آنچه در این دوره خواهید آموخت

این دوره به صورت گام‌به‌گام طراحی شده تا شما را از مفاهیم اولیه تا پیاده‌سازی عملی ارتباطات پیچیده یاری رساند. مهم‌ترین دستاوردهای شما پس از اتمام این دوره شامل موارد زیر خواهد بود:

• آشنایی کامل با مفاهیم SCADA و HMI: درک نقش و اهمیت این سیستم‌ها در اتوماسیون صنعتی و نحوه عملکرد آن‌ها.
• تسلط بر پروتکل OPC: فراگیری انواع پروتکل OPC از جمله OPC DA (Data Access) و OPC UA (Unified Architecture) و تفاوت‌ها و کاربردهای آن‌ها.
• برنامه‌نویسی پیشرفته آردوینو: توانایی برنامه‌نویسی آردوینو برای ارتباط با ماژول‌های شبکه (مانند Ethernet Shield یا ماژول‌های Wi-Fi) و پیاده‌سازی پروتکل‌های ارتباطی مانند Modbus TCP/RTU که اغلب توسط OPC Serverها پشتیبانی می‌شوند.
• پیکربندی OPC Server: یادگیری نحوه نصب و پیکربندی نرم‌افزارهای OPC Server (مانند Kepware, Matrikon OPC, یا OPC Serverهای داخلی SCADA) برای جمع‌آوری داده‌ها از آردوینو.
• طراحی واسط کاربری HMI: توانایی طراحی واسط‌های گرافیکی (HMI) در نرم‌افزارهای SCADA (مانند Ignition, WinCC, Siemens TIA Portal) برای نمایش داده‌ها، کنترل تجهیزات، و تحلیل اطلاعات دریافتی از آردوینو.
• حل مسائل و عیب‌یابی: مهارت‌های لازم برای تشخیص و رفع مشکلات رایج در ارتباطات OPC بین آردوینو و سیستم‌های SCADA/HMI.
• پروژه‌های عملی: پیاده‌سازی چندین پروژه کاربردی از صفر تا صد که دانش نظری شما را به تجربه عملی تبدیل می‌کند.

مزایای شرکت در این دوره

گذراندن این دوره آموزشی نه تنها دانش فنی شما را ارتقا می‌دهد، بلکه مزایای ملموس دیگری را نیز به همراه خواهد داشت:

• توسعه مهارت‌های چندرشته‌ای: شما با ترکیب دانش الکترونیک، برنامه‌نویسی، و اتوماسیون صنعتی، به فردی با مهارت‌های جامع و ارزشمند تبدیل خواهید شد.
• افزایش فرصت‌های شغلی: تقاضا برای متخصصانی که قادر به یکپارچه‌سازی سیستم‌های IoT با اتوماسیون صنعتی هستند، رو به افزایش است. این مهارت‌ها شما را در بازار کار متمایز می‌کند.
• کاهش هزینه‌های پروژه: با استفاده از آردوینو به عنوان یک پلتفرم کم‌هزینه و انعطاف‌پذیر، می‌توانید راه‌حل‌های اتوماسیون مقرون‌به‌صرفه‌ای را توسعه دهید که این امر در پروژه‌های کوچک و متوسط صنعتی و خانگی بسیار حیاتی است.
• نمونه‌سازی سریع (Rapid Prototyping): توانایی تست و اعتبارسنجی ایده‌های جدید در اتوماسیون با سرعت بالا و هزینه کم، قبل از سرمایه‌گذاری بر روی سخت‌افزارهای صنعتی گران‌قیمت.
• انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری: درک چگونگی توسعه سیستم‌هایی که می‌توانند از یک پروژه کوچک با آردوینو آغاز شده و به یک سیستم صنعتی بزرگتر مقیاس‌پذیر باشند.

پیش‌نیازهای دوره

برای حداکثر بهره‌برداری از این دوره، داشتن پیش‌نیازهای زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی اولیه با الکترونیک: درک مفاهیم پایه مانند ولتاژ، جریان، مقاومت و نحوه اتصال قطعات ساده الکترونیکی.
• مبانی برنامه‌نویسی: آشنایی با منطق برنامه‌نویسی، توابع، متغیرها و ساختارهای کنترلی در زبان C/C++ (تجربه با Arduino IDE مزیت محسوب می‌شود).
• آشنایی با سخت‌افزار آردوینو: حداقل آشنایی با یکی از بردهای آردوینو (مانند Arduino Uno یا ESP32) و نحوه راه‌اندازی آن.
• مفاهیم پایه شبکه: درک اولیه از آدرس‌های IP، پورت‌ها، و نحوه ارتباط دستگاه‌ها در یک شبکه (اختیاری اما مفید).
• تجهیزات: یک برد آردوینو (ترجیحاً دارای قابلیت شبکه مانند ESP32 یا Arduino با Ethernet Shield)، حسگرهای ساده (مانند DHT11 برای دما و رطوبت)، LED و مقاومت. نرم‌افزارهای مورد نیاز در طول دوره معرفی و نحوه دسترسی به آن‌ها توضیح داده خواهد شد.

