В настоящее время современный мир находится на стадии новой, четвертой по счету, промышленной революции. Обработка и хранение больших массивов информации занимает гораздо меньше времени при значительно меньших размерах оборудования, чем пару десятилетий назад. Динамично развиваются и внедряются в жизнь технологии 3D-печати, печатной электроники, технологии виртуальной и дополненной реальности; бытовое и промышленное оборудование оснащается встроенными устройствами для взаимодействия друг с другом и с внешней средой через интернет; разрабатываются новые революционные технологии вычислительных машин и т. д. Все эти технологические прорывы неизбежно охватывают самые разные стороны жизни.
Концепция, по которой устройства объединяются в одну сеть и взаимодействуют друг с другом, получила название интернет вещей (англ. internet of things, IoT). Технологии интернета вещей позволяют сделать устройства умными: они самостоятельно собирают информацию, обмениваются ей и принимают решения. Следить за состоянием и управлять ими можно с компьютера или смартфона. Интернет вещей находит применение в производстве, сельском хозяйстве, медицине, городском хозяйстве и в быту.
Этот вопрос все чаще задают производители и пользователи технологических установок. Сетевое взаимодействие, передача, оценка и использование данных представляют интерес только в том случае, если эти направления реализуются в комплексе. До сих пор производителям было очень сложно предложить какие-либо рациональные решения в этой области. В данной статье производитель трубопроводной арматуры компания EBRO Armaturen представляет свою концепцию SBU Advanced, которая обеспечивает надлежащую работу всех компонентов арматуры благодаря непрерывному контролю их состояния.
Есть много способов перехода на цифровые технологии, невозможно дать универсальный ответ, какой из этих способов наиболее правильный. В первую очередь должна рассматриваться цель перехода на цифровые технологии и ожидаемые от нее преимущества для всех направлений деятельности компании.
Применение интернета вещей, безусловно, одно из первых действий в процессе перехода на цифровые технологии для многих компаний. Причина очевидна – получить цифрового двойника установки на интернет-платформе, чтобы иметь гарантированный одновременный доступ к документации, инструкциям по техническому и сервисному обслуживанию, 3D-данным, перечням компонентов и запасных частей в любое время из любого места. Это очень привлекательная идея, которая была реализована уже много раз. Но разве следующей целью не будет являться воплощение этой цифровой реальности в жизнь с помощью рабочих данных установки? Это проще, чем кажется на первый взгляд.
Развитие в промышленности обусловлено двумя аспектами. С одной стороны, меняются взгляды производителей и пользователей установок, которые извлекают выгоду из общего перехода на цифровые технологии. С другой стороны, производители устройств и компонентов хотят предлагать современные решения и за счет этого расширять свой бизнес. Таким образом, с учетом этих двух аспектов и должно быть придумано и реализовано конечное решение.
Чтобы соответствовать таким тенденциям и преобразовать предлагаемые функции в фактическую выгоду, многие производители и пользователи установок должны переосмыслить свои решения, продукты и режимы использования и адаптировать их к меняющимся требованиям перехода на цифровые технологии. В то же время часто возникает вопрос: как перенести это на существующие системы или концепции разработчиков и производителей систем? Решения для меняющихся процессов и требований, конечно, должны быть инновационными. Еще с начала прошлого века в значение слова «инновации» заложен смысл – «новые и уникальные решения, предлагающие значимые преимущества для заказчика и имеющие успех на рынке».
Адаптируемость – ключевой фактор успеха проектов перехода на цифровые технологии при создании установок. Продукты создают таким образом, чтобы их можно было оптимально интегрировать в зависимости от режима эксплуатации. В течение всего срока службы цифровые интерфейсы обеспечивают возможность плотного сетевого взаимодействия.
Задача заключается в том, чтобы сделать доступ к данным непрерывным, а не локальным и временным. При этом мы считаем, что современные полевые устройства должны быть подключены к сети не только с помощью дорогостоящих опциональных расширений, а по умолчанию. Всего несколько лет назад, если требовалось подключение полевых устройств, приходилось использовать дорогие интерфейсы промышленной сети. Несомненно, они имеют право на существование в случае сложных устройств систем автоматизации, однако это решение не представляется практичным, если требуется подключить к сети большое количество устройств. Совершенствуясь в соответствии с такими требованиями, традиционные продукты превращаются в самостоятельно подключаемые решения. Современные полевые устройства, такие как насосы, арматура и датчики, уже предлагают широкий ассортимент диагностических возможностей. Однако многие компании все еще испытывают сложности с их интеграцией.
