Переосмысление SCADA-системы

17 августа 2014

 

Поделитесь статьей в социальных сетях

0

Источник: AutomationWorld
Перевод: Николай Павлов

 * * * * *

Старые SCADA-системы не предназначались для подключения к большому количеству машин, датчиков и других устройств, которые предприятия в настоящий момент  хотят контролировать. Сейчас самое время для планирования обновлений.

Автор  Jeanne Schweder, соавтор Automation World

Генри ФордПервые автомобили — прочная конструкция для перемещения людей и грузов — мало похожи на современные автомобили. Материалы и технологии усовершенствовались, изменились запросы пользователей, о которых Генри Форд и его современники никогда и не мечтали. То же самое произошло и со с SCADA-системой.

С точки зрения оператора система диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) — это интерфейс, который отображает текущую ситуацию по всей производственной линии. Но аппаратное и программное обеспечение — лишь вершина айсберга обширной сети взаимосвязей, которые предоставляют необходимую информацию оператору.

Современные SCADA-системы, не ограничиваясь одной автоматизацией, вышли за рамки завода, благодаря Интернету, в любую точку мира. Размер и сложность SCADA-систем значительно выросли за последние годы, как и вся отрасль автоматизации, что привело к потенциальному расширению бизнес-возможностей. Однако зачастую требуется не просто обновление, но и осмысления того, нуждается ли ваша компания в SCADA-системе вообще.

«Промышленный Интернет вещей (IoT) сосредоточится на увеличении автономности оборудования, повышении эффективности и производительности за счет сокращения или даже устранения человеческого участия в техпроцессе,» говорит Билл Конли, технический руководитель развития M2M системы в B&B Electronics. «Беспроводная технология служит примером того, как развивающаяся технология позволяет расширить контроль за удаленным оборудованием для профилактического обслуживания, сокращения простоев и затрат.»

Джон Краевский, директор по управлению продуктами, HMI/диспетчеризацией в Invensys, которая является частью Schneider Electric, говорит, «Наблюдаются тенденции увеличения масштабов систем управления, объемов данных, повышения уровня автоматизации, возникают вопросы квалификации кадров и рост удаленных операций.»

Раньше SCADA-системы не предназначались для взаимодействия с большим количеством исполнительных механизмов, датчиков и другого оборудования, состояние которого сегодня производители хотят отслеживать и управлять им. Они не умели обрабатывать большой объем данных. А отсутствие масштабируемости, доступа к информации через Интернет могут существенно сказаться на качестве и производительности технологических процессов.

И как и во всем остальном мире компьютеров, жизненный цикл аппаратного и программного обеспечения человека-машинного интерфейса (HMI) не столь продолжителен на фоне традиционных промышленных продуктов, как, например, программируемых логических контроллеров. Широко используемая платформа Windows XP, поддержку которой компания Microsoft прекратила в апреле 2014, лишь один аргумент в пользу периодического обновления SCADA-систем.

«HMI полевого или контроллерного уровня, как правило, имеют срок службы 10-15 лет,» — добавляет Краевский, «но аппаратное обеспечение или операционные системы для центральных диспетчерских устаревают в среднем каждые 7-10 лет.»

Если крупные компании имеют средства для регулярной модернизации программного и аппаратного обеспечения SCADA-системы, то среднего размера и более мелкие компании часто их не имеют.

Расширение для Big Data

«Современные SCADA-системы предлагают массу преимуществ», говорит Дэвид МакКарти, президент и исполнительный директор системного интегратора TRICORE Inc.:

  • Высокая надежность программного и аппаратного обеспечения.
  • Большая вычислительная мощность.
  • Использование дешевых тонких клиентов.
  • Отчеты, которые отображаются в браузере.
  • Легкость расширения и модификации системы.
  • Высокое разрешение HMI-панелей облегчает работу оператора.

Big Data

«Серьезный прогресс наблюдается в области исторических данных», объясняет МакКарти. «Существуют технологии обработки до 150 тысяч точек в секунду, что позволяет предприятию отследить различные параметры техпроцесса, о которых даже не подозревали. К тому же резко снизилась стоимость хранения данных, и вы в состоянии проанализировать процесс и выявить недочеты. Для этого вам нужны наработки Big Data».

МакКарти утверждает, что если раньше SCADA-системы ориентировались на оператора, то теперь компании фокусируются на безотказности. «Ранее нарушение работы SCADA-системы не приводило к останову производственного оборудования. Сегодня же это приведет к останову целого завода. Завод не способен функционировать, если данные техпроцесса не записываются.» В первую очередь, это важно для таких регулируемых отраслей, как производство фармацевтических препаратов или продуктов питания и напитков.  Любое предприятие, желающее отследить техпроцесс и качество своих продуктов, также может внедрить такую систему.

Если вы планируете обновление SCADA, МакКарти советует: «Первое, на чем нужно сосредоточиться это, какие данные имеют важное значение для производства, как их отображать и архивировать. Учитывайте рост системы, т.к. люди стремятся к получению все большего объема данных.

«Уделяйте пристальное внимание поддержки продукции,» добавляет МакКарти. «Выясните, насколько легко поставщик программного обеспечения готов устранять проблемы совместимости, выпускать обновления и патчи, а производители аппаратного обеспечения поставлять запчасти? И, наконец, для обеспечения безопасности промышленной системы предусмотрите ее разделение от бизнес-систем».

Отталкивайтесь от бизнес-целей

«Это не только технология обновления SCADA и HMI,» говорит Краевский. «Если вы не начинаете с бизнес-целей, скорее всего вы их не достигнете. К сожалению, чаще всего люди, ответственные за управление производственных систем, оцениваются по работоспособности или производительности, но не по достижению бизнес-целей.»

