Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

FDT/DTM – оптимизация стратегии промышленного интернета вещей для всех отраслей

FDT/DTM – оптимизация стратегии промышленного интернета вещей для всех отраслей
Гленн Шульц
 
Существует растущая необходимость в оптимизации систем автоматизации для повышения производительности и
устранения ошибок, свойственных процессам с активным вовлечением людей, а также повышения безопасности рабочих мест. Это требует доступа соответствующих лиц к надежным данным в нужное время и в нужном месте – так, чтобы принимать правильные решения.
 
Технология FDT (от англ.: field device tool инструменты настройки полевых устройств) является ключевой для интеграции любых устройств, систем или сетей в сегодняшнюю сложную архитектуру комплексной автоматизации. Постоянное развитие этой технологии имеет большое значение для промышленного интернета вещей (ПИВ) и «Промышленности 4.0». Благодаря этой технологии конечные пользователи могут реализовывать потенциал децентрализации, совместимости, интеграции, а также унифицированного обзора всех данных и функций процессов, фабрики, гибридных приложений управления.
 
ОПЕРАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
 
У современных обрабатывающих предприятий есть ряд критических нужд: интеграция операций от начала и до конца, объединение островков автоматизации, распространение информации по всему предприятию. Во время интеграции приложений промышленных площадок необходимо соответствовать регуляторным стандартам, жестким требованиям бизнеса, что предусматривает отслеживание данных и контроль производственной среды для достижения высокого качества и повторяемости продукции, а также безопасности производства. По мере того как возрастная рабочая сила приближается к сроку выхода на пенсию, поколение «миллениалов» стремится максимально использовать современные технологии; бюджеты и количество доступного персонала сокращается, а потребность в достижении операционного совершенства становится все активнее – для соответствия всем этим вызовам необходимо использовать всю доступную информацию.
 
Интеллектуальные устройства измерения и управления, как правило, являются недостаточно задействуемым ресурсом. При надлежащем использовании он может кардинально помочь процессам принятия решений на предприятиях. Тем не менее, несмотря на существенные расходы на интеллектуальные устройства, конечные пользователи обычно не в полной мере используют информацию, генерируемую этими устройствами.
 
Разнообразные и сложные системы управления усложняют интеграцию. Большинство промышленных компаний используют различные полевые шины и производственные сети в рамках одного и того же предприятия. Этот факт, вкупе с выросшей конкуренцией, усложняет получение преимуществ от операционной и промышленной интеграции.
 
Традиционно промышленные приложения работали обособленно, с полностью, или почти полностью, отсутствующим информационным обменом. Такой подход игнорирует потенциал данных, получаемых от установленных интеллектуальных устройств. С новым требованием отслеживания продукта на всех этапах производственного процесса системы управления должны обмениваться данными и превращать информацию в удобные для использования документы.
 
Кроме того, промышленным организациям требуются современные предприятия, использующие возможности вроде ПИВ, «Промышленность 4.0», модульность систем, полная совместимость, расширенная мобильность сотрудников, повышенная безопасность данных.
 
ТЕХНОЛОГИЯ, ОПЕРЕЖАЮЩАЯ ВРЕМЯ
 
С самого начала FDT Group, независимая и неприбыльная ассоциация международных компаний, активно действующих в сфере промышленной автоматизации, разработала свою технологию в виде открытого, стандартизированного решения. Оно создано в единой среде разработки, с единственным интерфейсом и позволяет интегрировать любое устройство или сеть с доступом к данным по производительности. Во многих аспектах FDT и DTM опередили свое время. Промышленные предприятия, которые сейчас внедряют системы, совместимые с FDT, уже получают преимущества прямого доступа к ПИВ.
 
Недавние достижения в области FDT позволяют быстрее реализовывать крупные проекты, включающие тысячи устройств ввода/вывода. Технология создает предприятие, охваченное ПИВ, создавая единую системную инфраструктуру, стандартизирующую соединение разрозненных активов автоматизации. Удаленный доступ к объединенным машинам, производственным активам и устройствам является стимулом для повышения эффективности.
 
FDT Group также взаимодействовала с OPC Foundation в создании информационной модели промышленного устройства, намного лучше поддерживающей совместимость, взаимодействие и информационный обмен. Это решение предлагает новые возможности по настройке сетей и устройств, дает предприятию доступ к данным, минуя множественные сложности, связанные с разнообразными протоколами. Метод FDT по передаче машинных данных с помощью информационной модели промышленного устройства является эффективной комбинацией локального управления и мониторинга с глобальным обзором. Он помогает помещать «большие данные» в контекст и поддерживает более быстрое и эффективное принятие решений.
 
