SCADA *

В условиях стремительного развития промышленной автоматизации и повышения требований к надежности технологических процессов выбор оптимального программируемого логического контроллера (ПЛК) становится критически важным. Российский рынок предлагает широкий спектр решений, поэтому мы провели анализ и составили рейтинг контроллеров с учетом ключевых критериев. Более 18 лет практики в области автоматизации технологических процессов на рынке Российского АСУТП позволили сформировать комплексное понимание особенностей и тенденций развития отрасли.

1. REGUL R500 (Astra IDE)

Добрый день друзья, речь пойдет о серийном контроллере для управления адресными диодами.

Мы разрабатываем всякие железки и вот случайно практически для себя решили сделать устройство вывода "Логичной" информации на светодиодную ленту. Конечно не обошлось без Ваших любимых адресных диодиков. .

Выбор SCADA системы определяет решение, которое скорее всего вы будете использовать в течение как минимум 10+ лет. Поэтому крайне важно понимать принципы выбора ПО. Предлагаем ознакомиться с мнением Роя Кока (Roy Kok) – инженера с более чем 30-летним опытом работы в области электротехники и промышленной автоматизации.

После проведения HAZOP и формирования контуров безопасности ПСБ с определением целевого уровня полноты безопасности, нам, как инженерам реализующим систему безопасности прислали исходные данные: технологическая схема с КИП, перечень контуров безопасности, матрица причинно-следственных связей, значение целевого УПБ. Мы, как подготовленные инженеры, понимаем из чего могут быть построены контура безопасности, отвечающие заданному целевому УПБ. Осталось подобрать оборудование, собрать контура,  посчитать результирующее значение УПБ и сравнить его с целевым.

Если подходить к решению задачи правильно и грамотно, ПСБ еще на предыдущих этапах должна быть разделена на систему аварийного останова ESD и систему технологических защит PSD. ESD предназначена именно для предотвращения катастрофы, аварии и гибели людей. PSD предназначена для защиты оборудования и технологического процесса (например, не дает загубить катализатор в реакторе или выпустить некачественную продукцию). Позже, когда будем разбираться, в чем разница между ESD и ПАЗ разберем этот вопрос подробнее.

Когда мы говорим о снижении риска до целевого значения и расчете уровня полноты безопасности, мы говорим про ESD.

Весь перечень контуров безопасности сразу делим на две части: контура с целевым УПБ1 и ниже, и контура с целевым УПБ2,3. При объективно проведенном анализе рисков контуров УПБ3 будет очень ограниченное количество, обычно несколько единиц. Подобрать оборудование для обеспечения УПБ3 контура в целом достаточно сложно.

Для снижения риска технологического процесса или технического устройства (защиты человека от гибели или травмирования), всегда задействованы несколько различных «слоев безопасности»: методы, мероприятия, технические решения, подходы направленные на обеспечение безопасности.

Можно выделить следующие слои безопасности:

- совершенствование технологического процесса с целью исключения опасных факторов – уменьшить давление в системе, снизить объем опасных веществ, изменить технологическую схему, уменьшить количество оборудования…;

- ОСУП (организация системы управления процессом) – контроль состояния оборудования, контроль за технологическим процессом, уменьшить количество персонала в потенциально опасной зоне, построить эффективную систему обучения и инструктажей …;

- система сигнализации о приближении к опасным границам и квалификация операторов – наладить полноценную систему сигнализации, выделить сигнализации приоритета 1, которые требуют незамедлительных действий от операторов, постоянно и квалифицированно вести анализ срабатывания сигнализации, максимально исключить ложные срабатывания, наладить систему постоянных тренингов для поддержания необходимой квалификации операторов (в правильно построенной системе, сигнализации уровня 1 срабатывают крайне редко при реальной угрозе аварии, количество параметров для крупного объекта не превышает 10-50, каждое ложное срабатывание детально исследуется, программа подготовки и квалификация операторов должны обеспечивать корректные действия персонала при срабатывании сигнализации). В правильно построенной системе, сигнализации должны быть разделены на аварийные и информационные, с разной схемой визуализации и разными журналами, но на практике все сигнализации собирают в один перечень, называют «Перечень сигнализаций и ПАЗ», и в системе управления нет разницы между сигнализацией о перегреве реактора и сигнализацией о низкой температуре теплофикационной воды в операторной. В результате в общий журнал сигнализаций каждый день пишется по 1000 записей, 999 из которых не имеют какого-то смысла.

