Тенденции промышленной автоматизации на Hannover Messe`99

Тенденции промышленной автоматизации на Hannover Messe’99

Михаил Бердичевский

Многие из вас, посетив “Связь-Экспокомм”, осознали, что обход такой большой выставки, чтобы отыскать все самое нужное и интересное, - утомительное занятие. К тому же достаточно неблагодарное - к концу дня длинная вереница экспонентов смешивается в сознании в сплошной мутный поток, и если опрашивать людей, выходящих с выставки, что же было самым интересным, - наверняка они вспомнят выступление какого-нибудь известного артиста на одном из стендов или чисто символически одетых девиц на другом.

А теперь представьте, что вы посетили выставку в десять с лишним раз бОльшую...

Выставка

Hannover Messe уже в течение многих лет является крупнейшей промышленной выставкой в Европе. 28 павильонов, многие из которых превосходят по площади “родной” павильон № 2 на Красной Пресне, более 300 тыс. кв. м экспозиций, тысячи экспонентов, около 400 тыс. посетителей - вот только несколько цифр, позволяющих представить масштабы этого грандиозного действа.

Организаторы выставки все очень хорошо продумали - и речь идет не столько о транспорте или питании (кстати, с ними все в порядке), а прежде всего о предоставлении посетителю возможности легко найти необходимую информацию. Выставка поделена на тематические разделы, например “средства автоматизации”, “машиностроение”, “конструкционные материалы”, “автомобильная промышленность”, “железнодорожный транспорт”, а также включает специальные экспозиции: нынче это была “Light Show” - экспозиция осветительного оборудования. Причем тематическое деление - достаточно жесткое и не стоит тратить время на поиски контроллеров в разделе автомобильной промышленности - там представлено уже готовое оборудование, в которое встроены контроллеры известных фирм, демонстрирующиеся в соответствующих павильонах.

На Hannover Messe было достаточно много национальных экспозиций и это, наверное, сильнее всего нарушало тематическое деление выставки, хотя, конечно, крупные национальные компании предпочитали экспонироваться в тематических разделах. Крупнейшей из национальных была в этом году экспозиция Чили, большие разделы занимали Италия, Австрия, Голландия, ряд других стран. Обращали на себя внимание стенды белорусских машиностроительных предприятий. Что касается России, то небольшой стенд почему-то представлял изделия народных промыслов, часы не самой известной марки и небольшой рекламный щит одного из летно-испытательных центров.

Но я не стал бы утверждать, что россиян на Hannover Messe не было. Конечно, представители некоторых экспонентов говорили, что в этом году на выставке гораздо меньше русскоязычных посетителей, чем прежде, однако на многих, иногда даже не очень крупных, стендах можно было встретить как специалистов с достаточно хорошим знанием русского языка, так и наших бывших сограждан, поднимающих в настоящее время народное хозяйство Западной Европы. Естественно, на стендах практически всех фирм, ведущих серьезный бизнес в России, присутствовали их российские партнеры.

Но вернемся к самой выставке. Разумеется, основное внимание мы уделили наиболее близкому для нас разделу промышленной автоматизации. Он занимал восемь больших павильонов. Экспозиция была поделена на тематические подразделы. Например, все производители кабелей, электротехнических корпусов, источников питания, клеммных соединителей, реле, промышленных компьютеров, встраиваемых контроллеров, или интеллектуальных датчиков и приводов для сетей FieldBus, были расположены достаточно компактно, что сразу наглядно показывало преимущества и недостатки решений, предлагаемых теми или иными фирмами, а также позволяло понять, какое место на рынке занимает данная технология или фирма, или, по крайней мере, стремится занять.

Все “гранды” типа Siemens, Omron, Rockwell/Allen Breadley, а также компании, работающие сразу в нескольких секторах рынка (такие, как WAGO или Schroff), были представлены в одном большом павильоне, что не нарушало тематической логики выставки. Причем многие из них имели дополнительные экспозиции на объединенных стендах различных консорциумов, например ProfiBus, AS-interface, OPC-foundation и т. д.

Но пора поговорить и о тех основных тенденциях, которые удалось отметить.

Промышленные сети Fieldbus

В этом году на Hannover Messe стал уже абсолютно очевидным постепенный переход все большего числа производителей средств автоматизации на производство распределенных систем управления. В этой связи растет применение коммуникационных средств, обычно называемых у нас промышленными сетями или полевыми шинами, а на Западе обозначаемых термином Fieldbus.

