Автоматизированные системы управления

Пригодность, использование встроенных особенностей и возможностей залог развития системы по мере ее улучшения. Некоторые возможности автоматизированных систем управления не используются по причине недостатка квалифицированного персонала.

ОБЗОР • Новое поколение АСУ • Необходимая функциональность • Встроенная система безопасности • Высокая производительность • Упрощенное программирование

Автоматизированные системы управления — дорогое удовольствие. Это верно в любом случае: создаются ли они как часть нового завода, усовершенствование уже имеющегося производства или в планах на долгосрочное внедрение. Каждый раз оказывается, что для установки АСУ необходимо много денег, времени и кропотливой работы.

АСУ можно создавать собственными усилиями или воспользоваться услугами фирмы, занимающейся системной интеграцией. Часто такую возможность предоставляют производители систем. Вкладывая огромные средства, предприятие надеется на значительное увеличение прибыли. Однако часто сказывается отсутствие квалифицированного персонала, и АСУ не может продемонстрировать все свои возможности, в этом случае прибыль компании может даже снизиться.

Как показал обзор, проведенный журналом Control Engineering и Reed Corporate Research в марте 2006 года*, на предприятиях в настоящее время установлены АСУ, возраст и эффективность которых сильно различаются. В этом обзоре под АСУ понимается система управления, чаще всего технологического процесса, которую также называют системой распределенного управления, гибридной системой управления и/ или системой с открытым управлением. Необходимыми компонентами АСУ являются интегрированная технологическая платформа, интерфейс управления, контроллер, система связи и подсистемы ввода/вывода данных. Контроллеры с программируемой логикой (ПЛК) могут быть частью АСУ, но сами ею не являются.

По словам 90 процентов опрошенных, возраст самой новой АСУ у них на предприятии составляет менее 6 лет, на 7% предприятий минимальный возраст АСУ — 6-12 лет, по 1% приходится на системы 13-19 лет и старше 20 лет. Если учесть, сколько требуется потратить времени и денег, чтобы заменить работающую систему на новую, этот факт не вызывает удивления.

На вопрос о возрасте самой старой АСУ на предприятии 26% респондентов ответили, что он меньше 6 лет, 27% — в диапазоне 6-12 лет, у 26% — от 13 до 19 лет и старше 20 лет на 21% предприятий из опрошенных. Не так легко заменить или обновить АСУ, даже если выпускается новая система, поэтому на многих предприятиях старые системы остаются до конца работы завода.

Стив Люгвиг (Steve Ludwig), руководитель проектов корпорации Rockwell Automation считает, что эта тенденция постепенно изменяется: "Число заказов на замену или обновление старых АСУ постоянно увеличивается. Старым системам требуются большие накладные расходы, с возрастом снижается и их функциональность, предприятия постоянно ищут способы уменьшить расходы, повысить производительность, качество и надежность. В конце концов, они приходят к выводу о необходимости замены."

Новые средства связи отличаются широкой совместимостью. Такие стандарты, как ISA-88 для автоматизации технологического процесса, позволяют увеличить производительность и экономичность. Также требуется меньше усилий на поддержание работы новых технологий, у старых систем часто возникают дополнительные расходы. Функциональность систем в настоящее время обходится пользователям гораздо дешевле, чем годы назад. "Благодаря новым возможностям современных АСУ, они стали более экономичными и производительными," — утверждает Люгвиг.

Мощность и возможности

По данным опроса, новыми АСУ довольны в два раза больше пользователей, чем АСУ среднего возраста. Интересно, что основная причина неполного использования АСУ на предприятии заключается в недостатке квалифицированного персонала.

Мощность и возможности новых АСУ оцениваются очень высоко. 93% опрошенных считают установленную на предприятии новую систему хорошей или отличной. Старые машины получили всего 57% голосов. Системы среднего возраста получили положительные оценки в 79% случаев, 21% опрошенных считают, что возможности и мощность АСУ на их предприятии неудовлетворительны. Очевидно, что рейтинг новых систем находится на высоком уровне. В значительной степени это происходит благодаря большему опыту производителей, которые точно знают наиболее востребованные функции и мощность АСУ и производят именно то, что нужно конечным пользователям.

