3,7,10,20

ZAPISZ SIĘ DO NEWSLETTERA AUTOMATYKAONLINE.PL I POBIERZ DARMOWY NUMER "AUTOMATYKI"!

Okładka Automatyka

*Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, z siedzibą w Warszawie przy ul. Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, w celach marketingowych, w tym marketingu bezpośredniego. Oświadczam, że zostałem poinformowany/a o prawie do wglądu, modyfikacji oraz usuwania moich danych osobowych.

Wyrażam zgodę na przesyłanie mi informacji handlowej (w tym informacji handlowej partnerów portalu AutomatykaOnline.pl) za pomocą środków komunikacji elektronicznej w rozumieniu ustawy z dnia 18 lipca 2002 r. o świadczeniu usług drogą elektroniczną (Dz.U. 2002 nr 144, poz. 1204).

Wyrażam zgodę na używanie przez Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, z siedzibą w Warszawie przy ul. Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, telekomunikacyjnych urządzeń końcowych, których jestem użytkownikiem, dla celów marketingu bezpośredniego zgodnie z art. 172 ustawy z dnia 16 lipca 2004 r. Prawo telekomunikacyjne (Dz.U. 2004 nr 171 poz. 1800).

*Akceptuję regulamin portalu AutomatykaOnline.pl oraz politykę prywatności serwisu.




ZAMKNIJ OKNO

Prawie gotowe ... Musimy potwierdzić Twój adres email.

Aby zakończyć proces subskrypcji, musisz kliknąć link w mailu, który właśnie wysłaliśmy do Ciebie. Po akceptacji zapisu na newsletter, zostanie przesłany do Ciebie numer promocyjny miesięcznika Automatyka.

ZAMKNIJ OKNO

Dziękujemy twój mail jest już w naszej bazie!

Napisz do nas maila a otrzymasz promocyjny numer miesięcznika Automatyka

redakcja@automatykaonline.pl

ZAMKNIJ OKNO

W celu zapewnienia najwyższej jakości usług strona używa plików cookies. Szczegóły w polityce prywatności serwisu. Zamknij

POL ENG
a a a
Szukaj
  • Logowanie
  • Załóż konto
Mapa serwisu Mapa serwisu
AutomatykaOnline.pl
  • Strona główna
  • Z branży
  • Wywiady
  • Aplikacje
  • Artykuły
  • Kalendarium
  • Firmy
  • Produkty
Szukaj
Automatyka 5/2022

Automatyka5/2022

W numerze:
  • Rozmowa z Jarosławem Gracelem, ASTOR.
  • Komunikacja bezprzewodowa
  • Ulgi i preferencje podatkowe 
  • O miesięczniku
  • Prenumerata
  • Kontakt
  • Reklama
ARTYKUŁY
  • Automatyka budynkowa
  • Bezpieczeństwo
  • Druk 3D
  • Elektryka
  • Energetyka
  • Energia
  • Komunikacja
  • Komputery i HMI
  • Logistyka
  • Montaż i transport
  • Oprogramowanie
  • Pneumatyka
  • Pomiary
  • Prawo i normy
  • Przemysł 4.0
  • Robotyka
  • Sterowanie
  • Systemy wizyjne i RFID
  • Technika napędowa
  • Technika łożyskowa
  • Technologia obróbki
  • Usługi
  • Inne
Rozwiń wszystkie
  • Strona główna
  • Artykuły
  • Sterowanie

Jak zapewnić bezpieczeństwo systemowe w aplikacjach sterujących?

Paweł Podsiadło (ASTOR) drukuj

11 grudnia 2018 roku
Jak zapewnić bezpieczeństwo systemowe w aplikacjach sterujących?
Tweet

Podniesienie dostępności i czasu działania systemu jest rzeczą niezbędną dla większości przedsiębiorstw głównie ze względu na koszty, jakie muszą ponieść związane z produkcją, podnoszeniem wydajności i rentowności oraz w celu wzrostu satysfakcji klienta i reputacji firmy na rynku.

Ryzyko pojawiających się przestojów ma bardzo negatywny wpływ na planowanie zasobów operacyjnych oraz bezpieczeństwo całego systemu.Według agencji ARC, przestój instalacji generuje średnie koszty na poziomie $12 500 za godzinę.

