Автоматизация

Приводим статью «Как моделирование цифровых двойников способствует цифровой трансформации производства», опубликованную в журнале Control Engineering, в которой автор Зохир Мехкри (Zohair Mehkri) делится опытом цифровизации завода. В конце материала покажем позиционирование цифрового двойника в цепочке управления техпроцессами и приведем пример использования цифрового двойника при автоматизации инженерной сети водоканала.

Моделирование существует давно и используется для различных целей – от обучения пилотов до проектирования производственных линий. Однако цифровые двойники выводят его на новый уровень, воспроизводя параметры реальных вещей и событий в виртуальной среде. Воссоздавая пространство, время и материю, цифровые двойники могут в онлайн режиме показать то, что происходит в физическом мире. Это следующее поколение цифровизации, которое прорабатывает триллионы сценариев категории по принципу «а что, если» для оптимизации процессов и устранения потенциально узких мест.

К примеру, компания Flex, занимающаяся проектированием электроники и средств автоматизации, создала цифровой двойник завода, производящего лекарства от диабета. Данное решение сократило разработку производственного процесса до трех недель, что ранее занимало месяцы и даже годы.

Технология цифровых двойников выходит за пределы цеха и оцифровывает склады, материалы и многое другое. По сравнению со стандартным моделированием цифровые двойники дают более полную виртуальную среду, используя разнообразные данные для установления связей между физическим и цифровым мирами в реальном режиме времени. Другими словами, цифровой двойник идет значительно дальше обычного моделирования, показывая, как взаимодействуют производственные активы в сложной среде.

Цифровые двойники позволяют тестировать изменения в виртуальной среде, включая компоненты, которых нет в традиционных симуляциях. Например, цифровой двойник может учитывать ИТ-системы и финансовые программы, а также такие переменные, как температура и влажность, и всё это безусловно в сочетании с физическими параметрами объекта – стены, коммуникации и проч.

Обработка кросс-функциональной информации из разнообразных источников позволяет обнаружить потенциальные проблемы и внести исправления еще до начала производства. Данные из множества источников обеспечивают операционную прозрачность и дают лучшее понимание процессов.

Промышленные предприятия представляют собой тесно интегрированные операции со сложным оборудованием. Изменение одной части процесса влияет на другие. Поэтому внесение любых изменений становится сложным, трудоемким и дорогостоящим. Такие коррекции требуют выполнения большой физической работы, в результате которой методом проб и ошибок происходит тестирование и отладка процессов.

Вместе с развитием технологии цифровых двойников совершенствуются механизмы искусственного интеллекта, которые обеспечивают еще большую точность прогнозов.

Цифровые двойники представляют собой новый шаг в моделировании, но для того, чтобы получить реальную пользу, они должны с одной стороны объединиться с рабочими процессами в рамках всей экосистемы организации, а с другой – полученные данные должны обрабатываться должным образом, иначе они будут бессмысленными.

Выгоды от применения цифрового двойника:

- Оптимизация производства. Тестирование неограниченного количества вариантов процессов, визуализация операций, получение прозрачной производственной картины и анализ ситуации.

- Получение обратной связи. Виртуальная сторона собирает данные от физической стороны, воссоздает их, проверяет влияние любых сценариев, включая потенциальные переменные.

Резюмируя можно сказать, что цифровой двойник прокладывает путь к следующему поколению реальности, где сходятся физический и цифровой миры.

===

Комментарий Московского завода тепловой автоматики

Цифровой двойник (Digital Twin) – это программный аналог физического объекта, системы или процесса, воспроизводящий их параметры и поведение. В настоящее время, т.е. в период четвертой промышленной революции цифровой двойник стоит на вершине систем автоматизации. Цепочку управления этими системами можно показать следующим образом: технологическое оборудование – датчик/исполнительный механизм – ПЛК (программируемый логический контроллер) – цифровой двойник. Цифровой двойник не является материальным объектом и входит в состав интеллектуальной системы управления технологическими процессами (ИСУ ТП), взаимодействуя с более низшими уровнями средств автоматизации посредством SCADA, ERP и MES систем.

