Андрей Кузнецов    

В октябре в Дюссельдорфе, Германия, прошла InterKAMA-99 - крупнейшая международная выставка по автоматизации технологических процессов. Ранее она проводилась один раз в три года, была ориентирована на внутренний рынок и в ней участвовали в основном производители соответствующего оборудования из Германии. В этом году организаторы сообщили о новой концепции выставки:

- InterKAMA будет проводиться раз в два года;

- продолжительность выставки составит пять дней;

- изменится тематика: в основном экспозиция будет посвящена автоматизации производства продукции и обработке деловой информации.

15-я выставка InterKAMA состоится с 25 по 29 сентября 2001 г.

Основной причиной смены концепции выставки являются те революционные изменения, которые происходят сейчас в области автоматизации всех сфер деятельности, поэтому сложившийся трехлетний цикл проведения InterKAMA больше не соответствует динамичному развитию информационных технологий и фундаментальным преобразованиям в различных отраслях промышленности. Однако, как и прежде, InterKAMA будет демонстрировать новейшие достижения в области аппаратного и программного обеспечения и способствовать сотрудничеству между учеными, производителями и пользователями систем автоматизации. InterKAMA-99 проходила под лозунгом “Решения, имеющие будущее” и по общему признанию участников и посетителей получила полноценный международный статус. Более 1400 фирм со всего мира демонстрировали свои достижения в девяти павильонах общей площадью более 58 тыс. кв. м.

Общие впечатления

Уже стало традицией в “путевых заметках” о таких мероприятиях писать о великолепной организации, прекрасной работе транспорта, отлаженной информационной поддержке и т. п. Все это было, но главное отличие InterKAMA от крупнейших российских выставок не в этом. В конце концов, можно не давиться в переполненном автобусе, а добраться до Экспоцентра на Красной Пресне пешком и смириться с недоступностью хотя бы каталогов с кратким описанием фирм-участниц. Наши выставки все-таки можно при желании самостоятельно исследовать в течение одного дня и без всякой информационной поддержки. Основное отличие - полное отсутствие привычных на российских выставках толп праздношатающихся неспециалистов. Может быть, стоимость билета в 40 немецких марок избавит от этого недостатка наши Комтек и Софтул? А одновременное снижение стоимости квадратного метра стендов привлечет новых интересных участников?

Однако не будем о грустном и наболевшем. Итак, что же предлагают ведущие западные фирмы в конце этого века для эффективной автоматизации технологических процессов? И по количеству, и по размерам стендов преобладали, естественно, европейские и особенно немецкие фирмы. Ряд компаний, в частности Siemens и Endrus&Hauser, не только сами имели внушительные по размерам экспозиции, но и были окружены целым шлейфом “последователей” - более мелких компаний, чья деятельность зависит от технологий упомянутых старших собратьев. Лозунг “Комплексная автоматизация - получи чуть больше”, провозглашенный и великолепно обыгранный в получасовой презентации Siemens с привлечением актеров, профессиональной певицы и огромного проекционного экрана, по всей видимости, отражает новую тактику Siemens по расширению круга бизнес-партнеров. Однако в отличие от рынка программного обеспечения на рынке автоматизации нет такого абсолютного монополиста, как Microsoft. Множество фирм предлагают огромное количество решений на любой вкус и кошелек. Тем не менее общие тенденции существуют и довольно ярко выражены.

Концепция построения АСУТП

Типовые архитектуры АСУТП, как правило, включают в себя четыре уровня:

- датчики и исполнительные механизмы (Уровень 0);

- устройства связи с объектом (Уровень 1);

- контроллеры (PLC, или Programable Logic Controllers, и SoftPLC - подразумеваются контроллеры с открытой архитектурой или свободно программируемые контроллеры) (Уровень 2);

- автоматизированные рабочие места операторов (Уровень 3).

Компоненты для всех четырех уровней в рамках этой модели демонстрировались на стендах наиболее крупных производителей и поставщиков решений для АСУТП. В частности, Siemens представила полный набор таких аппаратно-программных средств, а также интерфейсы взаимодействия между ними. Основным соперником Siemens выступила компания Fisher-Rosemount. Но в целом обе фирмы предлагают практически одинаковую концепцию автоматизации со следующими характерными чертами.