 
Рис. 1. Промышленные производства, использующие системы с функционалом FDT, получают преимущества от широких возможностей ПИВ.
 
Кроме того, решения FDT могут внедряться таким путем, который позволяет избежать традиционных векторов киберугроз, обеспечивая несравненный уровень защиты при интеграции в вендорские системы управления и хостинге в рамках надежной ИТ-платформы. Все приложения, созданные со спецификациями FDT2, имеют цифровую подпись для надежной и безопасной передачи данных. В DTM безопасность имеет гранулярную природу с расширенными возможностями по настройке прав пользователей.
 
Хотя FDT рассматривается как коммуникационный катализатор, обеспечивающий совместимость между разрозненными устройствами в различных сетях, другой его, часто игнорируемой функцией, является способность доставлять диагностическую информацию от интегрированных устройств, включая сети и полевые устройства. Поддержка технологии мониторинга интеллектуальных устройств и предиктивная диагностика оптимизируют стоимость владения производственными предприятиями,
делают более эффективными все активности по ТО, а также повышают безопасность персонала и устройств. Разумеется, повышается и качество продукции. Операционные процессы также упрощаются, поскольку многие приложения FDT совместимы с требованиями NE107, определяющими символику тревог и уведомлений, предназначенную для обнаружения и разрешения проблем.
 
ТРЕБОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
 
Промышленному сектору необходимо бесшовно передавать информацию от этапа технологического процесса до этапа упаковки и с уровня систем промышленного управления до уровня корпоративных систем. Конечные пользователи систем автоматизации хотят, чтобы новейшие технологические достижения были доступны им прямо «из коробки», что позволит модернизировать интеграцию промышленных активов, а также даст доступ к данным о производительности, для визуализации ключевых операционных проблем.
 
FDT является открытым стандартом, который обеспечивает доступ к информации устройства всем сетям, во всех сегментах промышленного предприятия. Благодаря этому создается общий коммуникационный канал между устройствами и системами мониторинга и управления, которые используются для настройки, использования, поддержки и диагностики интеллектуальных активов. FDT является не коммуникационным протоколом, а, скорее, стандартизированной технологией интеграции активов и доставки данных, обеспечивающей соединение с ПИВ и информационным потоком от датчиков к предприятию. FDT признается международным стандартом (IEC 62453), стандартом ISA (ISA-103) и китайским (GB/T 29618) стандартом.
 
FDT-технология состоит из двух основных компонентов: рамочного приложения (встроенного компонента набора системы управления или отдельного приложения), а также менеджера типов устройств (приложение для конкретного устройства, которое запускается во фрейме). DTM – драйвер устройства, который дает производителям контроль над свойствами, показываемыми для устройства. Он включает диаграммы и методологии настройки устройств, совместимых с FDT. Рамочное приложение, с другой стороны, обеспечивает графический пользовательский интерфейс для DTM и других драйверов устройств: описания устройств, электронные описания устройств, пакеты интеграции полевых устройств. Это объединяющий инструмент, встроенный в хостовые приложения: инструменты управления, ПЛК, РСУ и т.д. Стандарт FDT не является чем-то новым для отрасли; просто слишком просто забыть о встраиваемых технологиях, которые не являются осязаемыми. Большинство крупных производителей сегодня интегрируют интерфейс рамочного приложения FDT в свои продукты, и более чем 8 000 устройств поддерживаются DTM-ми, сертифицированными FDT. Таким образом, это наиболее широко распространенный стандарт интеграции устройств в АСУ ТП.
 
Решения FDT/DTM эффективны для нового поколения интеллектуальных операционных процессов, настройки, конфигурации, диагностики, оптимизации сетевых интерфейсов и настройки устройств. Технология обеспечивает ценную информацию о процессах и устройствах для экономии средств и оптимизации производственной деятельности.
 
Совместимость является одним из главных мотивов принятия технологии FDT. Она ассоциируется со стандартизированной интеграцией устройств, систем, сетей и приложений, что позволяет снизить временные и финансовые затраты во время внедрения. FDT поддерживает гетерогенные архитектуры управления, что позволяет интегрировать лучшие в своем классе изделия, а также объединять каскады информации от датчиков. Технология также освобождает конечных пользователей от ограничений конкретных платформ и коммуникационных методов при настройке и мониторинге устройств. Пользователи получают возможность выбирать лучшие продукты и быть уверенными в их легкой интеграции в системы.
 