Хотелось бы подчеркнуть связь цифрового двойника с искусственным интеллектом в разрезе предиктивной аналитики и выставления приоритетов работы системы. В качестве примера приведем проект автоматизации инженерных сетей ГП Калугаоблводоканал, в котором цифровой двойник был разработан для инфраструктуры с региональным охватом. Предиктивный анализ в данном случае заключается в том, что на основе данных, поступающих от многочисленных датчиков трубопроводов, задвижек и насосных станций, сначала в ПЛК, а затем на сервер диспетчеризации, становится возможным предсказать места возможных аварий и соответственно заранее принять превентивные меры к их предотвращению. Выставление же приоритетов касается выбора сценария работы водоканала в зависимости от объема потребления воды, метеоусловий, экологической обстановки, энергопотребления и требуемых экономических показателей.

Дисциплинвэа вот у меня такая "Автоматизация технологических процессов и производств", не могу решить задачку

Ответ у меня получаеься :
А) ввключение через 7 сек
б) не выключается
Спасибоза ппомощь

Аналитическое агентство Maximize Market Research (MMR) опубликовало отчет «Глобальный рынок программируемых логических контроллеров (ПЛК)», в котором делает вывод о том, что рынок ПЛК вырастет с $12,49 млрд в 2022 году до $17,57 млрд к 2029 году при среднегодовом темпе роста в 5%. Приводим основные положения исследования и в конце статьи делимся своими наблюдениями о российском рынке средств автоматизации.

Рыночные тренды

Ожидается, что по крайней мере до 2029 года мировой рынок программируемых логических контроллеров будет в значительной степени расти. Это обусловлено растущим внедрением автоматизации в различных отраслях экономики, таких как автомобилестроение, производство продуктов питания, а также в нефтегазовой промышленности. Спрос на контроллеры с программируемой логикой растет также из-за их гибкости, масштабируемости и экономичности. Предполагается, что нефтегазовая промышленность внесет основной вклад в рост рынка ПЛК из-за растущей в отрасли потребности в системах автоматизации и управления.

Эволюция технологии ПЛК – еще один фактор, стимулирующий рост. Контроллеры становятся все более совершенными, поскольку теперь имеют больший объем памяти, меньшие размеры, используют высокоскоростной (гигабитный) Ethernet и встроенные возможности беспроводной связи. Эти достижения делают контроллеры более эффективными в управлении производственными процессами, тем самым способствуя их внедрению в различных отраслях промышленности. Кроме того, растущий спрос на безопасность в промышленных процессах стимулирует внедрение контроллеров с программируемой логикой в таких критичных приложениях, как системы аварийного отключения и системы противопожарной защиты. ПЛК могут быстро и точно обнаруживать угрозы безопасности и реагировать на них, снижая риск аварий, несчастных случаев и травм на рабочем месте.

Системы ПЛК могут быстро выявлять и исправлять ошибки и инициировать мгновенные ответы без вмешательства человека, сокращая время простоя оборудования и повышая эффективность производства. Отрасли внедряют автоматизированные системы для достижения надежности и получения прибыли, а ПЛК используются для управления производственными процессами, сборочными линиями и роботами.

Пандемия COVID-19 также повлияла на рост рынка ПЛК. Блокировки, введенные правительствами по всему миру, привели к тому, что пострадали многие отрасли, были нарушены цепочки поставок и производственные операции. Вместе с тем пандемия способствовала внедрению таких технологий, как машинное зрение, роботизированные системы и искусственный интеллект для машин с автопилотом, которые, как ожидается, будут способствовать росту автомобильного сектора. Кроме того, растущий спрос на энерго-эффективность и необходимость снижения затрат на электроэнергию стимулируют внедрение ПЛК в самых различных отраслях. Системы ПЛК могут оптимизировать использование энергоресурсов и снизить энергопотребление, тем самым повышая эффективность техпроцессов и снижая затраты.

Рынок программируемых логических контроллеров определяется несколькими факторами, включая повсеместную потребность в автоматизации. Автоматизированные системы уменьшают необходимость вмешательства человека, повышают эффективность процесса и оптимизируют использование ресурсов. ПЛК широко используются в промышленности для управления производственными процессами, сборочными линиями и роботизированными комплексами.

Еще одним драйвером рынка ПЛК является растущий спрос на массовую кастомизацию промышленности. Потребность в персонализированных продуктах сделала производственные процессы более сложными и требующими частых корректировок. Этот спрос на индивидуализацию побудил конечных пользователей к внедрению более гибких систем на базе персональных компьютеров и облачных контроллеров, а не ПЛК. Но традиционных контроллеры по-прежнему остаются популярным выбором благодаря своей масштабируемости, простоте программирования и высокой надежности управления.

