АППАУ – 2-га Конференція Розробників 4ПР – 2017

С.Г. Батюк – експерт ТК185

Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?

ЗМІСТ

1. Вертикальна Інтеграція в 4ПР

2. Fog Computing / Туманні Обчислення

3. Фогінг в структурі ПТК АСУ – PLC/OMI-рішення

1

Мотто до презентації:

Знання, не породжені досвідом,

матір´ю всякої вірогідності, марні

й повні помилок

Леонардо да Вінчі

2

Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?

1. Вертикальна Інтеграція в 4ПР

3

Ієрархія АСУ на підприємстві. Стандарт ISA-95

ISA-95 Рівень управління Задачі управління ОПРТермін і ТЕП управління

АСУ

L4 Рівень керуванняПланування діяльності підприємства в цілому

Директор,головні

спеціалісти підприємства

Рік і більше. Просування на

ринку

ОАСУBI/ERP

L3 Рівень плануванняКоординація роботи

технологічних агрегатів департаменту

Начальник,головні

спеціалісти департаменту

Квартал. Максимізація

прибутку

АСУВMES/MOM

L2Рівень супервізорної

автоматизації

Управліннятехнологічними

агрегатами в реальному часі

Технолог,оператор

технологічного процесу

Зміна. Мінімізація собівартості

продукції

АСУТПSCADA/PLCРеальний час.

Пряміпоказники

якості

L1Рівень контролерної

автоматизаціїРегулювання неперервне і

програмно-логічнеL0

Рівень локальної автоматики

(вимірювальна і виконавча апаратура)

Технік КВПіА

Класична піраміда ІАСУ МП / АСОДУ

Інтеграція АСУ через MES – ключ до реалізаціі систем консолідованої аналітичної звітності масштабу підприємства

ОАСУ / ERP

АСУТП / SCADA

АСУВ / MES

BI / OLAP

Інтеграція АСУ (АСОДУ / ІАСУ) – об’єднання інформаційних ресурсів

різнорідних АСУ з метою досягнення синергетичного і кумулятивного

ефектів автоматизації на рівні керівництва підприємства

6

Інформаційні ресурси – апаратні засоби і програмне забезпечення

Синергетичний ефект – системна ефективність більша за суму

ефектів компонентів (консолідація і агрегація даних)

Кумулятивний ефект – цільова ефективність:

ЗВІТНІСТЬ – АНАЛІТИКА – ПЛАНУВАННЯ

Ефективність на рівні керівництва підприємства – орієнтація на

власника, а не на найманого менеджера

Ідеологія «дерево»

в інтеграції АСУ

7

Гілки:

MES ERP BI

Стовбур:Wonderware

System Platform

Коріння: ризомаАСУТП

Remote Access

Access Anywhere

I/O Data Server

InTouch

Terminal Server

HistorianGalaxy

Repository

Automation

Object Server

Automation

Object Server

Visualization Node Visualization Node Engineering Station Engineering Station

Wonderware System Platform

MES DatabaseMES Middleware

Supply Chain Connector, WEI

MES Monitor Reports

MES Operator

3rd party Client

MES ClientMES API Calls

ArchestrAReports

OCO/UCO Object Server

ERP

MES-Transactions

Архітектура MES Software

Механізм обміну повідомленнями:

• Спрощує обмін даними між

системами

• Підтримує історію

повідомлень для швидкого

відновлення

• Підтримує технологію

«Store & Forward»

• Підтримує обмін

повідомленнями з різними

застосуваннями

MessageDeliveryEngine

MessageHistory

Database

ProductionSchedule

WorkOrder

Execution

ProductionSchedule

WorkOrder

Execution

Wonderware Enterprise Integrator

Тенденція: Через Інтернет Речей до Мережевого Розподіленого Управління

Page 11

Як

це

для

АСУ?

Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?

2. Fog Computing / Туманні Обчислення

12

Визначення термінів

1. 4ПР – практична реалізація Цифрової Економіки. Цифрова економіка

– це економіка інформатизації, автоматизації і роботизації.

2. Суб’єкти (агенти) цифрової економіки – розподілені кібер-фізичні

системи КФС (АТК, розумні девайси і роботи), які взаємодіють.

3. КФС (інакше: розумна або інтелектуальна система) – це інтерактивна

мережа з фізичних та обчислювальних компонентів, які запроектовані

і функціонують як єдине ціле.

Примітка. КФС-и історично походять від 1) агрегатів з вбудованими

системами управління РЧ і 2) від АТК = ТОУ + АСУ.

4. IoT – Інтернет Речей – обчислювальна мережа (зараз – інтернет)

розумних фізичних девайсів (КФС), які мають вбудовані технології для

взаємодії один з одним і зовнішнім середовищем.

5. Cloud Computing – Хмарові Обчислення – інтернет клієнт-серверна

архітектура. Хмарове архівування даних. Хмарова колективна розробка

проектів. Хмаровий моніторинг КФС (режим Read-Only). Хмарове

управління в реальному часі (хмарова SCADA і хмаровий PLC - ?).

Віртуалізація. Резервування.