Тодд Стауфер (Todd Stauffer), маркетолог рынка АСУ компании Siemens Energy and Automation называет еще одну причину высокого рейтинга новых систем. По его словам, начиная с 1998-2000 года во многих системах используется более открытый формат, основанный на Microsoft Windows. Эта дата точно совпадает со скачком рейтинга новых (меньше 6 лет) систем. "Операторы могут быстро научиться пользоваться новой машиной и полностью воспользоваться всеми ее возможностями," — объясняет Стауфер.

Группы маркетологов и разработчиков АСУ в последнее время формируются из высококвалифицированных специалистов, экспертов в конкретной области промышленности, они сами представляют, что именно требуется от системы управления. Питер Зорнио (Peter Zornio), управляющий по общему маркетингу Honeywell Process Solutions рассказал о том, какая стратегия используется в компании: "В рабочую группу мы набираем экспертов, которые раньше занимались областью промышленности, для которой им предстоит разработать АСУ. Также они часто общаются с клиентами и нашей собственной проектной группой. Ее члены постоянно исследуют изменяющиеся требования заказчиков и дают рекомендации, как их лучше удовлетворить в новой версии АСУ."

Одним из удачных способов определения общих пожеланий заказчиков является организация специальных форумов. Один или несколько раз в год по инициативе производителя многие пользователи собираются и обсуждают проблемы, связанные с работающими системами управления. Стауфер считает, что эти встречи дают неоценимую возможность узнать требования клиентов компании и помогают улучшить технические возможности и эстетический вид продукции. Многие компании, в их числе и Siemens, проводят небольшие встречи, касающиеся более узких подсистем, например безопасности, аварийной сигнализации или обновления системы.

Все ли возможности вы используете?

Если честно, возможности АСУ зачастую избыточны. Если, по словам производителя, систему можно масштабировать под требования заказчика, она должна обладать определенными возможностями, как автоматизации, так и связанными с деловой деятельностью. Итак, что можно сказать о соответствии возможностей систем и требований потребителей?

По данным опроса, количество использованных возможностей АСУ зависит от даты производства системы. Более чем 75% возможностей систем среднего возраста используют всего 17% опрошенных, для новых эта цифра чуть выше: 25%.

Опрос позволяет указать причины такого низкого уровня использования возможностей АСУ. Часть, но не вся ответственность лежит на производителях. Объясняя недогрузку систем управления, 37% пользователей ссылаются на недостаток квалифицированного персонала. Большая часть жалуется на недоработки поставщиков систем: 32% считают, что у системы много лишнего, для 9% слишком сложно внедрить оставшиеся возможности, 11% отказались от использования части функциональности, потому что становится слишком сложно поддерживать систему в рабочем состоянии. Оставшиеся 11% сослались на другие причины.

Грант ле Сёр (Grant Le Sueur), управляющий компании Invensys Process Systems по внедрению систем автоматизации сказал, что результаты опроса точно отражают те проблемы, с которыми столкнулась компания и учла в своих последних разработках. Новейшая АСУ отличается простотой настройки, поддержки и обучения работе с системой. Еще две причины недозагрузки системы связаны с избыточным числом функций и недостаточно квалифицированным персоналом.

"Часто функции АСУ и информационной системы предприятия (ИСП) перекрываются. Для отчетов о технологическом процессе и анализа данных пользователям проще воспользоваться привычной ИСП, а не новой АСУ. Возможности современной системы управления чрезвычайно широкие, но из-за недостатка времени, экономии средств или политики компании операторы изучают только основные функции. Полезные дополнения остаются за кадром, их приходится изучать самостоятельно в свободное время, которого всегда не хватает", — объясняет ле Сёр.

