Nadążyć za trendami w automatyce - PACSystems CPE400

| Prezentacje firmowe

Wydawać by się mogło, że w dziedzinie systemów sterowania wszystko zostało już zrobione. Jednak czwarta rewolucja przemysłowa pokazuje, że przed systemami sterowania stawiane są nowe zadania, których celem jest przede wszystkim podniesienie bezpieczeństwa, dalsza digitalizacja produkcji oraz możliwość wykorzystania zewnętrznych zasobów. W 2017 roku do oferty wszedł nowy kontroler PAC CPE400 od GE Automation & Controls, który obok serii RX3i przeznaczony jest do automatyzacji średnich i dużych systemów sterowania. Pomimo wielu podobieństw, nowe rozwiązanie różni się znacząco od tych spotykanych obecnie na rynku.

Nadążyć za trendami w automatyce - PACSystems CPE400

Fot. 1. PACSystems RSTi-EP CPE400

Idea Industry 4.0 nie jest już tylko modnym sloganem, staje się realnym kierunkiem rozwoju dla systemów automatyki w wielu branżach, a pierwsze takie systemy już są uruchamiane w Polsce. Zmiana podejścia do zarządzania produkcją oraz coraz częstsze cyberataki wymagają bezpiecznych, ale zarazem otwartych systemów sterowania. I nie dotyczy to tylko aplikacji o charakterze krytycznym i systemów DCS, ale i systemów, w których do tej pory pracowały tradycyjne sterowniki PLC.

PACSystems CPE400, dzięki konstrukcji typu stand alone, pozwala budować system inaczej niż dotychczas. Zamiast instalowania na kasetach montażowych kolejnych modułów funkcyjnych, CPE400 pracuje jako samodzielne urządzenie, a układy wejść/wyjść podłączane są do niego za pomocą magistrali Profinet 1 GB. Dzięki temu mamy możliwość zbudować system o architekturze rozproszonej, z gwarancją obsługi sygnałów w czasie rzeczywistym. Bogata oferta GE w zakresie układów I/O pozwala podłączyć do kontrolera takie układy, jak to konieczne: ekonomiczne RSTi-EP - w przypadku zastosowań maszynowych, RX3i - w układach procesowych oraz PAC8000 - jeśli musimy zbierać sygnały ze stref zagrożonych wybuchem.

CPE400 ma 5 zabudowanych interfejsów Ethernet 1 Gb/s, które pozwalają na otwartą komunikację w protokołach OPC-UA, Profinet, Modbus TCP, SRTP oraz EGD. Kontroler pozwala także na budowę systemów wysokiej dostępności, w których dwa CPE400 połączone są magistralą do synchronizacji danych procesowych i bezuderzeniowego przełączania na element rezerwowy, jeśli element główny ulegnie awarii lub zostanie wyłączony.

Komunikacja Profinet MRP z warstwą układów I/O pozwala także na obsługę redundantnej komunikacji do oddalonych wysp wejść/wyjść. Funkcjonalność, która była do tej pory zarezerwowana wyłącznie dla systemów krytycznych, obecnie dostępna jest w standardowej wersji kontrolera.

Nakłady inwestycyjne ograniczają się wyłącznie do zakupu redundantnej jednostki sterującej. Koszty takiego systemu dla warstwy sterującej są zatem około 3 razy niższe niż tradycyjnych systemów redundantnych Hot-Standby. To pozwala na podnoszenie dostępności aplikacji, w których budżet na zakup systemu sterowania jest znacznie ograniczony.

Ataki na systemy sterowania mogą dotknąć każdego - najnowsze raporty pokazują, że na incydenty nieautoryzowanego dostępu do systemu w ostatnich latach narażonych było prawie 80% aplikacji w Europie. W wielu przypadkach atak taki kończył się zablokowaniem dostępu do danych procesowych, ale zdarzały się też przypadki wpływania na algorytm sterowania w kontrolerach systemu.

Z tego powodu GE w kontrolerze CPE400 zintegrował rozbudowany system zabezpieczeń, który minimalizuje ryzyko potencjalnego ataku. Mechanizmy weryfikacji wgrywanego systemu operacyjnego, firmware, safety booting czy zabezpieczona komunikacja OPC-UA to tylko niektóre elementy mające bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo systemu sterowania. Warto podkreślić, że CPE400 jest certyfikowany pod kątem cyberataków i posiada certyfikat Achilles Level 2.

Kolejnym ważnym elementem CPE400 jest wbudowany Field Agent pozwalający na bezpieczną komunikację z chmurą Predix. Dostęp do zewnętrznych zasobów na potrzeby przetwarzania danych on-line czy danych pochodzących spoza systemu a mających na niego realny wpływ w przypadku CPE400 jest możliwy w standardzie. Port do komunikacji z chmurą gwarantuje odseparowanie sieci przemysłowej od dostępu na zewnątrz, co ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo całego układu. GE w swoim rozwiązaniu Cloud idzie dalej niż konkurencja obecna na rynku.

Pozwala tworzyć swoją wirtualną fabrykę, dodać do niej pracujące kontrolery i zarządzać nimi w sposób bezpieczny z dowolnego miejsca. Dodatkowo GE chce wyposażyć programistów systemów w narzędzia deweloperskie pozwalające na tworzenie aplikacji i serwisów webowych, które będą zasilane danymi pochodzącymi z kontrolera i podłączonych do niego urządzeń. Pozwoli to budować aplikacje, które mogą pomóc w prowadzeniu procesu, ułatwić serwis i obsługę kontrolera oraz analizować dane pochodzące z wielu urządzeń.

Docelowo uruchomiona będzie platforma, na której użytkownicy będą mogli współdzielić przygotowane przez siebie aplikacje z innymi użytkownikami. Pierwsze aplikacje są już dostępne i można je pobrać z Predix. Pozwalają między innymi uzależnić proces od warunków atmosferycznych, cen paliw i energii, co z pewnością docenią użytkownicy systemów w branży wod-kan i energetycznej.

GE Automation & Controls szacuje, że w ciągu następnych 5 lat miliony urządzeń będą wymagały podłączenia do zewnętrznej sieci w celu dalszej optymalizacji produkcji. Widać, że rynek potrzebuje rozwiązań opierających się o Cloud, o czym świadczy coraz większa otwartość na takie rozwiązania u użytkowników końcowych. Warto - planując nowe inwestycje - zastanowić się, jak będzie zorganizowana nasza produkcja i już teraz inwestować w rozwiązania, które za kilka lat nie okażą się wąskim gardłem w kompleksowej digitalizacji procesów wytwarzania.

Piotr Adamczyk
ASTOR

www.astor.com.pl