В данной статье на примерах попробуем разобрать порядок построения системы безопасности технологического процесса на основе анализ рисков. Поскольку цель статьи постараться объяснить «нормальным инженерных языком» назначение и порядок создания системы безопасности технологических объектов на основе анализа рисков, придерживаться «процедур в соответствии с ГОСТ-МЭК..» и описывать процедуры я не буду.

Еще раз напомню, что любой технологический процесс или техническое устройство несет потенциальный риск – угрозу жизни и здоровью работающих или находящихся по близости людей. Риск есть всегда и для всех, все живое рискует погибнуть. Риск, которому мы все подвержены в повседневной жизни называют фоновым. Для каждого производства или технологического процесса существует значение риска, принятого как допустимое. При построении нового процесса или технологического объекта необходимо принять такие меры обеспечения безопасности, чтобы обеспечить расчетный риск не выше допустимого.

В целом порядок создания системы безопасности будет следующим:

- исследуем риски, выявляем факторы риска, оцениваем значение;

- если значение риска превышает допустимое, разрабатываем дополнительные мероприятия (технологические, организационные и т.д.) для снижения риска до приемлемого;

- если технологическими и организационными решениями снизить риск до приемлемого не удается, переходим к созданию приборной системы безопасности (ПСБ), определяем контура безопасности, оцениваем требуемый уровень полноты безопасности (SIL) контуров, строим систему аварийного останова (ESD);

Различие в подходах: нормы или анализ рисков.

Поскольку практически любой производственный процесс или техническое устройство несут потенциальную опасность жизни и здоровью людей, необходимо разработать и использовать определенный набор организационных и технических мероприятий, для снижения этой опасности (риска) до приемлемого уровня.

Для обеспечения безопасности технологического процесса или технического устройства, снижения риска получения травмы или гибели до допустимого значения, возможны два подхода – выполнить технологический процесс в соответствии с «нормативными документами» или провести анализ рисков, выявить все источники и разработать компенсирующие мероприятия.

В бывшем СССР сложилась система норм и правил, которые жестко регламентировали требования, как организационные, так и технические. Эта система была унаследована и РФ. Достаточно посмотреть «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 года № 533. Документ содержит 70 страниц ценных указаний. И таких «нормативных документов» у нас бесконечное количество, при желании можно найти «нормативку» на все случаи жизни. Соответственно проектировщику не надо понимать процесс, детально знать все особенности технологии, иметь опыт эксплуатации, достаточно просто найти нужную «нормативку» и выполнить все требования. Эксперт при проведении экспертизы проектной документации также проверяет технические решения на соответствие «нормативке», и инспектор Ростехнадзора тоже будет проверять объект на соответствие этой же «нормативке». При этом никого не волнует, на сколько обеспечена реальная безопасность технологического процесса (технологической установки), эффективность и достаточность принятых решений, возможность устойчивой работы оборудования и т.д. Соответствие нормам снимает ответственность за конечный результат со всех – проектировщиков, экспертов, инспекторов, и перекладывает всю ответственность на эксплуатацию, людей, которые непосредственно работают на технологической установке и реально рискуют своей жизнью.

Что такое безопасность технологического процесса или технической системы (устройства), что такое риск и вообще зачем все это?

По анализу рисков и функциональной безопасности написано бесконечное количество статей (большая часть в переводе), брошюр, методичек и разнообразных презентаций.

В большинстве случаев этот материал носит научно-популярный характер, с огромным количеством терминов, аббревиатур, сокращений до трех букв, абстрактных рассуждений вперемешку с теорией вероятности, и для нормального инженера выглядит как полный бред. И в большинстве случаев это и есть полный бред. Трудно понять, как этот псевдо-научный поток теоретических рассуждений можно связать с реальным технологическим объектом, техническими устройствами, реакторами, колоннами, компрессорами, насосами, печами и т.д. Многие инженеры приходят к справедливому выводу – никак. И дело не в методах, методиках, ГОСТ-ах по анализу риска и функциональной безопасности, а в специалистах, которые не понимая реального смысла и целей этих методов, решение реальных задач заменяют процессом и процедурами, с формальным соблюдением отдельных пунктов методик, с безумными выводами, и своими безграмотными действиями полностью дискредитировали саму идею функциональной безопасности, основанной на оценке риска.