Единое рамочное приложение FDT, встроенное в любую хост-систему, поддерживает многочисленные сетевые и полевые протоколы, включая HART, Probus, Foundation Fieldbus, Modbus, CIP networks, Interbus, AS-Interface, Pro net, IO-Link, CC-Link и ISA100. Открытая архитектура FDT позволяет конечным пользователям добавлять сети для соответствия меняющимся требованиям отрасли (рис. 2).
 
 
Рис. 2. Единое рамочное приложение FDT, встроенное в любую хостовую систему, поддерживает многочисленные сетевые и полевые коммуникационные протоколы. 
 
РАЗВЕРТКА FDT/DTM
 
Автоматизация играет критически важную роль в промышленности и подразумевает решение целого ряда задач в различных сферах, а также в различных зонах одной и той же фабрики или предприятия. Это требует очень высокого уровня интеграции и совместимости КИПиА. Обрабатывающим предприятиям требуются продвинутые системы управления мониторинга и симуляции. Основной упор делается на непрерывное или периодическое смешивание, осуществление реакций и сепарацию веществ для производства веществ более высокой ценности. Как правило, на таких производствах используются РСУ. Дискретное серийное производство подразумевает сборку деталей для создания единичных изделий. Эти производственные процессы задействуют РСУ или ПЛК, которые управляют приводами, конвейерами, роботами, системами инспекции и другими устройствами, работающими в комплексе для реализации производственного процесса. Приложения, объединяющие элементы как дискретного, так и обрабатывающего производства, часто называются гибридными. Они, как правило, требуют систем управления процессами, которые объединяют возможности как РСУ, так и ПЛК.
 
Опыт показывает, что FDT/DTM является мостом через «пропасть», разделяющую различные коммуникационные протоколы, и, таким образом, существенно помогает решать различные производственные задачи. Традиционных границ между зонами контроля для технологии FDT не существует, что существенно облегчает организацию бесшовного управления производственными активами.
 
FDT обладает особыми преимуществами в автоматизации таких отраслей, как производство пищи и напитков, фармацевтика и т.д., – везде, где на одном предприятии используется много разных технологий. Сюда включаются сети управления процессами, работающие на скорости, адекватной для производственных задач, и сети автоматизации, работающие
на более высоких скоростях на задачах упаковки и бутылирования. Часто необходимо разработать новые стратегии для экономически эффективного производства. И любая такая стратегия должна принимать во внимание эффективную интеграцию сетевой инфраструктуры. Технология FDT гармонизирует разрозненные заводские сети и оптимизирует возможности АСУ ТП для конечных пользователей.
 
 
Рис. 3. Ключевая особенность FDT – его «вложенность», которая позволяет бесшовно общаться с конечным устройством через различные типы сетей. 
 
Стандарт был специально разработан для того, чтобы обеспечить открытый, стандартный интерфейс для интеграции полевых устройств с системами автоматизации и управления активами. Пригодный для расширяющегося набора гибридных приложений, FDT обладает мультисетевой поддержкой и не зависит от коммуникационного протокола и программной среды как устройства, так и хоста. Благодаря этому, к любому устройству можно получить доступ с любого хоста, с использованием любого протокола, поддерживающего умные операции.
 
Ключевая особенность FDT – его «вложенность», которая позволяет бесшовно общаться через различные типы сетей с конечным устройством (рис. 3). К примеру, процесс может начаться с сети, в которой работает ПЛК или РСУ, пройти через несколько сетевых слоев и совершить настройку или действие коммуникации с умным устройством. Стандарт FDT так написан, что конечный пользователь даже не подозревает о маршрутизации по разным сетям. Все выглядит так, будто осуществлена прямая связь с устройством и получен доступ ко всем его функциям. Наконец, FDT предоставляет промышленным предприятиям свободу выбрать наилучшие в своем классе устройства от любого производителя и не заботиться о совместимости. Поскольку FDT «ломает» барьеры проприетарности в системах управления, он открывает дорогу к использованию в них всех самых современных функций умных устройств.
 
ВНЕВРЕМЕННАЯ МУЛЬТИПЛАТФОРМЕННАЯ ИНТЕГРАЦИЯ
 
Промышленные организации благодаря технологии FDT уже открыли возможности ПИВ для ключевых приложений автоматизации. Также они получили свободу смешивать и объединять коммуникационные протоколы, платформы систем управления для облегчения интеграции устройств в самых разнообразных промышленных средах. FDT позволяет сбалансировать различные потребности благодаря более широкому распространению гибридных внедрений, объединяющих элементы как обрабатывающих, так и серийных производств.