Automation Reviewua.automation.com/ar/3/files/assets/common/downloads/AR3_Final1… · инфраструктуры АСУ ТП. Благодаря «выросше-му разрешению»,

Интервью с

Automation ReviewМ

АРТ

201

6

http://ua.automation.com

ЭВОЛЮЦИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

АНАЛИТИКА БОЛЬШИХ ДАННЫХ

ОПТИМИЗИРУЕМ БУДУЩЕЕ, ОПИРАЯСЬ НА ПРОШЛОЕ

СОВРЕМЕННАЯ ГРАФИКА РСУ. ЭКРАНЫ ПЕРВОГО УРОВНЯ

СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ УМНОГО ДОМА НА ОСНОВЕ РАДИОКАНАЛА

FL MGUARD – ЗАЩИТНЫЙМАРШРУТИЗАТОР ОТ PHOENIX CONTACT

ТРИПОД EXPT – МАНИПУЛЯТОР ВЫCШЕЙ КАТЕГОРИИ

РЕЦЕПТЫ БИЗНЕСА АББ В УКРАИНЕ

http://ua.automation.com/


AutomAtion Review №1/2016 2

СОДЕРЖАНИЕ

Automation Review

10 СОВРЕМЕННАЯ ГРАФИКА РСУ. ЭКРАНЫ ПЕРВОГО УРОВНЯРоберт Аллен

Экраны первого уровня нельзя настраивать по единому образцу для всех. То, что сработает для операторов в одной компании, может не срабо-тать для других. Задачей является найти баланс, который не просто даст оператору обзор того, что происходит на предприятии, но и сделает это с максимальным смыслом.

13 ЭВОЛЮЦИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИСолиман аль-Валаи

Беспроводные технологии – важная составляю-щая мира промышленной автоматизации. Они быстро распространяются в различных отраслях промышленности благодаря своей ценовой эф-фективности, скорости внедрения, надежности и гибкости.

18 FL MGUARD – ЗАЩИТНЫЙ МАРШРУТИЗАТОР ОТ PHOENIX CONTACTИнго Хильгенкамп

В настоящее время большое внимание уделя-ется проблеме кибербезопасности и ее оптими-зации. Однако немногие предприятия имеют четкое представление даже о типах опасностей, от которых им следует себя защитить. Выпустив новые защитные маршрутизаторы FL MGuard моделей RS2005 и RS4004, компания Phoenix Contact предлагает новые устройства с инно-вационными функциями, которые позволяют эффективно защитить сеть от многих видов атак.

22 ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕДэвид Перриш

Все больше потребителей в развитых стра-нах хотят покупать индивидуализированные продукты. С другой стороны, производители находятся под постоянным давлением вести массовое производство с минимальной себесто-имостью. Один из способов объединить эти два противоречащих друг другу тренда – интеграция бизнес- и производственных систем с системами автоматизации.

24 РЕЦЕПТЫ БИЗНЕСА АББ В УКРАИНЕЯн Шмиголь

О компании AББ, мировом лидере в области электротехники и промышленной автоматиза-ции, об особенностях ведения бизнеса в нашей стране, о непростом 2015 годе и ожиданиях от 2016 года издание Automation Review беседует с Дмитрием Ждановым, директором ООО «АББ Лтд.».

29 ТРИПОД EXPT –МАНИПУЛЯТОР ВЫСШЕЙ КАТЕГОРИИПо материалам Festo

Задачи автоматизации перекладки и манипу-лирования небольших и средних объектов в настоящее время становятся все более и более актуальными. Такие локальные задачи автома-тизации, как укладка продукции в индивидуаль-ной упаковке в групповую, вложение картонных прокладок между слоями, установка дополни-тельных клапанов или дозаторов на упаковку и

СТАТЬЯ НОМЕРА

5 ОПТИМИЗИРУЕМ БУДУЩЕЕ, ОПИРАЯСЬ НА ПРОШЛОЕЛиндси Финк и Деннис Нэш

Исторические архивы данных (ИАД) на пред-приятиях существенно эволюционировали за последние несколько десятков лет. С момента появления в 80-х, ИАД превратились из просто-го репозитория производственных данных в настоящую сокровищницу для бизнес- и опера-ционной аналитики.


Automation Review

ОСНОВАТЕЛЬ И ИЗДАТЕЛЬООО «ЭЙ ЭМ СИ УКРАИНА»

РЕДАКЦИЯ

Главный редактор Петр Арцибахов

РедакторыВладимир Смирнов

Олег Мироненко

Реклама и маркетингОлег Николаев

[email protected]

ДизайнОльга Лукьянова

[email protected]

Рукописи не рецензируются и не возвращаются.

Перепечатка материалов допускается только с письменного разрешения

редакции. Редакция не несет ответственности за содержание

рекламных материалов. Редакция не всегда разделяет мнение авторов.

e-mail: [email protected]тел.: +38 (044) 384 09 97

Об Automation Review:

Электронный журнал Automation Review предназначен для професси-оналов в области автоматизации и электротехники: технических дирек-торов, руководителей и экспертов в

области КИПиА и электротехники.

Automation Review публикует экс-пертные и аналитические материа-лы, интервью с экспертами отрасли,

новости и другую информацию.

СОДЕРЖАНИЕ

т.д., требуют интеллектуальных, производитель-ных и адаптивных систем перемещения с функ-циями робототехники. Таким универсальным манипулятором для широкого круга задач, в том числе и в упаковочной промышленности, явля-ется манипулятор Трипод EXPT от Festo. Постро-енный по принципу параллельной кинематики, Трипод способен осуществлять перекладку изде-лий до 5 кг с высокой производительностью.

33 АНАЛИТИКА БОЛЬШИХ ДАННЫХМэтью Литтлфильд

Я обычно сравниваю сегодняшнюю шумиху, окружающую промышленный интернет вещей (ПИТ), с пузырем «доткомов» 15 лет назад. И хотя краткосрочные ожидания тогда намного превысили краткосрочные приобретения, никто не может отрицать стратегическую трансформа-ционную мощь интернета. ПИТ, возможно, не принесет драматических изменений в 2016 г., но в 2020 или 2025, когда мы все оглянемся назад, чтобы оценить пройденный путь, скорее всего поймем, что революция свершилась именно в 2016.

36 СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ УМНОГО ДОМА НА ОСНОВЕ

РАДИОКАНАЛАОлег Иванин

Умный дом – это комплекс технических устройств, аппаратных и программных реше-ний, направленных на обеспечение безопас-ности, комфорта и уюта в зданиях, предназна-ченных для проживания человека. Основная классификация систем умного дома включает в себя таковые на базе проводных технологий и на основе радиоканала. В статье приводится их сравнительная характеристика.


mailto:[email protected]



Уважаемые дамы и господа, коллеги!

Предлагаем вашему вниманию новый выпуск электрон-ного журнала Automation Review. Благодарим вас за внимание к нашему проекту.

Мы приготовили для вас новую порцию интересных материалов отечественных и зарубежных авторов. Мы продолжим рассказ о применении беспроводных технологий в автоматизации производства, о разра-ботке дизайна HMI, а также об использовании истори-ческих архивов производственных данных. Из выпуска вы узнаете об очередных современных решениях таких производителей, как Festo и Phonenix Contact, а в ин-тервью с генеральным директором офиса АББ в Украи-не внимательный читатель найдет немало рецептов успешного ведения бизнеса. Также мы публикуем ста-тьи, посвященные средствам автоматизации «умных домов» и перспективам использования технологий «больших данных» на крупных промышленных предпри-ятиях.

Желаем приятного и познавательного чтения и до встречи в следующем выпуске Automation Review!

Ян Шмиголь

ИздательAutomation ReviewChannelForIT Review

http://ua.automation.com/resources-tools/multimedia-library

http://channel4it.com/c4it_review.html


Исторические архивы данных могли быть нужными в силу регуляторных требований или как резервное храни-

лище данных и изначально рассматривались многими как статья расходов и нечто, имею-щее очень ограниченную ценность. СХД были дорогими, поэтому объем данных был ограни-ченным. Впрочем, этот подход изменялся по мере того, как цена хранения данных падала, а ценность аналитики росла.

Во времена возникновения ИАД специалисты АСУ ТП в централизованном зале управления, как правило, активно мониторили большой объем данных, имеющих «немедленную ценность». Лучшей практикой в то время считалось постоянно монито-рить изменения в работе предприятия с помощью простых бумажных логгеров данных. Эти «косми-ческие» технологии серьезно ограничи-вали эффективность персонала, поскольку их осведомленность о проблемах на про-изводстве ограничи-валась информацией, разбросанной по разрозненным рулонам бумаги. Анализ эффек-тивности различных контуров управления был очень затратным по времени. А сверхуси-лия, необходимые для оценки эффективности взаимодействия между различными контура-ми, делали этот анализ совершенно бесполез-ным. К счастью, ИАД исправил эту ситуацию.

Сегодня ИАД – ключ к владению критически важной для бизнеса информацией о произ-водительности предприятия. Когда-то ИАД собирали данные с частотой от 1 до 5 минут. Сегодня эти интервалы составляют доли се-кунд для различных процессов, происходящих в самых различных частях предприятия и инфраструктуры АСУ ТП. Благодаря «выросше-му разрешению», или детализации, персонал теперь может анализировать ранее скрытые недостатки в работе систем. А грамотный персонал может многое обнаружить, анализи-руя прошлые записи, для того чтобы избежать простоев в будущем и повысить эффектив-ность производства.

Объемы доступных теперь данных поражают. В ИАД и других базах данных теперь столько данных, что они стали основной движущей силой бума промышленного интернета вещей (ПИВ). Согласно данным IDC Research, эта дви-жущая сила нарастает в прогрессии – в дека-бре 2014 года IDC предсказала, что вселенная ПИВ достигнет объема в 3 триллиона гигабай-

Исторические архивы данных (ИАД) на предприятиях существенно эволюциони-ровали за последние несколько десятков лет. С момента появления в 80-х, ИАД превратились из простого репозитория производственных данных в настоящую сокровищницу для бизнес- и операционной аналитики.

ОПТИМИЗИРУЕМ

БУДУЩЕЕ, ОПИРАЯСЬ

НА ПРОШЛОЕ

Рис. 1. Подобно технологиям предиктивной аналитики, решения CLPM активно мониторят работу основных производственных ресурсов и яв-ляются регуляторно-управляющими системами предприятия. Будучи частью революции ПИВ, эти решения фокусируются на улучшении опера-

ционных процессов на уровне цеха

Линдси Финк и Деннис Нэш


тов уже к 2020 г. Это в 10 раз больше показате-лей четырехлетней давности. Этот быстрый рост объемов данных объясняется преимуще-ственно снижением цен на датчики и СХД. И эти цены будут падать и дальше – как будет расти скорость генерации новых данных. Так что сегодня промышленные предприятия име-ют доступ к более финансово оправданным средствам сбора и хранения данных.

Требуется помощь: возможности ПИВ

Хотя объемы данных, доступных сегодня для анализа, поражают, вычислительные возмож-ности компьютеров, а также программные решения для бизнес-аналитики не отстают в развитии. Так же, как и ИАД, вычислительные возможности эволюционировали и с точки зрения финансовых затрат, и возможностей. Стоимость хранения единицы информации продолжает стремительно уменьшаться, а скорость обработки – стремительно расти. В 1980 году 1 Мб памяти стоил десятки тысяч долларов, а сегодня 32 Гб флеш-накопитель бу-дет стоить меньше $10. Микропроцессор Intel 8088, выпущенный в начале 80-х гг. мог обра-батывать до 330 тыс. инструкций за цикл. Про-цессоры Pentium III, выпущенные в 1999 году, могли обрабатывать уже более 2 млн инструк-ций. Процессоры сегодняшнего дня быстрее на порядки. Уже эти два фактора очень сильно ускорили драматические изменения в сцена-риях использования ИАД в промышленности.

ПО также выиграло в результате постоянной эволюции ИТ, в т. ч. достижений в области многопоточных вычислений. Достаточно вспомнить о динамической кластеризации, алгоритмах машинного обучения, которые гиганты промышленной автоматизации при-меняют на основе сверхсложных технологий предиктивной аналитики. На основе исполь-зования ИАД, стало возможным находить вир-туальные отпечатки прошедших событий –

как нормальных, так и чрезвычайных. В при-менении к текущим процессам, эта комплекс-ная аналитика позволяет предсказывать отка-зы и избегать излишних затрат, связанных с незапланированными отказами. Применение этих технологий в аспекте больших данных и аналитики существенно повышает время доступности оборудования.

Безусловно, ПИВ и перспективы улучшенной опера-ционной аналити-ки заняли ведущее место в заголовках публикаций и умах. Однако ос-новное внимание уделяется влиянию ПИВ на цепочки поставщиков, а не на улучшение операционных процессов цехового уровня.

Ценность ПИВ заключается в исчерпывающем доступе к информации и эффективной совместимо-сти информационных систем. По оценке McKinsey & Company, общая ценность среды ПИВ достигнет $11.1 трлн к 2025. Затраты на оптимизацию промышленных операций и оборудования за это же время достигнут $3.7 трлн. В свете этих огромных планов растут и ожидания того, что ПИВ и ИАД создадут до-полнительные преимущества и для текущей операционной деятельности. В особенности инженерному персоналу требуются инстру-менты, которые позволят использовать ИАД в локальных масштабах для получения име-ющей практическую ценность аналитики, поддерживающей безопасную и прибыльную операционную деятельность.

Перспектива с точки зрения предприятия

Решения по мониторингу эффективности кон-туров управления (Control loop performance monitoring или CLPM) появились в самом на-чале этого тысячелетия. Они обещали сделать возможным в режиме реального времени и в рамках всего предприятия анализ эффектив-ности ПИД-контуров управления на основе до-ступа к данным из ИАД. Улучшенная осведом-ленность о регуляторном уровне управления дополняет другие надзорные возможности управления. Изначально снабженные набо-ром ключевых показателей эффективности (KPIs), решения CLPM позволяют производ-ственному персоналу проактивно реагировать

ЭКСПЕРТИЗА

Рис. 2. Залипание (клапанов) широко признано самой распространенной проблемой, влияющей на эффективность контуров управления. Сегод-няшние решения CLPM позволяют идентифицировать эту проблему и ко-

личественно оценить ее влияние


на изменения, влияющие на эффективность отдельных контуров управления, отдельных единиц оборудования или даже всего произ-водства. Эффективность этих ранних решений сильно зависела от доступа к производствен-ным данным в «высоком разрешении». Без этого условия решения CLPM оказывались ограниченными в своей способности точно оценивать факторы, влияющие на производ-ство в целом и на управление в особенности.

«Залипание», статическое трение, которое необходимо преодолеть для начала движе-ния физических объектов, является главной механической проблемой инженеров АСУ ТП. Связана ли она с клапаном, задвижкой или другим конечным элементом управления (final control element или FCE), эта проблема препятствует эффективному управлению про-цессом. FCE под влиянием залипания не мо-жет эффективно реагировать на изменения в процессных переменных контура управления. Реакция становится возможной, зачастую, при применении избыточного усилия.

Хотя дополнительное усилие позволяет FCE преодолеть статическое трение, добавление усилия, как правило, переводит процесс в цикл, который требует повторных реакций от FCE и приводит к повышенному износу про-цессного оборудования. Ранние решения CLPM занимались поиском таких ситуаций, однако им часто не хватало «разрешения» для выде-ления ключевых признаков или получения дополнительной информации.

Важно не только определить факт «залипа-ния», но и измерить его. С доступом к данным с высоким разрешением большинство реше-ний CLPM теперь могут обнаружить непра-вильно действующие FCE, а также измерить величину «залипания». Комбинация этих двух наборов данных позволяет производствен-ному персоналу оценивать реальный эффект «залипания» для управления процессами и производительность предприятия. Кроме того, он позволяет персоналу правильно расста-вить приоритеты в использовании всегда ограниченных ресурсов при устранении этих механических ошибок.

Как и в случае с предиктивной аналитикой и другими продвинутыми технологиями аналитики, решения CLPM много приобрели благодаря росту ресурсов, хранящихся в ИАД. Благодаря добавлению статистических корре-ляций и функций анализа взаимодействий, а также доступу к данным в «высоком разреше-нии», ценность решений CLPM поднялась от простого задания мониторинга эффективно-сти отдельных контуров управления до более

значимой задачи оптимизации процессов в масштабах всего предприятия. И многие из возможностей оптимизации имеют свои корни как раз в обычных событиях различных процессов.

