News

 
 
  • 04 july 2017
    At the Technoprom Forum, an agreement was signed between "Tornado Modular Systems" with "Siblitmash" and "Komintern"

    The tripartite agreement provides for import substitution for components of the injection molding complex from SibLitMach in the field of industrial robots ("Comintern") and the control system ("Modular Tornado Systems") that will cover the entire production cycle of the LAP, including the management of industrial robots

All news
 
 

Национальный проект в топливно–энергетическом комплексе (ТЭК) РФ

 

Логотип НППАНациональная платформа промышленной автоматизации - это проект призваный осуществить технологическую модернизацию российского топливно-энергетического комплекса системами управления самого передового уровня для обеспечения внедрения высокоэффективных технологий, совершенствования технологических процессов и поддержания энергетической безопасности страны.

Становитесь партнерами НППА и инвестируйте в проект сегодня!

Смотрите презентацию НППА на официальном сайте платформы.

 

I. Рынок автоматизации ТЭК РФ

  • 1-й период (до1946г) — системы ручного управления электростанцией;
  • 2-й период (1946г. – 1992г.) — системы релейной автоматики управления электростанцией;
  • 3-й период(1992г. – н.в.) — системы цифровой автоматики в энергетике.

По состоянию на начало 2016 года в России только около 50% электростанций автоматизировано, а значит приблизительно 50% объектов энергетики не соответствуют критериям V технологического уклада и находятся на уровне развития 70-х гг. XX века.

С учётом критической значимости объектов большой энергетики такая ситуация является недопустимой для безопасности иинтересов страны. Стоит отметить, что положение в энергетике России в целом лучше, чем подругим отраслям экономики. Согласно открытым данным V технологическому укладу соответствует лишь 10% всей экономики (в США 60%).

Ситуация, проиллюстрированая на диаграмме, ставит ключевые отрасли российской экономики в критическую зависимость от зарубежных поставщиков. Кроме того, согласно данным Минпромторга (приказ №662) и Правительства РФ (постановление №1936-Р), лишь 2% комплектующих для средств автоматизации изготавливаются отечественными производителями. Доли производителей ПТК в ТЭК РФ

На данный момент автоматизация объектов энергетического комплекса (как и других отраслей промышленности, транспорта, ОПК) в Российской Федерации происходит в рамках сформировавшегося спроса и предложений в основном на оборудование зарубежных производителей. В большинстве случаев отечественными интеграторами и инжиниринговыми компаниями, даже на критически важных и оборонных объектах устанавливается импортное оборудование и программное обеспечение.

ЗАМЕЩЕНИЕ ИМПОРТНЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ОТЕЧЕСТВЕНЫМИ НЕЛЬЗЯ СЧИТАТЬ ДОСТАТОЧНОЙ ЗАДАЧЕЙ, — НЕОБХОДИМО СТАВИТЬ ЗАДАЧУ РАЗРАБОТКИ ОПЕРЕЖАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ АВТОМАТИЗАЦИИ.

Современный уровень технологий в IT отрасли значительно опережает сегодняшний уровень систем и средств автоматизации. Этот факт создает предпосылки для опережающего развития и создания систем автоматики на принципиально иных решениях, опирающихся на последние достижения в IT отрасли.

Современные технологии автоматизации Решения разных производителей являются «частнофирменными» и несовместимыми друг с другом. Процесс интеграции подсистем разных производителей крайне трудоемок и затратен, а порой и невозможен, несмотря на наличие множества стандартов и интерфейсов. Пользователь практически привязывается к производителю конкретной системы, что затрудняет ее модернизацию в течение жизненного цикла и увеличивает стоимость владения.

