Власевский С.С., Харисов А.Р.
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ПРОГРАММНЫХ И АППАРТАНЫХ КОМПОНЕНТОВ АСУ ТП НА БАЗЕ ПТК ASTRAREGUL *
Аннотация:
в работе проведен анализ методов диагностики программных и аппаратных компонентов автоматизированных систем управления технологическими процессами на базе программно-технического комплекса AstraRegul. Рассматривается использование протоколов ModBus и OPC UA для передачи диагностических данных от программируемых логических контроллеров. Для мониторинга состояния сетевого оборудования применяется протокол SNMP и RMON. Кроме того, диагностика датчиков осуществляется по протоколу HART или PROFIBUS. Результаты анализа позволяют оценить эффективность выбранных методов диагностики и их влияние на надежность работы АСУ ТП.
Ключевые слова:
автоматизированные системы, диагностика, программно-технический комплекс, протокол OPC UA, протокол ModBus, программируемые контроллеры, мониторинг оборудования, протокол HART, протокол PROFIBUS
Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) играют ключевую роль в современных производственных и энергетических системах. Эффективность работы таких систем зависит не только от их проектирования и внедрения, но и от надежности функционирования программных и аппаратных компонентов. В этой статье рассматриваются методы диагностики, применяемые для обеспечения надежности АСУ ТП, с акцентом на программно-технический комплекс (ПТК) AstraRegul.
ПТК AstraRegul представляет собой современное решение для автоматизации процессов управления. Он включает в себя как программные, так и аппаратные компоненты, которые интегрируются для обеспечения эффективного мониторинга и управления технологическими процессами. Основные функции ПТК включают сбор данных, анализ, управление и визуализацию состояния объектов управления.
Метод диагностики ПЛК REGUL.
Существует несколько вариантов получения диагностических данных с ПЛК REGUL. Основными из них являются протоколы ModBus и ОpcUA.
Modbus — это протокол связи, широко используемый для обмена данными между устройствами в автоматизации. Он может быть использован для диагностики состояния ПЛК и других устройств [2].
OPC UA является современным стандартом для обмена данными между различными устройствами и системами в автоматизации [3].
Недостатками протокола ModBus являются ограниченные возможности по сравнению с OPC UA, такие как отсутствие встроенной безопасности и поддержки сложных данных, а также отсутствие поддержки двусторонней связи.
Так как протокол OPC UA обеспечивает безопасный и надежный доступ к данным, что делает его идеальным для диагностики ПЛК и его модулей.
Использование OPC UA позволяет интегрировать данные о состоянии ПЛК и его модулей в интерфейс автоматизированного рабочего места инженера АСУ ТП. Инженеры могут в реальном времени отслеживать параметры работы ПЛК, такие как загрузка процессора, состояние входов/выходов и ошибки.
Метод диагностики сетевого оборудования.
В современных системах автоматизации и мониторинга сети важную роль играют протоколы, обеспечивающие диагностику и управление сетевым оборудованием. Среди них выделяются SNMP (Simple Network Management Protocol) [6] и его расширение RMON (Remote Monitoring) [5]. Эти технологии позволяют эффективно отслеживать состояние сетевых устройств, собирать статистику и анализировать производительность. SNMP является основным протоколом для управления сетями, предлагая простые средства для мониторинга, тогда как RMON добавляет дополнительные возможности для более детального анализа и контроля. Благодаря этим инструментам администраторы могут оперативно выявлять проблемы и обеспечивать стабильную работу сетевой инфраструктуры.
Хоть RMON дает более детализированную информацию о состоянии сети и ее производительности по сравнению со стандартным SNMP, зато требует больше ресурсов для обработки данных и хранения информации.
Поэтому предпочтительней использовать простой протокол управления сетью SNMP для мониторинга и управления сетевыми устройствами, такими как сервера ввода-вывода, коммутаторы и АРМ оператора.
Методы диагностики сетевого оборудования по SNMP включают получение информации о загрузке сети, количестве ошибок и состоянии портов.
Данные, собранные с помощью SNMP, могут быть интегрированы в системы управления для визуализации состояния на АРМ инженера, что упрощает принятие решений и реагирование на инциденты.
Метод диагностики датчиков.
В современном автоматизированном промышленном оборудовании ключевую роль играют протоколы, которые обеспечивают связь между устройствами и системами управления. Среди них можно выделить HART (Highway Addressable Remote Transducer) [1] и Profibus (Process Field Bus) [4]. Эти стандарты предназначены для эффективной передачи данных в процессе автоматизации, позволяя надежно соединять полевые приборы, контроллеры и системы управления в единую сеть. HART, благодаря своей способности передавать цифровые данные поверх аналогового сигнала, и Profibus, который предлагает высокую скорость передачи и гибкость, являются примерами технологий, значительно упрощающих мониторинг и управление в промышленной среде.
HART предлагает преимущества, такие как совместимость с токовой петлей (4-20 мА), двустороннюю связь, простоту внедрения и доступ к диагностической информации, что делает его идеальным для применения в ПТК. В отличие от Profibus, который обеспечивает высокую скорость передачи и гибкость конфигурации, HART лучше подходит для экономии на модернизации и удобства эксплуатации.
На базе АРМ инженера контрольно-измерительных приборов (КИП) можно интегрировать данные HART для визуализации состояния всех подключенных датчиков, что позволяет инженерам быстро реагировать на изменения и устранять неисправности.
Диагностика программных и аппаратных компонентов АСУ ТП на базе ПТК AstraRegul является важным аспектом для обеспечения надежности и эффективности работы всей системы. Использование современных протоколов, таких как ModBus, OPC UA, SNMP, HART и PROFIBUS, позволяет получать подробную информацию о состоянии различных элементов системы в режиме реального времени.
Применение протокола OPC UA для диагностики программируемых логических контроллеров REGUL является более предпочтительным, так как он обеспечивает более безопасный и функциональный доступ к данным по сравнению с ModBus. Это дает возможность интегрировать диагностическую информацию непосредственно в интерфейс АРМ инженера, что упрощает мониторинг и анализ состояния ПЛК.
Для диагностики сетевого оборудования, такого как серверы ввода-вывода, коммутаторы и АРМ оператора, используются протоколы SNMP и RMON. SNMP является более простым и эффективным решением, позволяющим получать основные метрики производительности и состояния сетевых устройств. Интеграция этих данных в систему управления АСУ ТП помогает своевременно выявлять и устранять проблемы в сетевой инфраструктуре.
Диагностика датчиков в АСУ ТП осуществляется с помощью протоколов HART и PROFIBUS. HART предпочтительнее для большинства применений, так как он совместим с широко используемыми аналоговыми сигналами 4-20 мА и обеспечивает доступ к диагностической информации датчиков. Интеграция данных HART в АРМ инженера КИП позволяет эффективно контролировать состояние всех подключенных датчиков.
В целом, комплексный подход к диагностике программных и аппаратных компонентов АСУ ТП на базе ПТК AstraRegul позволяет повысить надежность и эффективность работы системы, а также снизить расходы на ее эксплуатацию и техническое обслуживание.
Номер журнала Вестник науки №12 (81) том 3
Ссылка для цитирования:
Власевский С.С., Харисов А.Р. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ПРОГРАММНЫХ И АППАРТАНЫХ КОМПОНЕНТОВ АСУ ТП НА БАЗЕ ПТК ASTRAREGUL // Вестник науки №12 (81) том 3. С. 1418 - 1423. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/19900 (дата обращения: 23.06.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+