Дистанційна розробка контролерів безпеки для промислової системи автоматизації
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-3(41)-401-409Ключові слова:
промислові системи автоматизації; програмовані логічні контролери (PLC); контролери безпеки; програмне забезпечення PLC; дистанційна розробка програми для PLC; дистанційне інженерне навчання; мікропроцесорАнотація
Програмовані логічні контролери (PLC) є основою сучасних промислових систем автоматизації, а також широко застосовуються у транспорті, енергетиці, робототехніці, системах безпеки, водопостачання та водовідведення, в будівлях і спорудах, у медичних приладах. В основі побудови PLC лежить мікропроцесор, а тому розробка та супроводження системи на базі PLC потребує висококваліфікованих спеціалістів, які розуміють можливості PLC, особливості їхньої взаємодії з польовими пристроями та здатні працювати із специфічним інструментальним програмним забезпеченням PLC. Звідси випливає актуальність проблеми підвищення ефективності роботи таких спеціалістів, а також їхньої якісної підготовки, що потребує багато часу та вартісного обладнання.
Розвиток інформаційних і комп’ютерних технологій відкриває таку можливість у вирішенні зазначеної проблеми, як застосування дистанційних методів розробки, а також навчання роботі з віддаленими системами автоматизації на базі PLC. Цей підхід стає особливо актуальним в Україні, оскільки дозволяє не тільки економити на відрядженнях спеціалістів чи кількості потрібного лабораторного устаткування, але й підвищує безпеку завдяки розосередженню людей. Синергетичний ефект може бути досягнутий і за рахунок планування часу роботи як спеціалістів, так і обладнання, а також можливості їхньої узгодженої спільної взаємодії.
Особливу роль у промисловій автоматизації відіграють системи безпеки, оскільки виробничий травматизм є неприпустимим ані з суспільного, ані з економічного погляду. Ця стаття зорієнтована на дистанційну розробку та навчання роботи саме з контролерами безпеки, які, по суті, являють собою PLC, проте мають специфічні польові пристрої, використовують надійні протоколи зв’язку з PLC та потребують відповідної сертифікації перед тим, як бути запровадженими у виробництво. Мета виконаного дослідження – створення архітектури програмно-апаратної системи, яка дає можливість працювати з контролерами безпеки дистанційно, використовуючи стандартне інструментальне забезпечення PLC, а також і додаткові компоненти. Ці компоненти дозволяють в реальному часі спостерігати за віддаленою системою автоматизації та модифікувати і програму, і апаратну конфігурацію.
Для вирішення поставлених задач була розроблена структура системи безпеки на базі PLC, розгорнуте відповідне програмне забезпечення, а також проведені експериментальні дослідження, які підтверджують можливість дистанційної взаємодії з потрібними апаратними засобами, у тому числі під час виконання лабораторних завдань студентами інженерних спеціальностей.
Стаття може бути корисною для розробників систем автоматизації на базі PLC, а також використана в освітньому процесі.
Посилання
Petruzella, F. D. (2023). Programmable Logic Controllers. (6th ed.). New York: McGraw-Hill.
Bolton, W. (2015). Programmable Logic Controllers. (6th ed.). Oxford: Newnes.
Electronicsinfos. (2024, July 24). Top 11 PLC Brands of 2024. https://www.electronicsinfos.com/ 2024/07/top-11-plc-brand-in-2024.html.
INSTBLOG. (2020, December 27). Top 20 PLC Manufacturers: A List of PLC Brands and Their Rankings. https://instrumentationblog.com/plc-manufacturers-plc-brands/.
Future Market Insights, Inc. (2024, Dec 4). Programmable logic controller market. https://www.futuremarketinsights.com/reports/programmable-logic-controller-market.
IEC Webstore. (n.d.). IEC 61131-3:2025. Programmable controllers – Part 3: Program-ming languages. https://webstore.iec.ch/en/publication/68533.
Eslami, A., Williams, A., Krauss, K., Rezaei, A. (2009, June). A remote access robotics and PLC laboratory for a distance learning program. Paper presented at the 2009 Annual Con-ference & Exposition, Austin, Texas. https://peer.asee.org/a-remote-access-robotics-and-plc-laboratory-for-distance-learning-program.
Shyr, W-J, Su, T-J, Lin, C-M. (2017). Development of Remote Monitoring and a Control System Based on PLC and WebAccess for Learning Mechatronics. International Journal of Ad-vanced Robotic Systems. 2017, 10(2). https://doi.org/10.5772/55363.