СЕГОДНЯ ЕСТЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ СОЗДАНИЯ СТАНДАРТА МЭК 61850 В ОБЛАСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ, КОТОРЫЙ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ВЫСОКУЮ СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ СИСТЕМ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОПЫТ СТАНДАРТА МЭК 61850 СОЗДАЕТ ПЕРСПЕКТИВЫ УСПЕШНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОДОБНОГО СТАНДАРТА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ И ДРУГИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

  Производственный цех

II. Цель проекта НППА

Современный уровень развития информационных , коммуникационных и компьютерных технологий позволяет сформировать перечень открытых решений, с помощью которых может быть построена система опережающего уровня для управления объектами любой сложности, надежности и быстродействия, удовлетворяющая требованиям автоматизации технологических процессов практически во всех областях.

Комплексирование современных IT технологий позволяет реализовать концепцию «виртуальных контроллеров», исключив использование специальных устройств (контроллеров), которые являются основой для всех существующих систем автоматики, и создавать системы на качественно ином, более высоком уровне возможностей и характеристик.

Инновационная разработка резидентов Технопарка Новосибирского Академгородка, ПТК «Торнадо-N», основана на концепции «виртуальных контроллеров», протестирована и успешно внедрена на множестве крупных энергогенерирующих объектов: котельных агрегатах, турбогенераторах и энергоблоках ТЭС, ТЭЦ и ГЭС.

Миссия проекта — технологическая модернизация российского топливно-энергетического комплекса системами управления самого передового уровня для обеспечения внедрения высокоэффективных технологий, совершенствования технологических процессов и поддержания энергетической безопасности страны.

Цель проекта — создание Платформы для передовых, универсальных, безопасных, экономичных систем автоматизации, все компоненты которой разрабатываются и производятся в России.

    Универсальность

  • ✔ Возможность интеграции компонентов систем от разных производителей;
  • ✔ Масштабируемость и применение в различных отраслях (за счѐт открытых решений на основе утверждѐнных стандартов);

    Безопасность

  • ✔ Исключение возможности внедрения «закладок» (за счѐт единых требований к программному обеспечению, компонентной базе и архитектуре);
  • ✔ Создание отечественных программно-аппаратных средств защиты от киберугроз. Отказ от использования проприетарного ПО;

    Экономичность

  • ✔ Сокращение временных затрат на ввод систем в эксплуатацию и модификацию;
  • ✔ Сокращение расходов на владение системой (обслуживание, обучение персонала, ремонт, замену оборудования и т.д.);
  • ✔ Появление открытой конкуренции среди производителей ПТК, отход от частнофирменных решений. Любая компания сможет присоединиться к стандарту и производить собственное оборудование на его основе.
 

Задачи проекта

Внешний вид ПТК Tornado-N

1. Создание единой модели объекта автоматизации, описывающей:

  • — все типы и классы объектов;
  • — стандарты основных архитектурных решений построения аппаратного комплекса;
  • — стандарты интеграции;
  • — стандарты программного обеспечения;
  • — стандарты безопасности системы.

2. Разработка, производство и внедрение универсальной, масштабируемой платформы автоматизации промышленного производства, применимой в любой отрасли (в том числе и для критически важных объектов), все компоненты которой разработаны и производятся в России:

  • — Разработка изделий нового поколения (промышленных компьютеров, микропроцессорных модулей, модулей ввода-вывода, сетевых коммутаторов для промышленной сети Ethernet);
  • — Разработка перспективной компьютерной платформы для создания встраиваемых промышленных компьютеров с портируемыми процессорными ядрами;
  • — Развитие системного программного обеспечения технологического программирования в стандарте МЭК 61131-3;
  • — Портирование операционных систем реального времени на базе «открытого» кода;
  • — Разработка человеко-машинного интерфейса;
  • — Разработка библиотек для проектных САПР;
  • — Разработка интегрированной среды проектирования и конфигурирования ПТК для АСУТП;
  • — Выпуск и опробование опытного образца ПТК;
  • — Выпуск комплекта документации для подготовки производства;
  • — Итоговое тестирование ПТК, определение потребительских характеристик;
  • — Разработка методических материалов для обучения системных интеграторов и других пользователей на основе учебного центра.

