ТРЭИ – Быстродействие и надежность в АСУ ТП критерии выбора и методы обеспечения

0:00 А теперь переходим к следующему вступлению, это у нас будет Алексей Янин, начальник отдела продаж и продвижение продукции Трей. Тема доклада быстродействие и надежность лосоты по критериям выбора и методы обеспечения прошу.

0:22 Добрый день, коллеги, уважаемые, сегодня поговорим с вами о таких банальных и простых. Казалось бы, вещах как быстродействие и надежность вас у ТП в поговорим о том, какие есть критерии и какие. Методы используются для обеспечения быстродействия и надежности, как все, вероятно, знают. Компания Трей является Вендером, производителем оборудования для систем промышленной автоматизации.

0:50 Основной наш продукт-это программируемые логические контроллеры, поэтому сегодня мы будем говорить о быстродействии и надежности именно программируемых контроллеров. И начать я бы хотел с небольшого лирического отступления. Десятилетиями промышленная автоматизация в нашей стране развивалась не без помощи наших зарубежных друзей в 2. В 2020 году мы столкнулись с 1 таким серьезным вызовом. Это пандемия к вида, сроки поставок очень сильно увеличились, и это показало, что нам как стране. Нужно вкладываться в свое производство микроэлектроники и не и спустя уже 2 года после этого был 2 серьезный вызов. Это 2022 год, когда из России ушли. Все зарубежные вендеры, Сименсы, ай, би, би, шнайдеры и все остальные. И после этого 2 серьезных проблемы образовалось 1 это поставка зипы и комплектующих. То есть просто напросто зарубежные компании отказались поставлять оборудование и 2 серьезная проблема. Это гарантийная и постгарантийное обслуживание.

2:14 И вот так, буквально в 1 момент все оборудование, которое казалось совершенным, быстродействующим, надежным. Но в 1 момент 1 фактор геополитика и все это превратилось просто. В непонятные какие то вещи и в текущие при адаптации к новой реальности. Все компании, все системные интеграторы, они поделились на 3 большие группы, это те, кто приемлет. Для себя параллельный импорт, то есть готовы продолжать работу с зарубежными поставщиками 2 группа. Это так называемые дружественные страны, это Китай, Индия Тайвань.

3:00 И чисто российские вендоры хотел небольшой такой интерактив нести. Давайте поднимите руки, кто вот к 1 группе относится. Например, кто готов рассматривать зарубежных вендоров для применения у себя там, на объектах? Никто не готов. Заказчиков мало. Ладно, ну я думаю, что на самом деле самый правильный и самый перспективный путь. Это 3 то есть российские вендоры, то есть как минимум. Нам всем нужно стремиться к тому, чтобы наши программные аппаратные решения они развивались и развивались на наших собственных. Компетенциях на наших собственных программных и аппаратных решениях, потому что даже дружественная страна, которая в моменте нам дружественная уже завтра. По каким то фактором экономическим геополитическим может развернуться и стать недружественной?

4:04 Какие ключевые вообще критерии выбора ПЛК для СТП? Это, безусловно, быстродействие, надежность, условия эксплуатации, интеграция и масштабирование системы. Кроме того, немаловажный фактор-это наличие собственной среды. Разработки Кросс платформенной с удобством, с развитыми средствами диагностики, загрузки приложения и немного расшифрую эти критерии. То есть что такое быстродействие, это прежде всего время цикла контроллера?

4:40 И время реакции на критические события системы, то есть чем это время меньше, тем лучше. Надежность, это отказоустойчивость и возможность работать в различных. Жестких условиях эксплуатации при перепадах температур напряжения при электромеханических помехах. Интеграция, масштабируемость-это возможность расширять систему, возможность на горячую менять модули, менять ЦПУ возможность. Как можно более эффективно использовать интеграцию с другими работающими уже системами какими?