Во многих случаях внимание сосредоточено на уже существующих системах управления и устройствах, подключенных к промышленной сети. Оборудование и функции не должны обязательно становиться дороже, так как не следует забывать и про ценовую конкуренцию. Чтобы соответствовать этим требованиям и успешно осуществить переход на цифровые технологии, в ход идут различные устойчивые к помехам и, важнее всего, недорогие средства сетевого взаимодействия. Вместе с этим отрасль признала и использует растущие возможности по извлечению ценной исчерпывающей информации и данных из устройств. Такие методы передачи данных также называют вторым каналом связи или интерфейсом интернета вещей. Основным преимуществом использования второго канала связи для установки является отсутствие необходимости замены опробованных технологий и концепций управления.
1. Через приложение. Потенциал такого интерфейса можно увидеть на примере платформы SBU Advanced от EBRO ARMATUREN. Приложение EBRO Connect, доступное в магазинах приложений для устройств под управлением iOS и Android, используется для получения наиболее эффективной поддержки при монтаже и вводе в эксплуатацию оборудования. С помощью приложения можно уточнить всю необходимую информацию об арматуре и приводных механизмах непосредственно с цифрового облака и занести в журнал параметры эксплуатации. В первую очередь это помогает пользователю, так как значительно упрощает ввод оборудования в эксплуатацию.
2. По Bluetooth. В дополнение к приложению для ввода оборудования в эксплуатацию и диагностики арматуру также можно интегрировать напрямую в технологию интернета вещей. В существующих установках расширение имеющегося стандарта связи может обойтись очень дорого. В этом случае имеет смысл вместо изменения существующей сетевой инфраструктуры использовать стандарт радиосвязи, принятый в компонентах SBU Advance.
Оснащение арматуры блоками концевых выключателей SBU Advance с подключением к интернет-шлюзу по Bluetooth создает обходной канал данных, который оптимально дополняет существующие системы связи и позволяет использовать их для проектов перехода на цифровые технологии.
Сейчас стандарт Bluetooth закрепился почти во всех отраслях промышленности и используется в большом количестве различного промышленного оборудования. Наиболее важным преимуществом этой технологии является получение доступа к новому миру без отказа от зарекомендовавших себя концепций управления и передачи данных.
3. В облаке. После прописывания устройств в облаке через построенный второй канал связи можно использовать получаемые от них данные в любых целях. Помимо визуализации технологических данных и измеряемых значений, данные можно обрабатывать, выводить и сопоставлять для создания любых функций и сервисов. Остается единственный вопрос: как преодолеть разрыв между продуктом и проектом перехода на цифровые технологии или платформой интернета вещей. Межсетевые шлюзы интернета вещей идеально подходят для этой цели. Их можно легко разместить, например, закрепив на стене, при этом они передают данные по защищенным каналам через Ethernet, WLAN или LTE. Арматура EBRO предусматривает открытый стандарт с цифровым интерфейсом для передачи данных напрямую в облако пользователя через межсетевой шлюз интернета вещей. Так как защита данных имеет безусловный приоритет, шифрование данных происходит на самом нижнем полевом уровне устройства. Также производится обмен ключами алгоритмов шифрования для идентификации и шифрования соединения.
Еще одним способом подключения полевых устройств к сети без существенного вмешательства в известные средства управления, а также размещения и кабельного соединения устройств, является IO-Link. Без отказа от зарекомендовавшего себя кабельного соединения полный цифровой доступ обеспечивается непосредственно через контроллер, с помощью которого можно ознакомиться с настройками и информацией о состоянии, а также событиями и предупреждениями об изменениях режима эксплуатации. Помимо этого, возможна пересылка и использование данных из системы управления.
Так или иначе, умные устройства можно легко и органично интегрировать в любую систему интернета вещей для поддержки современных режимов работы и использования всего потенциала перехода производства на цифровые технологии уже сегодня. Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 5 (61) 2020
