Специалисты, работающие в области промышленной автоматизации в течение длительного времени, сейчас все чаще отмечают смену отношения крупных российских заказчиков к выбору поставщиков оборудования и системных интеграторов. В настоящее время заказчик, как правило, уже понимает, что при выборе средств реализации систем автоматизации необходимо ориентироваться не только на сиюминутные задачи, но и на перспективы развития и расширения производства.
Высокая конкуренция на рынке АСУ ТП позволяет производственникам придирчиво рассматривать множество доступных вариантов автоматизации производства. Бывший когда-то традиционным путь оптимизации соотношения цена/качество каждого отдельного компонента сейчас является заведомо тупиковым, т.к. накладные расходы на интеграцию разнородных подсистем и их дальнейшее сопровождение существенно превысят потенциальный выигрыш в изначальной стоимости системы в целом.
Как конечному заказчику, так и системному интегратору намного выгоднее ориентироваться на программно-технические решения одного производителя. При этом выбор "брэнда" резко сужается, т.к. лишь несколько мировых лидеров обладают достаточными ресурсами для разработки и поддержки всей линейки оборудования и программного обеспечения: от полевых устройств до распределенных SСАDА-систем (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) и систем уровня MES (Manufacturing Execution Systems - системы оперативного управления производственными процессами). При поиске комплексного решения акцент, как правило, смещается с выбора конкретных средств реализации на выбор платформы.
В качестве такой платформы компания Siemens предлагает концепцию комплексной автоматизации TIA (Totally Integrated Automation), позволяющую создавать управляющие комплексы любого назначения и любой степени сложности на базе стандартных компонентов.
TIA - это проверенная временем концепция унификации различных компонентов, в которой стандартные аппаратные и программные средства управления бесшовно объединяются в единую систему. Такое объединение происходит на основе общего подхода к подбору оборудования, разработке программ, организации сетевого взаимодействия и человеко-машинного интерфейса.
Пирамида автоматизации
В современном производстве существует несколько взаимосвязанных уровней управления: управление финансами и цепочкой поставок, производством и технологическими процессами. Системы автоматизации задач всех этих уровней образуют пирамиду автоматизации. Три основных уровня пирамиды:
- уровень автоматизации технологических процессов - системы управления технологическими процессами;
- уровень оперативного управления производством (MES) - динамические информационные системы, обеспечивающие эффективное исполнение производственных операций;
- уровень бизнес-систем (ERP).
Концепция TIA позволяет реализовать системы автоматизации задач, относящихся к двум нижним уровням: автоматизации технологических процессов и MES; а также осуществлять информационный обмен с уровнем ERP и использовать дополнительные функции, реализованные в сторонних системах.
Горизонтальная и вертикальная интеграция на уровне производственных процессов
Концепция TIA, применяемая по всему миру сотнями компаний-партнеров Siemens, наглядно демонстрирует преимущества использования унифицированных компонентов единого производителя. Для построения АСУ ТП департамент автоматизации и приводов компании Siemens предлагает более ста тысяч единиц продукции, обеспечивающих бесшовную горизонтальную и вертикальную интеграцию системы и открытость для взаимодействия со сторонними системами.
Концепция TIA легла в основу комплексной системы автоматизации SIMATIC PCS7, имеющей тысячи успешных внедрений в различных отраслях промышленности. SIMATIC PCS7 (система класса DCS) - набор стандартных программных и аппаратных компонентов, дополненных интегрирующей надстройкой; но для разработчика и пользователя PCS7 остается законченной, интегрированной и гомогенной средой, позволяющей быстрой эффективно автоматизировать технологические процессы.
Подход Siemens к построению МЕS-систем - SIMATIC IT
На уровне MES обеспечивается координация всех систем управления технологическими процессами и информационное взаимодействие с уровнем ERP. Фактически на этом уровне происходит управление производством в целом. В рамках TIA уровень MES представлен комплексом программ SIMATIC IT, который позволяет оперативно управлять производственными заказами, материалами и персоналом.
SIMATIC IT позволяет выполнять комплексное моделирование производственных процессов, точно определять возможности производства и осуществлять исполнение производственных заказов, получая данные из систем управления технологическими процессами, отсылая назад управляющие воздействия и обмениваясь информацией с ЕRР-уровнем. Это позволяет выполнять более эффективное управление производством и повышать его гибкость.
Компонент SIMATIC IT Historian - хранилище данных, на основе которого происходит построение информационных систем, объединяющих данные систем автоматизации нижнего уровня.
С помощью компонента SIMATIC IT Unilab возможно построение системы лабораторных исследований (LIMS), данные из которой будут использоваться наряду с данными производства.
Взаимодействие MES и ERP
SIMATIC IT предоставляет стандартные интерфейсы для взаимодействия с ЕRР-системами на базе стандарта ISA-95.
В августе 2005 года между SIEMENS и SAP было заключено соглашение о взаимной поддержке протокола информационного обмена. Siemens и компания SAP - мировой лидер среди поставщиков программных решений для управления бизнесом и ЕRР-системами - совместно приняли общие стандарты и интерфейсы для взаимодействия - ключ к устранению разрыва между производственными процессами в цехе и бизнес-процессами на всем предприятии.
Таким образом, SIMATIC IT обеспечивает для ERP прозрачный доступ к данным систем нижнего уровня.
Взаимодействие со сторонними системами
Использование фундаментальных, общепризнанных международных стандартов гарантирует надежное взаимодействие систем автоматизации SIMATIC с системами других производителей. Для доступа к данным систем автоматизации, разработанных в соответствии с TIA, имеется широкий спектр интерфейсов: от шин полевого уровня (Profibus, S7, Profinet, Industrial Ethernet, Modbus) и OPC (DA, A&E, HDA) до стандартных механизмов доступа к СУБД.
Вновь разработанные программные решения внедряются в информационную среду TIA и становятся ее частью. Тем самым могут быть решены специфические прикладные задачи, усиливающие решение на базе TIA.
Применение концепции TIA на практике: опыт группы компаний "СМС-автоматизация"
Группа компаний "СМС-автоматизация" работает в области промышленной автоматизации более 15 лет. За эти годы на основе компонентов TIA было выполнено более 40 проектов. Более десяти крупных проектов было реализовано с использованием комплексной системы автоматизации SIMATIC PCS7. Небольшие и среднемасштабные проекты выполнялись с использованием более экономичной комбинации отдельных компонентов TIA: инструментальной среды программирования контроллеров Step 7 и SСАDА-системы WinCC.
Со многими клиентами группу компаний связывают долгие годы взаимовыгодного сотрудничества. Так, к примеру, во взаимодействии с Жигулевской ГЭС и ТЭЦ ВАЗа был пройден длинный путь от разработки локальных систем управления до создания единой информационной среды предприятия, которая позволила собирать в едином хранилище данные разрозненных систем контроля и решать целый ряд прикладных задач (формирование ведомости начальника смены станции, расчет технико-экономических показателей и т.д.).