Бизнес цели

Краевский проясняет, что идея ориентированности SCADA-системы на эффективности бизнеса пошла с нефтяной и газовой промышленностей, и большинство считает, что оправдать такой подход под силу только компаниям с большими бюджетами.

«Сейчас наблюдаются изменения в мышлении за счет убедительных практических результатов и развития технологии так, что уже не требуется наем дорогостоящих специалистов,» говорит Краевский. «Продавцы же отреагировали на изменения не только наличием в своих продуктах новых и доступных возможностей, но и всесторонней помощью системным интеграторам в изучении своих продуктов.»

В качестве примера можно привести подстройку HMI-экранов под иерархичность данных. «Уровень 1, верхний, предоставляет общий обзор о системе и о том, какие глобальные действия могут потребоваться,» говорит Краевский. «Уровень 2 отображает технологические отклонения, в то время как уровень 3 подобен обычным P&ID дисплеям. Уровень 4 отображает тренды и тревоги.» Целью подхода является предоставление операторам информации о происходящем таким образом, чтобы те могли своевременно выполнить необходимые действия.

«Современные HMI-панели разрабатываются так, чтобы облегчить восприятие и контекст информации о процессе производства, определить потенциальное воздействие его показателей и предоставить операторам функцию принятия решений», объясняет Краевский. «Эффективность бизнеса в режиме реального времени продвигается оперативными бригадами.»

Связь и удобство

«Сегодня интерес компаний направлен на приложения и комфорт работы, которые они могут получить с их планшетов и смартфонов», говорит Брайан Олтон, вице-президент по стратегическому маркетингу Belden Industrial Networking. «Применение мобильных возможностей в промышленности увеличивает производительность и гибкость бизнеса. Поэтому важно не просто обновить SCADA-систему, важнее переосмыслить ее назначение.»

«С учетом вышесказанного, вы должны продумать путь информации от источника до места ее сбора, объем и скорость доставки данных  в конечный пункт. Вероятно, для этого не потребуется больших математических расчетов, но важно выделить промышленную и корпоративную сетевую инфраструктуру для обработки как промышленных данных, так и другого вида информационного трафика. Это прекрасное время, чтобы перенести промышленную сеть в отдельную серверную с возможностью роста, большой полосой пропускания, простотой обслуживания и соответствующим уровнем безопасности.»

При всем при этом, безопасность — больное место. «Хакеры очень часто проникают в SCADA-системы,» говорит Марио Митчелл, менеджер по продукции бизнес-электроники производителя автоматики Parker Hannifin. «Инфраструктура SCADA-системы должна быть безопасной. Вы должны хорошенько продумать безопасность вашей сети. Кроме того, для защиты данных необходимо иметь профессиональный ИТ-персонал, а также утвердить четкие правила доступа к информации».

Do-it-yourself

По словам Чака Карвоски, владельца CimQuest InGear, имеющиеся инструменты, в основном на платформе Microsoft.NET, позволяют большинству компаний создавать свои собственные SCADA-системы. Новые инструменты на основе браузера снижают затраты времени на разработку HMI-интерфейса и позволяют реплицировать систему на несколько объектов без дополнительной оплаты лицензий. Они облегчают создание своих собственных приложений с необходимой и достаточной функциональностью.

К любой модернизации, своими силами или с помощью системного интегратора, следует относиться серьезно, говорит Карвоски. «Вы должны рассчитать, позволит ли обновление SCADA-системы получить дополнительную прибыль, снизить брак и увеличить выпуск продукции. Чтобы оправдать инвестиции, система должна быть нацелена на результат. Потребуется долгосрочный план со сроками, целями, сроком окупаемости (ROI). В противном случае, если все работает, не трогайте.»

do-it-yourself

SCADA-системы должны быть закрытыми, вносить изменения допускается лицу или компании, которая их разработала. Часто для функционирования системы используют высокопроизводительные сервера, для обслуживания которых требуются опытные инженеры. «Не обязательно быть сетевым жокеем, чтобы работать на современной SCADA-платформой,» говорит Брюс Krebbers, инженер системного интегратора Panatrol.

«Ключевыми моментами в любой модернизации SCADA,» говорит Krebbers, «являются инструменты для HMI-графики, которым легко обучиться; масштабируемость системы; открытый формат, например, SQL Server для хранения данных, означает, что вам не потребуется приобретать стороннее ПО для анализа данных; способность взаимодействовать с программным обеспечением и аппаратными средствами различных поставщиков.»

«Если вы рассматриваете переход с одной платформы на другую,» добавляет Krebbers, «будьте готовы заплатить. Но если новая платформа позволяет легко вносить изменения, то каждый дополнительный проект обойдется дешевле.»

Выбор платформы и партнеров

Parker Hannifin`s Mitchell говорит, что выбор SCADA-платформы зависит от поставленных целей. «Некоторые продукты только отслеживают определенные параметры, но если ваш бизнес развивается, вам понадобится SCADA-платформа, которая может развиваться вместе с ним.»

«Сегодня руководство желает получать не просто больше данных, оно хочет анализировать их, чтобы выявить узкие места своего производства», добавляет Krebbers. «Оно хочет знать, сколько раз система вышла из строя на прошлой неделе или в прошлом месяце, а обнаружение проблем и их исправление требует больше данных.»

В зависимости от сложности и объема информации, с которой SCADA-система оперирует, для обновления системы предприятия нанимают системных интеграторов. «Ищите того, кто делал это раньше,» советует МакКарти. «Чтобы выполнить обновление множества компонентов SCADA, нужно многое понимать в программном обеспечении, оборудовании, сетях, службах, хранении и распространении информации. Выбирайте партнера скрупулезно, т.к. от это зависит качество работы.”

 


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*