5:26 Какие методы бывают для того, чтобы обеспечить быстродействие на уровне контроллеров? То есть, то есть я выделил 2 3 такие большие группы, которые могут быть. Использованы, то есть прежде всего это аппаратная оптимизация. Сейчас на контроллерах и ставятся быстродействующие процессоры большой объем оперативной памяти.

5:49 И как результат, мы имеем снижение времени опроса и времени обработки. Но чтобы по максимуму, по максимуму использовать аппаратные возможности контроллера, нам нужно грамотно проектировать свои архитектурные решения. И правильную программную оптимизацию вносить то есть. Исключать дублирующие куски кода по минимуму делать условные цепочку условных операторов минимизировать. И для того, чтобы достичь быстродействия, важно все 3 этих фактора. Все 3 этих фактора все 3 этих метода правильно использовать при построении систем.

6:39 Время цикла сканирования программы, это ключевой параметр для определения реакции системы. Сейчас на современных быстродействующих процессорах этот параметр начинается от 1 миллиардекунды и для того, чтобы в целом скорость реакции системы обеспечить важно еще.

7:00 Оптимизировать обмен с модулями ввода вывода и со Скада системами. Теперь поговорим про функциональные блоки обработки сигналов. Долгое время у нас в контроллерах весь код необходимо было писать на языке ст. То есть для того, чтобы создать функциональный блок, его было необходимо? Написать на ст включить в пользовательскую библиотеку, затем тиражировать эти решения и уже на конкретных прикладных проектах их использовать.

7:42 Сейчас, что мы сделали это базовые блоки, сейчас их порядка 20 штук. Мы внедрили стандартную версию среды из работ разработки и в прошивку исполнительной. Системы, то есть как на слайде, вы видите это. Здесь представлены блоки обработки аналогового сигнала дискретного сигнала регулятора исполнительного механизма.

8:05 И по результатам проведенных тестов получилось достичь ускорения работы алгоритмов от 10 до 37 раз. То есть мы получили значительное ускорение? Кроме того, все эти все эти функциональные блоки, они отлажены, гарантированно работают и при. разработке системы уже не нужно углубляться в программирование в алгоритмику. Достаточно просто правильно соединить эти блоки с входами, выходами модули ввода вывода и сосредоточиться уже на проектировании системы, а не на программировании.

8:46 Следующий блок, это обмен с модулями ввода вывода. Наверное, самый частый вопрос, который нам задают это, сколько максимум модулей можно подключить к 1 ЦПУ для того, чтобы. Цикл соответствовал заявленным требованиям, мы провели такое тестирование, то есть в нашей сейчас архитектуре. Максимум на шину можно подключить 254 модуля, модули у. Нас бывают восьмиканальные, шестнадцатиканальные и 30 двухканальные. Соответственно, тестирование мы провели, это взяли аналоговый ввод 16 канальный и восьмиканальный. Аналоговый вывод и результаты тестов при максимально возможном количестве модулей на шине видите на экране, то есть для аналогового ввода это 4000 сигналов. Обрабатывается с циклом 70 миллиардекунд 2000 аналоговых выходов с циклом 46 Миллисекунд и в сочетании с предыдущим пунктом про функциональные блоки общее время.

9:54 Общее быстродействие контроллера значительно увеличилось. Сейчас в качестве шины обмена данными мы используем дублированный РС 485 интерфейс следующем поколении контроллеров. Эта шина будет заменена на интернет, таким образом мы еще достигнем большего ускорения в обмене с модулями.

10:23 И теперь поговорим про обмен с Альфа платформой. Еще 1 важная часть, быстродействие, это именно обмен со Скада системой. С Альфа платформы у нас разработан собственный про пролетарный протокол обмена, он строится на базе Ти Си Пи Протокола, позволяет получать С. Контроллера оперативные архивные данные с меткой времени и меткой качества, причем эти метки формирует сам контроллер в технологическом приложении.

10:57 Этот протокол подтвердил свое быстродействие и свою надежность. Он находится в промышленной эксплуатации уже с 2022 года, то есть более 3 лет. И прошел уже и нагрузочные тестирования, и заводские испытания результаты нагрузочного тестирования представлены на слайде. То есть по нему больше 350000 изменений в секунду получается забирать на Альфа сервер?

