From 1edf26af4d9fa475a308e460d4c8ef10b2864ca9 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Dzmitry Ivaniuk Date: Wed, 21 Aug 2024 15:49:50 +0300 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=D0=94=D0=BE=D0=B1=D0=B0=D0=B2=D0=BB=D0=B5?= =?UTF-8?q?=D0=BD=D0=BE=20=D0=BE=D0=BF=D0=B8=D1=81=D0=B0=D0=BD=D0=B8=D0=B5?= =?UTF-8?q?=20=D0=90=D0=A1=D0=A3=D0=A2=D0=9F=20=D0=BD=D0=B0=20=D0=BF=D1=80?= =?UTF-8?q?=D0=B5=D0=B4=D0=BF=D1=80=D0=B8=D1=8F=D1=82=D0=B8=D0=B8=20"?= =?UTF-8?q?=D0=A1=D0=B0=D0=B2=D1=83=D1=88=D0=BA=D0=B8=D0=BD=20=D0=BF=D1=80?= =?UTF-8?q?=D0=BE=D0=B4=D1=83=D0=BA=D1=82"?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- chapter_3.tex | 92 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 92 insertions(+) diff --git a/chapter_3.tex b/chapter_3.tex index a7091bb..3432c1f 100644 --- a/chapter_3.tex +++ b/chapter_3.tex @@ -4,6 +4,98 @@ \section{Общее описание} Важную роль играют все участники процесса: пользователи - люди (операторы, мастера, начальники цеха и т.п.); устройства - датчики и исполнительные механизмы (температурные датчики, насосы, клапана и т.п.); механизированные системы - конвейерные системы, агрегаты; роботизированные системы - шарнирные роботы, дельта-роботы, манипуляторы; так и программные системы - SCADA, MES, ERP. Их взаимодействие обеспечивает достижение поставленной цели, устранение и предотвращение внештатных ситуаций. Причем важное влияние имеют как количественные показатели (количество операторов, устройств, агрегатов, панелей управления и т.п.), так и качество (качество устройств, квалификация операторов, качество программных систем и т.п.). В системах управления также важным является такой параметр, как скорость принятия решений - оперативное внесение изменений для выполнения поставленных планов. Онтологическое описание позволяет получить общее описание, понятное всем данным участникам процесса. +\section{Анализ развития средств автоматизации производства предприятия ОАО +«Савушкин продукт»} + +В конце 90-х на предприятии было принято решение разрабатывать своими силами +платформу системы, которая в дальнейшем позволяла бы реализовать не только +промышленные проекты автоматизированных систем управления технологическими +процессами (АСУТП), но и решать бухгалтерские, складские и т.п. задачи. В +разрабатываемой SCADA-системе (Supervisory Control And Data Acquisition — +диспетчерское управление и сбор данных), названной \textbf{EasyServer}, первым +был реализован проект по контролю температур в технологических ёмкостях (танках) +аппаратного цеха. После его успешного запуска и получения подтверждения +эффективности принятых решений, были реализованы проекты по автоматизации +моечной станции, цеха приёмки молока, цеха сгущения. + +В ходе развития системы уровень автоматизации постоянно повышался. На начальном +этапе охватывался только сбор и протоколирование данных с датчиков (температура, +давление и т.д.). На последующем этапе появился уровень управления +технологическими операциями и техническими устройствами. В настоящее время +реализуется уровень рецептурного (партионного) производства. + +Для разработки проектов используется также кроме \textbf{EasyServer} среда +разработки \textbf{CODESYS} от компании 3S-Smart Software Solutions для +контроллеров \textbf{WAGO}. Она бесплатна, позволяет использовать инженерные +языки для программируемых логических контроллеров (IEC 61131-3) – IL, LD, FBD, +SFC, ST. Такой подход используется для разработки относительно простых +автономных проектов (например, посты приёмки молока) инженером по автоматизации +без привлечения инженера-программиста. Реализованные проекты интегрируются в +систему за счёт использования открытого протокола обмена MODBUS TCP. Для +эффективной организации работы цеха требуется решение задач организации +взаимодействия между отдельными проектами. Однако нет универсального подхода – в +одних проектах используется MODBUS TCP, в других – дополнительный контроллер в +качестве коммуникационного шлюза. Кроме того, используются физические соединения +для обмена сигналами. Всё это дополнительно усложняет систему. + +Использование собственной разработки (как проектов, так и системы в целом) +обладает следующими достоинствами: +\begin{itemize} + \item Высокая скорость разработки новых проектов. Вся накопленная при + разработке функциональность становится частью системы. В настоящее время + типовой проект можно разработать силами буквально одного инженера по + автоматизации в течение нескольких часов, что позволило реализовать уже + более 200 проектов; + \item Относительная дешевизна разработанной SCADA-системы + \textbf{EasyServer}. Несмотря на содержание штата квалифицированных + разработчиков, затраты на неё оказались гораздо ниже, чем при использовании + сторонних решений; + \item Обширный функционал собственной системы. Возможности системы + сопоставимы с коммерческими аналогами (Simatic Step 7 + Simatic WinCC) за + счёт тесной связи с реальным производством. +\end{itemize} + +Существуют следующие недостатки текущего варианта системы автоматизации +производства: +\begin{itemize} + \item Представление данных реализовано в форме простых отчётов. На этапе + запуска первых проектов отчёты были реализованы в виде отдельных приложений + на Delphi, данные из таблиц через BDE от сервера проекта экспортировались в + MS Excel. На текущий момент принято решение организовать обработку данных (и + формирование отчётов в том числе) на более высоком уровне, а на уровне АСУТП + оставить только базовые отчёты о работе проектов. Поэтому открыт вопрос о + платформе верхнего уровня (уровень предприятия в целом – ERP) для решения + отчётных задач; + \item Так как приоритетом является скорость разработки и модификации, имеет + место низкий уровень документации как системы в целом, так и отдельных + проектов. В связи с этим требуются решения, в которых документация + становится частью проектируемой системы. В настоящее время описание + функциональной схемы автоматизации, электрической части и спецификации + проекта реализовано в CAD Eplan. Описание технологической части также + выполняется с помощью CAD Eplan, но хранится отдельно в виде сценариев на + языке \textbf{Lua}. Описание отдельных устройств (частотные преобразователи, + клапаны) хранится в формате PDF и поступает от их производителей; + \item Ограниченное время на тестирование и отладку. Поэтому востребованы + модули диагностики и самодиагностики для проектов; + \item Для успешного освоения рынка необходимо привести организацию + производства на предприятии «Савушкин продукт» в соответствие с + международными стандартами (в частности, со стандартом \textbf{ISA-88}). + Однако стандарты могут являться и сдерживающим фактором – они громоздки, + есть сложности с их толкованием, их внедрение может требовать неоправданно + больших затрат. Поэтому для реализации процесса приведения предприятия в + соответствие с международными стандартами необходимо использовать более + гибкую организацию самого производства с учётом эволюции самого стандарта. +\end{itemize} + +Растёт охват предприятия автоматизацией. Теперь это уже не только отдельные +цехи, но и всё предприятие в целом. Поэтому востребованы системы управления не +на уровне «оператор» – «мнемокарта техпроцесса» – «отдельный техпроцесс», а +«диспетчер производственной логистики» – «интеллектуальный веб-интерфейс» – +«завод в целом». Роботизация производства – необходимый элемент развития +современного предприятия. Поэтому нужны решения, позволяющие интегрировать и +реализовывать новые проекты роботизации производственных процессов и переходу к +безлюдному производству. + \section{Формализация стандарта ISA-88} В системах управления знаниями с целью решения задач в проблемной области в соответствии с онтологическим подходом строится концептуальная модель этой проблемной области – предметная область [Голенков, 2013]. Для работы с ней строятся её спецификации – онтологии различного вида [Давыденко и др., 2016; Ивашенко, 2011], которые могут рассматриваться в качестве многократно используемых компонентов [Ивашенко, 2011; Голенков, 2013]. Онтологии, которые являются результатом согласования нескольких участников их разработки в рамках предприятия, могут быть отнесены к стандартам систем управления знаниями этого предприятия.