Опрос надежности систем показал гораздо более высокие результаты. Новые системы получили 82% положительных оценок, старые — всего 55%, прогресс очевиден. Снижение количества ненадежных АСУ — это очень хороший признак работы поставщиков.

По словам Саза Рао (Sath Rao), технологического директора компании Frost & Sullivan, результаты опроса были вполне предсказуемы. "Развитие технологий направлено, в том числе, на увеличение надежности продукции. Производители АСУ тратят огромные средства на разработку, тестирование и испытательные пуски систем управления, это не могло не привести к полученным результатам" — говорит Рао.

Диагностика, сигнализация

Безопасность на предприятии — дело первостепенной важности. Нельзя не отметить огромных средств и времени, которые вложил консорциум по Решению Чрезвычайных Ситуаций (РЧС), чтобы предотвратить инциденты. Благодаря предпринятым усилиям, компании, занимающиеся системами автоматизации, осознают необходимость совершенствования системы оповещения. Она позволит грамотнее реагировать в случае сбоя системы и уменьшит число ложных срабатываний.

Еще один признак увеличения надежности систем связан с внедрением компаниями-производителями АСУ технологии fieldbus и средств диагностики технологического процесса. Аккуратная диагностика на предприятии и всесторонний мониторинг системы необходимы для предотвращения и уменьшения последствий аварий. В отрасли осознают необходимость квалифицированных операторов, работ по обновлению системы, оптимизации технологического процесса и инвестирования в технологии безопасности. "Надежность и современность автоматизированных систем управления — гарантия безопасности и успешной работы всего предприятия”,- говорит Рао.

СОВРЕМЕННЫЕ АСУ

Производители АСУ и основные компании-интеграторы представлены на www.controlengrussia.com/informator

Полный контроль

Интегрированная архитектура Integrated Architecture компании Rockwell Automation охватывает широкий спектр оборудования и программного обеспечения для дискретных и непрерывных технологических процессов, управления перемещением и приводами, систем эксплуатационной безопасности производства и информационного обеспечения. Продукция отличается совместимостью с оборудованием сторонних производителей, использованием открытых промышленных стандартов и беспрепятственной интеграцией со всеми продуктами компании.

Rockwell Automation

В дополнение к языкам релейно-кон-тактных схем, функциональных блоков, последовательных функциональных схем и структурированного текста для программирования контроллеров семейства Logix Integrated Architecture поддерживает PhaseManager исполняющую систему, совместимую со стандартом ISA S88.

Этот инструмент значительно упрощает разработку приложений. У него есть возможность динамически изменять технологический процесс, что необходимо для одновременного выполнения различных задач.

Integrated Architecture позволяет управлять операциями, осуществлять мониторинг и управление обработкой партий продукции, а так же собирать информацию о ходе их выполнения, что позволяет уменьшить время простоя системы и проводить анализ протоколированных данных и соответствующих операций управления.

Rockwell Automation
www.rockwellautomation.ru

Совершенные распределенные системы управления

Комплексная автоматизация позволяет оптимизировать производственные и вспомогательные процессы в масштабах всей компании — включая уровень планирования ресурсов предприятия ERP (Enterprise Resource Planning), уровень систем управления производством MES (Manufacturing Execution System), уровень автоматизации управления технологическим процессом, вплоть до автоматизации полевого уровня. Такая вертикальная интеграция, наряду с сокращением расходов на взаимодействие и обмен данными, обеспечивает максимальную прозрачность на всех уровнях.

SIEMENS Automation and Drives

Инновационная система управления процессом SIMATIC PCS 7 является именно таким элементом автоматизации. Система PCS 7 имеет модульную открытую архитектуру и предоставляет возможность использования мощных передовых технологий и выбора стандартных аппаратных и программных компонентов из всего спектра современных продуктов SIMATIC, а также комплексные функции обмена информацией.

