В условиях санкционной политики российские предприятия все чаще концентрируются на критериях цена / качество при выборе технологического оборудования. Приоритетными характеристиками при выборе производителя оборудования становятся стоимость обслуживания и доступность запасных частей системы в период владения. При этом базовые требования к качеству выпускаемой продукции остаются неизменными.

Компания ООО «ПАГ» выработала ряд рекомендаций на основе опыта работы и общения с заказчиками. Данные рекомендации направлены на упрощение процесса выбора концепции оборудования для автоматизации технологических процессов на предприятиях пищевой промышленности. Объяснимое желание заказчика использовать самое передовое оборудование в части систем автоматизации оправданно, но в условиях санкционной политики имеет обратный экономический эффект для конечного потребителя. В 2021 г. рынок производства оборудования автоматизации испытывал системную нехватку чипов, что повлияло на сроки изготовления оборудования (ПЛК, модули I/O, HMI устройства). В 2022 г. с приходом санкций в России ситуация только усложнилась: к срокам производства добавились сроки доставки оборудования. Возникает острый дефицит техники, которую компании-интеграторы предусматривали в проектных решениях для систем автоматизации процессов (САП). Основные сложности при этом касаются следующих базовых устройств для систем автоматизации: ПЛК, модули I/O, устройства HMI, пневмоострова, частотные преобразователи. Одним из ключевых моментов является программная платформа для построения систем АСУТП на предприятиях. Компания ООО «ПАГ» более 10 лет является инжиниринговым партнером компаний SIEMENS и Wonderware в России и широко использует накопленные знания при реализации автоматизированных систем для заказчиков. С учетом имеющегося опыта внедрений компания ООО «ПАГ» провела анализ доступного оборудования для автоматизации. Проведенная работа позволила определить набор доступного в России оборудования, позволяющего реализовывать любые задачи без длительных сроков ожидания поставки, существенно сократить зависимость от европейских производителей и снизить затраты на оборудование автоматики.

ЦПУ – это сердце любой системы управления и наиболее важный вычислительный узел для любой САУ. Выбор ПЛК неразрывно связан с ключевыми требованиями к использованию системного ПО для разработки, дальнейшего обслуживания и масштабируемости. Для средних и крупных систем управления наилучшим вариантом по-прежнему остается использование ПЛК компании SIEMENS серии S7-1500 и S7-400. Данное оборудование в 2022 г. серьезно прибавило в стоимости, но, принимая во внимание, что это единичные узлы в системе управления, понимаем, что они не оказывают серьезного влияния на стоимость системы.

Для небольших и модульных задач автоматизации (СИП-станция, пастеризатор, локальный узел приемки молока) рекомендуется использовать полный аналог контролера SIEMENS серии S7-300 – контроллер SOFTLINK 300 315-2DP (рис. 1).

Преимуществом данного CPU является полная пользовательская и аппаратная идентичность контроллерам SIEMENS S7-300. Для программирования используется STEP 7 v5.5. Ранее разработанные программы в этой среде могут быть загружены в данный CPU. Карта памяти на 64 Мб идет в комплекте. Стоимость – ниже прайс-листа SIEMENS по состоянию на 2021 г.

Последние два десятилетия в России широко использовалась распределенная периферия различных европейских производителей и различные сетевые протоколы. В молочной промышленности широкое распространение получили протоколы PROFIBUS и PROFINET. В качестве модулей широкое распространение получили серии ET200 (M, S, SP) компании SIEMENS. Вместе с тем сроки поставки и текущая стоимость данных устройств неоправданно завышена. Для производства это означает необходимость приобретения оборудования в ЗИП по завышенной из-за дефицита в 2–3 раза стоимости.

Компания ООО «ПАГ» провела анализ рынка доступного в России оборудования для удаленной периферии I/O и выявила возможные варианты замены. Большинство производителей такой техники находится в Китае. Наиболее подходящими и хорошо зарекомендовавшими для использования с сетями PROFIBUS и PROFINET являются китайские производители ET-станций: SOFTLINK и UNIMAT (рис. 2).

Головные PROFIBUS устройства IM153 компании SOFTLINK штатно подключаются к любым ПЛК SIEMENS с использованием штатных библиотек в TIA Portal и STEP 7 v5.5. Модули входов-выходов имеют полностью идентичные заказные номера и функциональность. По своим техническим характеристикам модули полностью идентичны хорошо зарекомендовавшей себя на протяжении 25 лет техники SIEMENS ET200M. При этом стоимость данного современного оборудования, имеющегося в наличии у официальных дистрибьютеров данной техники, ниже прайс-листа SIEMENS по состоянию на 2021 г.

