Изнанка Автоматизации

Если мы мысленно перенесемся на несколько десятилетий назад и заглянем в главную диспетчерскую крупного нефтеперерабатывающего завода или атомной электростанции, мы увидим картину, поражающую своим монументальным размахом. Перед операторами возвышались гигантские металлические пульты, тянущиеся на десятки метров. Эти железные стены были плотно усеяны тысячами тумблеров, механическими ключами управления, стрелочными индикаторами размером с тарелку и бесконечными рядами мигающих сигнальных ламп. Работа...

Давайте мысленно перенесемся в цех современного автомобильного завода. Огромный роботизированный манипулятор с ювелирной точностью ведет лазерную сварку кузовных деталей. Рядом на кронштейне закреплена промышленная высокоскоростная камера, которая в режиме реального времени должна анализировать качество формируемого сварного шва. Если система попытается отправить каждый кадр этого плотного видеопотока через интернет в удаленное облако, дождется обработки на мощных серверах дата-центра и получит обратно команду на корректировку мощности лазера, произойдет катастрофа...

Вообразите типичную картину передового индустриального гиганта. В светлых цехах работают роботизированные ячейки, беспилотные погрузчики развозят комплектующие, а топ-менеджмент отслеживает графики общей эффективности оборудования (OEE) на огромных плазменных панелях. Однако стоит заглянуть в технические помещения нижних ярусов, и фасад Индустрии 4.0 начинает трещать по швам. В неприметном углу, гудя изношенными кулерами, стоит системный блок родом из конца девяностых. На его жестком диске объемом...

Давайте начистоту. Любой специалист, которому хоть раз приходилось искать неисправность в чужом шкафу автоматики в три часа ночи, знает цену маленькому кусочку пластика с цифрами на проводе. Представьте реальную картину: конвейер встал, датчик не отвечает, руководство завода рвет и мечет, потому что каждая минута простоя сжигает сотни тысяч рублей чистой прибыли. Вы открываете дверцу электрощита и видите плотную стену из сотен одинаковых синих проводов. Ни на одном из них нет никаких опознавательных знаков...

Глубокая ночь. Непрерывный процесс производства на крупном химическом предприятии. Внезапно насосы-дозаторы прекращают подачу реагентов, отсечные клапаны с характерным хлопком переходят в закрытое состояние, а на 21-дюймовом экране операторской станции (HMI) исчезает детально прорисованная мнемосхема реакторов. Вместо нее на черном фоне горит лаконичная табличка: "Runtime License Not Found. Evaluation Mode Expired. Execution Stopped". Аварийная остановка линии, многочасовой простой, нарушение технологии кристаллизации и колоссальные финансовые убытки...

Типичное совещание технической дирекции на крупном производственном комплексе. Руководитель службы механиков эмоционально доказывает, что гибкий шлейф управления на мостовом кране перетирается каждые несколько месяцев, из-за чего цех простаивает, и кран нужно срочно переводить на радиоуправление. Директор по цифровизации активно поддерживает идею, предлагая заодно развернуть бесшовную беспроводную сеть по всей территории для сбора телеметрии. А ведущий инженер АСУ ТП сидит в полной тишине, осознавая...

Собеседование на позицию инженера-программиста АСУ ТП. Сидит парень, бэкграунд - неплохой ИТ-шник, писал на Питоне, крутил базы данных. Даем простейшую задачу: вот бак, два датчика уровня (верх/низ), насос. Напиши логику поддержания уровня. Кандидат открывает блокнот и начинает с ходу импортировать библиотеки, городить асинхронные функции и спрашивать, как тут поднять брокер сообщений. Останавливаем. Даем в руки кусок провода, реле на 24В и кнопку. Просим собрать схему самоподхвата. Ступор. Это классическая картина кадрового голода в промышленной автоматизации...

Обычно знакомство со стандартами IEC начинается с короткой фразы в ТЗ. “Логику реализовать по IEC 61131-3”. “Функции ПАЗ должны соответствовать SIL 2 по IEC 61508/61511”. “Сеть АСУ ТП построить по IEC 62443”. Формулировки выглядят сухо и почти безобидно, пока не выясняется, что за каждой стоит не “бумага для галочки”, а вполне конкретные решения: какие языки и среды разработки допустимы, как доказывать надежность функции безопасности, где проходят границы доверия в OT-сети и что делать с удаленным доступом...

В цеху шумно, компрессор подхрипывает, у шкафа управления уже собралась маленькая очередь. Оператор говорит привычное: линия не стартует, вчера работала. На ПЛК мигает RUN, но где то «не пускает» по межблокировке. Инженер открывает дверь шкафа, видит ровные ряды клемм, модули ввода вывода, блок питания, реле, пару предохранителей и аккуратно уложенные провода. И всё бы ничего, но время идет: мастеру нужно выполнение сменного задания, снабжение спрашивает точный артикул «что купить», а у инженера в руках распечатка, где плк схема управления выглядит как карта метро без легенды...

Есть такой негласный закон на производстве: если программу ПЛК написал человек, которого уже не найти, - разобраться в ней будет больно. Особенно если она написана на Ladder. Особенно если там 400 ступеней, половина переменных называется %MW100-%MW199, а комментариев нет от слова совсем. Structured Text в этом смысле - другая история. Текст есть текст. Его можно читать сверху вниз. Переменные называются rReactorTemp или bPumpEnabled, а не %MW42. Логика видна без карты сокровищ. Но почему тогда большинство инженеров-автоматчиков всё ещё открывают Ladder первым делом? Привычка...

Самая неприятная кибератака в промышленности редко выглядит как “взлом” с красным черепом на экране. Чаще она маскируется под привычную технику: то связь “капризничает”, то уставка вдруг не такая, то архив показывает одно, а оператор уверен, что видел другое. И первое желание абсолютно правильное – проверить питание, клеммы, экраны, землю, помехи. Проблема в том, что сегодня рядом с обычной физикой все чаще живет еще один источник странностей: вмешательство в систему управления, сделанное так, чтобы его приняли за обычный отказ...

Есть иллюзия, с которой многие производства живут годами: если линия уже отлажена, то дальше будет только “держать режим” и иногда что-то улучшать. В реальности последние годы показали обратное. Изменения не приходят по расписанию и не спрашивают, удобно ли вам. Они накатывают пачкой: поставщик меняет состав комплектующих, заказчик вводит новые требования к трассируемости, IT обновляет политики безопасности, регулятор добавляет отчеты, а погода делает такие сюрпризы, что шкафы автоматики начинают греться даже там, где раньше было прохладно...