Эксперт рассказал о перспективах и тенденциях развития АСУТП

Развитие современного производства идет по пути создания высокоэффективных промышленных установок, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов и совершенствование систем управления ими. В этом контексте ключевую роль играют первичные системы контроля физических величин (датчики тока, напряжения, температуры и пр.), данные с которых поступают на модули распределенного ввода/вывода контроллера ПЛК (программируемого логического контроллера).

Современные ПЛК и инновации в системах контроля

С каждым годом компании-производители оборудования выпускают усовершенствованные системы и модули контроля, включая высокопроизводительные ПЛК. Эти инновации способствуют сокращению времени обработки операций и повышению надежности передачи данных за счет скоростных и помехозащищенных линий связи. Это, в свою очередь, позволяет оперативно выявлять отклонения системы от нормы и принимать своевременные решения.

Контроллеры оснащены различными линиями входов и выходов (дискретными и аналоговыми), а также портами для связи с сетью. Они обрабатывают информацию от первичных систем контроля и формируют пакеты данных для последующей отправки в сеть передачи данных технологического процесса. Эти пакеты данных включают параметры и значения устройств, участвующих в технологическом процессе, и могут передаваться на сервера для хранения и архивирования, панели операторов для управления и мониторинга, а также в SCADA системы для управления процессом.

Анализ и прогнозирование на основе данных

Хранение данных на серверах позволяет осуществлять их дальнейшую обработку и анализ, что предоставляет возможность строить графики и анализировать показатели за определенный промежуток времени. Это способствует планированию работ по ремонту и обслуживанию оборудования, предотвращению внештатных ситуаций и информированию операторов о предстоящем ремонте.

Проблемы и решения в современных системах контроля

При развитии и оптимизации технологических процессов системы сталкиваются с проблемами отклика на сбои и реакцией на них, что может приводить к нарушению технологического процесса. На это влияют два основных фактора: время обработки сигнала (задержки в работе медленных контроллеров) и человеческий фактор, включающий ошибки операторов и их невнимательность.

Высокоскоростные порты связи и интеграция систем

Модернизация систем контроля включает внедрение высокоскоростных портов связи (RS-485, MODBUS, PROFIBUS, Interbus и пр.), что позволяет системам передачи данных общаться напрямую с датчиками, минуя ПЛК. Это ускоряет работу системы и повышает точность операций. Использование сетей Ethernet обеспечивает дистанционное управление технологическими процессами в режиме реального времени. Интегрированные АСУТП, построенные на единой программно-аппаратной платформе, обеспечивают полную наблюдаемость и управляемость объектом, ретрансляцию данных на верхние и смежные уровни сетевых компаний.

Искусственный интеллект в автоматизированных системах управления

Одним из ключевых факторов развития АСУ ТП является внедрение искусственного интеллекта (ИИ) и обучение персонала для работы с высокотехнологичным оборудованием. Применение ИИ приносит множество преимуществ, включая автоматизацию работы, что сокращает человеческий фактор и улучшает качество выполняемых задач. Искусственный интеллект позволяет программам самостоятельно анализировать данные, обучаться на основе имеющейся информации и делать предсказания, что способствует повышению эффективности и точности работы системы.

Практическое применение ИИ в производстве

Пример использования ИИ в действии — это проект, внедренный нашей компанией по автоматизации процесса контроля качества продукта на производственном конвейере. Проблема заключалась в том, что ручной контроль качества персоналом производственной линии не исключает человеческий фактор, большой процент брака попадал в готовую продукцию, что приводило к дополнительным затратам по логистике и переработке бракованных изделий. Проанализировав проект, было принято решение разбить его на 2 этапа.

На первом этапе было реализовано внедрение автоматизированной системы контроля брака с помощью видео аналитики, установлена камера и собран Dataset необходимый для обучения модели распознавания бракованных изделий. Убедились в эффективности распознавания брака в условиях производства. 

На втором этапе мы интегрировали исполнительное устройство отбраковки, была доработана модель распознавания объекта, акцент сделали на ее максимальную унификацию (что бы не было привязки к дизайну продукта). 

Так же было реализовано тестирование в условиях реального производственного процесса совместно с сотрудниками ОУК предприятия, результат точности отбраковки составил 99.5%. Доказывая этим большую эффективность применения ИИ в процессах автоматизации.

Второй проект заключался автоматизации процесса идентификации лазерной маркировки на трубах разного диаметра. В связи с внедрением на производстве системы лазерной маркировки продукции заказчику необходима была система автоматизированного распознавания лазерной маркировки на продукте и интеграция данных в систему прослеживаемости. Своими силами и средствами заказчику не удалось создать систему, работающую с необходимой точностью.

Подобрав необходимое оборудование, мы осуществляем строительно-монтажные работы на самой сложной точке предполагаемого контроля маркировки. Самым ответственным стало обучение нейросетевого алгоритма распознавания лазерной маркировки с требуемой точностью распознавания более 99 процентов.

И в этом проекте ИИ показал высокие показатели эффективности своей работы, доказывая свою перспективу на внедрение и развитие. ИИ позволяет расширить свои возможности во всех отраслях применения АСУТП, делая его наиболее эффективным и перспективным для развития и реализации в проектах.

Заключение

ИИ расширяет возможности АСУТП, делая их более эффективными и перспективными для развития и реализации в различных проектах. Внедрение ИИ и модернизация систем управления позволяют производственным компаниям достигать новых уровней производительности и качества, что способствует общему прогрессу в области промышленной автоматизации.