Сообщество - Автоматизация

Автоматизация

60 постов 677 подписчиков

Популярные теги в сообществе:

Виртуальный ПЛК – следующий шаг в цифровой трансформации архитектур автоматизации

Виртуальный ПЛК – следующий шаг в цифровой трансформации архитектур автоматизации ПЛК, Программирование ПЛК, Автоматизация, АСУ ТП, Длиннопост

Приводим статью Дэвида Хамфри (David Humphrey) – директора по исследованиям аналитического агентства ARC Europe, в которой рассматривается появление программно-определяемой автоматизации на уровне контроллера и ее влияние на то, как АСУ ТП будут проектироваться, развертываться и управляться в будущем. Конкретно речь идет о виртуальных ПЛК (vPLC) – программных средств, эмулирующих функции физических программируемых логических контроллеров.

Информационные технологии оказывают влияние на системы промышленной автоматизации с момента появления Индустрии 4.0 более десяти лет назад. Эта инициатива показала ценности и преимуществам использования подобных ИТ архитектур, например, в процессах непрерывной оптимизации. Она также создала основанное на данных видение будущего, в котором продукты и производственные процессы моделируются и тестируются с использованием цифровых двойников. «ИТ-фикация» архитектур автоматизации началась с промышленных сетей на основе Ethernet и привела к слиянию на производстве классической автоматизации с миром ИТ. Эта тенденция продолжается, и сейчас мы наблюдаем миграцию управления со специализированного оборудования в управляемую ИТ-среду.

Базовые положения:

  • Виртуальный ПЛК (vPLC) не заменит полностью классические ПЛК (PLC). Они будут сосуществовать, поскольку пользователи сами решают, какое решение лучше и где его развернуть.

  • В программной среде vPLC дает множество преимуществ по сравнению с классическим PLC в таких категориях, как простота развертывания, управляемость, масштабируемость и гибкость. Однако эти преимущества будут реализованы только тогда, когда пользователи перейдут на действительно IT-подобные архитектуры и обучат свой персонал проектированию и эксплуатации.

  • vPLC – это всего лишь часть комплексного решения для архитектуры автоматизации, которая также включает инфраструктуру, приложения и сторонние компоненты.

От программного к виртуальному ПЛК

vPLC приобретается и загружается как приложение, а затем устанавливается и интегрируется в периферийную среду. Обычно производители ПЛК оставляют выбор оборудования для хостинга за пользователем, но предоставляют список справочного оборудования. В остальном новый vPLC ничем не отличается по функциональности от классических ПЛК.

Виртуальный ПЛК – следующий шаг в цифровой трансформации архитектур автоматизации ПЛК, Программирование ПЛК, Автоматизация, АСУ ТП, Длиннопост

Концепция, определяемая программным обеспечением: решения станут предоставляться в виде ПО и будут работать на стандартизированном оборудовании. 

Все началось с центров обработки данных

Центры обработки данных (ЦОД) были пионерами виртуализации. До виртуализации ЦОДы состояли из выделенных функциональных серверов, на которых работало одно приложение (база данных, электронная почта, файлообмен, CRM, ERP). Каждый сервер должен был администрироваться, настраиваться и масштабироваться индивидуально для поддержки максимального спроса, предъявляемого к его приложению или услуге. Виртуализация значительно сократила количество требуемых физических серверов, снизила потребление энергии и обеспечила лучшую видимость и управляемость ИТ-операций. Виртуализация серверов была первым шагом к сегодняшнему программно-определяемому центру обработки данных и инфраструктуре облачных вычислений.

