История и перспективы российского рынка автоматизации технологических процессов

Наиболее популярной, отвечающей требованиям международных стандартов ММС, стала широко используемая в то время во всем мире система CAMAC, на которую был выпущен соответствующий ГОСТ. Из-за отсутствия некоторых отечественных электронных компонентов делались попытки разработать собственные модификации СAMAC, одна из которых, получившая название «Вектор», выпускалась предприятиями Министерства среднего машиностроения СССР. По сути, эти системы выполняли функции универсального интерфейса между управляющим компьютером, как правило мини-ЭВМ, и нестандартными внешними устройствами, такими как датчики и исполнительные механизмы, непосредственно связанные с объектом управления.

Ольга Синенко: «Намечаются тенденции формирования российского рынка ОЕМ-систем АСУТП»

С появлением микропроцессоров ситуация изменилась. Началось производство интеллектуальных контроллеров СAMAC, а также встраиваемых в эту систему компьютеров. Менялись также и требования к ММС. Для построения высокопроизводительных комплексов контроля и управления были нужны не просто универсальные интерфейсные средства, а системы нового поколения, предоставляющие возможность создания распределенных многопроцессорных инфраструктур.

Предлагались различные варианты систем такого рода, но наибольшую популярность приобрела ММС VME, первая спецификация которой — Versabus, предназначенная для работы с микропроцессорами семейства 68000, появилась в Motorola. Дополненная впоследствии DIN-разъемами и механическим конструктивом МЭК «Евромеханика», эта ММС, получив новое название VMEbus и широкую поддержку таких компаний, как Motorola, Mostek, Philips/Signetics, Thomson CSF, Schroff, стала фактическим отраслевым стандартом. Министерство электронной промышленности, которое тогда полностью определяло стратегию выпуска микросхем в нашей стране, ориентировалось исключительно на создание аналогов процессоров Intel. И попытки ряда организаций «вбить» в план МЭП производство процессоров Motorola окончились полной неудачей. Покупка микросхем у американского производителя для большинства предприятий не представлялась возможной. Но энтузиасты, среди которых Объединенный институт ядерных исследований в Дубне, Экспериментальный завод научного приборостроения Академии наук в Черноголовке, а также один из московских институтов Министерства авиационной промышленности, изыскали возможность приобретения аналогов микропроцессоров М68000 в Венгрии и начали производство модулей VME. Изменение экономических условий открыло границы, и появилась возможность приобретать все необходимые компоненты у западных производителей.

Рынок

По мнению Ольги Синенко, генерального директора компании «РТСофт», мировой рынок модульных систем автоматизации делится на два больших сегмента. Один из них определяется производством индустриального оборудования, в состав которого входят встроенные OEM-системы контроля и управления, выполненные на основе ММС. Другой, главными участниками которого являются системные интеграторы и подразделения автоматизации компаний, ориентирован на создание систем управления технологическими процессами предприятий. В России представлен в основном второй сегмент. Влиятельными игроками нашего рынка АСУТП являются такие известные западные производители модульного оборудования, как Siemens, Honeywell, Valmet Automation (Финляндия), ABB (Швеция). Они разрабатывают и поставляют «под ключ» системы на базе собственных продуктов для крупных платежеспособных российских организаций. Их оборудование используют в своих проектах и многие мелкие российские компании-интеграторы. В роли системных интеграторов часто выступают также отраслевые НИИ и отделы автоматизации предприятий. Наряду с этим целый ряд небольших российских фирм поставляют контроллеры, сетевые устройства, датчики и другие компоненты АСУТП, выпускаемые различными зарубежными компаниями. Но существуют и почти «классические» дистрибьюторы — ярким примером является компания Prosoft. Однако как и в других сегментах российского рынка продуктов информационных технологий, достаточно распространено совмещение поставок оборудования и системной интеграции. К организациям с такой структурой бизнеса относится «РТСофт», компания, начавшая свою деятельность в области систем АСУТП в 1992 году. Ее оборот превышает 4 млн. долл. в год, а стоимость реализуемых проектов составляет от 50 до 500 тыс. долл. Деятельность «РТСофт» вполне характерна для российского рынка АСУТП.

Отечественная специфика

«Первоначально мы планировали заняться только поставкой и переносом операционных систем реального времени, ориентируясь в первую очередь на OS-9 американской компании Microware. Тогда мы полагали, что заказчики смогут покупать модульное оборудование российских производителей, в частности НПЦ ?Сапсан?, выпускавшего компьютеры БЕСТА на базе стандартных продуктов VME. К сожалению, этого не произошло. Поэтому были установлены партнерские отношения с Motorola Computer Group и PEP Modular Computers, производящими необходимые одноплатные VME-компьютеры и модули», — говорит Синенко.

Подавляющему большинству отечественных промышленных предприятий требуется модернизировать устаревшие АСУТП. Причем необходимо не просто заменить старую систему, а «вписаться» в имеющуюся структуру, используя часть уже установленных компонентов и предусмотрев возможность дальнейшего поэтапного развития. Последнее определяется главным образом не столько технической политикой, сколько постоянными проблемами с финансированием. В «РТСофт» установили партнерство с производителями промышленных контроллеров, предусмотрев применение стандартных методов их программирования, а также расширили список применяемых ОС реального времени. Используемые аппаратные средства пополнились новыми типами ММС, в частности, CompactPCI, а также мезонинными модулями и архитектурами.