Bakshi, S., Khairmode, G., Varkhede, N., Ayane, S. (2019, Mar). Monitoring and control of PLC based automation system parameters using IoT. International Research Journal of Engi-neering and Technology (IRJET). 2019, 6(3). https://www.irjet.net/archives/V6/i3/IRJET-V6I3124.pdf.
Aravind, C., Suji Prasad, S. J., Ponni Bala, M. (2020, Jan). Remote Monitoring and Con-trol of Automation System with Internet of Things. International Journal of Scientific & Tech-nology Research. 2020, 9(1). https://www.ijstr.org/final-print/jan2020/Remote-Monitoring-And-Control-Of-Automation-System-With-Internet-Of-Things.pdf.
SICK. (n.d.). Safety controllers Flexi Soft. https://www.sick.com/gb/en/catalog/products/ safety/safety-controllers/flexi-soft/c/g186176.
SICK. (n.d.). Safety controllers: Safety Designer. https://www.sick.com/gb/en/ catalog/products/safety/safety-controllers/safety-designer/safety-designer/ p/p674218?tab=detail.
SICK. (n.d.). Safety controllers Flexi Soft. FX3-CPU000000. https://www.sick.com/gb/en/ catalog/products/safety/safety-controllers/flexi-soft/fx3-cpu000000/p/p80477?tab=detail.
SICK. (n.d.). Safety controllers Flexi Soft. FX3-GEPR00000. https://www.sick.com/gb/en/ catalog/products/safety/safety-controllers/flexi-soft/fx3-gepr00000/p/p592553?tab=detail.
SICK. (n.d.). Safety controllers Flexi Soft. FX3-XTIO84002. https://www.sick.com/gb/en/ catalog/products/safety/safety-controllers/flexi-soft/fx3-xtio84002/p/p80480.
SICK. (n.d.). Safety controllers Flexi Soft. UE410-4RO4. https://www.sick.com/gb/en/ catalog/products/safety/safety-controllers/flexi-classic/ue410-4ro4/p/p54589.
CONTROLLINO. (n.d.). CONTROLLINO MINI. https://www.controllino.com/product/controllino-mini/, last accessed 2025/04/10.
SICK. (n.d.). Safety switches. ES21. https://www.sick.com/gb/en/catalog/products/ safety/safety-switches/es21/c/g195527?tab=overview.
SICK. (n.d.). Safety laser scanners. nanoScan3. https://www.sick.com/gb/en/catalog/products/ safety/safety-laser-scanners/nanoscan3/c/g507056?tab=overview.
XP Power. (n.d.). Quality Power Supplies and Converters. DTJ20 series power product range. https://www.xppower.com/product/DTJ20-Series?m=DTJ2024D05.
Raspberry Pi. (n.d.). Raspberry Pi 4 model B. https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-4-model-b/.
Mean Well. (n.d.). Power Supply. WDR Series. WDR-120 Series. https://www.meanwell.com/productSeries.aspx?i=52&c=7#tag-7-52.
Li, Y., Esche, S.K., & Chassapis, C. (2008). A scheduling system for shared online la-boratory resources. 2008 38th Annual Frontiers in Education Conference, Saratoga Springs, NY, USA, 2008, pp. T2B-1-T2B-6, doi: 10.1109/FIE.2008.4720253.
Grinberg, M. (2013, Oct 1). How to build and run MJPG-streamer on the raspberry Pi. miguelgrinberg.com. https://blog.miguelgrinberg.com/post/how-to-build-and-run-mjpg-streamer-on-the-raspberry-pi.
Vadimgrn/usbip-win2. (2025, May 30). USB/IP client for Windows. GitHub. https://github.com/vadimgrn/usbip-win2.
Liguori, C., Pietrosanto, A., Carratù, M., Paciello, V., De Santos, M., Di Leo, G., Ferro, M. (2024). Remote laboratories for measurement courses during the Covid-19 era. AIP Conf. Proc. 2816, 160003. https://doi.org/10.1063/5.0179433.
Vera, R.J., Galilea, J.L.L.G., Vicente, A.G., De-La-Llana-Calvo, A. & Munoz, I.B. (2024). A Flexible Framework for the Deployment of STEM Real Remote Laboratories in Digital Electronics and Control Systems. IEEE Access, 12, 14563–14579. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3357991.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