Z uwagi na istotne zagrożenie i negatywny wpływ na rentowność wynikającą z nieplanowanych przerw w działaniu systemów, przedsiębiorstwa produkcyjne poszukują rozwiązań, które pozwolą uzyskać przewagę konkurencyjną dzięki zmianie architektury systemu sterowania na zapewniającą wyższy poziom bezpieczeństwa i dostępności. Duży nacisk na takie działania jest obserwowany nie tylko w systemach infrastruktury krytycznej, ale i wszędzie tam, gdzie miarą dostępności systemu są coraz częściej koszty związane z brakiem dostępności do systemu, a nie tylko czas jego pracy.

 

okładka2

Jak można się spodziewać, zapotrzebowanie na takie systemy występuje przede wszystkim w aplikacjach procesowych o charakterze ciągłym, czyli systemach działających w branży energetycznej, produkcji wody, chemicznej, farmaceutycznej i petrochemicznej.

Jednak rozwiązania takie z powodzeniem można stosować również w systemach dyskretnych, realizujących złożone algorytmy sterowania z bardzo dużą szybkością, w których choćby krótki przestój pociąga za sobą straty finansowe, operacyjne oraz spadek reputacji firmy.

Trendy rynkowe

Spowolnienie gospodarcze w latach 2009–2012 oraz zauważalne wstrzymanie inwestycji w 2016 r. spowodowały w przedsiębiorstwach produkcyjnych wzrost zapotrzebowania na rozwiązania mające na celu podniesienie bezpieczeństwa, optymalizację działań, produkcji i kosztów.

Działania zorientowane były przede wszystkim na redukcję ponoszonych przez przedsiębiorstwa kosztów przy jednoczesnym wzroście efektywności oraz podniesienie poziomu bezpieczeństwa. Doprowadziło to w wielu firmach do restrukturyzacji organizacji, zamykania nierentownych części przedsiębiorstw, redukcji personelu działającego w kluczowych obszarach wsparcia, m.in. odpowiedzialnych za utrzymanie ciągłości procesu produkcyjnego. W rezultacie firmy te pozbawione zostały możliwości sprawnego i szybkiego usuwania awarii systemu, co znacznie podniosło ryzyko potencjalnych kosztów związanych z nieplanowanymi przestojami.

 

uklady_redundatne_start

Tolerancja przedsiębiorstw na nieplanowane przestoje

W zależności od branży, wielkości w której działa przedsiębiorstwo oraz przyjętej strategii działania w razie pojawienia się awarii, wpływ nieplanowanego przestoju na ciągłość produkcji może się różnić i mieć inne konsekwencje. Na przykład przedsiębiorstwa, które mają możliwość powrotu do sterowania ręcznego, mogą pracować dalej w razie awarii systemu sterowania, ale na znacznie niższym poziomie jakości i efektywności.

Popularnym sposobem zabezpieczenia się na wypadek uszkodzenia elementów systemu jest również lokalny magazyn serwisowy – w tym przypadku awaria występuje i teoretycznie mamy szanse ją szybko usunąć. Teoretycznie, ponieważ w większości przypadków pomimo wymiany elementu na nowy konieczna jest jego konfiguracja i programowanie, co wymaga dodatkowego czasu wydłużając tym samym przestój.

Szczególnie kosztowne i uciążliwe są nieplanowane przestoje w dużych zakładach przemysłowych, w których cały proces produkcyjny składa się szeregu innych procesów. W takim przypadku potencjalnie niegroźna awaria jednego z nich może doprowadzić do zatrzymania całego ciągu produkcyjnego. 

Niestety w wielu firmach nieplanowany przestój oznacza nie tylko niższą jakość i efektywność produkcji. W wielu przypadkach dochodzi również do zniszczenia wsadu produkcyjnego oraz uszkodzenia maszyn, czy wręcz całych ciągów technologicznych.

Koszty przestoju Szacowany czas zwrotu z inwestycji
$50000 3,6 miesiąca
$25000 7,2 miesiąca
$15000 1 rok
$10000 1,8 roku
$5000 3 lata

Co oznacza wysoka dostępność systemu?

Wysoka dostępność systemu wyraża się wartością 99,999%, podczas gdy dla pojedynczego kontrolera wynosi ona 99,9%. Jak pokazuje zestawienie w tabeli 2, te dodatkowe 0,099% dostępności stanowi redukcję nieplanowanych przestojów do 5 minut rocznie w stosunku do 9 godzin w przypadku pojedynczego kontrolera. Przekłada się to bezpośrednio na ponoszone koszty, które w zależności od branży i typu aplikacji mogą wynosić od kilku do kilkuset tysięcy dolarów.