Ключевой фигурой в процессе создания любой АСУТП является технолог, досконально изучивший все нюансы автоматизируемых процессов. Его знания и опыт особенно важны, когда приходится иметь дело с уже работающей системой, что характерно для российских предприятий. В такой ситуации для достижения оптимальных результатов в сжатые сроки целесообразно наладить сотрудничество с отраслевыми институтами АСУТП, отделами автоматизации предприятий или постоянно работающими с ними интеграторами, совместно решая задачи создания, модернизации и развития АСУТП. Но существуют также проекты другого типа, предполагающие разработку тиражируемых программно-технических комплексов.

Московские светофоры

К одному из таких проектов относится модернизация созданной более десяти лет назад МосгортрансНИИпроект системы «Старт», управляющей дорожным движением Москвы. Вполне возможно, что само название «Старт» не очень хорошо известно нашим читателям. Однако, наверное, большинство из них знакомо с идеей организации движения автомобилей в режиме «зеленой волны», одном из компонентов рационального управления потоками автотранспорта.

Когда начались работы по обновлению системы «Старт» и было принято решение установить в ее центральном вычислительном комплексе компьютеры Sun и СУБД Informix, стало понятно, что районные концентраторы информации не отвечают новым требованиям. Теперь эти концентраторы должны были не только транслировать данные из установленных на перекрестках дорожных контроллеров и связанных с ними детекторов транспорта (сенсорных устройств, собирающих информацию о параметрах автомобильных потоков) и передавать «центральные» команды управления светофорами и дорожными знаками. Им нужно было также выполнять многие функции в автономном режиме для обеспечения достаточно высокого уровня надежности всей системы при нарушении связи с центральным комплексом или в случае возникновения нештатных ситуаций в его работе. Среди таких функций — формирование и передача в дорожные контроллеры управляющих воздействий на основе информации, содержащейся в локальной базе данных, и исполнения программ, реализующих алгоритмы координации движения. Наряду с этим требовалось обеспечить вывод на местный пульт всей информации, используемой сотрудниками районных отделений ГИБДД, и предоставить возможность обработки команд, вводимых дежурным персоналом. В то же время в инфраструктуру нижнего уровня — дорожные контроллеры и детекторы — изменений вносить не предполагалось.

«Мы заменили концентраторы комплексами ?СТАРТ-КВИН?, созданными на базе стандартных крейтов VME. Ядром каждого комплекса, поддерживающим прикладные программы, является встраиваемый компьютер Motorola с ОС реального времени OS-9. В настоящее время используются компьютерные модули с процессорами М68060/64 МГц. Функции локального пульта выполняет стандартный ПК с Windows NT», — рассказывает руководитель отдела «РТСофт» Александр Буданов.

Одна из проблем, которую пришлось решать в процессе разработки, — осуществление взаимодействия комплексов «СТАРТ-КВИН» с дорожными контроллерами, логика приема и передачи данных которых не соответствует ни одному современному коммуникационному протоколу. Необходимые преобразования при выполнении операций ввода/вывода данных осуществляются расположенными на плате компьютерного модуля мезонинными контроллерами, выполненными в соответствии со спецификациями стандарта IndustryPack. Для согласования уровней сигналов разработаны VME-платы адаптеров с оптическими развязками, позволяющие передавать информацию по обычному телефонному проводу на расстояние до 20 км. Каждый такой адаптер может быть связан с 16 дорожными контроллерами, расположенными на различных перекрестках московских улиц.

В настоящее время введено в действие семь районных комплексов «СТАРТ-КВИН», связанных волоконно-оптическими линиями с центральным вычислительным комплексом. Они обслуживают такие магистрали с интенсивным движением, как Ленинградский проспект, Проспект мира, Профсоюзная улица. Сдан в эксплуатацию «СТАРТ-КВИН», к которому подключены дорожные контроллеры, расположенные более чем на 130 перекрестках улиц в пределах Садового кольца. В «РТСофт» полагают, что в случае необходимости достаточно легко повысить его производительность, установив еще один компьютерный модуль, который позволит расширить функциональность. Со временем общее количество комплексов «СТАРТ-КВИН» будет доведено до 20. В перспективе — создание систем управления движением третьего московского кольца, ультразвуковые датчики которых, предназначенные для распознавания и локализации мест дорожно-транспортных происшествий, будут связаны непосредственно с VME-модулями.

В «РТСофт» здраво полагают, что применение стандартных средств значительно ускоряет и упрощает реализацию проектов. «Решения, основанные на промышленных стандартах, позволили за шесть месяцев разработать базовую конфигурацию комплекса «СТАРТ-КВИН», способного поддерживать реализацию алгоритмов управления дорожным движением с использованием статистической информации об автомобильном трафике с учетом сезонных изменений, дня недели и времени суток», — указывает Буданов.

Перспективы

По словам Синенко, первоначально компания выполняла заказы военных организаций и создавала системы специального назначения. Позднее к ним присоединились промышленные предприятия, работающие в области энергетики, добычи и переработки нефти и газа. Эти заказчики довольно активны и после кризиса. В 1999 году заметно повысился спрос на АСУТП со стороны организаций, связанных с экспортом сырья, а также предприятий пищевой промышленности и компаний, работающих в области телекоммуникаций и компьютерной телефонии. И что очень важно, по мнению Синенко, намечаются тенденции формирования российского рынка ОЕМ-систем, первыми участниками которого могут стать предприятия, выпускающие промышленные контроллеры, и некоторые поставщики телекоммуникационного оборудования. Это значительно расширит область деятельности компаний, предлагающих продукты для АСУТП.

Одним из перспективных направлений в «РТСофт» считают интеграцию систем ERP и АСУТП. Вместе с зарубежными партнерами разрабатывается методология комплексной автоматизации. На основе объединения технологий управления совместно с «АйТи» реализован пилотный проект автоматизации предприятия «Сулиевнефть». Используемые в нем принципы станут основой комплексной автоматизации и других крупных объектов объединения «Татнефть».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями