Все под контроллером

Рынок программируемых логических контроллеров в России, по оценкам экспертов, может вырасти до 46 млрд рублей в 2028 году. На фоне ухода иностранных вендоров аналогичных устройств из России заказчики активировали спрос на контроллеры отечественного производства. Освоение направления ведет несколько компаний. Наибольшие шансы у тех, чьи ПЛК ориентированы на применение отечественных электронных компонентов и могут быть включены в реестры Минпромторга. Одновременно с этим ПЛК становятся логичным продолжением российских линеек систем безопасности. И следует ожидать появления новых игроков среди разработчиков и производителей контроллеров.

Текст: Дмитрий Воронин

В публикации использованы материалы издания Control Engineering (www.controleng.ru) и данные исследовательской группы R-Analytics.

ПЛК как элемент систем автоматизации

Программируемые контроллеры – типовой элемент управления внутри автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Классическая система АСУ ТП состоит из трех уровней:

нижний уровень – контрольно-измерительные приборы и аппаратура (КИПиА);
средний уровень – программируемые логические контроллеры (ПЛК);
• верхний уровень – визуализация и хранение данных (SCADA).

ПЛК (PLC) были разработаны для замены релейно-контактных схем управления, собранных на дискретных компонентах: реле, таймерах, счетчиках, элементах жесткой логики. Отличие ПЛК от релейной схемы заключается в том, что в первом из них все алгоритмы управления реализованы программно. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности. Использование программируемых логических контроллеров позволяет заменить одним устройством любое необходимое количество отдельных элементов релейной автоматики, что увеличивает надежность системы, минимизирует затраты на ее тиражирование, ввод в эксплуатацию и обслуживание. ПЛК могут обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, приводами, преобразователями частоты и другими устройствами.

Предпосылки к импортозамещению

До 2022 года основными поставщиками ПЛК на отечественном рынке являлись иностранные компании из Топ-10 мировых производителей ПЛК. Это компании из Европы, США, Японии. Китайские производители практически отсутствовали на рынке АСУ ТП.

Исходя из данных по ввозу продукции по коду ТНВЭД 8537 10 910 0, оценочная доля продаж ПЛК иностранного производства в среднем за 2018-2021 годы составила 67%.

Лидирующая тройка поставщиков выглядела следующим образом.

Начиная с марта 2022 года все иностранные компании покинули российский рынок, таким

образом освободив большую часть рынка ПЛК .Следует учесть тот факт, что за десятилетия присутсвия иностранных компаний в России инстаkлирована огромная база решений для АСУ ТП с применением ПЛК иностранного производства которая потребует модернизации в последующие 10 лет и по обьему будет достигать примерно 100 млрд рублей без учета нового ввода мощностей и модернизации производства в рамках программы Индустрия 4.0.

Учитывая фактор отложенного спроса за 2022-2023 годы в части рализации решений в области АСУ ТП и текущую годовую потребность, рынок ПЛК, по оценкам экспертов, может вырасти до 46 млрд рублей в 2028 году.

Специфика российского подхода к производству контроллеров

Для ушедших из России зарубежных брендов, таких как Siemens, SIMATIC, Mitsubishi и Honeywell, была характерна широта продуктовых линеек. Отечественные производители ПЛК предлагают продукцию в определенных нишах, где они достигли соответствующего уровня компетенций. Покупателям отечественных ПЛК следует не забывать уточнять совместимость изделий от разных отечественных поставщиков для своих проектов.

Основными претендентами на освоение доли рынка, бывшей до 2022 года за иностранными вендорами, сегодня претендует несколько российских компаний.

ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург, производитель программного обеспечения (ПО) и аппаратных средств автоматизации серии ARIS и REGUL. Одним из решений для построения ответственных АСУ непрерывных процессов, доступных сегодня на рынке РФ, являются ПЛК линейки REGUL R500 производства ООО «РегЛаб», Екатеринбург (входит в группу компаний ООО «Прософт-Системы»).

АО «ТРЭИ», г. Пенза – производитель устройств программного управления TREI-5. ПЛК серий TREI-5B компании предназначены для систем автоматического контроля и управления техническими процессами (ТП) промышленных предприятий с нормальным и взрывоопасным производством.

Компания ОВЕН, г. Москва – российский разработчик и производитель контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации для различных отраслей промышленности ПЛК 73,160,200, ПЛК 210. «ОВЕН» выпускает моноблочные ПЛК, предназначенные для управления малыми, средними, локальными и распределительными системами в проектах по автоматизации производства и технологических процессов.

АО «Текон-Груп», г. Москва – производитель ПЛК МВК 3000, МФК1500. Разработчик системного и базового ПО.

ООО «Рубеж» – российский производитель систем пожарной автоматики, 35 лет на рынке, ведет разработку собственного промышленного контроллера под маркой R-Logic. ПЛК построен с применением российской электронной компонентной базы, использует отдельные коммуникационные модули, сетевые соединения выполняются отдельным устройством.

Чего ждут от российских ПЛК заказчики

По данным экспертных опросов, по состоянию на 2022 год сферы использования ПЛК в полной мере отражали аспекты применения систем автоматизации в российском сегменте ТЭК, промышленности и нефтегазовой отрасли.