Тенденции и возможности рынка

На рынке программируемых логических контроллеров наблюдается несколько тенденций и возможностей, которые, как ожидается, будут определять его рост в ближайшие годы. Одной из основных тенденций является все более широкое внедрение технологий Индустрии 4.0, таких как Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (ИИ) и облачные вычисления. Ожидается, что эти технологии расширят возможности ПЛК и позволят им предлагать более продвинутые функции, такие как профилактическое обслуживание, удаленный мониторинг и анализ данных в реальном времени.

Еще одной тенденцией на рынке является все более широкое внедрение беспроводного оборудования. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с проводными системами, например, относительно низкие затраты на установку, большую гибкость и возможность удаленного мониторинга и управления. Ожидается, что внедрение беспроводных ПЛК будет расти в таких отраслях, как нефтегазовая промышленность, производство электроэнергии, водоснабжение и очистка сточных вод.

На рынке также наблюдается появление гибридных ПЛК, которые сочетают в себе функции обычных ПЛК с функциями контроллеров на базе ПК. Гибридные системы обеспечивают большую гибкость, позволяя конечным пользователям разрабатывать более функциональные приложения и системы управления. Внедрение гибридных ПЛК будет расти в таких отраслях, как производство продуктов питания и напитков, автомобилестроение и фармацевтика.

Ожидается, что растущий спрос на облачные системы ПЛК также откроет значительные возможности роста. Облачные системы предлагают ряд преимуществ, включая удаленный доступ, анализ данных в режиме реального времени и более низкие затраты на обслуживание. Внедрение облачных систем будет расти в таких отраслях, как логистика, транспорт и розничная торговля.

На рынке также наблюдается появление систем ПЛК с открытым исходным кодом, которые предлагают большую гибкость и возможности настройки для конечных пользователей. ПЛК с открытым исходным кодом приобретут популярность в аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности и робототехнике.

Внедрения периферийных вычислений также откроет возможности роста на рынке ПЛК. Пограничные вычисления включают обработку данных ближе к их источнику, что снижает задержку сигнала и позволяет быстрее принимать решения. Ожидается, что системы ПЛК с возможностями периферийных вычислений будут применяться в таких отраслях, как промышленное производство, энергетика и коммунальные услуги.

Проблемы и ограничения рынка

Несмотря на перспективы роста, рынок программируемых логических контроллеров не застрахован от проблем и ограничений, которые могут помешать его росту. Одной из основных проблем на рынке является растущая угроза кибератак. ПЛК уязвимы для кибератак, которые могут поставить под угрозу целостность и конфиденциальность данных, что приведет к сбоям и простоям всей системы. Ожидается, что увеличение кибератак создаст серьезную проблему для роста рынка.

Еще одной проблемой являются высокие первоначальные инвестиции, необходимые для развертывания систем ПЛК. Стоимость приобретения, установки и обслуживания таких систем может быть высокой, особенно для малых и средних предприятий, что ограничит их внедрение в некоторых отраслях и регионах.

На рынке программируемых логических контроллеров также наблюдается нехватка квалифицированного персонала, способного проектировать, устанавливать и обслуживать системы автоматизации. Это может ограничить внедрение ПЛК в отраслях, использующих сложные приложения и системы управления. Предполагается, что нехватка квалифицированного персонала создаст проблему для роста рынка уже в ближайшие годы.

Еще одной проблемой на рынке является возрастающая сложность производственных процессов. По мере их усложнения возрастает потребность в специализированных ПЛК. Это может привести к более высокой стоимости развертывания и обслуживания, тем самым ограничивая внедрение в ряде отраслей, что будет препятствовать росту рынка контроллеров.

Отсутствие стандартизации в системах ПЛК также является сдерживающим фактором. ПЛК производятся несколькими поставщиками, каждый из которых имеет собственный набор спецификаций и функций. Это может затруднить конечным пользователям выбор правильной системы для своих приложений, что приведет к снижению производительности и более высоким затратам на обслуживание.

Кроме того, пандемия COVID-19 также оказала значительное влияние на рост рынка ПЛК. Пандемия нарушила цепочки поставок, что привело к задержкам в доставке компонентов и систем. Пандемия вызвала спад промышленного производства, что также привело к снижению спроса на ПЛК.