Технология промышленной автоматизации следует по схожему пути. Для решений автоматизации эта трансформация означает консолидацию нескольких функций, таких как визуализация, управление производством или контроль партий товара, в виртуальных машинах, работающих на общей аппаратной и программной платформе (производственном сервере). В то время как электромеханические устройства, такие как датчики, приводы и двигатели, остаются на машине, традиционная функция ПЛК, установленного в щите автоматики, теперь виртуализирована в контейнере и развернута на сервере завода, рядом с другим программным обеспечением. Для рабочего в цеху ежедневная функция системы автоматизации должна оставаться прежней, но обслуживающему персоналу, возможно, придется освоить новые навыки для решения эксплуатационных проблем.

Как виртуальные ПЛК изменят автоматизацию?

Концепция виртуального ПЛК поднимает множество вопросов:

  • Является ли vPLC прямой заменой классического ПЛК?

  • Какова производительность?

  • Какие приложения останутся областью классического ПЛК?

  • Какие новые возможности создает vPLC?

Ниже приведены описания потенциальных преимуществ и предостережений vPLC.

Виртуальное развертывание

vPLC приобретается в магазине приложений, загружается и затем развертывается в контейнере на промышленной периферии. Платформы периферии обычно поддерживают приложения и устройства из постоянно растущей экосистемы продуктов и решений, в том числе от третьих лиц. Специализированные платформы предлагают инструменты для развертывания и мониторинга производительности активов и служб автоматизации, которые позволяют приложениям и устройствам легко взаимодействовать друг с другом, сохраняя при этом небольшой размер.

Развертывание для конечных пользователей

В то время как традиционные ПЛК развертываются вручную, часто с параметрами, также установленными вручную, vPLC развертываются как цифровые активы посредством «оркестровки», т.е. процесса автоматической настройки, предоставления и управления активами с использованием обычных ИТ-инструментов. После освоения определенных ИТ-навыков инженеры по автоматизации могут развертывать и контролировать целые парки контроллеров на машинах, линиях и целых заводах в смешанной конфигурации программно-определяемых и физических устройств. Крупный завод сегодня может включать несколько сотен ПЛК, поэтому потенциальная экономия средств, возможная при централизованном управлении активами автоматизации, огромна.

Развертывание для машиностроителей

Хотя большинство производителей предпочли бы поставлять устройства с идентичными конфигурациями и программами ПЛК, в реальности даже стандартные контроллеры часто модифицируются для удовлетворения требований клиентов. vPLC предлагает производителям несколько преимуществ: в то время как классическое оборудование ПЛК предлагается в разных форм-факторах и мощностях, vPLC поставляется только в одной «модели», которую можно масштабировать для соответствия требованиям каждого устройства.

Снижение капитальных затрат

vPLC работает на сервере, и пользователи могут сократить капитальные затраты, если несколько vPLC установлены на одном хост-устройстве. Выбор хостингового оборудования остается за пользователем, что возлагает на него ответственность за обеспечение соответствия требованиям приложений. Но сколько vPLC можно установить на сервере и каковы ограничения? Пользователи рекомендуют следующее: вычислительный кластер из 10 – 20-ти vPLC на сервер является реалистичным, но это зависит от того, какие функции выполняют vPLC. Жесткое управление движением с детерминированной производительностью – это испытание на прочность ПЛК. Виртуальный ПЛК выполняет стандартные задачи управления движением также, как и его аппаратные собратья, но для расширенного управления движением (координация нескольких сервоосей) производители рекомендуют применять классический PLC и использование выделенного технологического модуля (T-CPU).

Масштабируемость и гибкость

vPLC делают системы автоматизации более гибкими и масштабируемыми. Размер системы можно увеличивать или уменьшать, просто изменяя количество используемых экземпляров виртуальных ПЛК, а не устанавливая или удаляя физическое оборудование. Пользователи, которые платят только за контроллеры, используемые в данный момент – весьма привлекательная модель для производителей.

Управление устройствами и приложениями

Виртуализированные системы «оркестрируются» – это означает, что приложения и устройства могут быть быстро развернуты с помощью автоматизированных задач по настройке. Это позволяет эффективно развертывать, контролировать и управлять целыми парками программно-определяемых систем автоматизации, интеллектуальных устройств и приложений с использованием общих инструментов.