3. Привлечение партнеров и развитие каналов сбыта. Действующий и потенциальные рынки:

  • ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС, АЭС и другие энергогенерирующие объекты, имеющие и не имеющие АСУТП;
  • Предприятия нефтегазодобывающего, нефтегазоперерабатывающего комплекса и предприятия по транспортировки нефти и газа;
  • Котельные, мини-ТЭЦ и другие производственные объекты.

  Области применения НППА

III. Значение проекта

Соответствие требованиям отбора национальных проектов по внедрению инновационных технологий и современных материалов в энергетике

Проект по разработке и внедрению НППА является «вытягивающим» проектом с высокой инновационной составляющей. Проект по разработке и внедрению НППА соответствует следующим требованиям отбора национальных проектов по внедрению инновационных технологий и современных материалов в энергетике:

  • ✔ В рамках проекта предусмотрена реализация мероприятий по внедрению технологий и оборудования при осуществлении предприятиями энергетического сектора профильной производственной деятельности.
  • ✔ Проект НППА полностью соответствует целям и задачам Энергетической стратегии России и основным направлениям деятельности Президента и Правительства Российской Федерации.
  • ✔ Проект гарантирует положительный социально-экономический и технологический эффекты от тиражирования его результатов.

Эффект от внедрения НППА

Реализация проекта НППА позволит решить важные задачи при модернизации энергетики страны и переходе к пятому технологическому укладу:

Для отрасли в целом (ТЭК РФ) 

  • Повысить удобство, безопасность и экономическую эффективность использования основного оборудования;
  • ✔ Внедрить высокоэффективные прорывные технологии, соответствующие пятому технологическому укладу;
  • Гарантировать надежность применяемых решений, соответствующих единому стандарту;
  • Снизить затраты на приобретение системы до 30% за счет появления открытой ценовой конкуренции;
  • Сократить эксплуатационные расходы до 40% за счет унификации используемых модулей;
  • Ускорить обучение персонала, предоставив аттестующие центры, материалы и интерфейс прикладного программирования (API).

Для отечественных производителей и интеграторов

  • ✔ Принятие единого стандарта существенно изменит сложившийся рынок, повысив конкурентоспособность отечественной продукции относительно внутрифирменных решений зарубежных поставщиков и открывая новые возможности для российских производителей средств автоматизации и ПО;
  • ✔ Для интеграторов повысится доходность проектов на платформе НППА за счет снижения издержек при проектировании и наладке систем. Технические решения различных производителей будут совместимы и взаимозаменяемы, что позволить выбирать лучшего поставщика;
  • Применить опыт, полученый в ТЭК РФ и готовые разработки для решения задач автоматизации и в других отраслях народного хозяйства.
 

  Эффекты реализуемые платформой

IV. Реализация проекта

Ответственные исполнители

  • ✔ Организации топливно-энергетического комплекса России, реализующие программы инновационного развития
  • ✔ Хозяйствующие субъекты, заинтересованные в реализации проекта
  • ✔ Институты развития

Операторы проекта

  • ✔ ОАО «Технопарк Новосибирского Академгородка»
  • ✔ Инновационный кластер информационных и биофармацевтических технологий Новосибирской области
  • ✔ ГАУ НСО «АРИС»

При поддержке

  • ✔ Министерства экономического развития РФ
 

Дорожная карта проекта

  • 1. Создание прототипа НППА завершено в 2016 году
  • 2. Формирование консорциума отечественных предприятий по разработке и производству компонентов платформы:
    • — объединить научные и производственные мощности заинтересованных компаний;
    • — провести замещение импортных систем программного обеспечения на отечественные разработки;
    • — обеспечить миграцию отечественной элементной базы (по мере ее возникновения);
    • — обеспечить безопасность систем к кибервоздействию.