Методы коммуникации с другими системами управления являются главным показателем гибкости современного ПЛК. По данным опросов эксплуатантов, сетевые протоколы используются в 69% установленных ПЛК, оставшийся 31% используются как автономные приборы. Большинство подключенных к сети контроллеров обменивается информацией с персональными компьютерами и PAC-контроллерами и столько же связано с другими ПЛК. Чуть больше 5% устройств используется в распределенных системах управления.

Сетевые протоколы ПЛК обеспечивают очень большую гибкость системы управления. Очевидные фавориты при этом – Ethernet, последовательный RS232/RS-485 и 4-20 мА,

По мнению большинства заказчиков, промышленные контроллеры должны реализовывать следующие функции (в порядке убывания значимости):

ПЛК с системами распределенного ввода/вывода;
ПЛК со встроенными модулями ввода/вывода;
связь ПЛК с ПК;
дублирование процессора и модулей ввода/вывода;
микро-ПЛК;
ПЛК с поддержкой web-технологий, включая оповещение по телефону/электронной почте;
высоконадежные PC-контроллеры с открытой архитектурой;
переносные устройства программирования.

Контроллер из «Идеальной спецификации»

Для промышленных заказчиков и предприятий в сфере ТЭК, согласно опросам внутри экспертных групп заказчиков, конкурентный ПЛК должен максимально соответствовать критериям из следующего списка:

частота работы ядер процессора: 1200 МГц (контроллеры компании «Теконгруп» и контроллер R-Logic компании «Рубеж»), 1600 МГц (контроллер от «Прософт-Системы»);
поддержка передачи событий информационной безопасности на сервер ИБ в формате CEF;
большой объем (до 2000 ГБ) встроенного твердотельного жесткого диска формата M2;
возможность шифрования данных измерений и расчетов по ГОСТ 28147-89;
встроенный дисплей в модуле ЦПУ для конфигурирования и отображения данных прикладного ПО;
резервирование каналов ввода по схеме 2oo3;
поддержка большого количества протоколов информационного обмена в коммуникационных модулях: DNP3 (используется у аналогов компаний «ДОЛОМАНТ» и «Инкомсистем»), МЭК 61850 (используется у аналогов компаний «Круг» и «Инкомсистем»), MQTT (используется у аналогов компаний «ОВЕН» и «Инкомсистем»), Profibus (используется у аналога компаний «ТРЭИ»);
коммуникационный модуль, поддерживающий передачу данных через мобильные сети GSM стандарта 4G (передачу данных через GSM поддерживают контроллеры компаний «ДОЛОМАНТ» и «АСУ ПРО»);
высокоскоростной обмен информацией между модулями ЦПУ – с использованием Gigabit Ethernet (присутствует у контроллеров компаний «Прософт-Системы» и «ТРЭИ»);
возможность регистрации данных на два независимых носителя информации – опломбированный твердотельный диск формата M2 внутри корпуса ЦПУ и пломбируемую SD-карту, доступную пользователю (пломбирование представлено у контроллеров компаний «Нефтеавтоматика» и «ЭТК-Прибор»);
встроенное управление сертификатами безопасности. Промышленные контроллеры должны использовать отраслевые стандарты сертификации, аналогичные банковским и сайтам электронной коммерции.

Для контрактов с обязательным условием к применению отечественной компонентной базы – использование в основном исполнении модуля ЦПУ процессора «Байкал» T1000 с характеристиками:

количество ядер процессора: 2;
архитектура ядер: MIPS.

Характеристики промышленных контроллеров, применяемых для ТЭК и нефтегазовой отрасли в России

На сегодня несколько российских производителей ПЛК уже включены в реестр отечественной радиоэлектронной промышленности (РЭП) Минпромторга РФ, другие – ведут разработку моделей контроллеров с учетом последующего включение в РЭП.

Опрос производителей ПЛК позволяет сравнить их функционал как между собой, так и с продукцией иностранных компаний, занимавших преимущественные позиции на рынке программируемых контроллеров до 2022 года.

Скачать pdf

Новый рынок с новыми игроками

Производители ПЛК, ориентирующиеся на использование в нефтегазовой сфере, реализуют решения, направленные на увеличение надежности, такие как резервирование ЦПУ, горячая замена модулей и резервирование каналов ввода/вывода, контроль целостности линий ввода/вывода. Многие российские ПЛК имеют современные высокопроизводительные процессоры и могут масштабироваться и адаптироваться под требования заказчика за счет использования модульной архитектуры.

Способ связи с компьютерными сетями посредством отдельных коммуникационных модулей, позволяющий снять коммуникационную загрузку с ЦПУ и улучшающий его сетевую безопасность, пока не является распространенным среди российских контроллеров. О такой функции и о программной среде разработки под ОС Linux на сегодня заявляют только разработчики контроллера R-Logic от компании «Рубеж».

Таким образом, рынок промышленных контроллеров с маркировкой «Сделано в России» может претерпеть трансформацию не только с точки зрения новых изделий. Вероятным вектором развития рынка ПЛК может стать освоение производства контроллеров производителями конечных устройств и систем безопасности и встраивание контроллеров в экосистему комплексных систем безопасности от единого производителя.

Скачать pdf