Поддержка прежних версий

Производители вложили огромные суммы в разработку кода ПЛК, поэтому неслучайно vPLC обычно поддерживают устаревший код и структуры данных, позволяя пользователям использовать свою существующую интеллектуальную собственность и знакомые инженерные инструменты. (Например, Simatic S7-1500V настраивается так же, как традиционный ПЛК). Это также работает в обратном направлении: пользователи могут легко переключиться на классический ПЛК, если это необходимо с тем, чтобы снизить риск изменений и осуществлять пошаговое развертывание.

Более высокая эффективность

Виртуальный ПЛК развертывается в промышленной среде – пространстве, где новые и устаревшие системы автоматизации интегрируются в ИТ-инфраструктуру. vPLC работает в среде, в которой приложения и устройства могут контролироваться централизованно, и которая способствует открытому обмену данных. Например, пользователи могут управлять и обслуживать производственное оборудование с помощью аналитических данных, которые помогают оптимизировать процессы и даже предсказать остановки и поломки до того, как они произойдут (предикативная аналитика). Эти возможности могут быть дополнительно расширены другими приложениями, такими как мониторинг, работающими на той же периферийной платформе.

Расходы на закупку и жизненный цикл

Является ли система автоматизации, использующая vPLC, менее дорогой в приобретении, чем традиционная система автоматизации? Как затраты на жизненный цикл сравниваются с затратами на традиционную систему PLC? Пока еще не решен вопрос о сравнении стоимости виртуального и классического PLC. Хотя vPLC по-прежнему требует аппаратного обеспечения для работы, пользователи могут развертывать несколько экземпляров vPLC на одном сервере, что сокращает общее количество устройств и экономит место в шкафу автоматики. Однако vPLC просто заменяет центральный процессор системы автоматизации. Модули ввода-вывода, датчики, исполнительные механизмы и панели оператора по-прежнему необходимы, и они могут составлять большую часть общей стоимости системы. Дополнительная экономия средств может быть достигнута за счет снижения затрат на проектирование с помощью подхода DevOps к созданию ПО, который сокращает время разработки, обеспечивая при этом качество и согласованность кода.

Заключение

В то время как виртуальный ПЛК является относительно новый продуктом на достаточно зрелом рынке дискретного управления, появление виртуально развернутого контроллера является частью более широкой картины в русле цифровой трансформации. По мере появления новых вариантов использования vPLC бизнес-кейс для систем автоматизации станет более убедительным.

Виртуальный ПЛК следует по давно устоявшемуся пути в области информационных технологий: «переносить hard в soft на столько, насколько это возможно», более того применяет этот принцип к критическому управлению, осуществляемому в режиме реального времени.

Цель vPLC заключается не в замене классического ПЛК, а в развертывании и управлении функциями ПЛК в среде, ориентированной на данные, со всеми преимуществами современных ИТ-инструментов.

Виртуальный ПЛК – следующий шаг в цифровой трансформации архитектур автоматизации ПЛК, Программирование ПЛК, Автоматизация, АСУ ТП, Длиннопост

Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики.

Показать полностью 3

"Нейросети в образовании: прокачайте свой бизнес"

"Нейросети в образовании: прокачайте свой бизнес" Кросспостинг, Pikabu Publish Bot, Образование, Автоматизация, Нейронные сети

📚 "Нейросети в образовании: прокачайте свой бизнес"

Курсы, тренинги и мастер-классы с использованием AI становятся все популярнее:
1️⃣ Автоматическая проверка домашних заданий.
2️⃣ Персонализированные учебные планы для студентов.
3️⃣ Быстрая подготовка презентаций и методических материалов.

