OD PUNKTU POMIAROWEGO DO DECYZJI
W zakładzie przemysłowym dane powstają praktycznie wszędzie. Na linii mierzymy temperaturę, ciśnienie, przepływ, poziom, pobór mocy czy czas pracy. W instalacjach pomocniczych – zużycie energii, gazu lub wody. W magazynie – warunki środowiskowe, a w obiekcie terenowym – stan urządzenia, zasilania i komunikacji.
Warto w tym miejscu zadać proste pytanie: po co mierzymy dany parametr? Jeżeli odpowiedź brzmi wyłącznie „bo możemy”, to najprawdopodobniej dokładamy kolejny czujnik, który trzeba zasilić, skomunikować, utrzymać i kiedyś wymienić. Dobry punkt pomiarowy powinien prowadzić do konkretnej reakcji: zatrzymania urządzenia, wysłania serwisu, zmiany nastawy, wykrycia straty, rozliczenia zużycia albo wcześniejszego zauważenia, że proces zaczyna zachowywać się inaczej niż zwykle.
W rozproszonych instalacjach ważną rolę odgrywają moduły telemetryczne i sterowniki RTU/PLC. Jedno urządzenie może zbierać sygnały z aparatury, wykonywać lokalny algorytm, rejestrować dane i przekazywać je do systemu nadrzędnego. Taką funkcję pełnią m.in. moduły rodziny MT firmy Inventia. Dla użytkownika ważniejsze od liczby funkcji w karcie katalogowej jest to, czy urządzenie upraszcza architekturę i ogranicza liczbę elementów, które trzeba później serwisować.
ŁĄCZNOŚĆ ZANIKA – SYSTEM MUSI BYĆ NA TO GOTOWY
Każdy, kto utrzymywał obiekty terenowe, wie, że komunikacja nie jest stanem gwarantowanym. Zasięg może w każdej chwili zaniknąć, operator może mieć awarię, router może się zrestartować, a po drodze ktoś może prowadzić prace serwisowe. Brak łączności nie powinien więc być sytuacją, której projektant „nie przewidział”.
Jeżeli moduł telemetryczny straci transmisję na dwie godziny, proces przez te dwie godziny nie może przestać istnieć dla systemu. Dane powinny zostać zapisane lokalnie, a po powrocie komunikacji historia musi być uzupełniona. Jeżeli urządzenie realizuje również sterowanie, podstawowe funkcje obiektu powinny nadal działać lokalnie w bezpiecznym trybie. W praktyce ta autonomia warstwy terenowej często decyduje o tym, czy awaria transmisji jest tylko komunikatem dla operatora, czy realnym problemem technologicznym.
To podejście jest ważne niezależnie od branży. Centralny system powinien dawać operatorowi obraz i narzędzia do decyzji, ale nie może być jedynym miejscem, w którym „żyje” logika procesu.
SCADA: POMOC W DECYZJI, A NIE SAME WYKRESY
Dane z urządzeń terenowych trzeba odebrać, uporządkować, zarchiwizować i przedstawić w sposób, który ma znaczenie dla człowieka. Tu zaczyna się rola systemów SCADA. Dobrze zaprojektowany ekran synoptyczny ma pozwolić szybko odpowiedzieć na kilka pytań: co dzieje się teraz, co odbiega od normy, od kiedy trwa problem i kto powinien na niego zareagować.
W ekosystemie Inventii taką funkcję pełni DataPortal (www.dataportal.pl) – system SCADA dostępny przez przeglądarkę, przeznaczony do zdalnego nadzoru, wizualizacji, archiwizacji, alarmowania i raportowania danych z obiektów terenowych. Model chmurowy pozwala korzystać z tych funkcji bez budowania przez użytkownika własnego zaplecza serwerowego dla warstwy wizualizacji.
Największa wartość SCADA pojawia się jednak wtedy, gdy przestajemy patrzeć wyłącznie na wartości bieżące. Historia przepływu, temperatury, ciśnienia, zużycia energii czy czasu pracy urządzenia pozwala zobaczyć trend, sprawdzić przebieg awarii i zweryfikować, czy wprowadzona zmiana faktycznie przyniosła efekt. Dla utrzymania ruchu taki zapis bywa ważniejszy niż sam alarm – pokazuje nie tylko, że coś się wydarzyło, ale także jak do tego doszło.
RÓŻNE BRANŻE, TEN SAM PROBLEM TECHNICZNY
Technologia pomiarowa często zmienia nazwę razem z branżą, ale mechanizm pozostaje podobny. W chłodnictwie i magazynowaniu trzeba nadzorować temperaturę i wilgotność. W rolnictwie znaczenie mają warunki gleby i sterowanie nawadnianiem. W transporcie – lokalizacja, stan pojazdu lub warunki przewozu. W produkcji – parametry procesu i zużycie mediów.