    Этап находится в процессе реализации — инициирован кластерный проект НППА, набирается пул участников

  • 3. Объединение интеграторов автоматизации различных отраслей экономики для обучения и перехода на отечественный стандарт НППА
  • 4. Опытное внедрение платформы на предприятиях различных отраслей через действующих интеграторов
  • 5. Подготовка нормативно-правовой базы для обеспечения внедрения платформы на российских предприятиях через отраслевые министерства
  • 6. Отработка обратной связи и устранение недостатков НППА. Регламент внесения исправлений.
  • 7. Взаимодействие с интеграторами для улучшения платформы. Открытое сообщество интеграторов стандарта.

Бюджет проекта

1. Бюджет проекта составит 600 миллионов рублей. Требуемые инвестиции — 500 млн. руб. в первый год.

2. Выполнение проекта (в объеме этапов 1-7) рассчитано на 3 года. Достижение 4-го этапа возможно в течение 6 месяцев.

3. Статьи расходов

  • — существующий прототип платформы оценивается в 100 млн. рублей, собственные активы
  • — затраты на оборудование и материалы. 150 млн. рублей, внешние инвестиции
  • — затраты на НИОКР (заработная плата, налоги, выплаты). 350 млн. рублей, внешние инвестиции
  • — аренда, платежи и сопутствующие расходы. 50 млн. рублей, собственный капитал
  • — организационная и нормативно-правовая деятельность. 50 млн. рублей, собственный капитал

Финансовые показатели проекта

Начало продаж — через 6 месяцев после получения инвестиций.

Срок окупаемости проекта — 3 года. Внутренняя норма доходности IRR составит 22%, а чистая приведенная стоимость NPV — 144 млн. руб. при ставке дисконтирования 11%

Стандартный цикл смены оборудования автоматики и телемеханики на производстве равен приблизительно 10 годам, поэтому рассчитаем также и валовую выручку на данный период, прогнозируя 35% долю рынка платформы НППА, которая выходит вровень с иностранными игроками рынка, так как на данный момент доля рынка отечественного производителя < 16%.

Валовая прибыль НППА 2016 2020

Рынок сбыта

Объем рынка ПТК ТЭК

На рынке ТЭК РФ в среднем 10% инвестиционных средств на модернизацию и ввод нового оборудования приходится на АСУ ТП и КиП, а стоимость программно-технического комплекса составляет около 2%. Данные, представленные на диаграмме («Итоги работы Минэнерго России и основные результаты ТЭК в 2014 году. Задачи на среднесрочную перспективу от 15.04.2015») позволяют оценить годовой объем рынка в 10 — 11 млрд. руб.

В количественном отношении на территории России находится не менее 300 гидроэнергоблоков и 1740 тепловых энергоблоков (1500 энергоблоков ТЭЦ и 240 энергоблоков ГРЭС).

Реалистичный срок эксплуатации основного оборудования энергоблоков составляет примерно 50 лет, а срок эксплуатации АСУТП для энергоблока составляет от 15 до 20 лет — в 2,5 раза.

Таким образом, в среднем около 100 ПТК энергоблоков требуют обслуживания ежегодно.

 

Анализ рисков

Анализ рисков НППА

SWOT анализ

Сильные стороны

  • 1. Проект выполняется опытной командой специалистов, имеющих высокие профессиональные навыки разработки и производства высокотехнологичной продукции.
  • 2. Компании кластерной инициативы работают более 20 лет на рынке технологического оборудования, программного обеспечения и инжиниринга.
  • 3. Имеется солидный портфель действующих и перспективных заказов от российских и зарубежных компаний.
  • 4. Компании имеют собственные инновационные разработки комплектующих и программного обеспечения, которые уже сейчас начинают производиться и применяться на предприятиях России и за рубежом.
  • 5. Существенно снижена зависимость от зарубежных комплектующих, благодаря кооперации с отечественными производителями.
  • 6. Проект имеет высокий показатель NPV, что позволяет компании достаточно быстро реализовать и окупить проект.
  • 7. Продукция, реализованная в рамках проекта, соответствует мировым аналогам.
  • 8. Развитие импортозамещения и реализация продукции на экспорт.