Пример: онлайн-школа английского языка использовала AI для оценки уровня знаний учеников. Результат — ученики стали учиться эффективнее, а преподаватели сократили рутинные задачи. 🎓
А как вы можете внедрить AI в обучение своей команды?
#образование #автоматизация

Показать полностью

Протокол связи OPC UA

Протокол связи OPC UA Opc, Протокол, Связь, Автоматизация, ПЛК, Технологии, Длиннопост

Open Platform Communications United Architecture (OPC UA) – это стандарт обмена данными, используемый в промышленной автоматизации и связи. OPC UA – это независимый стандарт, не связанный с конкретной системой или производителем, он осуществляет связь посредством связи компьютер-машина или связи машина-машина. Предлагаем статью инженера Энтони Кинг Хо, опубликованную в журнале Control Automation, посвященную истории, структуре и применении протокола OPC UA.

История создания OPC UA

В 1994 году группа поставщиков программного и аппаратного обеспечения в секторе промышленной автоматизации и других инженерных дисциплинах сформировала то, что сейчас известно, как OPC Foundation.

OPC Foundation поставила себе целью разработать единую спецификацию клиент/сервер, которая позволила бы любому поставщику разрабатывать программное обеспечение и приложения, способные обмениваться данными быстрым и надежным способом. И в то же время устранить проприетарные схемы, из-за которых эти поставщики дублировали свои усилия по разработке.

В результате сообщество OPC Foundation разработало первую спецификацию для OPC DA, Data Access Specification 1.0a. Она была выпущена вскоре после этого, в начале 1996 года. Стандарт Data Access Specification определяет, как должны быть построены интерфейсы клиентского и серверного приложений. Используя эту спецификацию, поставщики могли быстро разрабатывать клиентское/серверное программное обеспечение.

Как работает OPC UA?

Однако, поскольку OPC DA в значительной степени опирается на Windows Distributed Component Object Model (DCOM), многие поставщики признают, что OPC DA не является по-настоящему открытым стандартом, плохо ведет себя в отключенном состоянии, плохо работает с брандмауэрами и работает только в Windows.

Чтобы преодолеть недостатки OPC DA, OPC Foundation разработал OPC UA, который значительно отличался от своего предшественника. Цель состояла в том, чтобы отойти от использования Windows DCOM в основном для лучшего удовлетворения меняющихся потребностей промышленной автоматизации.

Первая спецификация OPC UA была опубликована в 2006 году, а последняя версия, 1.04, была выпущена в ноябре 2017 года, добавив инфраструктуру связи публикации/подписки и новые политики безопасности.

Некоторые из улучшений, которые были введены в OPC UA, включают:

  • Открытость – доступен для использования и внедрения любым пользователем по лицензии GPL 2.0;

  • Кроссплатформенность – не привязан к одной операционной системе или языку программирования;

  • Повышенная безопасность протокола – предоставляет пользователям доступ к аутентификации, авторизации, целостности и конфиденциальности;

  • Введение метода, который представляет вызов функции объекта – метод вызывается (вызывается) и возвращается после завершения функции, независимо от того, была ли она успешной или нет;

  • Интеграция информационной модели в IEC 62541 – эта спецификация является основой инфраструктуры, необходимой поставщикам для интеграции своей информации и моделирования своих сложных данных в пространстве имен OPC UA. Она использует преимущества богатой сервис-ориентированной архитектуры OPC UA.

    Структура OPC UA (IEC 62541)

    Расширения полей, указанные в инициативе Field Level Communication (FLC), основаны на структуре OPC UA (IEC 62541). Эта структура предоставляет поставщикам независимую платформу, которая обеспечивает безопасный и надежный обмен информацией.

Протокол связи OPC UA Opc, Протокол, Связь, Автоматизация, ПЛК, Технологии, Длиннопост

Архитектура системы OPC UA FLC

Структура OPC UA поддерживает службы и протоколы клиент/сервер, а также модели и протоколы публикации/подписки (PubSub). OPC UA может работать на выделенных клиент/серверных отношениях. В сценарии PubSub сервер отправляет (публикует) данные в сеть, а клиент (подписавшийся) получает данные.