Анализ сегментов рынка

Тип контроллеров. Сегментация рынка программируемых логических контроллеров осуществляется на основе типов, которые включают модульные ПЛК, компактные ПЛК, ПЛК, монтируемые в стойку и большие ПЛК. Ожидается, что сегмент модульных ПЛК будет доминировать на рынке с точки зрения доходов из-за их высокой степени внедрения в различных отраслях производства, таких как автомобилестроение, нефтегазовая и химическая промышленности. Модульные ПЛК хорошо масштабируются и обеспечивают большую гибкость, что делает их подходящими для сложных и требовательных к настройке и кастомизации промышленных приложений. Кроме того, ожидается, что сегмент модульных ПЛК выиграет от тенденции Индустрии 4.0 и растущего внедрения Интернета вещей в производство.

В сегменте компактных ПЛК в течение прогнозируемого периода также ожидается значительный рост. Компактные ПЛК предназначены для малых и средних приложений, и они дешевле, чем модульные ПЛК. Спрос на компактные ПЛК будет расти из-за их все более широкого применения в таких отраслях, как производство продуктов питания, упаковка и обработка материалов. Согласно исследованиям, сегмент модульных ПЛК занимал наибольшую долю рынка программируемых логических контроллеров в 2022 году (на графике ниже), в то время как сегмент компактных ПЛК продемонстрирует самый высокий среднегодовой темп роста.

Технологии. Сегментация рынка программируемых логических контроллеров осуществляется на основе технологии, которая включает в себя традиционные ПЛК, ПЛК повышенной безопасности и гибридные ПЛК. Сегмент традиционных ПЛК является наиболее широко используемым типом и применяется в автоматизированных системах управления общего назначения. ПЛК безопасности специально разработаны для критически важных приложений, требующих высокой степени контроля и надежности, и используются в таких отраслях, как атомная энергетика, химическая и аэрокосмическая промышленности. Сегмент гибридных ПЛК представляет собой комбинацию ПЛК общего назначения и ПЛК повышенной безопасности, предлагая преимущества обеих технологий.

Согласно исследованиям, сегмент традиционных ПЛК занимал наибольшую долю рынка в 2020 году благодаря широкому спектру приложений. В течение прогнозируемого периода в сегменте ПЛК безопасности будет наблюдаться значительный рост в связи с растущим вниманием к правилам безопасности на рабочем месте и потребностью более высоких уровней безопасности во множестве отраслей. Ожидается, что сегмент гибридных ПЛК также будет расти в течение прогнозируемого периода, что обусловлено его все более широким их распространением в таких отраслях, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность.

Потребители. Сегментация рынка программируемых логических контроллеров может быть выполнена на основе отраслей экономики, среди которых выделяются автомобильная, энергетическая, химическая и нефтехимическая промышленности, производство продуктов питания, добыча нефти и газа и другие. Ожидается, что среди них автомобильный сегмент будет занимать наибольшую долю рынка ПЛК из-за растущего внедрения в отрасли средств автоматизации. Значительный рост будет в сегменте химического и нефтехимического производства в связи с растущим в этих отраслях спросом на безопасность и автоматизацию процессов.

В сегменте топливной энергетики и производства электроэнергии будет наблюдаться умеренный рост из-за растущего внимания к энерго-эффективности и надежности. Ожидается, что в сегменте производства продуктов питания и напитков также будет наблюдаться значительный рост из-за растущего спроса на автоматизацию в пищевой промышленности и упаковки. В нефтегазовом сегменте будет наблюдаться умеренный рост из-за растущего спроса на безопасность и автоматизацию данной отрасли. В раздел «Другое» входят такие отрасли, как аэрокосмическая промышленность, фармацевтика, водоочистка и очистка сточных вод. Исследования показывают, что автомобильный сегмент занимал наибольшую долю рынка ПЛК в 2020 году, а за ним следовали химический и нефтехимический сегменты.

Региональная аналитика

Азиатско-Тихоокеанский регион. В регионе будет наблюдаться самый высокий рост из-за растущего спроса на автоматизацию в различных отраслях промышленности, например, в автомобилестроении, производстве продуктов питания и напитков, а также в сфере электроники и полупроводников. Географически регион будет доминировать также из-за наличия в нем большого количества производителей. Ключевыми странами региона являются Китай, Япония и Индия. Согласно исследованиям, в 2021 году на Азиатско-Тихоокеанский регион приходилось примерно 33,8% мирового рынка ПЛК.