Фиксация обычных событий

Внимательное изучение содержимого ИАД открыло новые источники ценных данных в виде обычных событий контуров управления. Изменения контрольных точек среди бесчис-ленных и вроде бы обычных событий, запи-сываемых ИАД, изменения в уставках, или ручные изменения выходных данных – любые эти события приводят к изменениям в выходе соответствующих ПИД-контуров, и встречают-ся они довольно часто. На типичном предпри-ятии могут происходить сотни, а то и тысячи подобных событий каждый день. Подобно стресс-тестированию во время настройки ПИД-контура, уставки могут обеспечить ин-формацию, необходимую для моделирования динамики контура и генерации параметров настройки.

Способность автоматически фиксировать и моделировать ручные изменения выхода с помощью исторических процессных данных впервые появилась в 2005 году. Везде, где воз-можно, функция применяла традиционные процедуры моделирования процессов и на-стройки ПИД-контроллеров. По мере изоляции ручных изменений выхода, решения CLPM оказывались способны установить динами-ческую связь между выходом контроллера контура и процессной переменной. Смоде-лированное отношение затем могло быть использовано для вычисления модели перво-го уровня. Впрочем, колеблющиеся условия процессов, обычные для процессов промыш-ленного производства, как правило, ограничи-вали эффективность функции.

Как и большинство ПО для управления тех времен, ранние решения CLPM с функцией активного моделирования сталкивались со сложностями при точном определении силь-но варьирующихся условий процессов. Неу-стойчивое поведение было – и остается по сей день – характерной чертой данных, порож-даемых системами промышленного управле-ния. Хотя ИАД уже содержали необходимые детали, инновации в моделировании неста-бильных состояний (NSS-modelling), которые окончательно разрешили данную проблему, пришли на рынок промышленной автомати-зации только к 2008 году. И еще четыре года понадобилось на их включение в платформы CLPM.



Преодоление исторических вызовов

Данные высокого разрешения из ИАД повыси-ли точность математической модели, однако традиционные технологии настройки кон-троллера по-прежнему требуют стабильного состояния в начале проверки на любом этапе. Стабильное состояние обеспечивает известное условие, с помощью которого можно устано-вить модельные параметры первого порядка. Автоматизированная процедура оптимизации затем может позволить выделить модель, которая наиболее точно отражает подлинную динамику процесса. Без такого стабильного состояния, однако, ПО моделирования и на-стройки постоянно давали сбои. Не существо-вало определенного состояния, на котором можно было бы основать модельные параме-тры.

При рассмотрении вопроса со стоимостью учитывайте роль ИАД в сохранении данных, используемых в настройке контура и оптими-зации процесса. В руководстве 2001 года, оза-главленном «Инвестируйте в управление —получайте прибыль», представившая его ор-ганизация Carbon Trust (www.carbontrust.com) указала, что регулярное повторение процесса настройки контроллера дает прибавку в про-изводительности в 2-5% и до 5-10% прибавки в прибыли. Для средних размеров электростан-ции это может означать до $2 млн прибавки к обороту. Для типичного химического предпри-


ятия – до $5 млн. Из-за огромного разнообра-зия производственных процессов, требующих настройки и включающих нестабильные со-стояния, базовые требования к данным нельзя было соблюсти до появления моделирования нестабильных состояний, которое установило новые стандарты.

Оно устранило необходимость в стабильности состояний и открыло новые возможности на-стройки контуров и оптимизации процессов. Вне зависимости от того, попали ли данные в ИАД из открытого или закрытого контура и какова природа процесса, моделирование не-стабильных состояний надежно обеспечивает параметры настройки, повышающие произ-водительность. На еще более базовом уровне моделирование нестабильных состояний раз-решило проблему, беспокоившую многих.

Подчиняя себе инновации

CLPM-решения в комбина-ции с NSS-моделированием дают производителям выго-ду бесконечных возможно-стей оптимизации практи-чески в режиме реального времени, на основе данных из ИАД. Эвристика в ПО автоматически устраняет данные из ИАД, вызванные различного рода возму-щениями, и большинство ежедневных изменений уставок совершаются в ходе автоматического моделиро-вания. По мере улучшения технологий многозадачных приложений, решения CLPM становятся способ-ны легко анализировать изменения тысяч уставок и генерировать тысячи моде-лей каждый день. Соответ-ственно, они могут совер-шать комплексный анализ многочисленных моделей,

связанных с одним и тем же ПИД-контуром, демонстрируя ее эффективность в различных операционных условиях.

Комбинация данных высокой детализации, вычислительной мощности и улучшенной аналитики позволяет CLPM-решениям обеспе-чивать ценные «инсайты». На самом деле пре-делы параметров настройки для индивиду-альных ПИД-контуров может основываться на усредненных данных сотен моделей. Можно увидеть, как оптимальный диапазон настроек меняется с течением времени. И что нема-

Рис. 3. Моделирование NSS может весьма точно отображать вы-сокодинамичные процессные условия, характерные для промыш-ленной среды. Верхний тренд показывает модель (синий), которая аккуратно описывает колеблющуюся динамику процессных данных

(зеленый)

http://www.carbontrust.com/



ловажно, отдельные резкие колебания будут иметь минимальное влияние на результат. В результате достижений в области вычисли-тельной техники и ПО для аналитики, биты и

байты, хранящиеся в типичном ИАД, стали намного более ценными. Тех-нологии, подобные CLPM-решениям, используют новые возможности для того, чтобы на основе самых обыч-ных производственных событий ге-нерировать добавленную стоимость. CLPM-решения уже не ограничены обычными тревогами и KPI, а обе-

спечивают подлинные ПИВ-возможности для персонала. AR

Универсальный программи-руемый регулятор Микрол МИК-127

Компания Микрол представила новое устройство: МИК-127 —

универсальный программируе-мый одно-, двух-, трех- или четы-рехканальный регулятор, пред-назначенный для применения в электротехнической, энергети-ческой, химической, металлур-гической, пищевой, цементной, стекольной и других отраслях промышленности. МИК-127 эффективно решает как сравни-тельно простые, так и сложные задачи управления. Благодаря ма-локанальности, МИК-127 позво-ляет, с одной стороны, экономично управлять небольшим агрегатом и, с другой, обеспечить высокую живучесть крупных систем управ-ления. Регулятор МИК-127 позволяет вести локальное, каскадное, программное, суперви-зорное, многосвязное регулирование. Архитектура регулятора МИК-127 обеспечи-вает возможность вручную или автомати-чески включать, отключать, переключать и реконфигурировать контуры регулирования, причем все эти операции выполняются без-ударно, независимо от сложности структуры

управления. В сочетании с обработкой анало-говых сигналов регулятор МИК-127 позволяет выполнять также логические преобразования сигналов и вырабатывать не только аналого-вые или импульсные, но и дискретные коман-ды управления. МИК-127 содержит средства

оперативного управления, расположенные на лице-вой панели регулятора. Регуляторы МИК-127 могут объединяться в локальную управляющую сеть шинной конфигурации. Для такого объединения никаких до-полнительных устройств не требуется. Через сеть регу-ляторы могут обмениваться информацией в цифровой форме.

Программирование регулятора МИК-127 выполняется с помощью клавиш передней панели или по интерфейсу с помощью специ-ального программного обеспечения — ви-зуального редактора FBD-программ АЛЬФА. Программный пакет редактор FBD-программ АЛЬФА распространяется бесплатно. Он досту-пен на сайте: www.microl.ua. В качестве языка программирования в системе реализован язык функциональных блоковых диагpамм Function Block Diagram (FBD), предоставля-ющий пользователю механизм объектного визуального программирования. AR

Рис. 4. CLPM-решения открывают возможности дальнейшей опти-мизации автоматическим выделе-нием и моделированием ежеднев-ных величин уставок, хранящихся в ИАД. Благодаря агрегации этих мо-делей CLPM-решения показывают, как параметры настройки эволю-

ционируют с течением времени

http://www.microl.ua/


Что касается эффективных иерархий графики, большинство ЧМИ сегодня создаются таким образом, чтобы де-

монстрировать все больше деталей по мере углубления от подразделений предприятия к меньшим участкам и далее к конкретному оборудованию. К примеру, оператор может от-вечать за работу ряда участков, обеспечиваю-щих технологические процессы, а ЧМИ может обеспечивать обзор любого такого участка (второй уровень графики). В процессе работы на втором уровне оператор может открыть данные конкретного резервуара, или нагрева-теля, с графикой в стиле режима управления. Это графика в варианте схем трубной обвязки и КИП (piping and instrumentation diagram), представляющая КИП в качестве системы и основывающаяся на умозрительной модели процесса, присущей оператору. Такие типы экранов относятся к третьему уровню. Если есть какое-то дополнительное оборудование или системы (компрессоры, насосы, внутрен-ние нагреватели, системы безопасности и т.д.), относящиеся к графике 3-го уровня, то его детали будут представлены на 4-м уровне гра-фики. Операторы могут вносить изменения с любого из трех уровней – иерархия просто представляет разные уровни детализации, помогающие обнаруживать, диагностировать и работать с потенциальными проблемами, по мере продвижения вниз по иерархическим уровням. Даже с современными консолями РСУ, на которые помещается от 6 до 8 экранов для каждого оператора, эти иерархии, включа-ющие уровни 2, 3 и 4, ведут к феномену, кото-рый в отрасли называют эффектом «замочной скважины». Это происходит, когда оператор слишком увлекается диагностикой и коррек-тировкой на одном участке процесса, и может пропустить проблему на другом. Экраны пер-вого уровня помогают решить эту проблему. Если бы вы могли попасть в зал управления 20-летней давности, то, скорее всего, вы бы

увидели стену с набором одноконтурных кон-троллеров, ленточных самописцев, круговых диаграмм и т. д., сгруппированных по функ-циям или процессам. Операторы следили за показаниями панельных инструментов, видя весь «спектр» своей ответственности. Без того, чтобы подойти к экрану, операторы не могли узнать реального показателя переменной, но они, к примеру, запоминали, где та или иная переменная должна была находится во время нормальной работы – ориентируясь, к приме-ру, на положение пера самописца. Человеку свойственно не прилагать усилия там, где это не является необходимым, так что операто-ры стали очень эффективны в наблюдении и понимании того, все ли в норме.

В обрабатывающих отраслях сегодня есть тренд перемещать операторов в централизо-ванные залы управления, в основном – из-за опасностей аварий. Благодаря рекомендациям специалистов по эргономике устройство цен-трализованных залов управления все боль-ше склоняется к широкому использованию видеостен, оборудованных большими экра-нами. Отметим, что слово «стена» в данном контексте отсылает нас к методам различения паттернов, возникшим в 1970-80 гг. Основной задачей при таком подходе является опреде-ление того, какая именно информация долж-на быть отображена на стене. В принципе, можно просто отобразить большую версию диаграммы трубной обвязки и КИП. Количе-ственные показатели на стене будут очень полезны для операторов. Впрочем, правиль-ное решение этой задачи – отображение такой информации, которая позволит операторам с одного взгляда определять, нормально ли протекает процесс. В принципе, это можно реализовать с помощью техник, которые от-части вернут нас в залы управления «старой школы», использовавшие навыки операторов в узнавании паттернов количественных дан-

Экраны первого уровня нельзя настраивать по единому образцу для всех. То, что сработает для операторов в одной компании, может не сработать для других. За-дачей является найти баланс, который не просто даст оператору обзор того, что происходит на предприятии, но и сделает это с максимальным смыслом.

Роберт Аллен

СОВРЕМЕННАЯ ГРАФИКА РСУ.

ЭКРАНЫ ПЕРВОГО УРОВНЯ


ных. Существует огромное количество иссле-дований, посвященных человеческому мозгу и его способности быстро идентифицировать паттерны, и, что более важно, понимать, что в паттерне не так. Но, благодаря использованию современных технологий и уроков, выучен-ных в прошлом, можно разрабатывать ин-терфейсы, которые будут повышать безопас-ность, надежность и прибыльность, благодаря уменьшению количества отказов и повыше-нию ситуационной осведомленности.

Обнаружение, диагностика, действия уже не раз рассматривались в контексте фокусирова-ния экранов первого уровня на обнаружении. Лучший метод обнаружения точек, или тэгов, делающих возможным раннее обнаружение, –анализ производственных задач. Команда, занимающаяся анализом задач, должна состо-ять из очень опытного оператора, молодого оператора и дизайнера/инженера ЧМИ или консультанта в этой области. Причина, по которой в команду надо включить и опытного оператора, и молодого – получить точку зре-ния обоих. Во многих случаях то, что обычно для одного, – чуждо для другого. Для облегче-ния анализа задач есть проверенные методо-логии, такие как Техника оценки критически важных действий и решений (Critical Action and Decision Evaluation Technique или CADET). Достаточно удачным оказался симбиоз этого подхода с элементами модели Расмуссена. Эта тактика позволяет компании сконцентриро-ваться на идентификации данных, которые позволяют оператору заранее обнаружить (до наступления состояния тревоги) потенциальную проблему. Основной при-чиной появления такого подхода является то, что в большинстве случа-ев системы тревожного оповещения не предлага-ют раннего обнаружения и только поддерживают реактивные действия. Это не всегда так, но вполне обычно для тех площа-док, на которых в послед-нее время не проводили успешной рационализа-ции тревог. По мере за-вершения анализа задач и идентификации точек раннего обнаружения, на повестке дня возникает разработка графики перво-го уровня. Первый вопрос: где будет находится мони-тор или экранная система

первого уровня? Как он будет смонтирован? Это может быть видеостена, большие мони-торы, прикрепленные к стене за консолью, мониторы, свисающие с потолка или инте-грированные в операторскую консоль. Любой из этих вариантов, а также само размещение операционной консоли в зале управления, будет влиять на графику первого уровня. Хотя многие из этих опций ограничиваются про-странством, выделяемым в зале управления, есть еще несколько факторов, которые полез-но учесть перед тем, как сделать выбор.

В случае с видеостеной необходимо уделить внимание расстоянию между ней и оператор-ской консолью. При таком устройстве зала управления операторы, как правило, не будут делать каких-либо изменений с помощью дис-плеев. Текст или числовые данные должны представляться символами размерами при-мерно 2,5 см высоты на каждые 3 м дистанции от стены, поэтому много текста или число-вых данных вместить на стену не получится, особенно если размер текста будет в районе 5 или даже 7 см высоты на каждый символ. Так что в таком сценарии дизайн должен вклю-чать такое представление процесса, которое будет давать достаточно контекста оператору, чтобы он мог легко понимать расположение и взаимосвязи участков процесса. Отдавайте предпочтение качественным объектам, а не числовым данным. Эти объекты должны обе-спечивать недвусмысленное толкование для раннего обнаружения нештатных ситуаций. К примеру, тренды, особенно в случае с само-


Рис. 1. Абстрактные экраны с иконками эффективны при «боль-шой» дистанции от оператора до экранов первого уровня. (Экра-ны созданы с помощью решения ALTIUS High Performance HMI от

компании Lin & Associates.)


писцами, очень и очень хорошо заметны.

С видеостенами располагающиеся рядом с ними операторы консолей могут наблюдать графические изображения первого уровня, по-зволяющие им предотвращать проблемы, осо-бенно во внештатных ситуациях, вызванных событиями на соседних производственных участках. У меня был определенный успех в случаях, когда экраны первого уровня для ви-деостен оказывались слишком абстрактными, или было слишком мало, или вообще не было процессного контекста (по типу «приборной панели»). Конечно, в случае с такими экрана-ми, обучение оператора и ознакомление с си-стемой занимает больше времени, поскольку нет взаимодействия с системой, однако такой подход все-таки работает для случаев с боль-шим расстоянием до экрана (см. рис. 1).