Важно отметить, что в спецификации OPC UA аутентификация, подписание и шифрование данных в значительной степени подчеркиваются как для моделей клиент/сервер, так и для моделей PubSub.

Роль OPC UA в промышленной автоматизации

Помимо того, что OPC UA является протоколом связи между машинами для промышленной автоматизации, он также является идеальным кандидатом для соединения машин и бизнес-сетей. OPC UA не только передает информацию о машинах, такую как заданные значения, измеренные значения и параметры процесса, но также определяет и описывает данные. Это делается с помощью сопоставлений в спецификации OPC UA.

С информационной моделью OPC UA новые процессы между ПЛК и любым более высоким уровнем, ориентированным на бизнес-ориентированный уровень программного обеспечения, могут быть установлены очень эффективно.

Протокол связи OPC UA Opc, Протокол, Связь, Автоматизация, ПЛК, Технологии, Длиннопост

OPC UA в системе автоматизации

В промышленном процессе заданные значения и управляющие переменные можно легко и централизованно поддерживать, а также контролировать как часть основных данных материалов. Даже информацию, специфичную для заказа клиента, можно напрямую обменивать с ПЛК вместо копирования данных на разных уровнях программного обеспечения.

Кроме того, предоставление данных об измерениях и процессах в качестве улучшения бизнес-документов для комплексной аналитики также является простой задачей, поскольку подключение стандартизировано.

С появлением Industry 4.0 разделение уровней и подход «сверху вниз» к потоку информации начали смешиваться, что означает, что в интеллектуальной сети каждое устройство или служба могут автономно инициировать связь с другими службами.

PLCopen (ассоциация производителей контроллеров на основе IEC 61131-3) сотрудничала с OPC Foundation для определения соответствующих функциональных блоков клиента OPC UA. Она создала способ для PLC обмениваться сложными структурами данных по горизонтали с другими контроллерами или по вертикали через сервер OPC UA в системе управления производством (MES) или планирования ресурсов предприятия (ERP) для получения новых производственных заказов или записи данных в облако. Эти усилия позволили производственной линии работать автономно в сочетании с интегрированной безопасностью OPC UA.

Отрасли по всему миру внедрили вертикальную интеграцию с использованием OPC UA. Каждый компонент в промышленном процессе, такой как контроллер, датчик, робот, камера и измерительное устройство, служит независимым машинным блоком, каждый из которых одновременно служит сервером OPC UA и клиентом OPC UA.

Следовательно, каждый машинный блок может использовать методы, события или точки данных OPC UA, которые публикуют его режимы, атрибуты и функциональные возможности и предлагают себя в качестве услуги.

Industry 4.0 и OPC UA

Как упоминалось ранее, с Industry 4.0 и промышленным Интернетом вещей (IIoT) информация может свободно передаваться между различными устройствами в интеллектуальной сети. Это создало серьезную проблему для безопасного и стандартизированного обмена данными и информацией.

В 2015 году модель эталонной архитектуры для Industry 4.0 (RAMI 4.0) рекомендовала только стандарт IEC 62541 OPC UA для реализации уровня связи. В результате любой продукт, рекламируемый как «с поддержкой Industry 4.0», должен поддерживать OPC UA – интегрированный или через шлюз.

В модели клиент/сервер обычно используются TCP и HTTPS. В модели PubSub используются UDP, AMQP и MQTT.

Протокол связи OPC UA Opc, Протокол, Связь, Автоматизация, ПЛК, Технологии, Длиннопост

Схема работы OPC UA

Стоит отметить, что OPC UA также реализован в чипах, небольших устройствах и датчиках. Помимо использования на производстве, приложения OPC UA уже развернуты в других областях, например, в коммерческом кухонном оборудовании, таком как фритюрницы, духовки, кофемашины и посудомоечные машины.