Данная статья, это попытка техническим инженерным языком объяснить подход к построению систем безопасности технологических объектов (технических устройств) на основе анализа риска и функциональной безопасности. В основу статьи положен собственный опыт участия в процедурах анализа рисков и построения функциональной безопасности, определения уровня SIL для контуров безопасности, формирования требований к техническому обслуживанию и периодичности испытаний систем противоаварийной защиты для сложных технологических установок переработки нефти. Статья полностью написана самостоятельно и не является переводом с англоязычных источников. Поскольку это собственный опыт, не буду утверждать, что все изложенное абсолютно правильно и объективно, возможны ошибки, недопонимание основополагающих положений стандартов, и вообще поверхностный и однобокий подход. Прошу понять и простить.

Это краткая история о том, как за пару вечеров с помощью россыпи мелочевки с алиэкспресс, термопистолета и WAGO-вских клемм собрать демонстрационный чемодан к выставке.

Над созданием открытой шины данных АСУ ТП работают как российские, так и зарубежные разработчики. Причина понятна – уйти от проприетарных протоколов и решений и создать единую прозрачную среду передачи данных систем автоматики. Раскроем суть задач, стоящих перед разработчиками.

Представьте, что нужно заменить двигатель самолета прямо в полете. Примерно в такой ситуации мы оказались, когда взялись за локализацию производственных систем одного российского завода. Черный ящик вместо системы управления, запароленный доступ, отсутствие документации и невозможность останавливать производство — весь джентльменский набор подводных камней после 2022 года.

Я Иван Балашов, в интеграторе К2Тех руковожу направлением цифрового производства и внедряю цифровые решения в промышленности. В этом кейсе расскажу, как мы собирали пазл из обрывков информации о настройках систем, внедряли российскую SCADA взамен западной, мигрировали функционал MES, и все это без остановки производства.

Если вы когда-нибудь окажетесь перед задачей импортозамещения критически важных производственных систем, эта история может дать представление о типичных подводных камнях и способах их обхода.

SCADA-системы — это программно-аппаратные комплексы для мониторинга и управления промышленными процессами. При сбоях и авариях они формируют критические уведомления о перегревах, утечках, отказах оборудования и других опасных ситуациях. 

Отправлять такие оповещения в Telegram значит их гарантированно потерять. Поэтому мы решили сделать интеграцию с Exolve API для их автоматической отправки для мгновенного оповещения ответственных специалистов через SMS.

На основе 18-летнего опыта работы в сфере АСУ ТП и детального анализа рынка мы представили рейтинг отечественных решений, охватывающий: «Каскад Цифра», «Альфа Платформа», «МастерСКАДА 4D», REDKIT SCADA 2.0, «СимплСКАДА», «ИнтраСКАДА» и «РАПИД СКАДА».

В исследовании оценены функциональность, надежность, масштабируемость, совместимость с ОС (включая Astra Linux, РЕД ОС), поддержка промышленных протоколов (OPC UA, Modbus, МЭК 61850), интеграция с базами данных (PostgreSQL, InfluxDB, Oracle) и ERP-системами.

Всем привет! Недавно несколько российских компаний (и Positive Technologies в их числе) провели исследование, которое было посвящено перспективам развития рынка автоматизированных систем управления технологическим процессом в России. Как безопасники, мы, конечно же, сосредоточились на вопросах защиты автоматизированных систем управления с учетом современных вызовов и киберугроз. Особенностями отечественного рынка АСУ ТП и нашими рекомендациями по безопасной разработке делимся с вами в этой статье.

Что такое универсальная система управления (UCS), и действительно ли она способна заменить распределённые системы управления (DCS) в будущих задачах по управлению технологическими процессами? Каковы основные преимущества UCS?