Aby określić potrzeby związane z zastosowaniem systemów wysokiej dostępności, przedsiębiorstwa muszą rozważyć aspekty związanie z kosztami, jakie akceptują w przypadku pojawienia się awarii.

Dostępność systemu Orientacyjny czas przestoju na rok
95% 18 dni
99% 4 dni
99,9% 9 godzin
99,99% 1 godzina
99,999% 5 minut

Zwrot z inwestycji w systemy o wysokiej dostępności

To, co należy przeanalizować w pierwszej kolejności, zanim podejmiemy decyzję o wdrożeniu systemu redundancji, to:

  • Jak często w ciągu roku pojawiają się nieplanowane przestoje?
  • Jaki jest średni czas usunięcia awarii (MTTR) dla procesu?
  • Jakie są koszty godzinowe zatrzymania produkcji na linii?
  • Czy instalacja jest częścią składową większego procesu? Jaki wpływ na resztę procesu ma wyłączenie naszej instalacji i jaki koszt generuje?
  • Czy w zakładzie służby odpowiedzialne za utrzymanie ruchu są stale na miejscu?

Typy redundancji – co i gdzie się stosuje?

W zależności od typu obiektu i charakteru prowadzonego procesu, klienci stosują 3 typy redundancji: Cold, Warm oraz Hot. Pierwszy z nich (Cold) to nic innego jak zapasowa jednostka centralna na lokalnym magazynie u użytkownika, którą wykorzystuje się, gdy uszkodzeniu ulega jednostka główna. Wada takiego rozwiązania to zatrzymanie produkcji na czas usunięcia awarii. Jest to jednak najbardziej ekonomiczna forma redundancji.

Drugi typ redundancji (Warm) to układ podwojonych jednostek centralnych, ale bez synchronizacji danych procesowych. Nadaje się do aplikacji, gdzie dopuszcza się pojawianie stanów nieustalonych w razie awarii. Układ taki wymaga zainwestowania w drugi kontroler.

Trzeci typ redundancji (Hot) to układ podwojonych jednostek centralnych z synchronizacją danych pomiędzy nimi. Taka architektura gwarantuje, że proces sterowania pomiędzy kontrolerami jest niezauważalny z punktu widzenia procesu produkcyjnego. Ten model jest najdroższy, ale daje największe korzyści użytkownikowi.

 

Schemat_architektury_PACSystems_HA_Profinet_copy

Architektura systemów redundantnych

Najczęściej spotykana architektura to modułowy kontroler, na kasecie którego montowane są kolejno zasilacze systemowe, jednostki centralne, moduły synchronizacji danych oraz moduły komunikacyjne.

W celach redundancji taki kontroler należy podwoić i taka budowa systemu powoduje, że architektura systemu jest znacząco wyższa w porównaniu do tradycyjnych systemów Simplex. Z tego powodu systemy o architekturze Hot stosowane były wyłącznie w aplikacjach przemysłowych, gdzie inwestycję w taki system można było łatwo uzasadnić biznesowo. Nowy kontroler, GE Automation&Controls o numerze katalogowym IC695CPE400 to rozwiązanie o budowie kompaktowej, integrujące wszystkie niezbędne elementy: zasilacz, jednostkę centralną oraz moduły komunikacyjne. 6 portów Ethernet pozwala wykorzystać je do komunikacji z układami wejść/wyjść, systemem SCADA, chmurą obliczeniową GE i w celu synchronizacji jednostek ze sobą. Ten ostatni element w połączeniu z obsługą komunikacji Profinet RING z MRP powoduje, że CPE400 może pracować w architekturze redundantnej klasy HSR. I to, co istotne – znacząco ogranicza koszty inwestycyjne.

CPE400 jest standardową jednostką centralną, która może pracować w systemach Simplex z możliwością rozbudowy do układu redundancji jednostek centralnych pracujących w gorącej rezerwacji. Inwestycja w system redundancji HSR wymaga zatem zainwestowania tylko w dodatkową jednostkę centralną, jak w przypadku systemów Cold. Konieczne też będzie spięcie jednostek ze sobą przy pomocy wbudowanych interfejsów komunikacyjnych, które w tym przypadku pracują w redundancji. To znacząco ogranicza czas oraz koszty wdrożenia systemu.