Планы развития OPC UA

Транзакции

С ростом популярности OPC UA во многих отраслях OPC UA является хорошим кандидатом для настройки. Простые задачи настройки можно решить с помощью методов, для более сложных процессов потребуются транзакции.

Метаданные в облаке

Когда данные публикуются в облачных приложениях, таких как Amazon Web Services (AWS) и Google Cloud, данные обычно не включают метаинформацию в адресном пространстве сервера. Метаданные помогут решить эту проблему в будущем.

Cloud Relay

Возможность облачной ретрансляции позволяет устанавливать связь между различными приложениями OPC UA, даже если и сервер, и клиент находятся за отдельными брандмауэрами.

Детерминированная связь

В текущем и прошлых поколениях связи связь не является детерминированной. С 5G, 5-м поколением беспроводных систем, она обеспечит лучшую производительность и детерминированность. Она будет похожа на Time Sensitive Networking (TSN), сопоставление модели PubSub с протоколом 5G сделает OPC UA более детерминированным.

Дополнительные сопоставления протоколов для детерминированной связи

В дополнение к 5G сопоставления с WiFi 6/7 могут сделать протокол детерминированным для беспроводных и мобильных промышленных приложений. Кроме того, сопоставление с сетевыми технологиями уровня 3 с поддержкой QoS (качество обслуживания) должно обеспечить детерминированную связь OPC UA, бесшовно маршрутизируемую по проводным и беспроводным сегментам сети.

Точно предсказать развитие OPC UA предсказать трудно, но похоже у данного протокола коммуникации есть большой потенциал.


Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА)

Показать полностью 3

Шарите в мировой мифологии?

Проверьте себя, пройдя испытание мудрости. Самые достойные получат приз — награду в профиль на Пикабу.

4 декабря – День российской информатики

4 декабря – День российской информатики Информатика, Праздники, Цифровизация, Длиннопост

Уважаемые коллеги!

Поздравляем вас с профессиональным праздником – Днем российской информатики!

В этот день 4 декабря 1948 года был зарегистрирован патент первой в СССР цифровой вычислительной машины. Авторами заявки №10475, поданной в Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство были Исаак Брук и Башир Рамеев.

Экскурс в историю. В то время использовались огромные механические интеграторы дифференциальных уравнений, но эпоха механических вычислений заканчивалась, на смену ей ожидаема должна была прийти электроника – идея электронной вычислительной машины (компьютера) витала в воздухе.

Нужно отметить, что еще в 1936 году Брук делает свой первый вычислительный аппарат «электрический стол переменного тока» – аналоговое устройство для моделирования и расчета сетей электроснабжения. Дальнейшее развитие требовало, как сейчас принято говорить, цифровизацию.

В описании принципиальной схемы патента были определены арифметические операции в двоичной системе.

4 декабря – День российской информатики Информатика, Праздники, Цифровизация, Длиннопост

Блок-схема цифровой вычислительной машины 1948 года

Практическая реализация проекта состоялась через два года – инженеры под руководством Брука создали одну из первых электронно-вычислительных машин – М-1 с применением логических схем на полупроводниках. В декабре 1950 года она обработала первые биты.

4 декабря – День российской информатики Информатика, Праздники, Цифровизация, Длиннопост

ЭВМ М-1

Сам термин «информатика» был предложен позже немецким ученым-кибернетиком Карлом Штейнбухом в 1957 году. В 1962 году определение было введено во французский язык, как слияние слов: «informatique» = «information» + «automatique». В этом же году термины «информология» и «информатика» вошли в обиход и в нашей стране. Однако информатика развивалась в составе математики, электроники и других технических наук и лишь в 1968 году стала самостоятельной дисциплиной.