Что касается других вариантов размещения дисплеев, упомянутых выше, то к ним можно применить ту же логику в плане расстояния до изображения и размеров шрифтов для тек-стовых и числовых данных. Вам в любом слу-чае придется взвесить важность информации, которую вы планируете вывести на экран в текстовом или числовом виде, и стоимость доступных площадей. В зависимости от близо-сти консоли и о того, будет ли экран находит-ся на операторской консоли или видеостене, может быть возможным прямое взаимодей-ствие оператора с экраном первого уровня. В любом случае, мы рекомендуем дизайн с изображением процесса, которое предлагает достаточно контекста благодаря использова-нию количественных данных и легко узнавае-мых объектов.

Весьма удачным оказался дизайн, близкий по типу к диаграмме процессов, однако без линий, обозначающих последовательность процессов. Изображаются устройства или подразделения, входящие в зону ответствен-ности операторов (рис. 2). Такие типы экранов первого уровня, кроме того, помогают опера-торам взаимодействовать с объектами, так как показывают информацию вроде названий тэгов и описаний, переключаются между каче-ственным и количественным представлением для облегчения ознакомления оператора с ситуацией. Впрочем, при использовании та-кого типа экранов преимущества от близости консоли будут ограничены, особенно если ди-сплей интегрирован в операторскую консоль. Преимуществом такого подхода, впрочем, является то, что он может обеспечить сверх-высокое разрешение – до 4К и больше.

Наконец, следует всегда помнить о включе-нии легко узнаваемых объектов на обзорные экраны первого уровня. Эти объекты уси-ливают способность оператора с помощью быстрых взглядов правильно оценивать состояние подконтрольного оборудования. Но есть и другие формы индикации, которые можно легко включить в экраны, если позво-ляет пространство. При разработке экранов первого уровня всегда помните о среде работы в аспекте устройства зала управления. То, что разработано для интегрированных систем, не подойдет для видеостен, и наоборот. Не-обходимо убедиться в том, что существует достаточный уровень контекста в том, что касается схемы производства, и который будет зависеть от уровня опыта персонала и от того, будет ли экран использоваться, в том числе

для обучения. При выборе данных или информации, которые будут представ-лены на экране первого уровня, убедитесь в том, что они с одного взгляда позволят оператору оце-нить состояние оборудо-вания, за которое он отве-чает. Кроме того, на этапе проектирования экранов обязательно включите операторов в процесс. То, что вы проектируете, будет их инструментом для повышения ситуаци-онной осведомленности, нивелирующим эффект «замочной скважины» и позволяющим более эффективно управлять производством. AR


Рис. 2. Диаграммы процессов могут быть очень эффектив-ны без линий, обозначающих взаимосвязи между процессами. (Экран создан с помощью решения ALTIUS High Performance

HMI от компании Lin & Associates.)


Беспроводные технологии – важная составляющая мира промышленной автома-тизации. Они быстро распространяются в различных отраслях промышленности благодаря своей ценовой эффективности, скорости внедрения, надежности и гиб-кости.

В течение последних четырех десятиле-тий СВЧ-радиоволны получили широкое распространение при решении задач

дистанционного управления SCADA, особенно в нефтегазовой отрасли. Платформа СВЧ-радио стала оптимальным низкоскоростным реше-нием для объединения удаленных терминаль-ных устройств с центральной системой SCADA на частоте 25 КГц. Это давало скорость пере-дачи данных около 19.6 кбит/с. Этого пусть с трудом, но хватало для передачи данных из полевых устройств и отправки им команд – открыть/закрыть клапан, включить/выклю-чить насос и т. д.

Новые потребности бизнеса требуют ис-пользования широкополосных технологий беспроводной связи. Развивающиеся решения SCADA, как правило, опираются на постоян-но возникающие технологии и стандарты на разных уровнях, которые позволяют интегри-ровать сервисы и функциональность. К при-меру, интеллектуальные полевые устройства, системы телевидения замкнутого контура, мобильные устройства со стриммингом видео и т. д. стремительно распространяются в мире. За относительно короткое время на рынке появилось несколько технологий беспро-водной связи. В результате, совокупность используемых сегодня беспроводных плат-форм имеет гетерогенный и фрагментированный харак-тер. Более того, несмотря на то, что стандарты беспрово-дной связи для средств КИ-ПиА были ратифицированы уже более 5 лет тому назад, количество беспроводных контрольно-измерительных приборов, поддерживающих

WirelessHART или ISA-100.11a, ограничено. Одной из основных причин этого является отсутствие синергии в мире автоматизации, которая позволила бы ускорить усилия по стандартизации и в итоге привести к кон-вергированному беспроводному протоколу КИПиА. По этим причинам конечные пользо-ватели часто бывали сбиты с толку и отказы-вались массово внедрять беспроводные техно-логии.

БЕСПРОВОДНЫЕ СЕТИ

В целом промышленные беспроводные техно-логии могут быть разделены на три основных категории, в зависимости от зоны покрытия.

• Беспроводные сети датчиков. Преобла-дают ISA-100.11a, WirelessHART, ZigBee и 6LoWPAN – стандарт взаимодействия по протоколу поверх маломощных беспрово-дных персональных сетей.

• Беспроводные магистральные сети: Пре-обладают Wi-Fi-сети стандартов IEEE 802.11a/b/g/n/ac

• Беспроводные опорные сети: СВЧ-радио;

ЭВОЛЮЦИЯ

БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

В ПРОМЫШЛЕННОСТИСолиман аль-Валаи

Рис. 1. Классификация беспроводных приложений


очевиден тренд в сторону LTE, (Ka-band VSAT) и микроволновых технологий.

Стандарт ISA-100 разделяет беспроводные при-ложения на три группы: мониторинга, управ-ления, безопасности. Беспроводная техноло-гия может использоваться для мониторинга и некритичных приложений управления, относящихся к классам 2 и 3, как показано на рис. 1.

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОМЫШЛЕННЫМ БЕСПРОВОДНЫМ СИСТЕМАМ

Надежность канала является жизненно важ-ным требованием для систем автоматизации. В прежние времена простой проверки на чет-ность или циклический избыточный код было достаточно для выявления ошибок и запроса на повторную передачу. Технология двигалась вперед, с расширением спектра, упреждаю-щей коррекцией ошибок, адаптивной модуля-цией кода, интеллектуальными механизмами управления электропитания. Это повысило надежность канала и компенсировало воз-можное падение мощности сигнала, вызван-ное погодными условиями или окружающими строениями. Кроме того, резервированная или использующая две частоты передача данных становится все более популярной для маги-стральных сетей, работающих в диапазоне 2,4 или 5 ГГц.

Безопасность является ключевой проблемой беспроводных сетей, поскольку эфир – среда общего пользования. Стандарты ISA-100.11a и ISA-100.15 установили рекомендованные тре-бования к конфиденциальности, приватности и целостности передаваемых данных. Про-двинутый стандарт аппаратного шифрования (AES-128 bit) и надежная взаимная аутентифи-кация являются ключевыми требованиями к безопасности.

Передача данных, основанная на стандар-тах, в равной степени важна для обеспечения совместимости беспроводных компонентов от различных поставщиков. Организация ISA100 Wireless Compliance Institute была основана с тем, чтобы обеспечить соответствие продук-тов утвержденным техническим специфика-циям и требованиям, изложенным в стандар-те ISA-100.11a. Другие органы стандартизации беспроводной связи также разработали свои стандарты и программы сертификации, к при-меру: WirelessHART, ZigBee, Wi-Fi, VSAT (DVB), LTE.

Для большинства промышленных приложе-

ний беспроводные устройства используются вне помещений, где они подвержены воз-действию различных факторов среды. Таким образом, системы должны разрабатываться с соответствующей взрывозащитой и защитой от механического воздействия.

ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

Беспроводные сети датчиков

Беспроводные сети датчиков с ячеистой топологией, где IEEE 802.15.4 является клю-чевым стандартом, стали основой ZigBee, WirelessHART, ISA-100.11a и 6LoWPAN. Конеч-ные пользователи в нефтегазовой отрасли, вообще везде в автоматизации, мечтали о едином синтетическом стандарте, который так никогда и не материализовался. На самом деле, это в интересах отрасли и конечных пользователей – перейти на двухрежимные шлюзы, которые могут взаимодействовать с двумя или более протоколами беспроводных датчиков. IEEE 802.11x (семейство Wi-Fi) явля-ется хорошим примером, так как различные протоколы обслуживаются одним шлюзом Wi-Fi.

Интернет вещей, аналитика больших данных и облачные вычисления меняют парадигму беспроводных датчиков. Представляется, что 6LoWPAN находится в лучшем положении для бесшовной интеграции и эффективно-го использования в мире интернета вещей, поскольку был создан изначально с функцио-налом IPv6.

Беспроводные магистральные сети

Промышленный Wi-Fi является основой для коммуникаций на промышленном предприя-тии. Технология последовательно развивалась для достижения порога в 1 Гбит/с и больше с помощью более комплексной модуляции, расширения возможностей ввода/вывода и т. д. и т. п. Более того, формирование луча, параллельная передача данных на двух часто-тах (к примеру, 2,4 ГГц и 5 ГГц) существенно повысили надежность и отказоустойчивость промышленного Wi-Fi. Как правило, промыш-ленный Wi-Fi-роутер интегрируется с сетью беспроводных датчиков для создания беспро-водной «ячейки», которая бесшовно соединяет полевые датчики с зоной управления пред-приятием.

Беспроводные опорные сети

Беспроводные «последние мили» – ключевое




решение для операционной деятельности территориально распределенных предприя-тий. Раньше и даже сейчас для этого использо-валась и используется СВЧ-радиосвязь, обе-спечивающая невысокую скорость передачи данных для полевых терминалов. Недавние достижения в области SCADA, интеллекту-альных полевых устройств, CCTV, мобиль-ных устройств видеосвязи и т. д., заставляют ИТ-менеджеров внедрять беспроводные технологи, обеспечивающие более быструю передачу данных.

Конвергенция информационных и опера-ционных технологий заставляет бизнес оп-тимизировать инфраструктуру, уменьшать операционные расходы и максимизировать возможности и уровень интеграции корпора-тивных и промышленных систем. LTE – со-временная технология беспроводной связи, пригодная как для мобильной связи, так и фиксированных приложений. Она возникла как четвертое поколение технологий мобиль-ной связи и прекрасно подходит для промыш-ленного применения, благодаря компактным размерам устройств, приемлемой полосе пропускания и низкой латентности. Техноло-гия LTE имеет потенциал для трансформации фрагментированных сервисов, предоставляе-мых опорными сетями (рис. 2).

БЕСПРОВОДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ LTE

Мы провели тестирование беспроводной тех-нологии LTE в качестве средства связи между промышленными системами. Тестирование осуществлялось в лабораторных условиях, на основе TD-LTE, использующей частоту 1.8 ГГц. Настройки включали ширину канала 20 МГц.Различные сценарии тестирования включали:

• Тестирование чистого канала SCADA.

• Тестирование SCADA с параллельным по-током CCTV.

• Тестирование SCADA с параллельным по-током CCTV и 50% загрузкой FTP-трафиком.

• Тестирование SCADA с параллельным потоком CCTV и максимальным FTP-трафи-ком (стресс-тестирование).

Удаленный терминал SCADA RTU был настро-ен с DNP3-интерфейсом, разрешением скани-рования в 1 мс и циклом опроса в 1 с. Кроме того, параллельно использовались фиксиро-ванная камера высокого разрешения, FTP-сер-висы, а также радиосвязь с передачей видео-данных (рис. 3).

Система продемонстрировала пропускную способность 90 МБит/с, с конфигурацией LTE SA2 (DL:UL = 3:1). С конфигурацией SA0 (DL:UL = 1:3), система показала пропускную способ-ность 49.2 МБит/с, с очень низкой латентно-стью (17 мс).

Платформа LTE очень гибкая, масштабиру-емая и легко адаптируется к потребностям. Она обеспечивает передачу данных сразу для нескольких сервисов, с поддержанием гарантированной пропускной способности для специфических промышленных приложе-ний – таких как SCADA, других приложений М2М – которые обычно очень чувствительны к непрерывности.

Хотя HD CCTV, FTP и сервисы push-to-talk рабо-тали одновременно, трафик SCADA не подвер-гался воздействию нагрузки на беспроводную сеть, – поскольку настройки предполагали гарантированный пропускной канал, обеспе-чивший надежные коммуникации и низкую латентность (20 мс) при сценарии стресс-те-стирования.

Рис. 2. Конвергенция сервисов беспроводной сети

Рис. 3. Схема лабораторного стенда


ИНТЕГРАЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Наши тесты продемонстрировали, что беспро-водная платформа LTE может обслуживать несколько параллельных коммуникационных приложений и соответствовать всем требо-ваниям SCADA, выделяя требуемые ресурсы. Низкая латентность, высокая скорость пе-редачи данных, продвинутая безопасность, гарантированный канал превращают эту технологию в потенциальную платформу для промышленных пользователей (нефтегазовая отрасль, коммунальные службы), которым нужна видео- и голосовая связь, широкополос-ная передача данных. Разумеется, нужны дальнейшие полевые ис-пытания для того, чтобы оценить полезность LTE-технологии для промышленных прило-жений. Эта технология работает в нескольких

частотных диапазонах, и 700 МГц представ-ляется лучшим выбором для промышленного применения. Такой сигнал лучше и дальше распространяется.

Подводя итоги, нужно отметить, что беспро-водная технология стала важным элементом в сфере промышленной автоматизации и не только. Она делает жизнеспособными ин-тернет вещей, аналитику больших данных, облачные вычисления. LTE обладает достаточ-ным потенциалом для превращения фрагмен-тированного пространства опорных сетей и создать единую безопасную и экономически эффективную платформу для поддержки пере-дачи данных, видео и голоса. Для того чтобы воспользоваться этой возможностью, необхо-димо дальнейшее сотрудничество между ИТ и подразделениями автоматизации, для стан-дартизации, интеграции и конвергенции. AR


Датчики давления KROHNE OPTIBAR

С выпуском датчиков серии OPTIBAR, KROHNE расширяет спектр контрольно-из-

мерительных приборов для измерения техно-логического давления.• Серия OPTIBAR предназначена для из-мерения как дифференциального, так и гидро-статического давления.• Датчики давления выпускаются с ке-рамическими и металлическими измеритель-ными ячейками; датчики дифференциального давления производятся с интегрированным измерением абсолютного давления и стойко-стью к высоким перегрузкам.• Конструкция датчиков OPTIBAR имеет модульную концепцию.• Поставляется полный комплект обору-дования для измерения расхода, уровня или давления в технологических процессах.

С момента выхода первого компактного дат-чика давления в 2012 году KROHNE непрерыв-но работает над расширением портфолио по давлению. Новая серия OPTIBAR включает в себя разнообразные датчики давления, пер-вичные преобразователи и аксессуары для измерения расхода, уровня или давления тех-нологических процессов - от простого датчика до полного комплекта оборудования.

В программу поставок входят датчики давле-ния с керамическими или металлическими измерительными ячейками для стандартных и нестандартных применений. OPTIBAR PC 5060 с емкостной керамической измеритель-ной ячейкой и цельносварным технологи-ческим присоединением предназначен для стандартного использования при предель-ном давлении до 100 бар. OPTIBAR PM 5060 с металлической измерительной ячейкой и цельносварным технологическим присое-динением предназначен для высокого пре-дельного давления до 1000 бар, асептических процессов и, в комбинации с диафрагмами, для применений с высокими температурами или в агрессивный средах. Также доступны компактные и сверхкомпактные датчики, включая датчики для применений ОЕМ.

Датчики дифференциального давления OPTIBAR DP 7060 могут быть использованы для любого применения по измерению рас-хода, уровня или давления в технологических процессах с предельным давлением до 420 бар. Встроенное измерение абсолютного дав-ления устраняет необходимость дополнитель-ного датчика для применений по измерению расхода и уровня, например для измерения давления в закрытых/герметичных емкостях. Минимальный диапазон измерения давле-ния от 10 миллибар, а также быстрое время отклика позволяет использовать эти датчики, например, с пульсирующими потоками.