11:34 В целом, наверное, свой доклад про быстродействие уже подходит к концу. Еще раз, наверное, хотел обратить на свою мысль, что настоящий технологический суверенитет будет доступен нашей стране только тогда, когда мы начнем. Разрабатывать полностью собственные программные аппаратные решения. Это касается и контроллеров, и верхнего уровня, и в целом всех систем автоматизации.

12:06 Еще не все. Не все еще про надежность и отказоустойчивость. То есть прежде всего требования контроллером, это надежность, каким образом это обеспечивается это горячее резервирование, резервирование всех компонентов системы. Это и ЦПУ, и модули ввода. Вывода и шины обмена данными шины питания. Это детальная самодиагностика всех компонентов системы, которая позволяет выявлять отказы и реагировать на них еще на этапе их возникновения.

12:41 И горячая замена модулей без перенастройки, то есть в нашей системе достаточно изи по достать модуль, выставить на нем переключателями нужный адрес. Ничего загружать на модуль не нужно, и таким образом он включится в работу. Если все параметры резервирования отказоустойчивости и надежности они поддерживаются во всех линейках наших контроллеров, особое внимание хотел. Обратить на сервис сейф это контроллеры для противоаварийных защиты защиты, которые имеют сертификат уровня полноты безопасности по 3 уровню.

13:23 И на этом у меня все всем спасибо за внимание, то еще не был на нашем стенде. Я приглашаю его посетить и вживую увидеть контроллеры, которые соответствуют. требованиям надежности, отказоустойчивости, быстродействию, если какие то вопросы есть, готов на них ответить. Спасибо, Алексей, очень хорошая статистика.

13:44 Мы все это знали, что Насти быстрее, но то, что вы провели работу и показали, сколько это в цифрах было приятно посмотреть. Вопросы в зале, у кого какие прошу поднимать руки. Так вставайте да задавайте вопрос, здравствуйте. Схополо Флан с тем перспективной системой автоматизации вопрос про функциональные блоки, которые у вас стандартные описаны, насколько они документированы у вас. Описание до всех ходов ходов изменения, как они работают и возможно ли внесение в них изменения, либо они там запаролены и никак не корректируется пользователем, смотрите на текущий. Момент они документированы в базовом виде, то есть описаны в ходовых хода, какие то базовые алгоритмы. Прям подробного описания нет, но расскажу, как мы в эту историю вообще пришли.

14:45 На самом деле мы как бы открытая для своих интеграторов заказчиков и 1 интегратор попросил нас вот о такой вещи, как их их, разработанные блоки, спустить внутрь. Контроллера, то есть в целом мы готовы в эту историю идти, если кто то нас об этом хорошо попросит. Мы, например, можем ваши блоки также спустить в контроль.

15:06 Там можно уже говорить о лицензировании. Общей применимости отдельно, да, но в целом такая такой алгоритм механизма на отработан возможен. Как бы это всем интересно, то есть мы получаем такое вот ускорение, как бы большую номенклатуру. Блоков вы тоже работаете со своими понятными блоками, которые вам понятны, и там необходимы изменять их сейчас нельзя. То есть они жестко прошиты в прошивку контроллер, спасибо, спасибо, еще вопросы.

15:43 Ульянов, товарищ, пожалуйста, добрый день Ульянов, Андрей Реглаб. Слушайте, ну несколько вопросов на самом деле интересно. Вот вы сказали про ББ, 3 хотелось бы эту историю разработки это устроить как долго вы. Этим занимались, насколько отличается элементная база, используемая в этих контроллерах относительно обычного версушного? Это 1 вопрос, 2 вопрос, это вы говорили про то, что мы должны быть независимые все.