Панели оператора широко используются для локальных систем управления установками. На российском рынке достаточно китайских устройств, позволяющих успешно выполнять эту функцию. С уходом европейских поставщиков данный сегмент не станет поводом для возникновения дефицита. Основным сдерживающим фактором является необходимость использования специального ПО для панелей каждого производителя. По этой причине для возможности качественной поддержки и модернизации проектов HMI рекомендуется использовать панели единого производителя в периметре предприятия. В крупных системах автоматизации, в целях унификации, рекомендуется использовать промышленные ПК в роли рабочих панелей оператора. Это позволяет иметь централизованный проект визуализации и единую систему SCADA. Достойные варианты промышленных ПК компания ООО «ПАГ» нашла на китайском рынке промышленных производителей. Данное решение позволяет снизить привычную стоимость данных устройств за счет прямых контактов и снять вопрос с доступностью ОС Windows. По договоренности с производителем ОС Windows будет предустановлена на промышленный PC. Типоразмер панелей – до 21 дюйма с разрешением FULL HD и Touch-экраном может удовлетворить требовательных заказчиков (рис. 3).

Большинство достойных европейских производителей покинуло российский рынок. Вместе с тем данное оборудование также испытывает сложности с сетевыми интерфейсами (наличием микросхем) для протоколов PROFIBUS и PROFINET. По результатам проведенного исследования рынка наш выбор остановился на варианте китайского производителя пневматики. Номенклатура данного производителя способна заместить все необходимые для производства составляющие: блоки подготовки воздуха с реле давления, пневмоострова с сетевым подключением и электроуправлением, пневмоцилиндры. Сроки поставки данной продукции составляют 10–12 нед., что позволяет использовать данное оборудование в большинстве проектов.

Данное оборудование применяется для управления двигателями насосов, мешалок, шнеков и др. В ситуации ухода практически всех брендов, включенных в стандарты многих компаний – производителей пищевой продукции, на российском рынке появилась достойная замена, ничем не уступающая европейскому оборудованию. Китайский производитель приводной техники Veichi серийно выпускает несколько линеек частотных преобразователей. Это оборудование имеет возможность подключения по многим коммуникационным сетям, включая PROFIBUS и PROFINET.

Тем не менее наша рекомендация заключается в использовании электрического подключения преобразователя через 4–20 мА. Данный способ позволяет значительно снизить риски простоя оборудования и возможность быстрой замены без длительной настройки.

На протяжении нескольких десятилетий в Россию поставлялись комплексные зарубежные линии и системы управления. Ключевыми программными продуктами для Систем АСУТП являлись зарубежные продукты: WinCC, PCS7, Wonderware System Platform и другие. Сегодня подавляющее большинство предприятий работает на подобных системах управления, обладает квалифицированным персоналом для ведения обслуживания и модернизации на базе этих программных продуктов. Также отметим, что у большинства инжиниринговых компаний, включая ООО «ПАГ», существует многолетний опыт использования этих программных продуктов. Данные наработки позволяют решать комплексные задачи автоматизации, обеспечивают достоверной и детализированной информацией о ходе процессов (рис. 6).

Позволяют управлять системой на экспертном уровне и выполнять различные настройки системы без программирования (рис. 7).

Внесение настроек, адресов сигналов, параметров, рецептов возможно с рабочих станций (рис. 8).

Также имеется возможность выводить информацию о наличии блокировок и причинах возникновения факторов, влияющих на штатный запуск оборудования (рис. 9).

Формировать расширенные отчеты о производстве на уровне SCADA системы (приемка молока, перекачки, СИП-мойки, статусы оборудования) (рис. 10).

Формировать журнал действий оператора и событий системы (рис. 11).

Для получения более глубокой аналитики по процессам производства, выявления «узких» мест в процессах производства компания ООО «ПАГ» предлагает собственные программные продукты MES-уровня: CIP-MONITOR и PROCESS MONITOR (рис. 12–13). 

Использование проработанных решений позволяет качественно решать задачи управления производством и агрегировать данные для MES-решений. Проведение замены SCADA на решения других производителей будет сопряжено с колоссальными финансовыми затратами на новые разработки концепции и рисками остановки производств. Более целесообразно позаботиться о создании предупредительных мер по выстраиванию контура безопасности с применением российского ПО.

Представленный комплекс мероприятий по использованию оборудования и программных решений позволит усилить позиции предприятия – производителя пищевой продукции на рынке, достойно пережить период ограничений, выйти на новый уровень независимости и повысить капитализацию после снятия ограничений.