Tradycyjne metody nadzoru w rozproszonych obiektach infrastruktury krytycznej (np. w branży wodno-kanalizacyjnej) obejmują codzienny objazd obiektów przez służby techniczne w celu wykonania niezbędnych kontroli, pomiarów i czynności z zakresu bieżącej obsługi lokalnej. Takie metody działania mogą powodować trudności w sprawnej lokalizacji miejsc wystąpienia awarii, a tym samym sprzyjać długim przestojom maszyn. Alternatywnie można zastosować scentralizowany system monitoringu, który bez potrzeby wyjazdu w teren pozwoli precyzyjnie diagnozować miejsca wystąpienia usterek, skrócić czas obsługi awarii, zwiększyć bezpieczeństwo obiektów przed nieuprawnionym dostępem oraz zwiększyć ich samoobsługowość. Ponadto – dzięki dostępowi do bieżących i historycznych danych z wszystkich obiektów i urządzeń – pomoże zminimalizować czasy przestojów i precyzyjne planować modernizację obiektów. Jego istotą jest bowiem połączenie rozproszonych podmiotów w jeden spójny system centralnego monitoringu i zdalnego sterowania zgodny z filozofią Przemysłu 4.0, w tym koncepcją Smart Maintenance zakładającą zwiększenie autonomiczności obiektów przy jednoczesnym wzmocnieniu integracji urządzeń i usprawnieniu zarządzania utrzymaniem ruchu.

ZALETY ZDALNEGO MONITORINGU

Podstawowym celem systemów zdalnego sterowania i monitoringu jest obniżenie kosztów produkcji i eksploatacji przez automatyzację procesu technologicznego i usprawnienie dostępu do informacji o jego stanie. W rezultacie skraca się również czas reakcji nadzoru na sytuacje awaryjne. Włączenie takiego systemu w infrastrukturę informatyczną przedsiębiorstwa wyposaża kadrę kierowniczą w narzędzia wspomagające procesy decyzyjne dotyczące ekonomiki zakładu, w tym przede wszystkim analizy techniczne i ekonomiczne w postaci tabel i wykresów generowanych na podstawie danych z systemu.

Wraz z modernizacją instalacji oraz geograficznym rozproszeniem obiektów technologicznych system monitoringu i sterowania można w dowolnym momencie elastycznie dopasować do aktualnych wymagań. Łatwość integracji z powszechnie dostępnymi systemami sterowania oraz otwartość na wymianę danych z innymi rozwiązaniami stosowanymi w przemyśle pozwalają na zbudowanie jednego spójnego systemu kontroli dostarczającego w dowolnej chwili wiarygodnych informacji o stanie wszystkich procesów zachodzących w przedsiębiorstwie.

OPROGRAMOWANIE DO GROMADZENIA DANYCH

Strukturę systemu zdalnego monitoringu i sterowania najłatwiej opisać, rozkładając ją na trzy warstwy: aplikacyjną, sterowania i komunikacji. Warstwa aplikacyjna budowana jest w oparciu o sprzęt komputerowy z oprogramowaniem odpowiedzialnym za gromadzenie, wizualizację i przetwarzanie danych obiektowych w czasie rzeczywistym oraz ich bieżące archiwizowanie. Najczęściej stosuje się w tym celu oprogramowanie zgodne z wytycznymi dla systemów klasy SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) oraz HMI (ang. Human-Machine-Interface) w połączeniu z modułami raportowania i analizy danych.

Wśród aspektów, które należy wziąć pod uwagę, wybierając takie oprogramowanie, warto wskazać możliwość korzystania ze wspólnej bazy aplikacji i użytkowników dla wszystkich serwerów i rozproszonych stacji monitoringu, opcję tworzenia, modyfikowania i zarządzania aplikacją z jednego centralnego punktu przez kilku inżynierów jednocześnie – z możliwością automatycznego logowania wprowadzanych przez nich zmian, a także funkcję grupowania w obiekty zmiennych, skryptów, konfiguracji alarmów, zdarzeń i logowania historycznego  związanych z konkretnymi fizycznymi urządzeniami. Przydatna może się także okazać opcja wielokrotnego wykorzystania szablonów obiektów przez ich proste powielanie, a także biblioteka gotowych szablonów graficznych dedykowanych danej branży.

Aby zapewnić pełny dostęp do wyżejwymienionych funkcji w każdym miejscu i czasie, oprogramowanie powinno być również wyposażone we wbudowane mechanizmy redundancji serwerów i stacji wizualizacyjnych, które zabezpieczają kluczowe elementy systemu przed niedostępnością i/lub awariami.

BEZPRZEWODOWY SYSTEM TRANSMISYJNY

Drugim kluczowym elementem struktury systemu zdalnego monitoringu i sterowania jest warstwa komunikacyjna oparta na transmisji bezprzewodowej. W zależności od wybranej technologii przesyłu danych w jej skład mogą wchodzić radiomodemy, modemy GSM, routery Wi-Fi oraz urządzenia uzupełniające, takie jak switche, routery przemysłowe czy konwertery komunikacyjne.

Wybrany system transmisyjny powinien przy tym oferować możliwość nieograniczonego przesyłania
danych online przy zachowaniu stałych opłat transmisyjnych (niezależnie od ilości danych i liczby obiektów) oraz łatwego dodawania kolejnych obiektów, najlepiej za pomocą graficznego edytora do projektowania tras komunikacyjnych. Jak wynika z samej idei zdalnego monitoringu, musi on również zapewniać zdalny dostęp do funkcji zarządzania siecią i diagnostyki wszystkich urządzeń transmisyjnych. Podobnie jak w przypadku warstwy aplikacyjnej, cechą o kluczowym znaczeniu dla sprawnego funkcjonowania systemu będzie również możliwość zabezpieczenia przed zakłóceniami z innych sieci i przerwami w dostępie do sieci, w tym również prowadzenia redundantnej transmisji danych.

Autor artykułu jest specjalistą ds. systemów sterowania i komunikacji w firmie ASTOR Sp. z o.o., www.astor.com.pl,

Więcej na temat monitoringu i zdalnego sterowania obiektami rozproszonymi znajduje się w kwietniowym wydaniu MM Magazynu Przemysłowego.