Wdrożenie redundantnego systemu sterowania zawsze musi znaleźć uzasadnienie biznesowe z uwagi na spore nakłady inwestycyjne, dlatego z systemów takich do tej porty korzystali wyłącznie użytkownicy, dla których zatrzymanie systemu sterowania wiązało się z bardzo dużymi kosztami operacyjnymi.

 

PACSystems HA CPE400

W większości przypadków decyzja o wdrożeniu systemu redundantnego była pozytywna, jeśli system redundantny mógł spłacić się w czasie pierwszego nieplanowanego przestoju (a w zasadzie zabezpieczył system przed nieplanowanym zatrzymaniem).

www.astor.com.pl

źródło: ASTOR

Słowa kluczowe

ASTOR, bezpieczeństwo, sterowanie

Ostatnio dodane

  • Oprogramowanie przemysłowe i cyfryzacja
  • Ulga na robotyzację
  • Komputery i panele przemysłowe

Najczęściej czytane

  • Bezpieczeństwo dla maszyn mobilnych
  • Języki programowania robotów przemysłowych
  • Wyznaczanie poziomów bezpieczeństwa SIL i PL

Polecane

  • Przemysł 4.0 w polskich realiach
  • Systemy wizyjne – nieodzowny element nowoczesnej kontroli
  • Czy robot może ponieść odpowiedzialność karną?

Inne z tego cyklu

3 sprawdzone sposoby, jak minimalizować koszty awarii systemu sterowania

3 sprawdzone sposoby, jak minimalizować koszty awarii systemu sterowania

Więcej
Astraada Safety odc. 2 – jak skonfigurować pierwszy projekt i napisać pierwszą aplikację bezpieczeństwa?

Astraada Safety odc. 2 – jak skonfigurować pierwszy projekt i napisać pierwszą aplikację bezpieczeństwa?

Więcej
Rys. 1. Przykładowa klasa napęd i obiekty tej klasy

Programowanie obiektowe wg normy IEC 61131-3:2013

Więcej
4 powody, dla których warto standaryzować falownikowe układy napędowe

4 powody, dla których warto standaryzować falownikowe układy napędowe

Więcej
Przykładowe połączenie kilku przełączników Ethernet z wykorzystaniem protokołu RSTP. Wykropkowane linie stanowią nadmiarowe, blokowane w danej chwili połączenia. Linie ciągłe to aktywne drogi komunikacji.

Jak podnieść niezawodność sieci Ethernet w instalacjach produkcyjnych?

Więcej

Czytaj także

  • User Defined Function Blocks – tworzenie własnych bloków funkcyjnych w oprogramowaniu Cscape
  • Falownik do pompy lub wentylatora – na jakie funkcje zwrócić uwagę?
  • Język schematów blokowych (FBD). Kurs programowania w Codesys odc. 5
  • Regulator PID. Kurs programowania PLC od podstaw odc. 20
  • Typy danych w Codesys, rodzaje zmiennych, sposoby ich tworzenia. Kurs programowania w Codesys odc. 4

Newsletter

Bądź zawsze na bieżąco z aktualnymi informacjami.

Inżynier wie

Kalendarium

Więcej
13 paź Targi

Wirtualne stoisko SABUR już otwarte!

Warszawa 13 października 2021 – 13 października 2022
24 maj Szkolenie

Oznaczenie CE sprzętu elektrycznego podlegającego dyrektywie niskonapięciowej (LVD)

Grudziądz 24 maja 2022
26 maj Szkolenie

Wyposażenie elektryczne maszyn – rozdzielnice i sterownice niskiego napięcia

Grudziądz 26–27 maja 2022
31 maj Szkolenie

Bezpieczeństwo maszyn - algorytm wyznaczania Poziomu Nienaruszalności Bezpieczeństwa SIL

Wrocław 31 maja 2022 – 1 czerwca 2022

Wideo YouTube

Zobacz więcej
  • facebook
  • Tweeter
  • Instagram
  • Linkedin
  • RSS AutomatykaOnline
  • O nas
  • Sprzedaż i obsługa klienta
  • Polityka prywatności
  • Informacje o portalu
  • Regulamin
  • Kontakt
  • Formularz kontaktowy
  • Współpraca medialna
  • Redakcja portalu
  • Redakcja miesięcznika
  • Zamów
  • Wpis do katalogu
  • Reklama na portalu
  • Reklama w miesięczniku
  • Newsletter
AutomatykaOnline.pl

ISSN 2392-1064. © 2014 by Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP. All rights reserved.
created by: TOMP