SIMATIC PCS 7 полностью удовлетворяет всем типичным требованиям, предъявляемым к современной системе управления процессом, что означает, что предприятие, использующее ее, соответствующим образом оснащено и уже подготовлено к возникающим в дальнейшем новым требованиям.

Кроме стандартных функций, система управления процессом PCS7 предлагает решение таких задач как, диагностика и управление активами производства, организация удаленных web клиентов, интеграция приводов, автоматизация рецептурных процессов и сложных процессов транспортировки материалов и многое другое.

SIEMENS Automation and Drives
www.siemens.ru/ad

От ресурсов к результату

Стандартные РСУ только управляют технологическим процессом. Experion Process Knowledge System компании Honeywell предоставляет пользователям более широкие возможности, она позволяет объединить имеющиеся ресурсы, технологический процесс и усилия операторов в заметный результат.

Honeywell Inc.

Открытая, но абсолютно надежная система Experion в своей основе содержит возможности расширения, она поможет вам управлять любым параметром производства, будь это максимальный выход или минимальные издержки. Версия Experion R300 вышла в 2005 году и предлагает пользователям в качестве опции серию С с широчайшими возможностями ввода/вывода данных. В качестве ключевых особенностей системы стоит отметить возможность объединить все подсистемы управления и безопасности, в том числе и сторонних производителей, и унифицированное программное обеспечение. Также в систему входят мощные средства обработки и анализа процессов, позволяющие принять оптимальное решение и улучшить итоговую производительность. Experion R300 совместима со всеми более ранними системами и интерфейсами с технологиями FOUNDATION fieldbus, HART, Profibus, DeviceNet, LON, ControlNet, и Interbus.

Honeywell Inc.
www.honeywell.com

Уменьшая стоимость установки и поддержки

Компания Emerson Process Management разработала полностью цифровую архитектуру управления производством. Недавно она представила центральную часть системы DeltaV версии 8.4, в которую теперь входят модули удаленного ввода/вывода для установки во взрывоопасных зонах 1 и 2 (ГОСТ 51330.9-99), а также однопортовый волоконно-оптический преобразователь для ограничения энергии в зоне 1. Конструкция модулей ввода/вывода позволяет снизить расходы на эксплуатацию системы, а с ограничителем энергии можно ставить волоконно-оптический кабель без защитной оболочки. "Plug and play" модули ввода/вывода не требуют настройки оператором или установки параметров с помощью переключателей, простота их подключения и поддержания работы снижает текущие расходы. Один модуль может управляться по сети несколькими контроллерами, например один сканер в/в для зоны 2 может связывать до 8 дискретных или аналоговых модулей ввода/вывода с четырмя контроллерами. Сканер для зоны 1 работает с четырьмя модулями, каждый из которых имеет каналы как ввода, так и вывода данных. Новый волконно-оптический коммутатор ограничивает энергию в кабельной системе, что позволяет работать в опасной зоне без дополнительной защиты.

Emerson Process Management

Emerson Process Management
www.emersonprocess.ru

Современный инструмент для разработки и настройки SCADA-систем

Компания Control Microsystems предлагает новый программный пакет для промышленных SCADA-систем ClearSCADA, сочетающий в себе мощную объектную базу данных, средства разработки и настройки с развитыми возможностями управления данными и архивирования. Этот программный пакет является наиболее функциональным из имеющихся сегодня на рынке и может применяться во многих отраслях промышленности. Отличительной чертой пакета является простота и эффективность использования не только на стадии проектирования и модернизации системы, но и в процессе всего срока эксплуатации объекта. ClearSCADA дает возможность проводить доработку проекта уже на работающем оборудовании.

Control Microsystems

Являясь открытой платформой, ClearSCADA использует такие промышленные стандарты, как ОРС, OLE, ODBC и HTTP/XML. Пакет поддерживает множество промышленных протоколов, таких как Modbus RTU/ASCII, DNP3 и DF1, что позволяет системе работать с контроллерами различных производителей.