НОВОСТЬ

Конструкция всех датчиков OPTIBAR PC, PM и DP базируется на модульной концепции. Датчики имеют сменные корпуса, электрони-ку, дисплей и модули регулирования. Таким образом, при необходимости искро- и взры-возащищенного исполнения или 4...20 mA HART 7 / HART SIL 2/3, FOUNDATION fieldbus, протокола связи PROFIBUS PA датчики могут быть выполнены на единой платформе. Для измерения объема или массы жидкости, газа или пара по перепаду давления KROHNE пред-лагает широкий ассортимент оборудования, начиная от первичных элементов и закан-чивая полным комплектом предварительно сконфигуриро-ванных ком-понентов. Для измерения сред с температурой -200…+1000°C, давлением тех-нологических процессов до 420 бар (трубопро-вод DN25…12000) могут быть при-менены датчики KROHNE. В каче-стве первичных элементов могут быть трубки Пито, которые являются простой, экономичной и долгосрочной альтернативой сужающим устройствам. Трубки Пито особен-но подходят для применений, где при изме-рении расхода требуются небольшая потеря давления и где трубы типоразмерами > DN 300 / 12” или газы при низком давле-нии. Ассортимент также включает приборы с калибровкой проливным методом для труб малых типоразмеров и низкой погрешностью измерений, вычислитель расхода, а также аксессуары для безопасной и простой установ-ки датчиков давления в процесс, такие как: клапаны и манифольды, конденсатоотводчи-ки и другие. Все датчики дифференциального давления могут быть калиброваны пролив-ным методом до DN 3000 / 120”.

Гидростатическое давление используется для измерения уровня жидкости, плотности или раздела фаз двух жидкостей в открытых и герметичных емкостях любого размера. Мо-

дульная конструкция OPTIBAR позволяет пред-ложить полное портфолио датчиков давления и дифференциального давления, диафрагм и аксессуаров для измерения агрессивных и неагрессивных жидкостей и пульпы с тем-пературой до 450°C и давлением до 420 бар. В качестве простого решения для измерения уровня в колодцах и цистернах также доступ-ны погружные датчики. Широкое портфолио технологических присоединений, включая различные гигиенические присоединения для гигиенической установки без мертвых зон, отвечает запросам различных отраслей про-

мышленности.

Модульная конструкция OPTIBAR также позволяет приме-нение датчиков давления для избыточного давления в диа-пазоне – 1 ... 1000 бар и абсолют-ного – до 600 бар. Более 250 резьбо-вых, фланцевых и асептических технологических присоединений доступны для

различных промышленных стандартов, вклю-чая специальные материалы. Стандартно датчики работают при температурах до 150°C без разделительных мембран. Для температур до +450°C или для агрессивных сред OPTIBAR DS поставляется в комплекте с разделитель-ной мембраной. Также, при необходимости, в комплекте могут быть поставлены капилляр-ные трубки. KROHNE является поставщиком полного спек-тра измерительных приборов для измерения расхода, массового расхода, уровня, давления и температуры, а также аналитических задач. Основанная в 1921 году с главным офисом в г. Дуйсбург (Германия), компания насчитыва-ет штат сотрудников более 3500 человек по всему миру и представлена на всех континен-тах. KROHNE – это инновации и максимальное качество продукта, а также один из лидеров рынка в области технологий измерения про-мышленных процессов. AR


Современные промышленные предприя-тия включают в себя сложное оборудо-вание и системы, которые характеризу-

ются высоким уровнем автоматизации, а по мере развития и внедрения инновационного направления Industry 4.0 степень автомати-зации будет повышаться еще больше. Такие технические решения должны быть оснаще-ны средствами обеспечения информационной безопасности, ориентированными как на системные требования, так и на потребности пользователя. Средства информационной безопасности должны обеспечивать соответ-ствующую защиту от обычных направлений атак, например, осуществляющихся через интернет. С другой стороны, производствен-

ные системы должны эксплуатироваться с максимальной эффективностью. Простои обо-рудования приводят не только к финансовым потерям, но также ставят под угрозу сроки поставки, а значит – и репутацию произво-дителя. Поэтому, помимо постоянно действу-ющих сетей, через которые осуществляется связь оборудования и систем, компаниям следует учитывать необходимость доступа для удаленного технического обслуживания, обеспечиваемого наличием внешних сетей, и принимать меры для защиты от связанных с ними опасностей.

Значительно возрос, особенно за последние годы, непрерывный сетевой обмен данны-ми между оборудованием и системами, что позволяет формировать комплексные произ-водственные системы. Тем не менее, на этапе проектирования и реализации отдельных компонентов системы исполнители часто не учитывают то, что коммуникационные линии будут выходить за границу такой системы, из-за чего часто пренебрегают вопросами ин-формационной безопасности. Атаки, имевшие место в недавнем прошлом, показали, что даже специализированные промышленные протоколы связи и технологии собственной разработки находятся под угрозой.

ПРОСТОТА ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕЗ СПЕЦИАЛЬ-НЫХ ЗНАНИЙ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОН-НЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Чтобы эффективно конкурировать на рынке, компании постоянно ищут потенциальные возможности для усовершенствований. Поль-зователи обращают основное внимание на

В настоящее время большое внимание уделяется проблеме кибербезопасности и ее оптимизации. Однако немногие предприятия имеют четкое представление даже о типах опасностей, от которых им следует себя защитить. Выпустив новые за-щитные маршрутизаторы FL MGuard моделей RS2005 и RS4004, компания Phoenix Contact предлагает новые устройства с инновационными функциями, которые по-зволяют эффективно защитить сеть от многих видов атак.

Рис. 1. Защитные маршрутизаторы FL MGuard

FL MGUARD – ЗАЩИТНЫЙ

МАРШРУТИЗАТОР

ОТ PHOENIX CONTACT

Инго Хильгенкамп


такие характеристики, как стоимость, безо-пасность, пропускная способность, эксплуа-тационная готовность, устойчивость, а также снижение уровня сложности и расходов на монтаж. Для удовлетворения всех этих требо-ваний компания Phoenix Contact дополнила семейство проверенных защитных маршру-тизаторов FL MGuard новыми устройствами с интегрированным коммутатором (рис. 1). Новые компоненты позволяют экономить пространство на монтажной DIN-рейке, а также упростить процесс монтажа. Они могут быть оснащены одним неуправляемым ком-мутатором с пятью портами или одним управ-ляемым коммутатором с четырьмя портами и одним портом DMZ (демилитаризованная зона). В качестве сменных модулей памяти для хранения параметров конфигурации ис-пользуются карты памяти формата SD (Secure Digital), что упрощает и ускоряет процесс заме-ны устройств.

Благодаря своей цене и функциональным возможностям, защитные маршрутизаторы FL MGuard базовой серии RS2005 подходят для решения несложных задач по маршру-тизации и/или удаленному обслуживанию с использованием максимум двух туннелей VPN (виртуальной частной сети), обеспечивая при этом высокий уровень безопасности. При необходимости, для контроля потока данных может использоваться простой межсетевой экран, настройка которого не требует наличия специальных знаний в области информаци-онных технологий. Пять встроенных портов Ethernet позволяют осуществлять передачу данных внутри системы, а также подключать систему к сети более высокого уровня через порт маршрутизатора.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПРЕДОПРЕДЕЛЕННЫХ ПРАВИЛ РАБОТЫ МЕЖСЕТЕВОГО ЭКРАНА В СООТВЕТСТВИИ С ТЕКУЩЕЙ СИТУАЦИЕЙ

В дополнение к функциям маршрутизации, защитные маршрутизаторы FL MGuard RS4004 обладают полным набором функций меж-сетевого экрана и VPN, а также оснащены портом DMZ и управляемым коммутатором с четырьмя портами. Точно настраиваемый межсетевой экран Stateful Inspection обеспечи-вает фильтрацию потоков данных, исходя из четко заданных правил ввода и вывода. Такое решение гарантирует, что будет происходить только тот обмен данными, который санкци-онирован пользователем. Маршрутизатор FL MGuard RS4004 также имеет условный межсе-тевой экран, который позволяет переключать предопределенные правила работы в зави-симости от ситуации. Это позволяет осущест-

влять переход между правилами работы межсетевого экрана в разных условиях работы при помощи простых пусковых событий. Эта функция востребована по той причине, что во время производственного процесса, а также во время локального или удаленного техни-ческого обслуживания может потребоваться разрешение или запрет для определенных сетевых соединений.

Например, в ситуации, когда открыта дверь шкафа управления, может быть целесообраз-ным полное прерывание обмена данными с сетью более высокого уровня. Это позволит просто и эффективно изолировать техниче-ского специалиста, осуществляющего локаль-ные работы в системе, от сети более высокого

Рис. 2. Незапланированные изменения в конфигурации часто приводят

к возникновению ошибок



уровня. Еще одним примером может служить возможность обновления программного обеспечения машины или системы, которое может осуществляться только в подходящий момент времени, например при проведении планового технического обслуживания. В этот период уполномоченный специалист может использовать специальный ключ, чтобы переключить межсетевой экран в режим, когда разрешен доступ к серверу обновлений. Благодаря такому решению устраняется необ-ходимость изменения настроек, экономятся время и средства. Также повышается уровень безопасности, поскольку незапланированные изменения в конфигурации часто приводят к возникновению ошибок (рис. 2).

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ ИЗОЛИ-РОВАННОЙ СИСТЕМЫ

Порт DMZ может быть использован для под-ключения дополнительной сети. Такая третья сеть защищена при помощи межсетевого экрана от двух других, которые подключены к портам внешней и локальной сети. Порт DMZ значительно повышает уровень безопасно-сти, поскольку система, подключенная через него, работает практически изолированно от других систем. Одним из примеров является почтовый сервер, к которому, безусловно, должен существовать доступ через интернет, чтобы можно было получать сообщения элек-тронной почты. В то же время пользователи внутренней сети должны иметь доступ к по-чтовому серверу, чтобы они могли отправлять

свои сообщения. Но внутренние пользователи должны быть изолированы от внешней сети интернет. Поэтому системы архивирования производственных данных и специальный доступ для удаленного обслуживания могут действовать в «демилитаризованной зоне» (DMZ). Оборудование и системы могут быть интегрированы в сеть более высокого уровня через порт WAN с помощью функций маршру-тизации, но при этом будут защищены меж-сетевым экраном, а доступ для удаленного об-служивания, при необходимости, может быть обеспечен через порт DMZ. Упомянутый ранее условный межсетевой экран позволяет поль-зователю активировать специальные правила для осуществления удаленного технического обслуживания (рис. 3).

ДИНАМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВСЕХ СИ-СТЕМ WINDOWS

В эру червя Stuxnet, который предназначен для атак на системы автоматизации, динами-ческий мониторинг всех систем Windows в производственной среде значительно повы-шает уровень безопасности. Компания Phoenix Contact предлагает функцию мониторинга целостности (CIM) так называемой общей файловой системы интернета (CIFS) – систему антивирусной защиты, которая соответствует промышленным спецификациям и доступна в виде дополнительной лицензии для защит-ных маршрутизаторов FL MGuard RS4004. CIM, действующая как система обнаружения вирусов, но не требует перезагрузки шаблонов вирусов, обеспечивает распознавание зара-жения вредоносными программами системы Windows, состоящей из средств управления, блока оператора и ПК.

Таким образом, операторы могут запускать межсетевой экран и функцию мониторинга целостности параллельно, что обеспечивает максимальную защиту систем, которые, как считалось ранее, невозможно защитить.

В число таких систем входят сети, • которые используют устаревшие опе-рационные системы;• в которых стандартные настройки (программные) были сертифицированы про-изводителем или официальными органами, и изменение таких настроек может привести к аннулированию полученных сертификатов;• промышленных установок с критич-ным временным режимом, которые не могут быть оснащены антивирусным сканером;• которые не позволяют осуществлять периодическое обновление антивирусной


Рис. 3. Межсетевой экран позволяет пользова-телю активировать специальные правила для осуществления удаленного технического об-

служивания


базы по причине, например, отсутствия выхо-да в интернет (рис. 4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Новые защитные маршрутизато-ры FL MGuard моделей RS2005 и RS4004 очень хорошо подходят для реализации безопасных, надеж-ных и экономичных технических решений, обеспечивающих без-опасность и/или возможность удаленного обслуживания. Трехуровневая концепция обеспече-ния безопасности, поддерживае-мая устройствами модели RS4004, которые оснащены условным межсетевым экраном, портом DMZ и функцией мониторинга целост-ности (CIM) общей файловой си-стемы интернета (CIFS), позволяет создавать новую архитектуру си-стем безопасности, управляемых пользователем, для защиты авто-матизированных производств. AR


Рис. 4. Параллельная работа межсетевого экрана и функ-ции мониторинга целостности

Керування захисними маршрутизаторами: FL MGuard від Phoenіx Contact


Как правило, эти системы работают неза-висимо друг от друга. Однако, на пред-приятиях будущего все системы будут

интегрированы – от обеспечения продаж до производственных заказов. Этот интегриро-ванный подход, известный как «Объединен-ное производство» или «Промышленность 4.0», может помочь производителям более эф-фективно работать, используя разнообразные источники информации из операционных и корпоративных систем. Если конкретно, ком-пании смогут превратить массивные объемы данных в конкретные действия, используя продвинутую аналитику для определения «бутылочных горл», требующих разрешения проблем, понимания взаимозависимостей производственных активов и уменьшения расходов.

Для понимания реального потенциала инте-грации бизнес- и производственных систем от уровня офиса до уровня цеха полезно оценить ситуацию, в которой сегодня работают многие компании. Как правило, большинство про-цессов управления цехами осуществляются в ручном режиме и занимают много времени.

Донесение данных об эффективности произ-водства до топ-менеджеров – сложный про-цесс, подверженный человеческим ошибкам и субъективным интерпретациям. Часто про-цесс начинается с того, что менеджеры созда-ют отчеты в Excel в конце каждой недели, а также визуальные схемы для вышестоящего руководства. К сожалению, сложные графи-ки и развертки не дают достаточно поводов

для действий до того, как происходит что-то, требующее реакции. Другим примером явля-ются начальники цехов, физически распреде-ляющие объемы работы. Операторы получают пачки бумаг с задачами на день из рук в руки и устно докладывают о завершении.

Для большинства производителей очевидно, что электронный документооборот повыша-ет эффективность благодаря уменьшению ручной работы. Представьте себе, чего можно достичь, если компания начнет использо-вать технологи, создающие связь в режиме реального времени между производственны-ми площадками и всеми бизнес-системами, внешними и внутренними. А данные при этом превращались бы в изображения, по-зволяющие легко анализировать и понимать информацию.

Со всей этой информацией «на кончиках паль-цев» менеджеры смогут идентифицировать и решать проблемы где угодно в производствен-ной цепи для повышения эффективности, при-быльности и удовлетворенности заказчиков. На самом деле, бесшовная интеграция произ-водственной информации с бизнес-системами дает столько возможностей, по сравнению с которыми большинство компаний сейчас лишь «чуть-чуть затрагивают верхушку айс-берга».

Ниже мы приводим несколько примеров того, как существующие процессы могут быть трансформированы с помощью коммуникаци-онных технологий:

Все больше потребителей в развитых странах хотят покупать индивидуализированные продукты. С другой стороны, производители находятся под постоянным давлением вести массовое производство с минимальной себестоимостью. Один из способов объединить эти два противоречащих друг другу тренда – интеграция бизнес- и производственных систем с системами автоматизации.

ВЕРТИКАЛЬНАЯ

ИНТЕГРАЦИЯ НА

ПРОИЗВОДСТВЕ

Дэвид Перриш


• Планирование производства: разумное планирование, прогнозирование, четкое виде-ние операционной деятельности и финансов важны для максимизации ресурсов предприя-тия, особенно при добавлении активов во вре-мя слияний и приобретений. Использование интегрированной системы позволяет менед-жерам легко определять, какое предприятие будет выпускать какой продукт для конкрет-ного заказа, тем самым повышая своевремен-ность его выполнения.

• Эффективность сотрудников: рабочие в цеху будут получать информацию в реаль-ном времени о том, насколько они выполняют план. Они смогут мгновенно получать инфор-мацию о своем вкладе в общее дело и о том, как их работа влияет на заказчиков.

• Отслеживание продукции: объединен-ные производственные системы обеспечат прозрачность и сотрудничество вдоль всей цепочки поставок, начиная с «четырех стен офиса» и заканчивая точкой назначения гло-бальной сети поставок.

