Національний
університет харчових технологій, Україна
Використання відкритих технологій – технічний фундамент
інтеграції .
Актуальність. Сьогодні
пропонується великий вибір технічного та програмного забезпечення для
практичного вирішення задач інтеграції різних систем управління виробництвом.
Враховуючи, що як правило, розробка і впровадження інтегрованих систем
управління на підприємствах харчової галузі відбувається поетапно, дуже важливо
вже на початку робіт чітко визначитись з технічною стороною проекту, щоб в
подальшому не прийшлось замінювати програмне та технічне забезпечення, у
випадку вдосконалення системи управління, що приведе до невиправданих
капітальних втрат.
Однією з
основних проблем створення інтегрованої системи управління на підприємстві є
забезпечення сумісного функціонування технічного та програмного забезпечення,
яке традиційно використовується в системах різного рівня. Для вирішення
технічної сторони задачі горизонтальної
та вертикальної інтеграції
використовують різні способи, в залежності від вибраних шляхів реалізації
існуючих підсистем, задач покладених на систему та обмежень на фінансові та часові ресурси.
При вирішенні задач горизонтальної інтеграції вузли та підсистеми, які необхідно об’єднати в інформаційний простір, з програмної та технічної точки зору можуть являти собою: програмовані контролери та регулятори, SCADA-програми, стандартні офісні та спеціалізовані програми, реляційні бази даних;
У
першому випадку, технічно задача інтеграції зводиться до об’єднання контролерів
в єдиний інформаційний простір за допомогою промислових мереж. Якщо контролери
сумісні між собою (підтримують той самий протокол мережі), то задача зводиться
до правильної організації обміну між вузлами. Але навіть в цьому випадку мережа
може не задовольняти по продуктивності, швидкодії або функціональній
потужності. Як вихід - вибрати більш потужну мережу (якщо її підтримують всі
вузли), або взагалі замінити деякі з них. Керуючому персоналу замовника нової
розроблювальної АСУТП, необхідно жорстко поставити вимоги, щодо використання в
ній єдиних для підприємства відкритих стандартів промислових мереж, та
відкритості вихідних кодів проектів ПЛК. Інакше інтегрувати таку підсистему в
єдину інтегровану систему буде проблематично або неможливо.
Для
інформаційної взаємодії SCADA-програм використовують
відкриті технології OPC, COM (DCOM), DDE (NetDDE), XML SOAP, SQL, або фірмові протоколи, якщо обмін відбувається між
програмами одного виробника. На сьогоднішній день всі сучасні SCADA-програми підтримують технологію ОРС і можуть бути як ОРС-клієнтами так
і ОРС-серверами, що дозволяє використати цю технологію для вирішення задач
горизонтальної інтеграції на цьому рівні. Вбудовані скрипто-подібні мови
програмування значно розширюють можливості SCADA-програм,
забезпечуючи доступом до ресурсів операційних систем, що дозволяє використати
їх для інтеграції з іншими вузлами або підсистемами. Однак технологія COM/DCOM на
якій базуються стандарти OPC DA, має багато
вразливостей, що не дає можливість з’єднати підсистеми розміщені в різних
кільцях захисту, розділених брандмауерами та файєрволами. Тому в якості
рекомендації на майбутнє необхідно поступово переходити на новий стандарт OPC UA. Тим не менше, наявність
програмних шлюзів OPC UA - OPC DA, OPC XML – OPC DA дає можливість вирішити цю проблему.
Обмін
інформацією з офісними прикладними програмами можна реалізувати за допомогою
стандартних технологій OLE Automation, DDE,
використанням ActiveX-об’єктів і т.і.
Однак рекомендується використоувавти для цього технологію OPC UA. Для доступу до баз даних як з офісних так і SCADA-програм можна використати вбудовані бібліотеки, або стандартні
драйвери ODBC та OLE DB, ADO.NET.
Вертикальна інтеграція. Виходячи з технічної реалізації існуючих підсистем вибирають можливі способи їх інформаційного об’єднання. Якщо на основі вибраних шляхів не вдається побудувати систему, яка задовольняє всім критеріям – деякі вузли підсистем (вузькі міста) замінюють.
Одним з
найбільш прогресивних напрямків інтеграції на сьогоднішній день є використання
промислового Ethernet та Internet-технологій. При
цьому всі вузли системи об’єднуються через Ethernet з використанням
спеціалізованих протоколів, тобто вони функціонують в єдиному інформаційному
просторі. При такій реалізації може використовуватись ціла група протоколів,
які мають своє призначення, наприклад: Modbus TCP/IP
– на рівні АСУТП, WEB - технології між АСУТП і АСУП. Така система має
підвищену надійність, оскільки у випадку несправності одного з вузлів інший
вузол може прийняти на себе його функції. Але така інтеграція можлива лише за
повної сумісності всіх складових і потребує значних капіталовкладень.
Для вирішення проблеми сумісності використовують
також спеціалізовані ПТК (програмно-технічні комплекси), які являються
зв’язуючим компонентом між різнорідними підсистемами. Альтернативою таким ПТК
може бути використання відкритих технологій взаємодії. Сьогодні найбільш
прогресивною являється технологія ОРС DA та OPC UA, яка підтримується основними виробниками пакетів SCADA та промислових контролерів. Привабливість цих технологій в простоті та
дешевизні, що дає змогу інтегрувати офісні пакети АСУП і SCADA АСУТП без значних капітальних та часових затрат. Як видно, навіть при
різнорідності програмно-апаратних засобів, їх об’єднання в єдину систему можна
вирішити наведеними вище способами. Крім того інтеграцію можна проводити
поетапно на основі існуючих підсистем, без заміни їх складових, що дуже важливо
в умовах роботи харчових підприємств. Вертикальна та горизонтальна інтеграція
значною мірою може підвищити ефективність роботи підприємства навіть при
незначних капіталовкладеннях.
Література
Пупена О.М. Промислові
мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах /Пупена О.М., Ельперін
І.В., Луцька Н.М., Ладанюк А.П.. – Київ. Ліра-К, 2011. – 552 с.