13

ЗЗ

I-a-a-S P-a-a-S S-a-a-S F-a-a-S

«ХМАРА» – ВІДДАЛЕНІ ЦЕНТРАЛІЗОВАНІ ОБЧИСЛЕННЯ

«ЗЕМЛЯ» – ФІЗИЧНІ ОБ’ЄКТИ

«ТУМАН» – ЛОКАЛЬНІ РОЗПОДІЛЕНІ ОБЧИСЛЕННЯ

Крапля туману - RTU

ВХІДНІ І ВИХІДНІ СИГНАЛИ

АГРЕГОВАНІ ДАНІ

CISCO-архітектура Інтернету Речей = Хмари + Кібер-фізичні системи (КФС)

Принципові особливості CISCO-архітектури Інтернету Речей:

1. Локальне розподілене обчислення в тумані на основі

ПОТОЧНИХ ДАНИХ реального часу

2. Передача із туману в хмару виключно АГРЕГОВАНИХ

ДАНИХ (тобто інформації = даних в контексті)

3. Централізовані обчислення в хмарі на основі АРХІВНИХ

ДАНИХ історичного часу

Принципова необхідність туманних обчислень:

Подвоюння щільності мікросхем – кожні 2 роки (закон Мура)

Подвоюння юмності дискової пам’яті – кожні 1.5 роки

Подвоєння швидкодії промислових мереж – кожні 2.5 роки

Неконтрольоване зростання «сирих» даних (raw data)

Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?

3. Фогінг в структурі ПТК АСУ – PLC/OMI-рішення

16

Технології автоматизації = операційні технології

Призначення

Розміщення

Інтерфейси

Відповідальність

Мережі

Приклади

IT OT

Управление активами и технологическими процессами

Центры обработки данных, локальные устройства

КИП, панели операторов, Web Browser

Инженеры, техперсонал,руководство

Сети управления (Serial, IP ибеспроводные)

SCADA, PLCs, моделирование, системы управления

Управление информацией,автоматизация

бизнес-процессов

Центры обработки данных, облачные сервисы

Web Browser, Terminal and Keyboard

Отделы ИТ, финансовые, закупка

Корпоративная сеть, IP

ERP, SCM, CRM, Email, EAM, Billing

Програмування Операційних Технологій

1. Операції технологічні – промислові процеси і виробництва.

2. Операційні Технології (Operation Technologies) – технології

автоматизації промислових процесів і виробництв.

3. Менеджмент Операційних Технологій (Operation

Technologies Management) – автоматизація технологічних

процесів і виробництв.

4. Інтерфейс Управління Операціями (Operation Management

Interface) – людино-машинний інтерфейс до автоматизованих

технологічних процесів і виробництв.

5. Цифрове (Розумне) Підприємство (Digital Enterprise / Smart

Factory) = Розподілена мобільна інтернет мережа КФС / RTU =

PLC + OMI + BPM + BI + IM + IoT + CloudNet + Data Science.

18

Завод

Корпорация Сообщество экспертов

Четверта Промислова Революція: Wonderware – програмна платформа

для цифрової трансформаціїї підприємства

Удаленные площадки

Мобильные активы

ильные пользователиМоб

Удаленное оборудование Инфраструктура

Аналитика Мобильный персонал

Системное ПО

MESBatch Управление процессами

Обработка и хранение данных Визуализация и доставка контента Подключение и сбор данных

Прикладное ПО

Клиенты, партнеры

ИнтеграцияОтраслевые решения

LPS, WNO

Model-driven MES

PrometheusInTouch Omni

WW Online

ПРАКТИЧНО:Четверта Промислова Революція = Інтернет Речей і Сервісів = Хмарові Технології

Page 20

ЗЗ

I-a-a-S P-a-a-S S-a-a-S F-a-a-S

«ХМАРА» – Віддалені сервери. Архівування. Бізнес-аналітика. Колективна розробка проектів

«ЗЕМЛЯ» – Технологічні Об’єкти Управління (технологічні процеси і виробництва)

«ТУМАН» –Локальні ПЛК. Локальні сервери. Локальні клієнти візуалізації. Локальна автоматизація

Крапля туману – PLC/OMI

ВХІДНІ І ВИХІДНІ СИГНАЛИ

АГРЕГОВАНІ ДАНІ

АСУ-архітектура Інтернету Речей = Хмари + Кібер-фізичні системи (КФС)

Принципові особливості АСУ-архітектури Інтернету Речей:

1. Локальна розподілена контролерна і супервізорна

автоматизація в тумані на основі ПОТОЧНИХ ДАНИХ

реального часу. Машинне навчання (machine learning)

2. Передача із туману в хмару виключно АГРЕГОВАНИХ

ДАНИХ (тобто інформації = даних в контексті). Агрегування

даних в ПЛК

3. Централізовані архівування і бізнес-аналітика в хмарі на

основі АРХІВНИХ ДАНИХ історичного часу. Прогностичний

менеджмент (predictive management)

23

Відповідь на питання слайду 11: Як це для АСУ?

Інтернет-речі (КФС) – це мала і середня промисловість

КФС завжди вирішую локальну спеціалізовану промислову задачу

Програмно-технічні засоби автоматизації в складі КФС повинні бутимаксимально дешевими

Висновок: потрібні інтегровані та спеціалізовані PLC/OMI-

рішення

Єдина архітектура Єдине середовище розробки Наявність спеціалізованих бібліотек Опція – постачання як змонтованих промислових шаф в складі КФС Опція – хмарне архівування і бізнес-аналітика

Кібер-Фізична Система – Cyber-Physical System – CPS

CPS / RTUActor / Communicator

OMI / PLC

Client / Server

MQTT

FieldBus

OPC-UA XML OPC-UA Binary

HTML5

InfoBus

ODATA

Дякую за увагу!

Відповім на всі Ваші питання…

25