• Управление запасами: объединение систем уровня цеха с общекорпоративными информационными системами позволит сотрудникам, принимающим решения, опти-мизировать потоки сырья и полуфабрикатов между складами и производством. Инте-грация информации о доступности сырья в режиме реального времени с информацией о производительности позволяет сократить вре-мя пребывания сырья и готовой продукции на складе на 15% и больше.

• Регламенты производства: сотрудники на каждой производственной площадке смо-гут получать визуальные рабочие инструк-ции, подробные развертки рабочего времени, информацию о специфических требованиях различных заказчиков. В результате эффек-тивность производства вырастет, а длитель-ность циклов производства существенно сократится.

• Поставщики: сделав управление по-ставками элементом общей стратегии сокра-щения расходов и поддержания конкуренто-способности, компании с интегрированными информационными системами повышают

производительность, находя и одобряя новых поставщиков быстрее. Кроме того, они полу-чают возможность собирать обратную связь о поставщиках во всех подразделениях компа-нии. Это позволяет оценить и цены, и каче-ство, и своевременность поставок.

Производители с интегрированными в режи-ме реального времени информационными системами пользуются многими преимуще-ствами, недоступными тем, кто работает в более традиционной среде «островков ин-формации», ручного управления процессами и разъединенных корпоративных информа-ционных систем. Доставка нужных данных ответственным сотрудникам в нужное время позволяет компании немедленно реагировать на изменения рыночных условий.

По сообщениям из многих компаний, вну-тренние коммуникации и постоянный мо-ниторинг становятся намного эффективнее, когда производство, бэк-офис и фронт-офис пользуются единой мощной базой. Кроме того, доступность информации поощряет развитие идей и лучших решений по всей компании. Кроме того, интеграция между уровнями цеха и офисов руководства позволяет пони-зить издержки благодаря повышению общей эффективности оборудования и уменьшению незапланированных простоев.

Хотя есть много практических приложений технологий интеграции, одним из ее главных достоинств является то, что все получают голос – от СЕО до оператора. Доступ к силе информации для всех сотрудников и партне-ров в цепи поставок может создать среду для сотрудничества, где все будут играть важную роль в решении общих проблем. Это дорога к процветанию, постоянному потоку иннова-ционных идей, которые могут быстро стать реальностью.

Также необходимо оценивать и противодей-ствовать рискам кибербезопасности, по мере того как промышленные компании интенси-фицируют внешние и внутренние коммуни-кационные потоки. Стандарт по безопасности промышленных систем автоматизации и управления ISA99 обеспечивает необходимые указания для анализа и защиты. AR



Завершился, возможно, самый тяжелый год для экономики Украины в этом веке.

Расскажите в целом, как он складывался для AББ.

Дмитрий Жданов: Сегодня, по истечении 2015 года, можно подводить объек-тивные итоги, но год ведь складывался на всем его протяжении и для нашей компании, как и для мно-гих других, он начал фор-мироваться еще в конце 2014, в период формиро-вания прогнозов, под-готовки и утверждения бюджетных целей ком-пании. Уже на том этапе прошлый финансовый год стал неординарным.

Большое количество неиз-вестных в существенном диапазоне варьирования, многообразие вероятност-ных допущений привели к необходимости разраба-тывать несколько сце-нарных моделей 2015-го года, проводить их через стресс-тесты, но, в конеч-ном итоге, ответственно выбрать ту един-ственную, которую придется реализовывать и за которую предстоит бороться весь год.

Мы все хорошо помним ту ситуацию, с кото-рой столкнулись в преддверье 2015 года. К основным неопределенностям относились тогда не только экономические и финансовые прогнозы, но более обыденные вещи: как стра-не пережить зиму, как будет развиваться АТО, по какой цене будет импортироваться газ, на

каких отметках остановятся тарифы, какие реформы пойдут и как быстро, какие отрас-ли будут стимулированы в первую очередь, какую стратегию будет реализовывать НБУ, поддержит ли экономику МВФ и как распо-

рядится этой помощью правительство... Осозна-вая весомость влияния в 2015 году каждого из этих факторов, а также оценивая способность компании к быстрым изменениям, пришлось буквально нащупывать бизнес-стратегию на 2015 год, гарантирующую устойчивое существова-ние АББ в 2015 году. На мой взгляд, это действи-тельно дорогого стоит! Ведь только теперь мы знаем, как сложился год, имеем ответы на предо-пределяющие вопросы. И сколь бы тяжелым 2015 год ни выдался, а очень хочется верить, что он останется самым тяже-лым для экономики на-шей страны, но мы уже точно знаем, каким он был. А тогда мы просто

взяли ответственность и пошли вперед.

И сегодня можно смело говорить, что мы не ошиблись. Даже не апеллируя к собственным оценкам изменения объемов наших целевых рынков (энергетика, промышленность, стро-ительство и инфраструктура), а опираясь на более сдержанные данные Государственной службы статистики Украины, мы увеличили объем продаж на 14% на фоне падения целе-вого рынка на 23,6% (усредненное изменение

О компании AББ, мировом лидере в области электротехники и промышленной ав-томатизации, об особенностях ведения бизнеса в нашей стране, о непростом 2015 годе и ожиданиях от 2016 года издание Automation Review беседует с Дмитрием Ждановым, директором ООО «АББ Лтд.».

Ян Шмиголь

Дмитрий Жданов

РЕЦЕПТЫ БИЗНЕСА

AББ В УКРАИНЕ


капитальных инвестиций в целевых отраслях и иностранных инвестиций). А если сравни-вать с довольно успешным для нас 2012 годом, то объем полученных заказов сократился всего на 2,4% при падении рынка на 38,6% (также методика расчета по данным Госстата). И я считаю это не только и даже не столько результатом высокого профессионализма компании, а самоотверженности команды, ее социальной ответственности и, если хотите, ее патриотизма.

Не секрет, что нацеленная на перспективу и достигнутая нашей компанией в 2012-2014 годах производительность труда не была пол-ностью востребована в 2015, в результате чего решением нашего Антикризисного комитета (да, теперь у нас есть и такой орган управ-ления, действующий с самого начала 2014 года) компания была переведена на четырех-дневную рабочую неделю с мая по ноябрь. Не секрет, что своим фондом оплаты труда мы не в состоянии угнаться за индексом инфляции. И в таких условиях наши сотрудники не только обеспечили устойчивое существование компании в 2015 году, но и сделали возмож-ным ее столь же устойчивое развитие в бу-дущем. Ведь это процесс непрерывный – дис-кретным он выглядит только в отчетах.

АББ работает в Украине уже 23 года, и это не первый кризис, с которым успешно справля-ется наша компания.

С какими основными препятствиями для бизнеса, особенно неожиданными, вы столкнулись в 2015 году?

Д.Ж.: Мы по роду своей деятельности в Укра-ине являемся практически 100% импортером. По определению, чуть ли не важнейшим фактором в такой модели являются валютные риски. И это не только вопрос нашего цено-вого позиционирования на рынке, который в виду серьезных изменений курса гривны существенно сократил спрос на наше предло-жение по известному закону.

В гораздо большей степени влияние оказыва-ют доступность инструментов хеджирования и регуляторная политика валютного рынка, так как с заводами Группы АББ мы, естествен-но, рассчитываемся в твердой валюте. Поэто-му, отвечая на Ваш вопрос, я не назову ни вве-дение импортного сбора 5-10%, ни крайнюю политизацию экономики в государственном секторе, а введение НБУ ряда ограничений по валютным операциям, закрепленное Поста-новлением № 160.

Видите ли Вы какие-то положительные тенденции на рынке промышленной авто-матизации и электротехники Украины – залог восстановления и будущего роста?

Д.Ж.: Говоря языком бизнеса, каждое изме-нение, сколь негативное влияние оно бы ни оказывало, как правило, открывает и новые возможности, в конечном итоге способные полностью сбалансировать ущерб. Вопрос лишь в том, кто их вовремя разглядит и как ими воспользуется.

В сложившихся сегодня обстоятельствах не может не радовать как естественная ориен-тация экономики и большинства ее субъек-тов на энергоэффективность, так и создание государственного агентства по энергоэф-фективности и энергосбережению для их стимулирования. К наиболее значимым, на мой взгляд, положительным тенденциям также отнесу введение в действие ДСТУ Б EN 15232:2011 «Энергоэффективность зданий. Влияние автоматизации, мониторинга и управления зданиями (EN 15232:2007, IDT)», развитие высоковольтных магистральных се-тей передачи электроэнергии для увеличения способности выдачи мощностей Запорожской и Ровенской АЭС, повышение энергоэффектив-ности теплоснабжения за счет обоснованного изменения баланса централизованного и децентрализованного теплоснабжения, стиму-лирование развития альтернативной энерге-тики, либерализация энергетического рынка с переходом на новую модель рынка электроэнергии и формированием рынка газа.

Все перечисленное ведет не только к повыше-нию энергонезависимости нашей страны, но и к укреплению конкурентоспособности эконо-мики Украины на внешних рынках. А также открывает множество новых возмож-ностей для всех игроков на рынке Украины, в том числе и для нашей компании.

Что Вы можете назвать главным дости-жением в сфере бизнеса в 2015 году?

Д.Ж.: Нашим главным достижением я считаю сохранение статуса надежного партнера. И в это определение именно в 2015 году я вклады-ваю не только высокие стандарты компетен-ций, экспертизы и сервисов, предлагаемых АББ украинским партнерам, но и финансовую надежность нашей компании в условиях де-фицита ликвидности и стагнации экономики.

На рынке AББ приходится бороться с такими мощными конкурентами, как Siemens,General Electric, Schneider Electric, с

ИНТЕРВЬЮ


ИНТЕРВЬЮ

местными производителями с их ценами, с китайцами и т. д. Можете ли их проран-жировать в порядке наиболее «острого» соперничества в нашей стране? За счет чего конкуренция оказывается для вас успешной?

Д.Ж.: Сначала опишу общую ситуацию. Об-ретя независимость, Украина унаследовала огромный научно-технический и кадровый потенциал, а также производственную базу. Хотя, конечно, приходится признать мизер-ность продемонстрированного в этой части прогресса за 24 года на фоне, например, трех первых послевоенных пятилеток, но, тем не менее, роль местных производителей остается самой сильной конкурентной составляющей в нашей области деятельности. Это объективно вынуждает нас выстраивать стратегию, ори-ентированную на партнерство с украинскими компаниями, нежели на конкуренцию с ними.

Поскольку с течением времени, к сожалению, самым слабым звеном отечественного произ-водителя оборудования для энергетики и авто-матизации все больше и больше становится отставание в технологическом плане, такие мировые лидеры в технологиях, как перечис-ленные Вами бренды, могут подставить свое плечо и найти поле для взаимовыгодного сотрудничества. Прагматично говоря, техно-логическое преимущество в обмен на долю рынка. Но, честно говоря, это краткосрочная выгода для украинского производителя, так как, не развивая собственные ноу-хау, он в конце концов может потерять свой рынок, не говоря уже об освоении новых, экспортных. Поэтому для достижения цели долгосрочно-го развития местного производства не стоит забывать о необходимости развития собствен-ных технологий и локализации в Украине производств международных технологиче-ских лидеров.

Что касается наших прямых глобальных конкурентов, я бы не стал их ранжировать. У каждого из нас есть свои сильные и слабые стороны, что позволяет нам сосуществовать в течение многих десятилетий. Но к основным факторам успешности АББ в Украине отнесу самую качественную на рынке техническую и сервисную экспертизу нашей местной коман-ды, понятную и прозрачную коммерческую политику, локализацию нашего предложения с участием сети партнеров и, конечно, 23 года безупречной деловой репутации на украин-ском рынке!

Какие продукты из обширного портфолио AББ были наиболее востребованы в Украи-

не в 2015 году среди корпоративных заказ-чиков? Какие продукты дают наибольшую долю оборота?

Д.Ж.: 2015 год, как ни странно, не внес значи-тельных изменений в долевой состав порт-феля. Как и раньше, в нашем предложении на украинском рынке лидируют продукты и решения для электроэнергетики. Хотя стоит отметить ощутимое смещение акцента на решения для дискретной автоматизации – двигатели, генераторы, частотные преобразо-ватели и инверторы. Это направление проде-монстрировало самый интенсивный рост в 2015 году, что является прямым результатом изменения спроса рынка в пользу техниче-ских решений, способствующих повышению энергоэффективности.

Кроме того, на распределение долей в портфе-ле существенное влияние оказало смещение объемов спроса с государственного сектора в пользу частного. Раньше в портфеле заказов АББ в Украине традиционно доминировал государственный сектор с характерной линей-кой продуктов высокого и сверхвысокого клас-сов напряжений.

Расскажите о новых перспективных про-дуктах, появившихся в портфолио ABB в 2015 году или ожидаемых в 2016.

Д.Ж.: Глобально АББ никогда не стоит на ме-сте в части обновления своего предложения. По праву мы считаемся лидером в области технологий для энергетики и автоматизации. Одной из задач компании в Украине является поддержание локального портфеля предло-жения, полностью соответствующего потреб-ностям и стандартам украинского рынка. Не преумаляя значения всех новых продуктов в нашем портфеле для украинского рынка, глав-ными и очень успешными новинками в 2015 году я считаю инверторы для солнечных элек-тростанций в широкой линейке мощностей – от домохозяйств до промышленных устано-вок; электрораспределительные моноблоки с воздушной изоляцией, позволяющие реализо-вывать компактные распределяющие под-станции и трансформаторные пункты 6; 10кВ без использования элегаза; новую концепту-альную платформу АББ для автоматизации зданий.

В перспективе вижу необходимость наращи-вать портфель промышленными роботами. АББ несколько лет является абсолютным глобальным лидером в промышленном робо-тостроении. Украинский рынок уже сегодня демонстрирует существенный спрос. А после


принятия в ноябре закона, освобождающего электромобили от таможенных пошлин, мы считаем крайне важным вывести на рынок Украины наши универсальные быстрые зарядные устройства для развития соответ-ствующей инфраструктуры. Технологическим партнером этого проекта выступает Microsoft.

Вообще, как изменились предпочтения украинских промышленных и энергетиче-ских компаний в 2015 году? Назовите пя-терку основных ваших заказчиков. В каких отраслях, преимущественно, AББ сейчас работает? Работаете ли вы в госсекторе и стало ли легче сейчас сотрудничать с государством?

Д.Ж.: Изменения в спросе в 2015 году опреде-лялись не предпочтениями, а возможностями. Или скорее невозможностями. Многие проек-ты были заморожены заказчиками, от многих по ряду причин были вынуждены отказаться. В целом рынком управляла осознанная необ-ходимость в условиях объективных инвести-ционных ограничений. Это отражает ситу-ацию на всех целевых рынках работы АББ: энергетика, промышленность, строительство и инфраструктура. Причем именно в том году такая ситуация в равной степени была ха-рактерна как для частного, так и для государ-ственного секторов.

АББ является традиционным долгосрочным партнером государства в реализации мас-штабных национальных проектов модерни-зации электроэнергетики. Сложность работы с государственными предприятиями для нас единственно заключается в постоянной спо-собности и готовности подтверждать соответ-ствие такому статусу как нашей компании, так и наших локальных официальных партне-ров. Что касается 2015 года, то могу отметить существенное улучшение в прозрачности ме-ханизма государственных закупок, хорошую динамику в создании истинно конкурентной среды, упрощение целого ряда бюрократиче-ских требований к участникам госзакупок, способных свести на нет любую здоровую конкуренцию. К минусам отнесу крайнюю по-литизированность государственного сектора экономики во многих аспектах: от кадровой политики и решений по операционной дея-тельности до планов перспективного разви-тия. За мой 20-летний опыт работы в элек-троэнергетике с такой политизированностью отрасли столкнулся впервые. Эта ситуация не способствует последовательному, качествен-ному, эффективному долгосрочному развитию экономики в целом.

Какие у Вас планы по развитию бизнеса в Украине в 2016 году?

Д.Ж.: Несмотря на гораздо лучшую прогнози-руемость 2016 года по сравнению с 2015, тем не менее сохраняется достаточно высокая степень неопределенности для экономическо-го и бизнес-планирования. В связи с этим мы решили сделать ставку на беспроигрышную при любом сценарии стратегию: повышение эффективности бизнес-процессов и упроще-ние организационной структуры для полной концентрации компании на потребностях клиента и повышения его удовлетворенности от сотрудничества с АББ. За этой лаконичной формулировкой стоит амбициозная и непро-ста структурно-административная работа всего коллектива. При кажущейся внешней расплывчатости такой стратегии для нас она вполне осязаема, как и ее результат.