На рынке появляется все больше контроллеров, приводов и датчиков, использующих в качестве внешнего интерфейса тот или иной вид промышленной сети. Причем если “старые” интерфейсы типа RS-232, RS-422 и RS-485 продолжают доминировать как простой вариант FieldBus, то в роли полевой шины все чаще начинает использоваться Ethernet. Однако эта тенденция еще не приобрела отчетливых очертаний. В то же время Ethernet и Fast Ethernet практически безраздельно господствуют в качестве сетевого интерфейса верхнего уровня, хотя некоторые компании, например Siemens, предпочитают использовать “частнофирменные” модификации этой шины, совместимые тем не менее сверху вниз со стандартом.

Что касается “раскладки сил” между собственно промышленными сетями, то на сегодняшний день в Европе в целом и в Германии в частности, по оценкам президента фирмы Hilscher, которые полностью подтверждаются и нашими собственными наблюдениями, наиболее популярна сеть Profibus (EN 50170) в различных модификациях, а Interbus хотя и очень медленно, но все-таки сдает позиции. Достаточно быстро набирают силу промышленные сети, основанные на интерфейсе CAN (это касается прежде всего CANopen и DeviceNet).

Отдельно следует выделить полевую шину AS-interface. Она предназначена для самого нижнего уровня в иерархии средств автоматизации - для подключения небольших контроллеров, датчиков и приводов. Какую бы шинную архитектуру не предпочитал поставщик на более высоких уровнях автоматизации - на нижнем подавляющее большинство европейских фирм применяет именно AS-interface. Чему способствуют как хорошие технические характеристики этой шины, так и удобный физический интерфейс, предусматривающий фактическое “накалывание” датчика на специальный кабель, по которому передаются питание и данные. Тем не менее еще рано говорить, что все отказались от использования на нижнем уровне традиционных аналоговых интерфейсов. Они, пожалуй, все еще составляют большинство на рынке.

Что касается промышленной сети Foundation Fieldbus, то ее присутствие на выставке было практически не заметно. Возможно, это связано с тем, что она все еще не принята в качестве международного стандарта МЭК 61158. Справедливости ради следует отметить, что степень популярности того или иного стандарта на промышленные сети в Европе сильно отличается от, например, Северо-Американского рынка, где Profibus распространен значительно меньше, а с AS-interface успешно конкурирует Seriplex.

Очевидно, что в обозримом будущем в сфере промышленной автоматизации нам придется иметь дело с различными промышленными сетями, причем зачастую с несколькими типами сетей одновременно. Именно поэтому многие фирмы стараются производить универсальные контроллеры и модули ввода-вывода, где конкретный тип сетевого интерфейса не заложен жестко, как, например, все тот же Profibus в большинстве контроллеров Siemens, а определяется произвольно, установкой соответствующего интерфейсного модуля.

Промышленные компьютеры

Сегодня, когда многие новейшие ПЛК являются фактически промышленными персоналками в традиционном для промышленных контроллеров конструктивном исполнении, а практически все контроллеры программируются с помощью ПО, работающего на IBM PC-совместимых компьютерах, и большинство SCADA-систем также ориентировано на применение в сети персональных компьютеров, функционирующих под одной из операционных систем Microsoft, нет смысла особенно обсуждать роль PC-совместимых компьютеров в промышленной автоматизации.

Промышленные компьютеры для монтажа в 19-дюймовые стойки и панели управления производят как известные компании типа Siemens, Rockwell/Allen Bradley, Advantech, так и небольшие фирмы. Разница между ними заключается в основном в номенклатуре, цене и качестве изделий. В этом смысле на выставке неплохо выглядела фирма Advantech, имеющая, по моему мнению, оптимальное соотношение цена/качество предлагаемой продукции. На ее стенде был представлен целый ряд новых промышленных и панельных компьютеров, в том числе под управлением Windows CE.

Несколько компаний демонстрировали на выставке свои промышленные компьютеры с шиной CompactPCI. Удивляло, что у большинства из них вся предлагаемая номенклатура состояла из системных крейтов высотой 3U и 6U, двух-трех процессорных плат различной вычислительной мощности со встроенными стандартными интерфейсами, а также небольшого набора сетевых интерфейсов, включая различные разновидности Fieldbus. Практически никто, даже известная в России фирма Inova, не мог “живьем” продемонстрировать платы аналогового ввода-вывода с шиной CompactPCI по причине их отсутствия или неготовности.