16:13 И как вы сейчас смотрите на использование российского река использовать или его если в планах? Если да, то что конкретно вы используете и как российский рак, пока так я? Что? Российский рэк компоненты. Ну, смотрите, компонентную базу мы стараемся использовать по максимуму, который она доступна. То есть вот все такие мелкие элементы там? Типа Резистор и конденсатор, мы закупаем в российских поставщиков российских производителей, вот прям российские производители отлично.

16:54 Например, расскажу историю с процессором. У нас некоторое время назад мы купили процессор Байкал, всем известным собрали на нем прототип рабочий, провели там тестирование, адаптацию своего, по то есть оно. По быстродействию показало результаты не хуже, чем процессор Рок Чип. Прошло там всю клематику, все необходимые испытания мы были готовы к выходу на серию, то есть на серийное производство вот на наших.

17:25 Байкалах. Соответственно, возникли проблемы с поставками, с их закупками в больших, требуемых нам объемов. Поэтому вот этот образец он до сих пор лежит у нас как в музее, как тесты, но такие работы. Ведутся, то есть, если нам сейчас там условно тот же Байкал скажет, мы готовы там вам продать партию процессоров. Почему бы нет, сейчас такой возможности у них нет, насколько мы понимаем.

17:57 3 История началась давно, она началась еще в начале 90 годов. Сертификацию мы изначально прошли в Мюнхенском центре Тюзют Германии, получили 1 версию сертификата. То есть те контроллеры, на которые это сертификат был получен, она уже? Снята просто с производства давно не производится, но, скорее всего, на каких то объектах она до сих пор эксплуатируется. Затем была 2 сертификация, опять же, в Тюзют, потому что изменился стандарт, 2 сертификацию мы тоже прошли, затем была. Попытка ресертификации мы прошли аудит и получили по нему положительное заключение и были готовы уже пройти ресертификацию на текущих аппаратных и программных решениях. Но потом случился 22 год, соответственно, тюф с нами отказался. Работать сертификацию мы уже прошли по нему в России, то есть у нас есть сертификат сил 3 с истекшим сроком. Он на 3 года, насколько я помню, выдается вот с момента его получения. Программная аппаратная часть контроллера не изменилась.

19:11 Но это все таки отдельный контроллер или это каким то образом модернизированный РСушный? Смотрите, например, если мы возьмем модуль аналогового вывода, он разный и по аппаратной, и по программной части, по аппаратной части. Там, например, на Пазовском контроллере стоит 2 микро микроконтроллера на сушном 1 микроконтроллер, это 1 отличие, например. 2 Отличие по там различается, кардинально там различаются, подходы к организации резервирования там отличаются, ну вообще в целом.

19:51 Я отвечу так на ваш вопрос, что аппаратно они похожи. Есть какие то нюансы, но программная реализация абсолютно разная. А какую не секрет, если операционную систему используете в РСушном контроле и в ПАЗовском? Операционная система на базе ядра Линукс нашей собственной сборки. Она мы не позиционируем ее как операционную систему в классическом понимании. Она является технологической операционной системой, то есть она вместе с программным обеспечением системным контроллера представляю собой. Прошивку, то есть в эту прошивку входит и часть, которая отвечает за взаимодействие с аппаратными ресурсами и часть, которая отвечает за. Прикладное взаимодействие там со средой разработки с запросом модули, то есть это единая программа, но она не классифицируется как операционка.

20:49 Просто системное по контроллеров не, но это понятно. Я понимаю, что вот сборка и вот тут бы еще вопрос был все таки про рек да про упыбэшный рек. Какие то специализированные микросхемы вы используете? В производстве силовского контроллера или нет, есть ли там? Ну не знаю 2 3 5 элементов, такие, может быть, камни там специализированные, что то еще или все строится на базе классического рака.

21:16 Ну смотрите, она точно не готов на этот вопрос ответить. Не владею такой информации, но хочу сказать, что вся компонентная база, которую мы закупаем, она проходит входной контроль, то есть там определенный процент выбраковки. Если интересно, могу уточнить. Спасибо, спасибо, Алексей, исчерпывающе.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.