Северная Америка. Рынок ПЛК в Северной Америке будет занимать наибольшую долю в течение прогнозируемого периода благодаря присутствию в регионе крупных игроков, таких как Rockwell Automation, Honeywell International и Schneider Electric. Соединенные Штаты являются ключевой страной в регионе, на которую приходится большая доля рынка. Согласно исследованиям, в 2021 году на Северную Америку приходилось примерно 28,4% мирового рынка ПЛК.

Европа. На европейском рынке будет наблюдаться значительный рост в связи с растущим спросом на системы автоматизации и безопасности в таких отраслях как автомобильная, нефтегазовая, химическая и нефтехимическая промышленность. Ключевые страны региона включают Германию, Францию и Великобританию. Исследования показывают, что в 2021 году на долю Европы приходилось примерно 26,9% мирового рынка ПЛК.

Южная Америка. Южноамериканский рынок будет демонстрировать умеренный рост в следствие растущего внедрения автоматизации в различных отраслях экономики, в первую очередь в нефтегазовой и горнодобывающей промышленности. Бразилия и Аргентина являются ключевыми странами региона. Согласно исследованиям, в 2021 году на Южную Америку приходилось примерно 5,6% мирового рынка ПЛК.

Ближний Восток и Африка. На этом рынке будет наблюдаться умеренный рост из-за растущего спроса на системы автоматизации и безопасности в нефтегазовой отрасли. Ключевые страны региона включают Саудовскую Аравию, ОАЭ и Катар. Исследования показывают, что в 2021 году на Ближний Восток и Африку приходилось примерно 5,3% мирового рынка ПЛК.

Региональное распределение глобального рынка ПЛК в 2022 году:

Ключевые игроки рынка ПЛК:

• Siemens AG

• Rockwell Automation Inc.

• ABB Ltd.

• Mitsubishi Electric Corporation

• Schneider Electric SE

• General Electric Company

• Honeywell International Inc.

• Bosch Rexroth AG

• Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

• Panasonic Corporation

• Omron Corporation

• Eaton Corporation PLC

• Emerson Electric Co.

• Hitachi, Ltd.

• Toshiba Corporation

• Delta Electronics Inc.

• Yokogawa Electric Corporation

• Fuji Electric Co., Ltd.

• WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

• IDEC Corporation

• Danfoss A/S

• B&R Industrial Automation GmbH

• IDEMIA France SAS

• Advantech Co. Ltd.

• Yaskawa Electric Corporation

Краткие выводы в виде вопросов и ответов:

1. Каковы драйверы роста рынка ПЛК?

Ответ: Драйверы роста рынка программируемых логических контроллеров включают в себя все более широкое внедрение Индустрии 4.0, рост спроса на автоматизацию и потребность в эффективных производственных процессах.

2. Что является основным препятствием для роста рынка ПЛК?

Ответ: Основным сдерживающим фактором для роста рынка программируемых логических контроллеров является растущее внедрение альтернативных систем управления, таких как облачные контроллеры и контроллеры на базе ПК, особенно в отраслях, требующих частых корректировок или настройки продуктов.

3. Какой регион будет лидировать на мировом рынке ПЛК?

Ответ: Ожидается, что в течение исследуемого периода времени Азиатско-Тихоокеанский регион будет лидировать на мировом рынке программируемых логических контроллеров.

4. Каков прогнозируемый размер рынка и темпы роста рынка ПЛК?

Ответ: Размер рынка программируемых логических контроллеров оценивался в $12,49 млрд в 2022 году, ожидается, что его объем будет расти в среднем на 5% в период с 2022 по 2029 год и достигнет $17,57 млрд.

====

Комментарий Московского завода тепловой автоматики (МЗТА) о состоянии российского рынка ПЛК

Отечественный рынок испытывает, пожалуй, самые серьезные изменения за весь период своего существования. Связано это с уходом из России большинства иностранных производителей, и, соответственно, с увеличением спроса на российские разработки и продукцию вендоров, которые не зависят от влияния нерыночных факторов. Стоит ожидать и сужение возможностей для экспорта российских продуктов за рубеж.

Потребители будут отдавать предпочтение ПО автоматизации и диспетчеризации, созданному на основе открытого исходного кода, как наиболее защищенного от возможных ограничений поставок и обновлении версий со стороны иностранных разработчиков.