В последние несколько лет российские предприятия столкнулись с необходимостью перевода своих систем управления с импортных SCADA-платформ на отечественные аналоги. Основными причинами стали санкции, разрыв отношений с зарубежными вендорами ПО, невозможность продления лицензий и получения техподдержки. Особенно острой эта проблема оказалась для непрерывных производств, где остановка технологического процесса даже на 30 минут может обернуться серьезными убытками и повреждением оборудования.

Летом 2023 года к к нам обратилось предприятие химической промышленности крупного Российского холдинга. На нем  много лет использовалась SCADA-система Wonderware InTouch. Из-за санкционных наложений, иностранный вендор расторг контракт на обслуживание и техподдержку. Более того, была предпринята попытка удаленно остановить производство путем отключения серверов SCADA. Последствия удалось минимизировать, изолировав промышленную сеть, однако функционал системы снизился на треть, а ее развитие и масштабирование оказалось невозможным. Нам было необходимо решить следующие проблемы:

1.     Отсутствие возможности обслуживания данной системы. Ввиду того, что данную SCADA систему разрабатывала и обслуживала иностранная компания, после начала СВО все контракты по обслуживанию и технической поддержке были расторгнуты. 

2.     Ограниченный функционал системы. После того как контракты были расторгнуты иностранная компания, имея удалённый доступ, попыталась дистанционно остановить производство путём отключения рабочих серверов. Заказчик, увидев странное в системе предпринял действия по изоляции своей производственной сети, однако иностранной организации всё-таки удалось  нарушить состав системы, тем самым снизив её функционал на треть.

Вот уже и 2025 г. Наша страна живёт в условиях большого количества санкций со стороны США и западного мира, которые затронули практически все отрасли хозяйства, в особенности высокотехнологические. Автоматизацию (АСУ ТП) это не обошло стороной.

Сборка макета для тестирования

Подготовка микрокомпьютеров и виртуального сервера

Установка утилиты mbpoll для тестирования датчиков

Установка InfluxDB

Установка Telegraf

Установка Grafana

Получаем данные от датчиков в Telegraf

Добавляем шаблон плагина датчика в конфигурацию Telegraf

Проверяем передачу данных в InfluxDB

Установка срока хранения данных в InfluxDB

Подключаем Grafana к InfluxDB

Тестирование Front Control Compact

Выводы

Полезные ссылки

Для сбора метрик с датчиков промышленного оборудования и умных домов используются самое разное оборудование, проводные и беспроводные сети, различные протоколы и стандарты.

В этой статье я расскажу о том, как можно сделать подобную систему сбора, используя очень гибкий агент сбора метрик и данных Telegraf, а также высокопроизводительную базу данных временных рядов InfluxDB. С целью визуализации и мониторинга данных, а также для оповещения об их критичных изменениях будет установлена популярная платформа Grafana.

Вы научитесь получать данные через протокол Modbus на примере датчиков XY-MD02 и PZEM-016, доступных на известных маркетплейсах. Первый из них измеряет температуру и влажность окружающей среды, а второй — параметры электрической сети, такие как напряжение, ток, мощность, потребляемая энергия и частота переменного тока. Используя полученные знания, можно будет подключать и другие аналогичные датчики.

Среди всех разновидностей протокола Modbus в этой статье будет использован Modbus RTU (Remote Terminal Unit), который применяется в промышленности для сбора данных через RS-485 или RS-232. Заметим, что длина линии RS-485 может достигать 1200 м.

Множество инженерных систем, работающих на поддержание комфортных, или требуемых условий (температура и влажность воздуха, содержание СО2 и примесей, уровень освещенности, температура воды), время от времени выходят из строя, требуют технического обслуживания. Раньше дежурный инженер несколько раз за смену обходил все оборудование и проверял его исправность и режимы работы. Кому-то стало жарко в помещении - потопал менять уставку температуры на установке за тридевять земель. И так каждый раз. Если что-то выходило из строя, то узнавали об этом либо в очередной обход, либо от пострадавших.

Разработали серийный корпус, плату, воткнули туда одноплаточник на Linux + Armbian, установили MasterSCADA4D и давай автоматизировать вентиляцию, освещение и другое инженерное оборудование.