Московский завод тепловой автоматики (МЗТА) по праву может гордиться причастностью к разработке одних из первых отечественных электронных устройств. В конце 50-х – начале 60-х годов прошлого века МЗТА выпустил свой первый электронный прибор – ЭР-111-К – «КОМЕГА». Затем были разработаны дифференциальные манометры и электронные приборы регулирования, регулирующие приборы импульсного действия с бесконтактным выходом, электронные сигнализаторы и ограничители температуры и другие средства автоматизации.

Позвольте пожелать коллегам по цеху информатики и, безусловно, электроники, не отставать от предшественников и выпускать достойные времени, или даже опережающие его, всё новые и новые передовые приборы!

Показать полностью 3

Пища к размышлению

Есть дрон детектор (анализатор спектра)и РЭБ ( глушилка) так вот, кто соображает, может это всё обвязать обр.связью. например, детектор засек частоту и дал команду глушилке какой канал пользовать.?.

7-сегментное механическое табло на Arduino

OPC UA и межмашинное взаимодействие (М2М)

OPC UA и межмашинное взаимодействие (М2М) Opc, Автоматизация, Протокол, ПЛК, Scada, Длиннопост

Протокол OPC UA предназначен для решения двух задач автоматизации: взаимодействие между поставщиками устройств и решение проблемы несовместимости устройств на транспортном уровне. В статье Антонио Армента, опубликованной в журнале Control Automation рассматривается вопрос интеграции OPC UA и среды межмашинного взаимодействия –Machine-to-Machine.

Современные производственные мощности все больше полагаются на высокие уровни горизонтальной и вертикальной интеграции между системами и между машинами. Горизонтальная интеграция относится к взаимосвязям между процессами и машинами на одном иерархическом уровне, что позволяет целым заводам общаться практически в реальном времени. Вертикальная интеграция, как определено в пирамиде автоматизации ISA-95 (международный стандарт для разработки интерфейса между предприятиями и управляющими системами), представляет собой передачу данных между несколькими бизнес-уровнями. Она охватывает взаимодействие оборудования на уровне полевых устройств, ПЛК, SCADA систем, инструментов управления операциями и программного обеспечения для планирования ресурсов предприятия.

Пирамидальная модель для интеграции автоматизации

Эффективный поток коммуникации между платформами, как по горизонтали, так и по вертикали, никогда не был столь важен. Этот тип связи чаще всего называют Machine-to-Machine – Межмашинное взаимодействие или M2M. Хотя название подразумевает физические машины, концепция M2M также применяется к интерфейсу между машинами и программными приложениями и даже между двумя или более программными платформами.

OPC UA и межмашинное взаимодействие (М2М) Opc, Автоматизация, Протокол, ПЛК, Scada, Длиннопост

Пирамида автоматизации ISA-95

Современные автоматизированные процессы часто включают в себя широкий спектр типов машин, программных приложений и сеть поставщиков и OEM-производителей. Архитектура такого процесса может быстро усложняться. Поэтому с тем, чтобы справиться с проблемой бесперебойного потока данных в такой среде, требуется надежное и гибкое решение. Для этого служит OPC UA.

Что такое OPC UA?

Унифицированная архитектура открытых платформ связи называется OPC UA. Реализация этого промышленного протокола связи увеличивается как по масштабу, так и по сложности. Рассмотрим интеграцию M2M и OPC UA в разрезе задач промышленности.

Сеть OPC UA для различных отраслей промышленности

OPC UA и межмашинное взаимодействие (М2М) Opc, Автоматизация, Протокол, ПЛК, Scada, Длиннопост

Международные стандарты, поддерживаемые OPC UA

Достижение взаимодействия с OPC UA

Коммуникация между машинами обеспечивает сложные автоматизированные взаимодействия между различными системами и машинами, составляющими экосистему. Одной из основных проблем для достижения настоящей интеграции M2M сегодня является разнообразие устройств, программных платформ и протоколов, развернутых в экосистеме. Многие протоколы связи, как правило, являются проприетарными, что может привести к непреднамеренным разрозненным данным и еще больше усложнить ситуацию.