W portfolio Inventii takie specjalizowane zastosowania reprezentują m.in. CoolSens (www.coolsens.eu), AGREUS (www.agreus.pl) i Xway (www.xway.pl). Różne są czujniki, częstotliwość pomiaru i warunki pracy, ale architektura pozostaje znajoma: urządzenie terenowe, transmisja, rejestracja, aplikacja i użytkownik, który na podstawie danych ma coś zrobić.
INTEGRACJA ZAMIAST KOLEJNYCH EKRANÓW
W wielu zakładach problemem nie jest już brak danych, tylko ich rozproszenie. Osobny system pokazuje energię, inny chłodnictwo, kolejny produkcję, a jeszcze inny urządzenia terenowe. Każdy może działać poprawnie, a mimo to automatyk nadal otwiera kilka aplikacji, żeby zrozumieć jedno zdarzenie.
Dlatego o integracji warto myśleć wcześniej, a nie dopiero wtedy, gdy powstanie kilka niezależnych „wysp”. Nie wszystko musi trafić do jednej bazy. Trzeba jednak ustalić, które dane są potrzebne operatorowi na bieżąco, które należy archiwizować, a które przekazywać do raportów lub innych systemów.
Standardowe protokoły komunikacyjne i możliwość wymiany danych pomiędzy warstwą pomiarową, SCADA i innymi systemami są dziś jednym z ważniejszych kryteriów wyboru rozwiązania. Automatyka będzie rozwijana przez lata. Zamknięcie danych w jednej technologii może być tanie na początku, ale kosztowne przy kolejnej modernizacji.
CYBERBEZPIECZEŃSTWO W AUTOMATYCE MA SKUTEK FIZYCZNY
W systemach przemysłowych cyberbezpieczeństwo przestaje być abstrakcyjnym problemem IT w chwili, gdy zdarzenie cyfrowe może zmienić proces fizyczny. Utrata dostępu do poczty jest problemem. Natomiast przejęcie konta, które pozwala zmienić nastawę sterownika, wyłączyć alarm albo otworzyć zdalny dostęp do urządzenia, stanowi już problem innej kategorii.
Dlatego warto pytać nie tylko „czy transmisja jest szyfrowana?”, ale również: kto może zmienić konfigurację, czy potrafimy odtworzyć stan sprzed awarii, co stanie się po utracie SCADA i czy dostęp serwisowy jest otwarty cały czas. Cyberodporność nie powstaje przez zakup jednego „bezpiecznego” produktu. Powstaje z architektury i sposobu utrzymania całego systemu.
W praktyce oznacza to segmentację IT i OT, ograniczanie niepotrzebnych usług, kontrolowany zdalny dostęp, zasadę minimalnych uprawnień, kopie konfiguracji i aktualizacje. Ważne jest też rejestrowanie zdarzeń. Jeżeli po incydencie nie wiemy, kto i kiedy zmienił konfigurację, wówczas trudno mówić o świadomym zarządzaniu systemem.
Osobnym tematem jest cykl życia urządzeń. Automatyki przemysłowej nie wymienia się co dwa lata. Sterowniki, moduły telemetryczne i aparatura pracują często przez lat kilkanaście, dlatego wsparcie, aktualizacje, części i narzędzia diagnostyczne mają znaczenie porównywalne z ceną zakupu. Dobrym przykładem jest modernizacja urządzeń pracujących w starszych sieciach 2G i 3G. Sama wymiana modemu na LTE rozwiązuje tylko część problemu. To dobry moment, żeby przy okazji uporządkować dostęp zdalny, konfiguracje, kopie zapasowe i podział sieci.
NAJPIERW DECYZJA, POTEM TECHNOLOGIA
Przemysł nie potrzebuje danych dla samych danych. Potrzebuje wcześniej zauważyć odchylenie, skrócić przestój, ograniczyć zużycie energii, poprawić jakość albo uniknąć niepotrzebnego wyjazdu serwisu.
Dlatego projektowanie systemu pomiarowego warto zaczynać nie od pytania „jaki czujnik i jaka SCADA?”, lecz od bardziej praktycznego: jaką decyzję chcemy podejmować szybciej i czego musimy się dowiedzieć, żeby ją podjąć? Dopiero potem dobiera się pomiar, sposób komunikacji i oprogramowanie.
Niezależnie od tego, czy chodzi o fabrykę, magazyn, instalację energetyczną, gospodarstwo rolne czy flotę maszyn, zasada jest podobna: zmierzyć wiarygodnie, zachować dane także przy problemach z łącznością, przesłać je bezpiecznie, pokazać w odpowiednim kontekście i zareagować na czas.
Bartłomiej Kościesza
Kierownik Działu Wsparcia Technicznego
Inventia Sp. z o.o.
Źródło: INVENTIA Sp. z o.o.
Więcej na www.inventia.pl