С 2012 года мы корпоративно проводим в Украине ежегодную оценку Чистого Индекса Удовлетворенности и имеем довольно точную картину как минимум в динамике его изме-нений. Удовлетворенность наших клиентов от сотрудничества с АББ – это главный, если не единственный, фактор, предопределяющий среднесрочные и долгосрочные результаты нашей деятельности. Наша коммерческая политика не претерпит ощутимых изменений в 2016 году. Что касается бюджетных планов на текущий год, то, поверьте, они более, чем амбициозные, вдохновленные нашими успе-хами на фоне тяжелого 2015 года.

Расскажите о себе. У Вас сложная и инте-ресная работа. Есть ли у Вас или, может быть, были интересы и увлечения, кото-рые поддерживают Вас сегодня, – спорт, чтение, духовные практики и т. д.? Есть ли у Вас досуг и как Вы его проводите?

Д.Ж.: Без лишней скромности скажу, что в этом смысле я, увы, далеко не самый интерес-ный собеседник. Лет 20 назад я был куда более разносторонне развитой и гармоничной личностью, теперь абсолютно доминируют профессиональная сфера и профессиональный же круг общения. Из безусловных приорите-тов остается мое активное участие в образова-нии 15-летней дочери, семья и друзья. Из интересов: они сместились с истории Средне-вековья к истории Ближнего Востока, с клас-сической литературы – к современникам. Увлекаюсь психологией. Что касается досуга, посвящаю его разного рода развлечениям, в которых люблю экспериментировать и от-крыт в этом плане к самым смелым, неожи-данным идеям. AR

ИНТЕРВЬЮ


E-МАГАЗИН

МИКРОЛ ИТМ-115 Одноканальный микропроцессорный индикатор с цифровой и круговой шкалой.

Цена: от 4240 грн. Узнать больше...

Купить

МИКРОЛ МИК-127 Регулятор, который позволяет пользователю использовать всю мощь программируемого кон-троллера при минимальном количестве входных и выходных сигналов и минимальной стоимости.


Купить

МИКРОЛ МИК-53Н Компактный малоканальный многофункциональ-ный высокопроизводительный микропроцессор-ный контроллер.


Купить

МИКРОЛ SQUID-2НGSM-маршрутизатор SQUID для диспетчерского контроля и управления с интегрированными вхо-дами \ выходами.


Купить

МИКРОЛ RIOИнтерфейсные модули удаленного ввода/вывода, предназначенные для создания рациональной системы распределенного контроля и управления технологическими объектами.


Купить

http://goo.gl/ePwZK3



http://goo.gl/TpCp40



http://goo.gl/BygrnF



http://goo.gl/CwIrNP


http://goo.gl/uFeBiy


http://goo.gl/uFeBiy


ОБЗОР КОНСТРУКЦИИ

Трипод EXPT представляет собой электроме-ханический манипулятор с функциями робо-тотехники для перемещения объектов или инструмента в пространстве.

Трипод, построенный на базе стандартных электромеханических приводов, имеет ма-лую подвижную массу, обладает жесткой конструкцией и устойчивым основанием, что позволяет осуществлять перемещения с высокой производительностью и точностью одновременно.

Основой построения конструкции является принцип параллельной кинематики. Это означает, что к выходному звену подходит

не одна, а несколько кинематических связей (в случае с Триподом – это углепластиковые тяги), тогда как при последовательной кине-матике каждая последующая ось подсоедине-на к предыдущей (например, антропоморф-ные роботы или традиционные портальные манипуляторы). Этот принцип дает основной выигрыш – сокращение подвижной массы системы, что в свою очередь позволяет до-стигать высокой динамики и эффективности движения одновременно.

Манипулятор построен в виде пирамиды, ре-брами которой являются три линейных при-вода с зубчатым ремнем с кареткой. Каждый из них приводится в движение динамичным и точным синхронным сервоприводом. К кареткам линейных приводов крепятся угле-

Задачи автоматизации перекладки и манипулирования небольших и средних объ-ектов в настоящее время становятся все более и более актуальными. Такие локаль-ные задачи автоматизации, как укладка продукции в индивидуальной упаковке в групповую, вложение картонных прокладок между слоями, установка дополни-тельных клапанов или дозаторов на упаковку и т. д., требуют интеллектуальных, производительных и адаптивных систем перемещения с функциями робототехни-ки. Таким универсальным манипулятором для широкого круга задач, в том числе и в упаковочной промышленности, является манипулятор Трипод EXPT от Festo. Построенный по принципу параллельной кинематики, Трипод способен осущест-влять перекладку изделий до 5 кг с высокой производительностью.

ТРИПОД EXPT –

МАНИПУЛЯТОР

ВЫСШЕЙ КАТЕГОРИИ

По материалам Festo

Поворотный сервопривод для реализации функции поворота

Оптимально подобран-ные серводвигатели обе-спечивают динамичное и точное перемещение

Стандартные ком-поненты позволяют легко и быстро обслу-живать манипулятор

Легкие углепластиковые тяги обеспечивают ма-лую подвижную массу, что позволяет получить высокую динамику

Оптимальное распреде-ление усилий и вибра-ции дает устойчивое основание

Смонтированные кабе-ли и шланги упрощают монтаж

Форма пирамиды определяет высокую жесткость конструкции



пластиковые тяги на сфериче-ских шарнирах. С противопо-ложной стороны тяги соединяют-ся с площадкой выходного звена. Так реализуется принцип парал-лельной кине-матики. Тогда, управляя взаи-мосвязано всеми тремя привода-ми по опреде-ленному закону, возможно осу-ществлять пере-мещения выход-ной площадки в пространстве.

Пирамидальная конструкция позволяет полу-чить жесткую конструкцию и устойчивое основание, что позволяет доби-ваться высокой точности переме-щений, снизить вибрации при перемещении, а также опти-мально распределять усилия.

При необходимости осуществлять поворот изделий или инструмента, установленных на выходном звене, предусмотрена стандарт-ная опция 4-го поворотного привода. Этот компактный и мощный привод обеспечивает высокую динамику и точность поворота.

СОСТАВ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В состав системы перемещения на базе мани-

пулятора Трипода EXPT обязательно входит универсальный шкаф управления CMCA со встроенными функциями робототехники.

В шкаф входят: контроллер 3D-траекторий CMXR, контроллеры двигателей CMMP-AS (3 или 4, в зависимости от наличия или отсут-ствия поворотной оси), контроллер безопас-ности, а также необходимые электротехниче-ские компоненты.

В большинстве случаев манипулятор Трипод используется совместно с системой техниче-

Рис. 2. Состав системы перемещения Трипод EXPT

Табл. 1. Характеристики Трипода



ского зрения на базе камеры SBOC. Это позво-ляет осуществлять захват объектов на лету, а также определять их тип и качество.

Для осуществления крепежа манипулятора необходима рама, которая может быть изго-товлена, например, из алюминиевого профи-ля.

ПРИМЕНЕНИЯ

Наиболее типичным применением Трипода для задач упаковки является задача верти-кальной укладки в коробку, трей, коррекс индивидуальных изделий. Например, система укладки на базе Трипода EXPT с функциями сортировки и отбраковки. Такие системы со-стоят из непрерывно движущегося конвейера с неупорядоченными продуктами, системы технического зрения, перекладчика Трипо-да, системы отводящих конвейеров и шкафа управления. Данные комплексы характери-зуются максимальным быстродействием и гибкостью, минимальным занимаемым про-странством и наличием функций сортировки и отбраковки. Принцип действия системы укладки в коробку. Продукты после техноло-гического или упаковочного оборудования попадают без какой-либо дополнительной группировки или упорядочивания на непре-рывно движущийся транспортер. Далее прохо-

дят сквозь тоннель технического зрения, где определяется их положение, ориентация по углу, а также вид объекта и годность. В каме-ру SBOC уже встроены функции обработки изображения, и она выдает сразу понятные для робототехнического контроллера CMXR (который управляет Триподом) данные: коор-динаты, угол, вид объекта. Помимо данных от камеры контроллер CMXR отслеживает скорость движения ленты подающего транс-портера. Этой информации достаточно, чтобы сформировать траекторию движения манипу-лятора, захватить нужный объект «на лету» и уложить в заданную позицию. Такая система позволяет автоматически производить сорти-

Рис. 3. Трипод в действии

Табл. 2. Рабочая зона Трипода

Рис. 4. Система укладки на базе Трипода с функциями сортировки и отбраковки



ровку и отбраковку негодных изделий благо-даря наличию системы технического зрения и свободно программируемого манипулятора Трипода.

Весьма распространены задачи нанесения клея по контуру. Для упаковочной промыш-ленности типичной является задача установ-ки пластиковой крышки-дозатора многоразо-вого использования. Такая задача может быть решена с помощью манипулятора Трипода следующим образом: крышки поступают в

шаговом режиме по конвейеру, затем Трипод захватывает крышки по одной, переносит на станцию нанесения клея, в это же время пода-ется сигнал на подачу клея, Трипод совершает движение по контуру (клей нанесен), в за-вершение крышка устанавливается в опреде-ленное место на упаковках, которые следуют непрерывно по своему конвейеру.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Манипулятор Трипод EXPT, построенный по принципу параллельной кинематики, обеспе-чивает высокодинамичное и точное переме-щение в пространстве, что дает возможность повысить производительность оборудования и качество производимых изделий. Трипод построен на базе стандартных компонентов Festo, что обеспечивает экономичное и бы-строе обслуживание. Встроенная функция индикации потери тяг позволяет сохранить в целости систему перемещения даже в случае нештатной ситуации на конвейере. Жесткая конструкция и устойчивое основание позво-ляют использовать Трипод в широком диапа-зоне применений, сохраняя низкий уровень вибрации при перемещениях. А комплектное решение на базе Трипода EXPT, шкафа управ-ления CMCA и системы технического зрения SBOC позволяет исключить вопросы согласо-вания систем между собой и сократить время запуска до минимума. AR

КОНТАКТЫ

Виталий Мысечко, менеджер направления:электромеханический привод и мехатроника

Моб.: +38 (050) [email protected]

ДП «Фесто»

Тел.: +38 (044) 233-64-51Факс: +38 (044) [email protected] – для заявок[email protected] – для технических за-просов

www.festo.ua

Рис. 5. Система нанесения клея/уплотнения по контуру

Рис. 6. Сборочный автомат электромагнитных реле. Два Трипода используются для установки контактов

http://www.festo.ua/





В промышленной отрасли мы живем под благословением (или проклятием) циклов технологических обновлений

длиной в десятилетия. Сюда стоит добавить процессы выбора технологий длительно-стью месяцы, а то и годы. Это преимущество, так как покупаемая технология выбирает-ся надолго и должна обеспечивать возврат инвестиций намного дольше, чем в других отраслях. И это недостаток, так как из-за ред-кости шансов получить новую технологию мы, получая такую возможность, часто отку-сываем больше, чем можем прожевать, или, наоборот, оказываемся парализованы страхом нового или слишком увлекаемся поисками новой блестящей игрушки. Наверное, ни одна новая технология не обещала столько руково-дителям промышленных предприятий, сколь-ко аналитика больших данных. Это новая технология, захватывающая воображение и предлагающая находить ранее неизвестные корреляции между данными, которые смогут обеспечить несказанную экономию издержек, улучшение качества, а также эффективность цепей поставок. Учитывая такой масштаб обещаний, важно, чтобы руководители не по-падались в ловушку обещаний и вместо этого фокусировались на решении бизнес-проблем, а не приобретении очередной интересной «штуковины».

НИЧЕГО НОВОГО?

В основном, промышленные предприятия сейчас стараются решить те же проблемы, что стоят перед ними вот уже не первое десятиле-тие. Качество, стоимость, реагирование заказ-

чиков, разрозненные источники информации, устаревшее оборудование, непонятный ROI. Тот факт, что эти проблемы оказалось не так легко проследить и измерить в прошлом, является причиной огромного внимания, которое аналитика больших данных (АБД) получает сегодня. Компании разочарованы отсутствием прогресса при использовании устаревшего оборудования и рассматривают аналитику больших данных в качестве нового перспективного подхода.

Некоторые промышленные компании сегодня не рассматривают АБД как путь к решению новых проблем с помощью новых технологий. «Разрыв» в знаниях хорошо задокументиро-ван в промышленной отрасли, и возникно-вение новых моделей для фиксации знаний, а также удаленное обслуживание являются одними из относительно новых проблем отрасли, решаемых с помощью АБД. И пусть меньшинство, – около 5% промышленных компаний или даже меньше – но некоторые компании рассматривают АБД как путь к тому, чтобы быть не только промышленной, но и цифровой компанией.

Компании используют эти новые возмож-ности или для того, чтобы создавать новую добавленную стоимость – через нулевые про-стои или измерение производительности, –или предлагать новые бизнес-модели, такие как сдача оборудования в аренду или обеспе-чение энергоресурсами по требованию. При-меры компаний, сделавших такой переход, включают Heidelberg Press (большие печатные прессы), Konecranes (большие краны и подъ-

Я обычно сравниваю сегодняшнюю шумиху, окружающую промышленный интер-нет вещей (ПИВ), с пузырем «доткомов» 15 лет назад. И хотя краткосрочные ожи-дания тогда намного превысили краткосрочные приобретения, никто не может отрицать стратегическую трансформационную мощь интернета. ПИТ, возможно, не принесет драматических изменений в 2016 г., но в 2020 или 2025, когда мы все оглянемся назад, чтобы оценить пройденный путь, скорее всего, поймем, что рево-люция свершилась именно в 2016.

Мэттью Литлфильд

АНАЛИТИКА

БОЛЬШИХ ДАННЫХ


емное оборудование), Fanuc (роботехника), Trane (промышленный обогрев, вентиляция, кондиционирование воздуха).

АНАЛИТИКА БОЛЬШИХ ДАННЫХ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Визуализация и аналитика не являются чем-то новым для промышленности. Как правило, эти функции реализовывались продуктами вендоров, специализирующихся на промыш-ленной аналитике (enterprise manufacturing intelligence или EMI) или функциями EMI, встроенными в ERP, или системами управле-ния операционной деятельностью на произ-водстве (manufacturing operations management или MOM). Типы данных, которые подлежат анализу, – структурированные или полуструк-турированные данные из баз данных прило-жений или архивов исторических данных. В некоторых случаях – данные от оборудова-ния. Типы представляемой после этого инфор-мации включают данные об эффективности производства и их анализ, к примеру: общую эффективность оборудования (OEE), располо-жение «бутылочных горл» в производствен-ных линиях, качество выпускаемой продук-ции. В том, что касается статистического управления процессами, могут даже делаться рекомендации операторам для проактивного улучшения будущей производительности. В каждом из этих сценариев есть ясный и легко демонстрируемый ROI. Во многих из них измерения и сравнения продемонстрировали, что вышеупомянутые технологии могут повы-сить ОЕЕ на 10% и больше.

Впрочем, эти продукты и сценарии явно «не дотягивают» до предназначения и ценности аналитики больших данных. Прежде всего –«большие данные» это не просто объем. Пета-байтов самих по себе явно недостаточно. Об аналитике больших данных лучше думать в контексте таких понятий, как объем, скорость и разнообразие. Большинство традиционных вендоров EMI делают упор на объем, уделяют внимание скорости и зачастую игнорируют разнообразие.

Для того чтобы взять под кон-троль все эти параметры, компа-ниям необходима полноценная платформа больших данных или даже интернета вещей – с драй-верами, шлюзами, транспортной сетью, а также первоклассными аналитическими возможностя-ми для быстрой и эффективной работы с данными. Кроме того, нужна гибридная (облачная и ло-кальная) вычислительная среда

с традиционной реляционной базой данных, традиционным архивом исторических собы-тий и Hadoop-возможностями.