При построении системы можно пользоваться готовыми шаблонами, библиотеки промышленных элементов могут быть легко построены, изменены и многократно перекопированы в пределах системы. При создании элементов верхнего уровня можно использовать уже готовые подсистемы. Простой, интуитивно понятный графический интерфейс помогает проектировщику без особого труда создать систему управления.

В ClearSCADA предусмотрена система доступа с использованием пароля и прав пользователей.

Control Microsystems
www.controlmicrosystems.com

Увеличение эффективности

ABB

Компания ABB значительно усовершенствовала промышленную систему автоматизированного управления 800хА. В систему включены следующие новые возможности: гибкая расширяемая аварийная система, призванная снизить риски производства и обеспечить безопасность персонала, оборудования и окружающей среды; подсистема 800хА для управления производством, позволяющая увеличить эффективность работы пакетных задач; Real-Time Production Intelligence (интеллектуальное производство в реальном времени) осуществляет мониторинг и увеличение эффективности производства; другие усовершенствования 800хА включают в себя новые или улучшенные средства контроля приборами. Появился новый модуль Process Engineering Tools Integration для работы с базами данных, он предназначен для более эффективного использования информации о состоянии производства, например, оборудовании, настройках устройств ввода/вывода, кабельных подключениях и схемах ПИД-регулирования. Также компания выпустила целостный программный пакет для настройки, ввода в эксплуатацию и поддержания работы АСУ предприятия.

ABB
www.abb.com

Стандартизация управления

Новая система управления предприятием (ECS) производства компании InFusion предоставляет экономичный способ превратить обычную фабрику или завод в единую информационно-производственную среду с управлением в режиме реального времени. По словам разработчика, для внедрения системы не требуется дорогостоящих, сложных в поддержке, последовательных установок. Новая система пользуется уже существующими блоками автоматизации и информации и связывает их в более эффективную систему, которая точно синхронизирует операции и позволяет оптимизировать полную производительность системы. InFusion ECS объединяет производственные подсистемы и удаленные устройства вне зависимости от их типа, производителя и используемого протокола. Стандартизованное взаимодействие между всеми частями системы обеспечивает экономию средств на установку и поддержание ее работы.

Invensys Process Systems
www.invensys.com

Новое слово в управлении

VigilantPlant — это комплекс решений, помогающий настроить целостную работу предприятия и оптимизировать использование существующих ресурсов. По словам разработчика, компании Yokogawa Electric, внедрение системы значительно увеличивает финансовую эффективность технологического процесса. Основой VigilantPlant является управляющая система Centum CS 3000 RS, благодаря ее новейшим технологиям повышается качество и эффективность использования ресурсов, а это является главным для надежной и экономически выгодной работы предприятия. Внедрение новой разработки позволит не только осуществлять целостный мониторинг работы, но и выполнять упреждающий анализ, гарантирующий качество и долговечность производства.

Yokogawa Electric Corp.
www.yokogawa.ru

Надежный, многофункциональный контроль

Mitsubishi Electric Automation

Автоматизированная платформа серии Q производства компании Mitsubishi является современным средством контроля технологического процесса и предоставляет широкие возможности сетевых интерфейсов, всестороннего управления и средств разработки и мониторинга. Аппаратная часть платформы гарантирует высокоскоростную обработку, оперативное сохранение информации и "горячее" подключение модулей ввода/вывода, что позволяет свести к нулю время простоя системы. Многопроцессорность системы дает возможность реализовать гибридное управление процессами на базе одной аппаратной платформы: последовательное управление, управление перемещениями и управление с использованием персонального компьютера. Многофункциональная среда разработки PX Developer поддерживает технологию программирования с помощью функциональных блоков с возможностью "drag-and-drop" и совместима со стандартом МЭК. Система MC-Worx SCADA — это комплекс пользовательских программ для контроля над производством, который так часто необходим в технологических процессах.

Mitsubishi Electric Automation
www.mitsubishi-automation.ru

* Данные, приведенные в статье, касаются рынка США