Не заметили мы изделий CompactPCI и на стендах “грандов” рынка автоматизации. Мелкие тайваньские поставщики, в отличие от их более крупных европейских коллег, оказались довольно словоохотливыми и объяснили ситуацию следующим образом. Оборудование CompactPCI, производимое крупными фирмами типа Motorola и Sun, ориентировано прежде всего на телекоммуникационный рынок, а потому на промышленной выставке ни это оборудование, ни даже сами эти фирмы не представлены. Для небольших же фирм, которые заинтересованы в каждом разовом заказчике, CompactPCI - это прежде всего шанс укрепиться на рынке, предлагая оборудование пусть в еще неосвоенном, но уже очень перспективном стандарте. И хотя пока продажи единичны и оборот по CompactPCI не превышает нескольких процентов от продаж изделий в более традиционных стандартах ISA и PICMG, хотя некоторые объявленные в каталогах изделия существуют только как лабораторные образцы, для них CompactPCI - это то, что мы называем английским словом challenge - и вызов, и шанс одновременно.

Программное обеспечение

Если в сфере промышленных сетей царит некий разброд и шатание и конца этому пока не видно, то в сфере ПО стандарты, на которых строится большинство систем, к великой радости специалистов-практиков, на сегодняшний день практически полностью определились.

Можно утверждать, что в настоящее время абсолютно все поставщики контроллеров - будь то классические ПЛК или PC-контроллеры - предлагают (наряду, конечно, с традиционными решениями) средства разработки встроенного ПО с помощью пакетов, поддерживающих все или часть языков, предусмотренных стандартом МЭК 61131-3, т. е. языки функциональных блоков, набора инструкций, структурированного текста, функциональных последовательных диаграмм и релейно-контактных схем. Для специалистов-практиков это прежде всего означает, что при смене типов используемого оборудования им больше не надо серьезно переучиваться, хотя нюансы реализации, например наличие тех или иных типов функциональных блоков, безусловно, имеют место быть.

Появился и центр кристаллизации для унификации SCADA-систем - технология OPC (OLE for Process Control). Ее преимущество состоит в том, что теперь производителю нет необходимости писать специализированные драйверы для различных SCADA-систем - достаточно с помощью удобных специализированных средств разработки написать OPC-сервер и продукт можно будет использовать с любой системой, а пользователю не придется искать аппаратные средства, совместимые с его SCADA, или наоборот. Разработанная при тесном участии Microsoft технология OPC быстро стала стандартом в отрасли и в настоящее время поддерживается всеми крупными поставщиками SCADA-систем, что ясно было видно на общем стенде OPC Foundation. Разница между поставщиками заключается в способе реализации технологии в пакете. У одних поставщиков OPC-интерфейсы преобразуются в старый внутренний формат системы, что серьезно замедляет работу и не позволяет в полной мере использовать быстродействие и широкие функциональные возможности этого интерфейса, другие же закладывают OPC в ядро системы, выжимая все возможности технологии. По такому принципу построен пакет Genesis32 компании Iconics.

Несколько слов хотелось бы также сказать о Windows CE. В текущей версии 2.1 эта операционная система не является еще ОС РВ, но ее применение в промышленной автоматизации ширится с каждым днем. Управляющие контроллеры и операторские терминалы на ее основе представляла не только Advantech, но и Siemens, а также ряд других компаний. Уже упоминавшаяся фирма Iconics перенесла на эту платформу свой пакет Genesis32 и демонстрировала его работу в сети, включающей контроллеры, терминалы и портативные компьютеры различных поставщиков, работавших на процессорах самых разных типов. С выходом WinCE 3.0, в которой ожидается улучшенная поддержка функций реального времени, это направление должно получить еще большее развитие.

Говоря о ПО, нельзя обойти стороной и широко обсуждаемую в последнее время проблему 2000 года. Честно говоря, на Hannover Messe не удалось заметить признаков какой-либо истерии по этому поводу. Единственный стенд, где специально обращалось внимание на эту проблему и распространялись соответствующие материалы, был, как легко догадаться, стенд Microsoft. Безусловно, на стенде любого поставщика можно было узнать о том, как обстоят дела с Y2K в оборудовании и ПО данной фирмы, о путях разрешения возможных проблем, а на Web-сайтах компаний и у их локальных представителей - свободно получить исправленные версии BIOS или firmware.

Заключение

Данный обзор ни в коем случае не претендует ни на полноту, ни на истину в последней инстанции. Как говорил Козьма Прутков: “Плюнь тому в глаза, кто скажет, что можно обнять необъятное!”. Здесь рассказано только о первых, самых свежих ощущениях, возникших после посещения Hannover Messe. Этот крупнейший европейский промышленный форум наиболее ярко и полно отражает основные направления развития технологий на ближайший год и те тенденции, которые сейчас формируются на рынке.

С автором статьи можно связаться по E-mail: michael@prosoft.ru или по телефону: (095) 234-0636.