На российском рынке работают более двух десятков производителей индустриальных контроллеров и ПО автоматизации, многие из которых концентрируются на определенной отраслевой нише – энергетике, промышленной автоматике, станкостроении, робототехнике, безопасности, оборонной промышленности, сегменте критически важной инфраструктуры и т.д.

Среди российских производителей преимущество получат те, кто производит как аппаратную часть, так и программное обеспечение, предлагая тем самым заказчику комплексные решения, что позволяет ему не зависеть от нескольких поставщиков и не производить в одном проекте отладку различных продуктов.

Для российских производителей ПЛК наиболее остро будет стоять вопрос поставки процессоров и комплектующих. Преимущество получат компании, которые смогут создать существенный запас компонентов и расходных материалов, а также организуют альтернативные пути их закупок и/или смогут перейти на продукты отечественного производства. В любом случае произойдет увеличение себестоимости производимого оборудования.

Журнал «Control Engineering» провел опрос специалистов в области автоматизации и поделился своими результатами. В исследовании «Как применять контроллеры» дается анализ мнений проектировщиков, закупщиков и эксплуатантов систем, в составе которых используются промышленные контроллеры и программное обеспечение АСУ ТП. Нас, как производителей ПЛК и SCADA-систем заинтересовали данные о том, какие аппаратные и программные средства применяются заказчиками в наибольшей степени и в каких отраслях экономики используются. Делимся аналитическими наработками уважаемого издания и в конце приводим свой срез потребителей продуктов МЗТА.

Ответы на вопрос: «Какие из следующих продуктов или систем вы используете?»

Здесь и далее респондентам предлагалось дать несколько вариантов ответов (сумма более 100%) за период закупок и эксплуатации, охватывающий последние 6 месяцев.

Наименование продуктов и систем

Системы управления, HMI, PLC, PAC, DCS, одноконтурные контроллеры или контроллеры на базе ПК - 89%
SCADA, системы управления аварийными сигналами или сбора данных - 64%
Двигатели, приводы, исполнительные механизмы - 63%
Проводная или беспроводная сеть (коммутаторы, маршрутизаторы), системы ввода-вывода - 63%
Техпроцессы, машинное зрение, датчики, усилители, реле, таймеры, RF-метки, штрих-коды - 59 %
ПК, микрокомпьютеры, мобильные устройства, компьютерная периферия - 54 %
Насосы, клапаны, позиционеры - 54 %
Системы управления движением и робототехника - 49 %
Системы распределения электроэнергии, защита электропитания, шкафы автоматики - 45 %
Безопасность технологических процессов - 44 %
Аналитические приборы, испытательное или калибровочное оборудование - 41 %
Проектирование, аналитика, PLM, ERP, MES, пакетная обработка, SCM или интернет вещей - 40 %

«Какие программируемые логические контроллеры вы приобрели или использовали?»

Вид программируемого контроллера

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) - 73 %
Оборудование человеко-машинного интерфейса (HMI) - 61 %
Промышленные ПК (IPC) - 41 %
Привод для управления движением - 32 %
Программируемые контроллеры автоматизации (PAC) - 31%
Контроллеры уровня платы/встроенные - 19 %
Распределенная система управления (РСУ) - 19 %
Контуры управления - 16 %
Программный (виртуальный) контроллер - 15 %
Пограничные компьютеры - 14 %
Контроллер или система машинного зрения - 14 %
Контроллер или модуль на базе чипа - 10 %

«Какие приложения для ПЛК вы использовали?»

Вид приложения

Непрерывный контроль процессов - 57 %
Управление оборудованием - 57 %
Разработка человеко-машинного интерфейса (HMI) - 54 %
Обработка сигналов тревог - 49 %
Мониторинг - 40 %
SCADA - 40 %
Приложения для программирования/тестирования - 37 %
Удаленное наблюдение - 37 %
Диагностика - 36 %
Безопасность - 35 %
Другое дискретное управление - 34 %
Пакетный контроль - 31 %
Управление архивными данными - 30 %
Мониторинг энергоресурсов - 29 %
Контроль доступа - 25 %
Управление движением - 24 %
Робототехника - 23 %
Формирование отчетов - 22 %
Аналитика/оптимизация активов - 19 %
Адаптивное управление - 16 %
Система управления производством (MES) - 16 %
Моделирование - 16 %
Профилактическое техобслуживание - 15 %
Облачные данные - 14 %
Удаленный терминал (RTU) - 14 %
ИИ, машинное обучение - 10 %
Моделирование - 10 %
Виртуализация - 9 %
Параллельная обработка/поддержка многоядерности - 7%
Другое - 1 %

Какую сферу экономики вы представляете?