سرفصل‌های جامع دوره

این دوره به شش بخش اصلی تقسیم شده است که هر یک از آن‌ها به صورت عمقی به موضوعات مرتبط می‌پردازند:

۱. مبانی SCADA, HMI و آردوینو در اتوماسیون صنعتی

• معرفی سیستم‌های کنترل صنعتی: PLC, DCS, SCADA, HMI.
• نقش و کاربرد هر یک در فرایندهای صنعتی.
• آردوینو به عنوان یک پلتفرم میکروکنترلری قدرتمند و کم‌هزینه.
• بررسی مزایای ترکیب آردوینو با سیستم‌های SCADA/HMI.
• مثال کاربردی: چگونگی استفاده از آردوینو برای جمع‌آوری داده‌های اولیه از یک حسگر.

۲. پروتکل OPC: ستون فقرات ارتباطات صنعتی

• تاریخچه و تکامل OPC: از DA تا UA.
• مفهوم OPC DA: اجزا (Server, Client, Group, Item) و نحوه عملکرد.
• مفهوم OPC UA: مزایا (امنیت، پلتفرم مستقل، قابلیت‌های سرویس‌گرایی) و معماری.
• چرا OPC برای تبادل داده با آردوینو مناسب است؟
• مثال: بررسی تگ‌ها و انواع داده در یک OPC Server مجازی.

۳. آماده‌سازی و برنامه‌نویسی آردوینو برای ارتباطات

• انتخاب برد آردوینو مناسب برای پروژه‌های شبکه (ESP32, ESP8266, Arduino Ethernet).
• نصب و پیکربندی Arduino IDE و کتابخانه‌های ضروری (مثلاً Modbus TCP/RTU).
• برنامه‌نویسی آردوینو برای خواندن داده از حسگرها (دما، رطوبت، فشار).
• پیاده‌سازی ارتباطات سریال و اترنت/Wi-Fi در آردوینو.
• مثال عملی: ارسال داده دمای یک حسگر DHT11 از آردوینو به یک کامپیوتر از طریق ارتباط سریال.
• مثال عملی: ارسال داده حسگرها از طریق Modbus TCP با استفاده از ESP32.

۴. پیاده‌سازی و پیکربندی OPC Server/Client

• معرفی نرم‌افزارهای رایج OPC Server (مانند Kepware KEPServerEX, Ignition OPC UA Server).
• نحوه اتصال OPC Server به دستگاه‌های Modbus (که آردوینو نقش آن را ایفا می‌کند).
• ایجاد تگ‌ها و گروه‌ها در OPC Server برای نگاشت داده‌های آردوینو.
• معرفی نرم‌افزارهای OPC Client برای تست ارتباط.
• مثال عملی: پیکربندی Kepware برای خواندن داده از آردوینو (به عنوان Modbus Slave) و نمایش آن در OPC Client.

۵. طراحی و تبادل داده با HMI

• معرفی نرم‌افزارهای SCADA/HMI (مانند Ignition, WinCC Runtime).
• نحوه ایجاد یک پروژه جدید و اضافه کردن OPC Connection.
• طراحی واسط گرافیکی (HMI) برای نمایش داده‌های دریافتی (گراف، نمایشگر عددی).
• ایجاد کنترل‌های HMI برای ارسال فرمان به آردوینو (مانند روشن/خاموش کردن LED).
• مثال عملی: طراحی یک صفحه HMI در Ignition SCADA برای نمایش دمای اتاق و کنترل یک LED متصل به آردوینو از طریق OPC.

۶. پروژه‌های عملی و سناریوهای پیشرفته

• پروژه جامع: مانیتورینگ و کنترل یک سیستم آبیاری کوچک با آردوینو، SCADA و OPC.
• نکات بهینه‌سازی عملکرد و پایداری سیستم.
• بررسی ملاحظات امنیتی در ارتباطات صنعتی.
• عیب‌یابی پیشرفته: ابزارها و تکنیک‌های رفع مشکلات رایج در ارتباطات OPC.
• بحث و بررسی در مورد سناریوهای کاربردی واقعی و چالش‌های آینده.
• مثال عملی: پیاده‌سازی یک داشبورد کامل در HMI برای نظارت بر چندین حسگر آردوینو و کنترل چندین خروجی.