ЖУРНАЛ «СТА» 3/2016

С ЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ БУДУЩЕГО – S MART B RIDGE И ТЕХНОЛОГИЯ S ENSORS 4.0 P EPPERL +F UCHS Концепция Industry 4.0 и технология SmartBridge В последние годы всё чаще современ- ные сети связи и передачи данных, ко- торые ранее использовались только в офисной автоматизации, приходят в промышленную автоматизацию. Если ранее технологии Internet были мало востребованы на предприятиях в силу недостаточной надёжности, то се- годня они становятся всё более по- пулярными. Постепенно в промышлен- ности стали находить своё применение и беспроводные технологии. Сложив- шаяся годами иерархическая структура, построенная по трёхуровневому прин- ципу – уровень полевых устройств, контроллер нижнего уровня, программ- ное обеспечение верхнего уровня, – ме- няет своё обличие. Первичные пре- образователи, находящиеся в непосред- ственной близости к объекту контроля, стали значительно более интеллекту- альными, способными принимать са- мостоятельные решения и формировать сигнал, доступный для прямой обра- ботки программным обеспечением верхнего уровня. Разумеется, внедрение любой новой технологии должно происходить посте- пенно, без резкой смены программно- аппаратных средств. Не каждый владе- лец крупного предприятия или руково- дитель службы АСУ ТП готов сразу за- менить всю систему только из-за по- пулярности новой технологии, пред- ставленной в средствах массовой ин- формации. Компания Pepperl+Fuchs идёт на- встречу желанию клиентов, с одной стороны, провести модернизацию, а с другой стороны, избежать рисков нару- шения работы уже существующих си- стем. Для этого Pepperl+Fuchs предла- гает испытать технологию SmartBridge (интеллектуальный мост). Её примене- ние позволяет, не нарушая прежнюю иерархическую структуру АСУ ТП, оце- нить новые возможности диагностики и сбора информации на объекте с пер- вичных преобразователей. Концепция SmartBridge – это аппа- ратно-программный комплекс, вклю- чающий специальный адаптер (рис. 2) и программное обеспечение, которое уста- навливается на планшете или смарт- фоне. Адаптер, установленный в линию передачи данных между ПЛК и датчи- ком, оснащённым выходом IO-Link, преобразует в беспроводной сигнал данные для дальнейшей передачи на планшет или смартфон (рис. 3). Подоб- ные устройства являются примерами практической реализации новой кон- цепции автоматизации производства – Industry 4.0. Прежде чем перейти к описанию воз- можностей интеллектуального моста, вкратце упомянем ключевые термины, причины возникновения и тенденции, связанные с Industry 4.0. Прямое взаимодействие между уст- ройствами в промышленной автомати- зации существовало и ранее и обознача- лось какMachine to machine (M2M). Од- нако такой обмен данными происходил, как правило, по различным специализи- рованным протоколам, не относящимся к сети Internet. Но параллельно в мире проходили другие процессы. Активно развивались социальные сети, стали значительно дешевле мобильные уст- ройства (планшеты и смартфоны), уве- личились зоны покрытия операторов со- товой связи, Интернет стал доступен практически в любой точке планеты. Данное явление в дальнейшем получило название «Интернет людей» (Internet of People – IoP). На рубеже 2008–2009 годов обозначился переход от Интернета людей к понятию «Интернет вещей» (Internet of Things – IoT), по- скольку к сети подключилось больше устройств, чем проживало людей на пла- нете Земля. Следующий перспективный этап носит название «Интернет всего» (Internet of Everything – IoE) – здесь у каждого физического объекта есть циф- ровой двойник с адресом в сети. Столь активное развитие сетевых тех- нологий привело к возникновению яв- ления, которое получило название In- dustry 4.0 (Индустрия 4.0) – четвёртая промышленная революция (табл. 1). Впервые данный термин был озвучен в апреле 2011 года на крупнейшей немец- кой индустриальной выставке Hannover Messe. Фактически появилась новая структура построения систем автомати- зации и, как следствие, структура чело- веческого общества, в котором видоиз- меняется подход к производству и по- треблению. Используя большие объёмы данных, устройства самостоятельно оп- тимизируют и настраивают свою работу, тем самым снижая объём человеческого труда на производстве до минимума. В настоящий момент на производстве SIEMENS (Германия, Амберг) в экспе- АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А / ДАТ ЧИКИ 91 СТА 3/2016 www.cta.ru Таблица 1 Промышленные революции Рис. 2. Адаптер SmartBridge Рис. 3. Комплекс SmartBridge Датчик IO-Link ПЛК Адаптер SmartBridge Приложение SmartBridge Промышленная революция Основные технические новшества Примеры оборудования/производств 1-я (конец XVIII века) Появление паровых двигателей Ткацкий станок Картрайта (Великобритания) 2-я (начало XX века) Производственные линии с электрическими приводами Мясокомбинат в Цинциннати (США) 3-я (70-е годы XX века) Появление систем с ЧПУ ПЛК Modicon 084 (США) Industry 4.0 (начало XXI века) Киберфизические системы, искусственный интеллект, глобальные коммуникации Системы самодиагностики с обратной связью по сети с сервисной службой (Германия)