Сфера экономики / Количество ответов

Пищевая промышленность, напитки, табак - 11
КИП, испытания, измерения, медоборудование - 11
Системная интеграция, консалтинг - 10
Механизмы, аппараты, технологическое оборудование - 7
Прочее - 7
Химическая промышленность - 4
Нефтегазовый сектор - 4
Автомобильная и транспортная техника - 3
Аэрокосмическая промышленность, оборона - 3
Металлообработка - 3
Добыча ископаемых - 3
Инжиниринг объектов, техобслуживание - 3
Полимеры, пластмасса, резина - 3
ЖКХ (электричество, газ, вода, канализация, связь) - 2
Электрооборудование, приборы, компоненты - 2
Древесина, бумага, полиграфия - 1
Правительство, армия - 1
Фармацевтика - 1
Текстиль, одежда - 1
Сельское хозяйство - 1
Распределительные центры, склады - 1
Медицинские учреждения - 1
Информация, обработка данных, ПО - 1
Металлургия - 1
Другое - 6

Приводим другие данные опроса, показавшиеся нам интересными:

- При использовании промышленных контроллеров 54 % респондентов согласны с тем, что они лучше интегрируются с контроллерами и устройствами других поставщиков, чем это было ранее.

- Только 8% респондентов знают, что приложение промышленного контроллера может являться причиной нарушения кибербезопасности их организации, а 79% сообщают, что вообще не видят в приложениях контроллеров потенциальных проблем. В качестве альтернативы, 17% респондентов считают, что применение промышленного контроллера помогло предотвратить взлом системы.

- 39% респондентов обычно покупают программное обеспечение, интегрированное с аппаратным обеспечением контроллера; 28% всегда покупают программное обеспечение, интегрированное с оборудованием, а треть всегда или обычно покупают их отдельно друг от друга.

- 69 % респондентов не ограничиваются определенными поставщиками или типами контроллеров при покупке промышленных контроллеров.

- В целом контроллеры должны иметь более простое в использовании программное обеспечение и быть проще в программировании.

Как и обещали приводим укрупненные данные по использованию продуктов МЗТА. Основными сферами применения наших контроллеров и систем диспетчеризации являются: теплоснабжение, вентиляция и кондиционирование, водоснабжение и водоотведение, электроснабжение и освещение, контроль доступа и видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализация, а также сбор, конвертация, передача данных и учет энергоресурсов.

Приводим статью Алекса Кеннеди – инженера по системам управления, опубликованную в журнале Control Engineering, в которой даются рекомендации по взаимодействию программиста ПЛК с коллегами на стороне заказчика. Согласны с мнением автора и с удовольствием делимся этим опытом, а в конце материала на основе своего опыта разработки ПО даем дополнительный совет.

Хороший программист программируемых логических контроллеров должен всегда помнить о конечном пользователе и писать понятный и пригодный для использования в будущем код. Это облегчит жизнь как программисту, так и клиенту.

1. Внедряйте модульные системы

В модульной системе ПЛК можно использовать несколько дополнительных модулей, что обеспечит общую гибкость. Модульная система ПЛК также предлагает масштабируемость, возможность размещения большего количества устройств ввода-вывода, более простое устранение неполадок и создание более удобной системы в целом, в частности из-за того, что модули можно легко заменять.

Программы ПЛК должны быть организованы осмысленно, например, путем выделения функционала каждого из устройств и применения структуры, которую легко понять и перенастроить. При использовании модульной структуры программист может вносить изменения во все устройства одного типа, а не делать изменения в каждом отдельном модуле. Сохранение модульности кода также позволяет всем сторонам понять, кто несет ответственность за каждый раздел кода.

2. Структурируйте код, как указано клиентом

Программист анализирует спецификации конечного пользователя и разрабатывает стандарт кода. Это дает группам технического обслуживания и вспомогательному персоналу стандартную компоновку с тем, чтобы они могли легко поддерживать работоспособность оборудования.