Слабые стороны

  • 1. Слабая нормативно-правовая база регулирования проведения торгов на закупку оборудования государственными корпорациями России создаёт предпосылки для лоббирования иностранными компаниями своих интересов.
  • 2. Потребность в существенном внешнем финансировании проекта, так как компании кластера не обладают возможностями привлечения заёмных средств в достаточном количестве для реализации проекта.
  • 3. Временные ограничения - для того, чтобы обеспечить спрос компаний России на высокотехнологичное оборудование, необходимо начинать реализацию проекта в сжатые сроки, так как экономические санкции уже сейчас непозволяют компаниям страны иметь свободный доступ к продукции двойного назначения и тормозят развитие экономики.
 
SWOT Анализ НППА

Возможности

  • 1. Используя потребности предприятий промышленности, энергетики и ОПК возможно занять существенную долю рынка, до 30-35%, заменяя иностранных производителей высокотехнологичного оборудования.
  • 2. Закрыть потребности действующих интеграторов высокотехнологичного оборудования для промышленного, транспортного, оборонного и энергетического комплекса России в комплектующих и модулях для выполнения действующих и перспективных контрактов.
  • 3. Создать инновационные разработки, способные закрыть потребности промышленности, энергетики, транспорта, ОПК на 10-15 лет вперёд.

Угрозы

  • 1. Коррупционная составляющая крупных инвестиционных проектов энергетики. Лоббирование западными компаниями своих интересов.
  • 2. Замедление экономического роста в Российской Федерации и соответственно угроза замораживания инвестиционных проектов.
  • 3. Неполучение государственной субсидии на реализацию проекта по импортозамещению.
 
 

V. Прототип платформы

Решение, удовлетворяющее целям и задачам проекта

Реализация национальной платформы промышленной автоматизации предлагается на системе класса DCS (Distributed Control Sistem), которая позволяет в кратчайшие сроки создавать полнофункциональные комплексы контроля и управления технологическим процессом любой сложности.

Платформа будет обладать уникальными возможностями по масштабируемости, надежности и производительности.

Все компоненты Платформы могут быть разработаны и произведены в России.

Резидентами Технопарка новосибирского Академгородка уже сейчас разработан прототип НППА, универсальный программно-технический комплекс (ПТК «Торнадо»), отвечающий всем запросам времени и успешно применяемый на критически важных объектах в энергетике и объектах промышленности.

Концепция «виртуальных контроллеров»

Существующие системы автоматизации основаны на специальных устройствах — контроллерах, производимых разными компаниями, что, в следствие отсутствия общего стандарта, приводит к существенным различиям систем и их несовместимости. Контроллер является причиной существенных ограничений в проектировании, применении и модернизации системы, что определяет высокую стоимость и ограниченную функциональность.

Комплексирование современных IT технологий позволяет создать системы на базе концепции «виртуальных контроллеров» и исключить контроллеры в виде специализированных частнофирменных устройств из структуры систем, устранив тем самым множество проблем и ограничений свойственных современным системам автоматизации.

«Виртуальные котроллеры» — это программы, исполняемые в облачном компьютерном пуле, взаимодействующим с общей подсистемой ввода /вывода через общую одноранговую быстродействующую сеть.

Архитектура прототипа НППА — ПТК «Торнадо-N», основана на концепции «виртуальных контроллеров», где

  • — Облачный компьютерный пул в котором исполняются «виртуальные контроллеры» представлен промышленными компьютерами либо их резервированными парами,
  • — Одноранговая быстродействующая сеть представлена дублированной сетью стандарта МЭК 802.3 Ethernet-100 с протоколом ModBus UDP/TCP,
  • — Подсистема ввода-вывода представлена модулями УСО типа «интеллектуального клемника» с дублированным интерфейсом Ethernet-100, что обеспечивает однородную, распределенную высокоскоростную и стандартную среду передачи данных, объединяя на одном уровне все элементы системы.

Архитектура прототипа НППА

Распределенная, масштабируемая, одноранговая структура, основанная на концепции «виртуальных контроллеров» представлена на схеме.