- В традиционной схеме организации интерфейса между датчиками, исполнительными механизмами и PLC, где контуры управления реализуются через каналы модулей ввода-вывода PLC, последние являются “бутылочным горлышком”, сдерживающим весь процесс. Кроме того, традиционный интерфейс требует огромных затрат на монтаж, конфигурирование, диагностику, обслуживание и на саму кабельную систему. В этой связи предлагается опустить некоторый интеллект на Уровень 0, заменив интерфейс типа 4 - 20 мА на промышленную сеть (в случае Siemens - Profibus PA, DP и AS-интерфейс, а в случае Fisher-Rosemount - Foundation Fieldbus). В результате вместо большого количества 2-, 3- и 4-проводных линий связи, идущих от множества датчиков и исполнительных механизмов к каналам ввода-вывода PLC, предлагается один “малопроводный” кабель, подключаемый к соответствующему интерфейсному модулю PLC или SoftPLC. Это помимо экономии на кабельной продукции позволяет легко подключать датчики и исполнительные механизмы разных производителей к данной сети, выполнять автоматическое и ручное конфигурирование, калибровку, а также диагностику оборудования. Кстати, для конечных пользователей особо не подчеркивается возможность программирования указанных устройств на стандартных технологических языках.

- Многочисленные датчики с дискретными выходами (датчики состояния и датчики со счетно-частотным интерфейсом) и коммутационные аппараты, включая исполнительные механизмы с многопозиционным регулированием, предлагается подсоединять к той же промышленной сети через системы распределенного ввода-вывода, аналогичные известной на нашем рынке WAGO-I/O-SYSTEM. AS-консорциум допускает для этой цели AS-интерфейс.

- PLC и SoftPLC исполняют прикладное ПО, разрабатываемое с использованием стандартных языков IEC 61131-3. Конфигурирование контроллеров осуществляется при помощи практически стандартных конфигурационных программ и в основном сводится к созданию некоего логического образа физического содержимого каждого контроллера (ресурса), отображаемого в промышленной сети.

- Промышленной сетью, объединяющей PLC, SoftPLC и компьютеры автоматизированных рабочих мест оператора, является Industrial Ethernet. В этом наблюдается полное единство большинства крупных экспонентов. Однако Siemens по-прежнему не забывает и Profibus FMS.

С технической точки зрения более предпочтительной выглядит позиция апологетов Foundation Fieldbus. Это, помимо собственно более развитой инфраструктуры Foundation Fieldbus, объясняется тем, что они уже сейчас обеспечивают совместимость со всеми ведущими протоколами, включая Profibus, Interbus S и др., за счет возможности помещения их над своим транспортным уровнем. То есть любое устройство, находящееся в сети Profibus DP, можно “увидеть” в сети Foundation Fieldbus. Конечно, в реальной жизни все несколько сложнее, чем в рекламных буклетах на специальных демостендах. Кроме того, все вышеперечисленные плюсы несколько меркнут на фоне того, что в Европе активных сторонников Foundation Fieldbus можно пересчитать по пальцам. А недавнее голосование по принятию стандарта IEC 61158 (Foundation Fieldbus) привело к тому, что подкомитет SC65C был вынужден заняться очередной выработкой спецификаций по обеспечению интероперабельности между основными известными промышленными протоколами (существующий IEC 61158, ControlNet, Profibus, Interbus, T-Net, WorldFIP, SwiftNet, FF high-speed Ethernet). Таким образом “в товарищах согласья нет” по-прежнему, что подогревает здоровую конкуренцию между производителями оборудования на благо нам, заказчикам.

