В далёкие 90е мне довелось присутствовать на встрече двух интересных личностей — бывшего сотрудника НИИ, который пошёл в коммерцию, и руководителя одного из авиационных заводов. Завязался спор вокруг новых направлений в самолётостроении: самолёт можно сделать лучше и больше (улучшить конструкцию и ттх) или построить на иных принципах конструкции, чем крыло и фюзеляж, в частности, обсуждали тему несущего крыла.
Мы привыкли к обыденным решениям, они нам кажутся удобными, эффективными, и любой иной подход мы воспринимаем с недоверием, но когда принимаем новое, удивляемся, как же раньше без этого жили. Яркими примерами таких решений являются сегвей, квадрокоптер и т.д.
Когда перед нами стояла задача разработки контроллера, мы, конечно, не думали о сегвеях в мире контроллеров, но решать задачу «в лоб» не стали. Если вы посмотрите список российских контроллеров на сайте Минпромторга, то увидите привычный подход комплектной автоматики: базовый контроллер, шасси или шина и модули расширения.
В нашем случае требования были самые стандартные: сделать меньше по габаритам и дешевле, но функциональность сохранить, а ещё добавить удалённое подключение. Мы задались вопросом, что общего в решении каждого производителя, что повторяется и дублируется. Ответ должен позволить нам сократить стоимость решения. И ответ очевиден: каждый внешний модуль содержит корпус, элементы питания, «обвязку». Если вы ставите 20 модулей расширения, то покупаете 20 корпусов, в каждом корпусе есть платы сопряжения, питания, индикации.
Конечно, мы не предложили ничего революционного, но отказаться от однотипных элементов в каждом модуле расширения, за которые клиент должен платить N раз, согласитесь, разумное решение.
Итак, наша команда выбрала модульный подход, где каждый модуль представлял из себя печатную плату исключительно с минимальным набором элементов.
При кажущейся простоте задачи пришлось прилично поработать — выбрать интерфейс шины общения, написать протокол обмена данных, учесть требования по электропомехам и искробезопасности, решить вопрос коллизий, разные модули работают на разных скоростях. Так, к примеру, опрос 1Wire датчика занимает 750 мс, а опрос дискретного входа — 10 мс, и ряд других инженерно-программных задач.
В разработке мы использовали много наших проверенных инженерных решений из различных проектов. В их эффективности и долговечности отдельных узлов нам удалось убедиться, когда на облачной платформе проводились регламентные работы. Нам позвонил клиент, которому мы поставили пульт-контроллер в 2015 году; как оказалось, он бесперебойно работает, и часть тех инженерных решений мы перенесли в наш новый контроллер. С одной стороны, 7 лет работы не такой большой срок, но если учесть, что решение ни разу не подвело клиента, это выходит 211 680 000 секунд безотказной работы.
Одна из самых сложных задач — архитектура решений, нужно было продумать различные типы модулей, так как для снижения стоимости мы старались исключить микроконтроллеры из каждого модуля. На текущий момент выпущены различные типы модулей, которые решают большинство задач автоматизации. Можем с уверенностью заявить, что каждый модуль соответствует всем первоначальным требованиям (минимальный размер, дешевле конкурентных решений).
Приводим сравнение одного из наших запросов, где мы на примере реального кейса сопоставили подход комплектной (стандарт) и модульной (наш) промышленной автоматики.
Читатель, разумеется, должен спросить: неужели всё так хорошо? давайте о недостатках! Согласны о них рассказать.
Первое и самое главное было упомянуто в начале, а именно рудиментарность подходов проектировщиков. Люди привыкли мыслить корпус = модуль, нам приходится объяснять и доказывать эффективность своего решения. Иногда кажется, что действительно проще было сделать всё в корпусе, встать в ряд выше упомянутых решений, но возникает вопрос: на чём тогда сэкономит клиент и почему наше будет дешевле?
Выгодность и прозорливость нашего решения стали очевидны с усилением ситуации дефицита элементной базы. Если раньше элементы питания LDO, DC/DC были в достатке, то сейчас и цены подскочили, и сроки увеличились. Выбранный подход не только экономически оправдан, но и менее подвержен ценовому риску и рискам, связанным с поставкой элементов.
Читатель не должен успокоиться на данном ответе и вправе спросить: хорошо, дешевле, а что ещё? Чем удивите, кроме цены?
А про удалённую настройку вы слышали? Представьте: одно дело монтаж (прикрутил и забыл), другое дело — провести ПНР (проверить все датчики, настроить уставки, проверить передачу данных, выставить режимы, потом выслушать замечания и перенастроить Modbus карту или режим опроса). Согласитесь, не накатаешься на объект.
Всё вышеперечисленное возможно проделать, сидя в тёплом офисе в любое удобное время через защищённый канал. Специальное приложение (объём 50 Мб), устанавливается на компьютер, авторизуешься и спокойно работаешь. Помню, когда мы это решение показали инженерам Siemens в 2017 году, они сильно удивились (надеюсь, они быстро пошли дорабатывать свой TIA Portal весом 100 Гб).
Неугомонный читатель задаст резонный вопрос о сроках поставки и надёжности решения, уточнит о поддержке. Может, вы всё в Китае делаете, а сюда привозите, логотип переклеиваете, и поэтому выходит дешевле.
Спешим успокоить. Посмотрите наши статьи, мы берём клиентов за руку на самом начальном этапе, когда они приходят и озвучивают свою задачу. При необходимости готовы разработать проект, провести ПНР, на которые приедут наши инженеры, ведущие разработку решений. Ребята часто после таких командировок возвращаются с очень крутыми идеями, как удешевить проект, оптимизировать решение в комплексе. Чтобы не быть голословным, приведу пример: на этапе пилота мы монтировали объект в Тульской области (4 часа на машине от Москвы), долго ждали подрядную организацию, потом совместно проводили монтаж, он занял более 4-х часов. По возвращении начали собирать второй комплект шкафа автоматики и, посмотрев на весь процесс коммутации проводов, приняли решение всё кардинально упростить. Эти работы проводились в 2021 году весной, к осени мы получили опытный образец. Результаты приведены в таблице. Любимая пословица инженера: электроника — это наука о контактах. Исключив из проекта 120 соединений, мы повысили надёжность системы, упростили ПНР. Зачем мы это сделали? В первую очередь, чтобы был порядок. Ну, а если это ещё позволяет сэкономить, то почему бы и нет.
Мы рады видеть в своем офисе всех, кого заинтересовали наши разработки. Руководитель компании при встрече может лично более подробно рассказать о наших решениях и показать демонстрационные материалы.
Информацию о нашем контроллере можно найти на сайте: https://k1.edcteam.ru/