Структура прототипа НППА

Полученное решение имеет ряд важных характеристик и преимуществ:

  • — Имеет более низкую стоимость приобретения,
  • — Снижает затраты на протяжении всего жизненного цикла,
  • — Повышает надежность и отказоустойчивость без дополнительных затрат,
  • — Большой срок службы –15-20 лет,
  • — Возможность эксплуатация в «жестких» промышленных условиях
  • — Простое обучение персонала
  • — Легкость модификации (без влияния на действующую часть системы),
  • — Соответствует всем требованиям предъявляемым к системам управления КВО
  • — Устойчивость к любому единичному отказу, «горячая» замена на работающем оборудовании, высокое быстродействие, десятки тысяч каналов ввода-вывода,
  • — Возможность простой интеграции с другими информационными сетями.

Основные компоненты

АРМы оперативного персонала

Служат для визуального отображения процесса и управления технологическим оборудованием при помощи мнемосхем. Имеются специализированные видеокадры для визуализации защит, блокировок, сигнализации, трендов. Средствами инженерных АРМов выполняются настройка, диагностика и тестирование, калибровка средств измерений, восстановление резервное копирование программной части комплекса, формирование отчѐтов, а также расширение и развитие всего комплекса

Серверы

Хранят и накапливают базу данных состояний объекта, служат для коммуникаций с внешними сетями и web-сервисами. В архитектуре НППА серверы не являются элементами оперативного контура, что обеспечивает независимость управления от компьютеров верхнего уровня (АРМ и др. серверов)

Процессорные блоки

Промышленные компьютеры iPC Gridex, инновационная разработка и производство резидентов Технопарка новосибирского Академгородка формируют мгновенную базу данных сигналов объекта, реализуют систему обмена сообщениями и сетевым переменными между блоками, обеспечивают стабильную работу объекта в соответствии с управляющими программами (виртуальными контроллерами). В соответствии с проектным решением процессорные блоки могут быть размещены как непосредственно в шкафах УСО, так и в отдельных шкафах

Модули ввода-вывода

Модули УСО MIRage-N, инновационная разработка и производство резидентов Технопарка новосибирского Академгородка осуществляют подключение КИП, ввод и нормирование сигналов от датчиков, формируют сигналы управления на исполнительные механизмы автоматизируемого объекта, полученные по сети от процессорных блоков, где выполняются программы управления технологического объекта управления

Вспомогательное оборудование

Включают в себя источники электропитания в соответствии с 1 категорией особой группы в классификации ПУЭ, сетевые маршрутизаторы, ЗИП и т.д.

Функционал платформы

  • 1. Управление в реальном времени технологическим оборудованием во всех эксплуатационных режимах
  • 2. Использование эффективных алгоритмов управления и регулирования с учетом конструктивных и технологических особенностей оборудования
  • 3. Реализация защит и блокировок
  • 4. Дублирование и резервирование составляющих общей системы для обеспечения устойчивости к любому единичному отказу
  • 5. Развитая диагностика системы в целом и отдельных компонентов
  • 6. Фиксация истории функционирования объекта автоматизации для последующей обработки и анализа
 

Программное обеспечение

Все процессорные блоки комплекса работают под управлением операционной системы Microsoft Windows 8 Embedded.

Для разработки и исполнения управляющих программ используется интегрированная среда ICS Triplex ISaGRAF, отвечающая всем требованиям международного стандарта IEC 61131-3 на инженерные языки программирования. Детерминированная конфигурация программного обеспечения процессорных блоков гарантирует выполнение прикладных программ в среде ISaGRAF в режиме реального времени.

В качестве программного обеспечения для создания человеко-машинного интерфейса (SCADA) используется продукт InTouch компании Wonderware.

В рамках реализации проекта поставлено три основных задачи:

  • 1. Переход на широко поддерживаемую операционную систему реального времени на базе «открытого» кода;
  • 2.