Для решения этой проблемы OPC UA использует унифицированную модель данных (Unified Data Model – UDM), одну из своих самых мощных функций. Эта модель обеспечивает взаимодействие, предоставляя общую структуру для представления и передачи данных между несколькими платформами.

Что такое узел в OPC UA?

Как указано в UDM, в OPC UA все, от простого датчика до абстрактной программной связи, представлено как узел. Каждый узел описывается своими атрибутами и ссылками. Некоторые из наиболее распространенных атрибутов узла включают:

NodeId: уникальный идентификатор.
DisplayName: читаемое имя для упрощения просмотра.
DataType: логическое, целое число, строка и т. д.
Value: текущие данные или статус, хранящиеся в узле.

OPC UA и межмашинное взаимодействие (М2М) Opc, Автоматизация, Протокол, ПЛК, Scada, Длиннопост

Пример экрана настройки OPC UA, показывающий параметры атрибутов и ссылок

В то время как атрибуты помогают описать узел, ссылки помогают определить их отношения с другими узлами в системе. Узлы могут быть связаны между собой способами, которые могут обеспечить иерархию и структуру. Вот некоторые распространенные ссылки:

HasSubType: устанавливает вертикальные иерархии между узлами.
HasCause и HasEffect: устанавливает причинно-следственную связь. Это очень полезно для устранения неисправностей.
HasInterface: помогает реализовать стандартные интерфейсы связи, такие как TCP/IP.
HasProperty: связывает узлы с узлами свойств.

OPC UA поддерживает все известные типы данных, включая целые числа, строки, массивы и сложные структуры. Также поддерживаются пользовательские типы данных, что позволяет представлять абстрактные составные структуры.

Еще одной ключевой концепцией, относящейся к взаимодействию, является адресное пространство. В то время как унифицированная модель данных имеет дело со стандартным представлением данных, адресное пространство касается их структуры и организации. Используя приложение с поддержкой OPC UA, такое как Kepware, адресное пространство предоставляет пользователю системную структуру, объясняющую, как все связано.

Независимость транспортного уровня

Независимость транспортного уровня делает OPC UA высоко совместимым. Эту функцию также можно назвать «протокольно-независимой». Это еще одна причина, по которой OPC UA выделился и стал таким популярным. По сути, независимость транспортного уровня отделяет транспортный уровень от семантики, специфичной для протокола, позволяя различным протоколам использовать данные без внесения в них каких-либо изменений.

Некоторые протоколы связи, поддерживаемые OPC UA, включают TCP/IP, HTTP и HTTPS, MQTT (очень распространенный в приложениях Интернета вещей – IoT) и множество заводских протоколов на основе Ethernet.

Значение этой функции для ПО автоматизации невозможно переоценить. Многие современные системы включают в себя несколько протоколов связи, образуя сложный и неоднородный промышленный сетевой ландшафт. OPC UA решает эту проблему, предоставляя унифицированную систему благодаря независимости транспортного уровня.

Использование OPC UA для интеграции устаревших систем

Одним важным преимуществом, о котором стоит упомянуть, является интеграция между современными и устаревшими системами, обеспечиваемая этой функцией. OPC UA может помочь установить интерфейсы между устройствами, использующими старые протоколы связи, и новыми устройствами IoT, сосуществующими в одной экосистеме. Кроме того, протоколо-независимая природа OPC UA делает его перспективным, поскольку он может включать будущие протоколы по своей конструкции.

Таким образом, OPC UA способствует обеспечению взаимодействия, повышению эффективности работы, обеспечению масштабируемости в будущем и устранению изолированности данных.

Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА)

Показать полностью 3

Роботы в кафе

Starbucks в Южной Корее открыла магазин, в котором всего 2 человека управляют парком из 100 роботов, используя технологию искусственного интеллекта Deep Brew. Схожие роботы установлены и в Сингапуре.

Отличная работа, все прочитано!