Программные платформы

При осмотре экспозиции могло сложиться впечатление, что Windows CE имеет хорошие шансы стать популярной промышленной операционной системой. По крайней мере пять компаний представили свои SCADA-пакеты под CE 2.0. В перечень фирм, имеющих готовые решения для Windows CE, вошли Iconics, PC Soft, COPA DATA, ARC. И, судя по словам представителей остальных фирм, этот перечень будет непрерывно расширяться. О Windows NT можно сказать очень коротко - практически на всех стендах, где демонстрировалось хоть какое-нибудь программное обеспечение, была установлена Windows NT. В разговоре с директором по производству фирмы Altersys (производитель и поставщик широко известного в QNX-кругах пакета PSP Virgo, который сейчас называется Virgo 2000) выяснилось, что они опасаются ухода QNX с рынка АСУТП в случае, если Windows CE 3.0 обеспечит хотя бы 70% обещанных возможностей. Linux и Unix были представлены двумя компаниями на микроскопических по размерам стендах. Отдельно стоит упомянуть OLE for Process Control (OPC). Выставка показала, что OPC признан в качестве стандартного механизма взаимодействия программного обеспечения АСУТП. Любая из перечисленных выше промышленных шин имеет программную поддержку в виде OPC-сервера. При этом конфигурирование аппаратуры выполняется при помощи программы-конфигуратора, после чего полученный конфигурационный файл экспортируется в OPC-сервер. Явным лидером в реализации технологии OPC по сравнению с другими разработчиками SCADA остается фирма Iconics.

CompactPCI

Многократное упоминание шины CompactPCI в российских специализированных изданиях заставило меня обойти все стенды любителей этой шины. Таковые были, но в очень скромном количестве. Компьютеры на основе этой шины представили фирмы PEP, Inova, ADTEK System Science и AdLink. Причем в экспозиции практически всех перечисленных фирм наконец появились и модули ввода-вывода. Однако в свете вышеизложенных концепций и тенденций впечатления о хороших перспективах CompactPCI в приложениях АСУТП у меня так и не сложилось. Хотя в качестве маршрутизаторов и шлюзов в промышленных сетях, когда требуется обеспечение преобразования данных между различными протоколами, компьютеры CompactPCI выглядят неплохо.

Промышленные коммуникации

Делая скидку на то, что выставка все-таки европейская, позвольте перечислить основных игроков в области промышленных сетей (в порядке убывания популярности):

- Profibus;

- CAN (CANopen, DeviceNet);

- Interbus;

- HART;

- WorldFIP.

В качестве протокола для сетей на основе простого последовательного порта общепризнан Modbus. Foundation Fieldbus стоит несколько особняком, его продемонстрировало небольшое число компаний, главные из них - Fisher-Rosemount и Smar. Большинство экспонентов, представивших решения в области промышленных сетевых технологий, показали тот или иной способ интеграции своей промышленной сети с Ethernet. Похоже, что Ethernet станет основным сетевым решением на Уровнях 2 и 3 архитектуры АСУТП в течение следующих двух-трех лет. По всей видимости, время окончательного признания Ethernet настанет тогда, когда волоконно-оптические кабели будут дешевле высококачественных кабелей для других промышленных сетей.

Скупой платит дважды

Человека, видевшего состояние систем АСУТП на типичном российском предприятии, посещение InterKAMA-99 может повергнуть в глубочайшее уныние. Мысль о том, что “мы отстали навсегда”, наверняка посещала большинство наших соотечественников во время осмотра выставки. С точки зрения производства средств АСУТП и технологий - действительно подотстали прилично. Чтобы понять степень нашего отставания в производстве, не нужно разбирать на кусочки и подвергать углубленному анализу навороченные контроллеры западных фирм. Достаточно подержать в руках клеммный соединитель WAGO, пружину для которого совершенствовали несколько лет, или “умный” разъем Hirschman для Profibus: его не нужно паять и невозможно неправильно насадить на кабель. А вот с точки зрения создания систем АСУТП или системной интеграции мы, безо всякой иронии, можем оказаться впереди планеты всей. Давайте вспомним, как у нас происходила “всеобщая компьютеризация”. У большинства предприятий средства на закупку компьютеров появились только уже во время царствования 386-процессоров. Именно поэтому многие российские компании были укомплектованы компьютерами гораздо лучше аналогичных западных фирм. Как известно, история повторяется, и тот же путь могут пройти АСУТП на российских предприятиях. Ведь мы сегодня можем активно начать применять то, что на Западе получит широкое распространение только в XXI веке. Нужно просто не забывать пословицу про скупых и сегодня вкладывать средства в самые передовые технологии автоматизации. Чтобы следующему поколению автоматизаторов не пришлось снова переделывать то, что сейчас можно сделать с учетом развития техники на ближайшие 10 - 15 лет.

С автором статьи можно связаться по телефону: (095) 234-0636.

 

Версия для печати