שאפשר לראות, להפעיל ולנתח.
בעולם שבו האוטומציה הולכת ותופסת מקום מרכזי בתעשייה, היכולת הזו הופכת משמעותית במיוחד. הבקר הוא אומנם רכיב אחד ומשמעותי בתוך המערכת שאחרי על הפעלתה התקינה, אבל ההיכרות איתו מאפשרת להבין את הקשר שבין חומרה, תוכנה, תהליך ייצור ומפעיל אנושי.
זו גם הסיבה שההתנסות במערכות המשמשות בתעשייה היא חלק משמעותי מההכשרה במכללה הטכנולוגית להנדסאים באר שבע: לא רק לדעת מהו בקר מתוכנת, אלא להבין איך הוא משתלב במערכת אמיתית – ומה נדרש מהנדסאי כשהמערכת הזו כבר עובדת בשטח.