И, наконец, нужна схема данных, которая быстро и эффективно объединит различные типы данных – финансовые транзакции, операционные транзакции, разработку про-дуктов, симуляции, данные от оборудования, веб-данные, геоданные, а также алгоритмы, обеспечивающие и традиционные аналити-ческие функции на производстве, и новые, включая нейросети и машинное обучение. С полным набором таких возможностей промышленные предприятия получат доступ к всем видам аналитики: дескриптивной, диагностической, предиктивной, предписы-вающей. Все они являются важной частью обеспечения интеллектуальных и «знающих» друг о друге операционных процессов, а также важны для продвижения от операционной деятельности в режиме реального времени к предиктивному производству и в конечном итоге – к автономному. В ОДНОМ РИТМЕ С ПОТРЕБИТЕЛЕМ

Популярность платформ, подобных IBM-ов-ской Watson, выигравшей в американском игровом шоу Jeopardy, бесспорна. Уже всем ясна мощь новых вычислительных систем. Watson является компьютерной системой, от-вечающей на вопросы, заданные на естествен-ном языке, разработанной специалистами IBM в рамках проекта DeepQA. Постепенно анали-тика больших данных станет частью прило-жений нового поколения, охватывающих все уровни иерархии систем, точно так же, как BI стал частью ERP, а EMI – частью MOM.

Одним из обещаний аналитики больших данных и ИВ является трансформация моде-лей традиционных иерархических систем, используемых на промышленных предпри-ятиях и, как правило, описанных моделями Пэрдью или ISA-95. По целому ряду причин, традиционная иерархическая модель так и не смогла обеспечить «соединенности» на уров-нях цеха или центрального офиса. Активное




использование «доморощенных» систем на разных уровнях модели, использование раз-личных сетей и стандартов безопасности на корпоративном и производственном уровнях, различные модели данных и многое другое ограничивают долгосрочную пригодность те-кущих архитектур. По мере того как и унасле-дованные приложения и приложения нового поколения «обустраиваются» на платформе ИВ, именно новые приложения будут задавать новые, ранее невиданные в промышленной среде стандарты. По сути, вендоры будут конкурировать не с традиционными промыш-ленными приложениями, а с удобством таких потребительских сервисов и приложений, как Uber, Waze или Amazon. Для победы в этой гон-ке приложениям необходимо ориентировать-ся на мобильный формат, а также создавать инструменты социального взаимодействия, поиска, интуитивного анализа больших дан-ных, естественным образом встроенные в эти приложения.

ОПЕРАЦИОННОЕ СОВЕРШЕНСТВО И ТРАНС-ФОРМАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Чтобы помочь руководителям высшего зве-на, операционным менеджерам и всей орга-низации воспользоваться преимуществами аналитики больших данных, следует начать со стратегических инициатив, а не с жажды нового. Ведущие компании опираются в своих инициативах на ключевые возможно-сти персонала, процессов и технологий. Они используют концепции вроде операционного совершенства, разработанные при участии многих ведущих обрабатывающих и произ-водственных предприятий для обеспечения кросс-функционального взаимодействия меж-ду подразделениями по охране труда, обеспе-чению качества, операционному управлению производством и другими ради обеспечения достижения организационных целей. Используя проверенные модели, такие как операционное совершенство, в качестве ос-новы, компании объединяют сферы бизнеса, такие как энергия, защита здоровья и окру-жающей среды, качество, производственные операции, эффективность оборудования для того, чтобы быть в состоянии осуществлять настоящую промышленную трансформацию. Это подразумевает объединение руководите-лей бизнес-подразделений и ИТ-подразделе-ний, создание кросс-функциональных произ-водственных групп. И роль ИТ-службы в этом процессе сложно переоценить.

Исходя из необходимости и опыта, ИТ-лидеры часто более сфокусированы на избегании вне-дрения технологий ради самих технологий. У них это ярче выражено, чем у кого-либо. Они

сплошь и рядом бывают более догматичны в вопросах трансформации бизнес-процессов, оценки ROI и рисков до начала технологиче-ских процессов. Многие из них проходили через ад «разборок», связанных с неудачными ERP-проектами, выбившимися из бюджета и начатыми без должного бизнес-планирования – за исключением фразы генерального: «Нам это нужно для управления нашим бизнесом». Создав надежную основу для кросс-функци-онального взаимодействия, включающего ИТ-службу и службу промышленной автома-тизации, компании могут быстро приступать к внедрению платформы для аналитики больших данных. При начале этого процесса необходимо помнить, что заранее не будет известно, какие данные потребуются, какие будут ценными, а какие – бесполезными. Также невозможно предсказать все потенци-альные преимущества. В свете этой неясности сделайте процесс поэтапным, двигающимся от меньшего к большему. Не бойтесь неудач, быстро учитесь, быстро адаптируйтесь – и быстро показывайте результаты. Это противо-речит всему, к чему привыкли в промышлен-ности с ее монолитными системами. И по этой причине, кстати, провалилось так много тех-нологических проектов. По этой же причине необходимо убедиться в том, что выбранная платформа для аналитики больших данных и интернета вещей гибкая и легко адаптиру-емая. Нельзя тратить недели или месяцы на очистку данных или внесение новых типов данных в модель. К тому моменту, как это произойдет, ситуация уже изменится. Очистка и анализ данных должны происходить легко и быстро – в течение минут или часов. Наконец, начиная путешествие к аналитике больших данных надо побеспокоиться о лю-дях и обучении.

В Cisco, к примеру, есть своя команда из более 80 специалистов в области данных, пришед-ших в основном из компаний-партнеров и прошедших 2-летнее обучение. К счастью, промышленным компаниям, как правило, не надо начинать с самого начала – у них уже есть понимание того, как строить процесс обучения. 20 лет тому назад Six Sigma захва-тила промышленный мир, и специалистов по производству начали обучать финансам и статистике в объемах, достаточных для того, чтобы они могли извлекать данные о стоимо-сти производства. Теперь понадобится произ-вести такую же революцию в области анали-тики больших данных. Компаниям придется инвестировать в сотрудников, сотрудникам придется инвестировать в самих себя – и вме-сте это позволит сдвинуть отрасль вперед, к новым перспективам. AR


Концепция интеллектуального здания содержит в себе следующие положения:

• Создание интегрированной системы управления зданием – системы с возмож-ностью обеспечения комплексной работы всех инженерных систем здания: освеще-ния, отопления, вентиляции, кондициони-рования, водоснабжения, контроля досту-па и многих других.

• Устранение всего обслуживающего персо-нала здания и передача функций контроля и принятия решений подсистемам инте-грированной системы управления здани-ем. В эти подсистемы как раз и закладыва-ется «интеллект» здания – то, как оно будет реагировать на изменение параметров датчиков системы и другие события типа внештатных ситуаций.

• Реализация механизма немедленного отключения и передачи при необхо-димости управления человеку любой подсистемой интеллектуального здания. Вместе с этим человеку должен предо-ставляться удобный и единообразный до-ступ к управлению и отображению всех подсистем и частей «Интеллектуального здания».

• Обеспечение корректной работы отдель-ных подсистем в случае отказа общей управляющей системы или других ча-стей системы.

• Минимизация стоимости обслужива-ния и модернизации систем здания, что должно обеспечиваться применением общих стандартов в построении подси-стем, автоматическое конфигурирование и обнаружение новых устройств и моду-лей при их добавлении в систему.

• Наличие в здании проложенной комму-никационной среды для подключения к

ней устройств и модулей систем. Наряду с этим возможность использования в каче-стве коммуникационной среды в системе управления различных типов физических каналов: слаботочные линии, силовые линии, радиоканал.

Рассмотрим специфику умного дома, постро-енного на базе проводных технологий. До того момента как беспроводные топологии стали заявлять о себе на рынке домашней автома-тизации, лидирующее место принадлежало самому распространенному протоколу управ-ления интеллектуальными зданиями —KNX/EIB (рис. 1).

Умный дом – это комплекс технических устройств, аппаратных и программных ре-шений, направленных на обеспечение безопасности, комфорта и уюта в зданиях, предназначенных для проживания человека. Основная классификация систем ум-ного дома включает в себя таковые на базе проводных технологий и на основе ра-диоканала. В статье приводится их сравнительная характеристика.

Рис. 1. Протокол KNX/EIB

СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

УМНОГО ДОМА НА

ОСНОВЕ РАДИОКАНАЛА

Олег Иванин


Технология KNX/EIB – это специализирован-ный сетевой протокол обмена данными, осно-ванный на модели OSI. Протокол KNX возник путем объединения нескольких решений. Одной из составных частей ее является шина EIB (Европейская установочная шина). Дан-ные решения соответствуют международному стандарту ISO/МЭК 14543-3. Под обозначением система KNX/EIB выпускалось и выпускается множество оборудования для автоматизации зданий (самые популярные: Instabus, ABB i-Bus, Tebis).

Такие компании, как ABB, JIRA, Bticino, Jung, представляют полный комплекс оборудова-ния и ПО, предназначенного для построения интеллектуальных зданий любого масштаба.

Протокол KNX представляет собой распреде-ленную одноранговую сеть с управлением по событию. Сеть построена на основе модели OSI. Данная шина реализует простой протокол передачи данных, основанный на следующих физических уровнях:

• Витая пара. Скорость передачи достигает 9600 Бит/с и является фиксированной.

• Силовая линия 230 В,50 Гц. Скорость со-ставляет около 1200 Бит/с.

• Ethernet. Скорость равна 10 МБит/с.• Радиоканал. Два частотных окна 868 и 433

МГц.• ИК-канал.

У всех подключенных устройств есть воз-можность обмениваться сообщениями. При выполнении условия успешной передачи сообщения каждое устройство/приемник квитирует (подтверждает) факт получения сообщения. Если квитирования не произошло, то передача повторяется еще дважды. При условии повтора, если подтверждение не про-изошло, – передача заканчивается. Подобная структура и определяет факт, что технология KNX/EIB не является промышленной и не мо-жет быть применима на ответственных или опасных объектах.

Сообщение KNX/EIB состоит из 8 бит (рис. 2 ):• Контрольное поле.• Адрес отправителя.• Адрес получателя.• Длина сообщения.• Код сообщения, который будет в дальней-

шем распознаваться и выполняться.• Бит контроля четности.

Адресация в KNX/EIB шинах производится следующим образом: каждый элемент при подключении получает уникальный физиче-ский адрес, который однозначно его иденти-фицирует. Однако в процессе работы исполь-зуются так называемые логические групповые адреса.

Что касается топологии сети, то поддержива-ется использование:

• Шина. В сегмент сети можно добавить не более 64 устройств.

• Звезда.• Древовидная топология.• Область.

Помимо прочего поддерживается использова-ние ОРС-серверов.

Среди оборудования KNX/EIB системы выделя-ют:• Сенсоры (датчики).• Исполнительные устройства (активаторы).• Системные устройства – различные блоки

питания, репитеры и т. д.

Конфигурирование сети производится посред-ством специального ПО ETS.

Стандартизованный различными комитетами протокол KNX до недавнего времени был об-щепризнанным и практически единственным средством построения решений по управле-нию и автоматизации коммерческих и жилых помещений.

На первый взгляд, умный дом на проводной базе – это идеальная технология, обеспечива-ющая надежность и стабильность в обеспе-чении бесперебойной работы системы; обще-признанный стандарт; наличие проверенных решений от крупных вендоров – но лишь еди-ницы решаются на ее внедрение у себя дома.

Причина становится понятной при взгляде на составляющие типовой системы умного дома, построенного на KNX:

• Сложность проектирования (заказ проекта в солидной фирме включает в себя: проект по автоматизации помещения; поддержка системы; разработка эксклюзивного ПО).

• Сложность внедрения (сложности монта-жа оборудования автоматизации системы, который влечет за собой штробление стен (прокладывание кабелей управления, на что потребуется десятки метров штроб).

• Высокая стоимость.


Рис. 2. 8-битное сообщение KNX/EIB



Так все-таки, чему отдать предпочтение: радиоканалу или проводным системам? Что выбрать, если вы не хотите вмешиваться в дизайн жилого здания, разрушать стены, прокладывать провода? Ответ очевиден – ис-пользование систем автоматизации на основе радиоканала! Использование радиоканала не подразумева-ет необходимость прокладки проводов от кон-троллера к управляемым объектам. Стоимость беспроводных решений на порядок ниже ана-логов на KNX. Отсутствие проводов позволяет разместить контроллер сети в любом удобном для вас месте.

ПРОСТОТА ИНСТАЛЛЯЦИИ И ПРОСТОТА НА-СТРОЙКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Современные беспроводные системы домаш-ней автоматизации стали называть еще и DIY-системами, потому что от первого и до последнего шага все можно сделать своими руками, не владея никакими специфическими знаниями или языками программирования.

Краткая характеристика технологий, которые предполагают использование радиоканала для передачи информации и команд в системе умного дома:

X10

Для обеспечения работы беспроводных пуль-тов, переключателей и прочих устройств был разработан протокол использования радио-канала. Беспроводные устройства передают по радио пакеты данных, почти идентичные передаваемым по проводной сети. Для переда-чи используется частота 310 МГц в США и 433 МГц в Европе. Ресивер, подключенный к обыч-ной электросети, транслирует полученные по радио команды в стандартную сеть X10.

Недостатки:

• Протокол X10 очень медленный. Около 3/4 секунды занимает передача адреса устрой-ства и команды. Это может быть незамет-ным при использовании настольного кон-троллера, но может стать ощутимым при использовании двусторонней связи или при управлении через интеллектуальный контроллер (например, подключенный к компьютеру), особенно при использова-нии какого-либо сценария для управления несколькими устройствами.

• В сети X10 может передаваться только одна команда в конкретный момент времени. Если в одно и то же время будет вестись передача двух и более команд, это вызовет коллизии: команды не будут кор-ректно приняты или же будут выполнены неверные действия.

• Устройства защитного отключения могут ослаблять сигнал настолько, что он не будет прочитан.

• Некоторые блоки питания, используемые в современной аппаратуре (компьютерах, телевизорах, ресиверах), могут «съедать» проходящие мимо команды сети X10. Это происходит из-за использования конден-саторов на входе блоков питания, которые создают низкое сопротивление для высо-кочастотного сигнала, сглаживая сигнал. Для подобных устройств существуют вход-ные фильтры, которые позволяют пакетам X10 беспрепятственно проходить мимо подобных устройств.

• Некоторые модули X10 некорректно ра-ботают (или не работают вообще), если управляют устройством с низкой потре-бляемой энергией (менее 50 Ватт), напри-мер флюоресцентными лампами.

Сейчас X10 скорее мертва, чем жива, т.к. ее работа всегда была сопряжена с низкой степе-нью исполнения команд.

ZIGBEE

Протоколы ZigBee разработаны для исполь-зования во встроенных приложениях, требу-ющих низкую скорость передачи данных и низкое энергопотребление.

Цель ZigBee — это создание недорогой, само-организующейся сети с ячеистой топологией, предназначенной для решения широкого круга задач.

Сеть может использоваться в промышленном контроле, встроенных датчиках, сборе меди-цинских данных, оповещении о вторжении или задымлении, строительной и домашней

Рис. 3. Контроллер Z-wave сети / Fibaro Home Center


автоматизации и т. д. Созданная в итоге сеть потребляет очень мало энергии — индивиду-альные устройства, согласно данным серти-фикации ZigBee позволяют энергобатареям работать два года.

Типовые области приложения:

• Домашние развлечения и контроль — ра-циональное освещение, продвинутый температурный контроль, охрана и безо-пасность, фильмы и музыка.

• Домашнее оповещение — датчики воды и энергии, мониторинг энергии, датчики задымления и пожара, рациональные дат-чики доступа и переговоров.

• Мобильные службы — мобильные оплата, мониторинг и контроль, охрана и кон-троль доступа, охрана здоровья и телепо-мощь.

• Коммерческое строительство — мони-торинг энергии, HVAC, света, контроль доступа.

• Промышленное оборудование — контроль процессов, промышленных устройств, управление энергией и имуществом.

Существуют три различных типа устройств ZigBee.

• Координатор ZigBee (ZC) — наиболее от-ветственное устройство, формирует пути древа сети и может связываться с другими сетями. В каждой сети есть один координа-тор ZigBee. Он и запускает сеть от начала. Он хранит информацию о сети, выступает как доверенный центр и хранит ключи безопасности.