Конечный пользователь должен указать среду программирования ПЛК, чтобы она соответствовала типу оборудования на объекте, обеспечивая правильную работу всех функций. На этапе разработки проекта программист должен использовать любые стандартные блоки кода или другой код, который уже был разработан для существующих интерфейсов. Хотя программисту может потребоваться немного больше времени для освоения блоков кода, это в конечном счете даст положительный результат, поскольку персоналу конечного пользователя будет проще продолжить работу с прежним кодом, чем осваивать новый интерфейс.

3. «Правильный» язык не всегда является «лучшим» языком

Программисты не всегда должны использовать «лучший» язык для приложения. Они нужно следовать тому, что говорит конечный пользователь. Как упоминалось выше, команда заказчика будет ежедневно обращаться с оборудованием и, если они не знакомы с используемым языком программирования, то не смогут его в нужной степени поддерживать и программист получит звонок в 2 часа ночи, когда оборудование выйдет из строя.

Языки IEC 61131 являются единственными языками, обычно используемыми в производственных условиях. Разные производители могут иметь собственный языковой бренд, но все они в основном одинаковы. Одно отличие касается конкретных функций, например, процедуры поиска или сортировки. Процедура поиска или сортировки с циклами «для» (for) или «пока» (while) не так проста в использовании в релейной логике по сравнению с языком более высокого уровня, таким как, например, язык структурированного управления (SCL – Standard Control Language). Там, где код может занимать всего несколько строк в SCL, для выполнения той же функции в релейной логике может потребоваться от 10 до 15 строк.

4. Понимание потребностей обработки данных

Какая обработка данных будет производиться в ячейке? Если системе требуется система управления производством (MES – manufacturing execution system), но ее нет, это создает огромную нагрузку на ПЛК для хранения и управления данными. Эти функции должен выполнять внешний компьютер.

Если у пользователя есть системы управления объектами, основным средством анализа этих данных должен быть ПК, а не ПЛК. Если процедуры поиска часто прерываются или они сопряжены с высокой нагрузкой, то они могут увеличить время сканирования, в результате чего можно пропустить сигналы от датчиков. Такие ситуации могут сильно повлиять на работу ПЛК.

5. Убедитесь, что код хорошо прокомментирован

Очевидно, что программист понимает все детали и тонкости кода, когда код пишется. Но код уже не будет так свеж в памяти, когда специалиста вызовут для устранения неполадок на объекте через несколько недель или месяцев. Если в коде есть разделы, выходящие за рамки обычных, дополнительные комментарии помогут следующему программисту понять, почему код выглядит не так, как ожидалось. Отсутствие описаний может помешать будущим программистам вносить изменения и исправления.

6. Стандартизируйте сообщения об ошибках

При программировании системы убедитесь, что все сообщения об ошибках являются стандартными для устройств одного типа. Если датчик может выйти из строя определенным образом, убедитесь, что данная неисправность сконфигурирована одинаково для всех датчиков этой системы. Точно так же другие устройства, подключенные к ПЛК, будут иметь схожие режимы отказа. Спросите конечного пользователя, с какими режимами отказа он столкнулся и запланируйте действия в таких же непредвиденных ситуациях.

7. Сопоставьте программную среду с брендом ПЛК

Чтобы обеспечить максимальную стабильность и избежать непредвиденных проблем, по возможности используйте среду, рекомендованную производителем ПЛК. Это позволит сделать код и работу с приложением максимально удобным и, если так можно выразиться, бесшовным.

===

Дополнительный совет от МЗТА: используйте специализированные библиотеки для автоматизации технологических узлов

Такие среды программирования, как CODESYS, имеют библиотеки, содержащие достаточно простые функциональные элементы, которые программист использует для создания программ управления. К примеру, система диспетчеризации котельной требует множества таких элементов. Задача программирования для однотипных объектов будет трудоемкой, а тиражирование ПО – достаточно сложным.

Поэтому разработайте свои специализированные библиотеки укрупненных блоков с выверенным кодом. Эти библиотеки могут содержать элементы автоматизации технологических узлов, таких как регулирующие и электромагнитные клапаны, задвижки, заслонки, одиночные насосы и насосные группы прямого пуска и с регуляторами преобразователей частоты и т.п. В итоге вы получите радикальное сокращение трудозатрат на автоматизацию при одновременном увеличении надежности системы.

===

В качестве обобщающего совета: помните о конечном пользователе на протяжении всего процесса программирования и следуйте указанным выше простым советам для повышения эффективности, стабильности и удобства работы.