• Маршрутизатор ZigBee (ZR) — маршрутиза-тор может выступать в качестве промежу-точного маршрутизатора, передавая дан-ные с других устройств. Он также может запускать функцию приложения.

• Конечное устройство ZigBee (ZED) — его функциональная нагруженность позво-ляет ему обмениваться информацией с материнским узлом (или координатором, или с маршрутизатором), он не может передавать данные с других устройств. Такое отношение позволяет узлу львиную часть времени пребывать в спящем состо-янии, что позволяет экономить энергоре-сурс батарей. ZED требует минимального количества памяти, и поэтому может быть дешевле в производстве, чем ZR или ZC.

Особенности технологии:

• Возможность взаимодействия. Это основ-ной фактор при выборе ZigBee, особенно при необходимости обеспечить связь

проектируемого продукта с устройствами других производителей. В противном слу-чае в целях экономии можно реализовать оригинальное решение.

• Энергопотребление. Поскольку коорди-натор и маршрутизаторы всегда должны быть включены, настоятельно рекоменду-ется подключить их к энергосети.

• Неэффективное использование программ-ного обеспечения. Технология ZigBee характеризуется неэффективным исполь-зованием программного обеспечения из-за размера стека.

• Ячеистая сеть. Преимущество этой конфи-гурации заключается в возможности осу-ществлять обмен данными между точками посредством многоинтервальной линии связи.

В качестве наглядного примера можно при-вести датчиковую сеть в большом здании, где ZigBee является идеальным выбором. Однако сеть с топологией «звезда», реализованная с использованием стандарта IEEE 802.15.4 или других оригинальных протоколов передачи данных, может оказаться более экономичным решением.

BLUETOOTH LOW ENERGY (BLE)

Low Energy – это четвертая энергоэффективная версия стандарта Bluetooth с низким энергопо-треблением и малым радиусом действия, что является важной характеристикой для систе-мы умного дома и одновременно большим ми-нусом. Считанные метры в зоне относительно прямой видимости не позволят связать в еди-ную сеть ваши устройства без организации повторителей. Отсутствие стандартизации до прикладного уровня не гарантирует вам, что «умный» выключатель Bluetooth от компании XYZ поймет команды от датчика движения от компании ABC.

Техническая спецификация

Bluetooth с низким энерго-потреблением

Радиочастота 2.4 ГГцРасстояние 50 мСкорость пе-редачи данных по воздуху

1 Мб/с

Пропускная способность 0.26 Mb/s

Безопасность

128-bit AES с Counter Mode CBC-MAC и определяемый пользователем прикладной уровень




Надежность

Адаптивная быстрая пе-рестройкой частоты, Lazy Acknowledgement, 24-бито-вый избыточный цикличе-ский код (CRC), 32-разряд-ная проверка целостности сообщения

Задержка (от неподключен-ного состоя-ния)

6 мс

Общее время передачи дан-ных (зависит от состояния батареи)

6 мс

Потребляемая мощность

От 0,01 Вт до 0,5 Вт (в зависимости от вариантов использования)

Максимально потребляемый ток

<20 мА (макс. 15 мА для работы от батарейки)

WI-FI

Wi-Fi занимает заслуженно высокое место по скорости передачи данных (рис. 4).

Нужно учесть, что системам домашней авто-матизации достаточно десятков килобайт в секунду, а интенсивные объемы потребления электроэнергии – большой недостаток. Wi-Fi потребляет огромное количество электроэнер-гии, по этой причине беспроводной датчик движения, снабженный Wi-Fi радиопередат-чиком, проживет всего пару дней. Невозмож-

но представить себе систему умного дома, которая заставляет пользователя три раза в неделю менять батарейки в устройствах, поэтому и иллюзий насчет построения умного дома целиком на Wi-Fi нет.

INSTEON

Insteon (рис. 5.) выглядит очень привлекатель-ной заменой для устаревающей технологии X10. В его пользу говорит и совместимость с X10-ми устройствами. Не является проблемой и то, что Insteon пока не адаптирован для европейских стандартов. По всей видимости, вот-вот появятся первые экземпляры Insteon-устройств для Европы.

Insteon – это достаточно перспективная тех-нология, которая однажды может завоевать рынок домашней автоматизации. Представ-ленный в 2005 году протокол получил возмож-ность работы в «двух диапазонах» — по сило-вой проводке и по радиоканалу в диапазоне 868 MHz. Последнее особенно важно, так как позволяет избежать заполоненного множе-ством Wi-Fi-сетей диапазона 2.4 GHz.

Insteon, в отличие от ZigBee, — проприетарная (частная) технология, использующая ячеистую топологию сети, в которой каждое устройство является и контроллером, и приемником, что исключает необходимость иметь в сети одно главное master-устройство. Еще одной отличи-тельной особенностью технологии является возможность работы до 16 млн устройств в одной сети благодаря наличию длинного уни-кального идентификатора устройств.

Безопасность, простота монтажа, низкая стоимость конечных устройств (правда, надо учесть их скудный ассортимент), технологич-ность — все есть в Insteon, но стать единолич-ным лидером ему помешал Z-Wave — прото-кол, который на тот момент уже доминировал

Рис. 4. Скорости Wi-Fi в принципе более чем достаточно для систем умного дома

Рис. 5. Устройства Insteon


в нише беспроводной домашней автоматиза-ции.

Z-WAVE

Технология создания умных домов Z-Wave базируется на одноименном проприетарном протоколе беспроводного взаимодействия, разработанном специально для нужд домаш-ней автоматизации и курируется консорциу-мом независимых производителей — Z-Wave Alliance.

Как и Insteon, Z-wave использует свободный от интерференций диапазон 868 Mhz, безопас-ность обеспечена шифрованием AES, присут-ствует простота инсталляции. В сети Z-Wave, несмотря на ее ячеистую топологию, пред-усмотрено наличие контроллера, который может объединять до 255 устройств. При необ-ходимости расширения количества устройств возможно объединение двух контроллеров.Протокол Z-Wave разрабатывался как «беспро-водная» альтернатива проводным системам с существенно более низкой стоимостью вне-дрения, эксплуатации и настройки. Иными словами, Z-Wave ориентировался на нишу до-машней автоматизации для массового рынка.Автоматизация небольших домов и квартир, в которых количество автоматизируемых устройств редко превышает одну сотню, — вот сильная сторона технологии Z-Wave.

Надежная беспроводная масштабируемая сетьZ-Wave проектировалась и предназначалась изначально для сетей домашней автомати-зации, поэтому довольно сильно отличается от известных технологий — Wi-Fi и Bluetooth. Посмотрим, какие меры были предприняты Z-Wave для организации беспроводной мас-

штабируемой и надежной сети, связывающей все устройства в умном доме.

Масштабируемость

Протокол Z-Wave предусматривает орга-низацию mesh-сети, в которой практиче-ски каждый узел является одновременно и приемником, и передатчиком. Рассмотрим пример абстрактной сети из четырех Z-Wave устройств, в которой каждое из них характе-ризуется своим радиусом покрытия.

Если одно устройство находится в зоне дей-ствия другого, то между ними становится возможен прямой информационный обмен. Взглянем на пару устройств ZW1 и ZW2. Устройство ZW2 находятся в зоне действия ZW1, а значит ZW1 может напрямую общать-ся с устройством ZW2. Добавляя устройства в сеть, вы расширяете ее границы.

Теперь посмотрим на пару ZW1 и ZW4. Устрой-ства физически разнесены на расстояние, которое не позволяет им «найти» друг друга. Например, в реальности ZW1 может быть отделен от ZW4 длинным коридором. В этом случае работает особенность mesh-сети, кото-рая расширяет свою зону покрытия, создавая ячеистую структуру связей между входящими в нее устройствами. Да, ZW1 не может «дотя-нуться» до ZW4, но зато ему доступен ZW2, который, в свою очередь, напрямую связан с ZW4. Таким образом, путь от ZW1 к ZW4 прой-дет через ZW2 без всяких проблем.

Mesh-сеть позволяет легко и просто масшта-бировать сеть: достаточно добавить в нее новые конечные устройства, будь то модули управления светом, управляемые розетки или дверные замки.

Резервирование маршрутов

Вторым плюсом mesh-сетей является исполь-зование резервных связей. Всякое случается, и устройства z-wave иногда могут выходить из строя.

Посмотрим на треугольник, образуемый устройствами ZW2-3-4. После включения всех устройств, ZW2 мог отправлять команды устройству ZW4 напрямую. Если по какой-то причине на пути ZW2—ZW4 случится дегра-дация радиосигнала и передача информации вдруг станет невозможной, то сеть автома-тически выберет резервный маршрут ZW2—ZW3—ZW4. Таким образом, повышается «жи-вучесть» сети, проявляющаяся в способности выбирать альтернативные маршруты при отказе основных.


Рис. 6. Mesh-сеть Z-Wave



Гарантированная доставка

Нет ничего более раздражающего, чем непред-сказуемая работа устройств. Если вы подали команду на выключение розетки, к которой подключен утюг, то логично ожидать его от-ключения. К сожалению, беспроводная среда передачи по своей природе характеризуется повышенной вероятностью возникновения ошибок.

Чтобы исключить ситуации, в которых от-правленная команда может не дойти до ис-полнительного устройства, Z-Wave использует технику подтверждения доставки. Так, если устройство ZW1 отправляет условную коман-ду «Выключение» устройству ZW2, то ZW2 при успешном получении команды отправит подтверждающий кадр устройству ZW1.

Низкое энергопотребление

Снижение энергопотребления работающих на технологии Z-Wave устройств была одной из ключевых задач (рис. 7).

Если мыслить логично, то очевидно, что датчики движения, открытия дверей и окон, сенсоры влажности, температуры и освещен-ности часто устанавливаются там, куда просто невозможно подвести питание без проведе-ния ремонтных работ (например, под пото-лок или над дверью). Именно поэтому такие датчики чаще всего питаются от батареек, и поэтому вопрос низкого энергопотребления стоит во главе угла.

Для снижения энергопотребления протокол Z-Wave минимизирует время работы радиомо-дуля и дальность его действия. Малое время активной работы радиомодуля достигается за счет использования максимально сжатых команд управления, которыми обмениваются устройства. В свою очередь, небольшой ра-

диус действия радиопередатчиков позволяет снизить мощность излучаемого радиосигна-ла, а значит, и затрачиваемую им энергию. Скорость информационного обмена в Z-Wave 100Кбит/с, чего хватает для передачи коротких команд управления между контроллером и устройствами.

Z-Wave использует особый режим сна, кото-рый позволяет «батарейным» устройствам просыпаться редко, а в состоянии сна потре-блять минимальное количество энергии. Так, условный датчик движения проводит в про-бужденном состоянии всего 0.1% от общего времени работы. Оптимизация радиомодуля и управление режимом сна позволила сенсо-рам и датчикам работать без замены на одном комплекте батареек до года.

Простая установка и дооборудование

Системы автоматизации, построенные на Z-Wave, относятся к типу домашней DIY-ав-томатизации. Такие системы пользователь может установить и настроить сам, без при-влечения инженеров и монтажников. Если вы не растеряетесь при виде демонтированного выключателя света, то без труда справитесь с Z-Wave автоматизацией. С помощью пошаго-вых инструкций на YOUCONTROL любой чело-век легко осилит монтаж любого модуля.Важно отметить, что никаких ограничений или минимально необходимого набора обору-дования нет. Можно начать с двух устройств и расширять систему по мере необходимости.

В самом простом случае ваша Z-Wave систе-ма будет включать один контроллер и одно управляемое устройство, но по мере надобно-

Рис. 7. Минимальные размеры и энергопотре-бление - принципы Z-Wave

Рис. 8. Структурная схема Z-Wave сети. Изо-бражение с форума Fibaro



сти можно будет легко добавлять множество различных управляемых устройств и датчи-ков.

Процесс добавления (pairing) нового устрой-ства: сначала контроллер переводится в режим добавления нового модуля, а затем на добавляемом устройстве нажимается кнопка включения в сеть. Пара секунд – и в интерфей-се управления вашим умным домом отобра-зится новое устройство.

Альянс производителей

В 2008 году специализирующаяся на производ-стве чипов корпорация Sigma Designs купи-ла стартап Zen-Sys вместе с их протоколом Z-Wave.

Вокруг технологии Z-Wave был сформирован целый альянс производителей оборудования, получивший незамысловатое имя Z-Wave Alliance. На данный момент Альянс насчиты-вает около 250 производителей и сервис-про-вайдеров, основная цель которых — глобаль-ное развитие и популяризация технологии.

Одним из самых важных плюсов технологии Z-Wave является ее полная стандартизация на всех уровнях. Это означает, что два Z-Wave устройства будут гарантированно работать друг с другом вне независимости от бренда

или вендора. Достичь такого глобального вза-имодействия помогает сертификация оборудо-вания (рис. 9). Процесс сертификации ложится на плечи Альянса, который проверяет новые устройства на удовлетворение описанным стандартам технологии и гарантирует их беспроблемную работу в любой сети Z-Wave.

Большое количество компаний — членов Альянса — обеспечило доминирование Z-Wave-совместимых устройств на рынках Европы и США. Управление светом, отопле-нием, вентиляцией, кондиционированием, рольшторами, карнизами и окнами, модули управления гаражными воротами и даже ав-томатизация ванных комнат — все это сферы, для которых уже сейчас на рынке существуют устройства управления на базе Z-Wave.

Частоты Z-Wave

В Z-Wave существует проблема с индивиду-альными частотами работы в различных странах. Идеальный вариант, лучшая технология

Низкое энергопотребление и масштаби-руемая сеть с гарантированной достав-кой, невысокая стоимость устройств и их легкая инсталляция, поддержка со стороны широкого круга производителей и полная совместимость — все эти особенности по-зволили протоколу Z-Wave стать отличным инструментом для построения современ-ных умных домов.

Плюсы беспроводной технологии были замечены и производителями, что привело к самому главному качеству Z-Wave —

наличию в свободной продаже большого количества самых разнообразных устройств. Ну а с минусами в виде проприетарности тех-нологии и чехарды с частотами приходиться мириться.

Пожалуй, именно широкий ассортимент Z-Wave-совместимых устройств сыграл клю-чевую роль в выборе технологического реше-ния для автоматизации в квартире. Найти Z-Wave-совместимое устройство не составляет никакого труда, чего нельзя сказать о ближай-шем конкуренте — ZigBee. AR

Рис. 9. Сертификация оборудования - ключевой элемент успеха стандарта


Ua.Automation.com

Онлайн-издание Ua.Automation.com предназначено для профессионалов в области автомати-зации и электротехники. Наши читатели – технические директора, руководители техниче-ских подразделений, специалисты и эксперты в вышеуказанных областях.

Ua.Automation.com предлагает экспертные и аналитические материалы, интервью с веду-щими профессионалами отрасли, новости, информацию о вакансиях в области КИПиА в ведущих компаниях Украины и ближнего зарубежья, приглашения к участию в очных и онлайн-мероприятиях, многое другое.

Automation Weekly

Периодическое email-издание, обеспечивающее доступ к эксклюзивным материалам и услу-гам сайта Ua.Automation.com: премиум-контенту наших партнеров, приглашениям на очные и онлайн-мероприятия, а также наиболее интересным новостям и материалам из областей промышленной автоматизации и электротехники. Automation Weekly – cамый быстрый и эффективный способ распространения информации в профессиональном сообществе.

Automation Review

Инновационный электронный журнал, посвященный автоматизации и электротехнике. В каждом выпуске публикуется ряд статей, посвященных актуальным проблемам организа-ции производства в современных условиях. Благодаря электронному формату, материалам ведущих зарубежных и отечественных экспертов отрасли, современным каналам доставки и другим преимуществам Automation Review является приоритетным изданием в области автоматизации и электротехники в Украине.

2016 © ООО «ЭЙ ЭМ СИ УКРАИНА». Все права защищены.e-mail: [email protected]; тел.: +38 (044) 384 09 97


http://ua.automation.com/automation-weekly-ua/podpiska


http://ua.automation.com/ar/2/index.html

http://ua.automation.com/ar/1/index.html





Documents

Automation Reviewua.automation.com/ar/3/files/assets/common/downloads/AR3_Final1… · инфраструктуры АСУ ТП. Благодаря «выросше-му разрешению»,