Стандарт O-PAS для промышленной автоматизации: что это, области применения

O-PAS (Open Process Automation Standard) - это стандарт, который определяет:

• как должны выглядеть компоненты промышленной автоматизации;
• какие у них должны быть интерфейсы;
• как разные модули от разных производителей должны взаимодействовать между собой;
• какие требования по безопасности, управлению, кибербезопасности и межоперабельности должны быть.

Это инициатива ExxonMobil, Schneider Electric и других компаний, объединенных в OPAF (Open Process Automation Forum). OPAF был создан в 2017 году, и с тех пор занимается разработкой O-PAS: его части основаны на уже признанных отраслью стандартах - ISA 95, ISA 99, ISA 18, OPC UA и других. Предварительная версия стандарта O-PAS 2.1 была опубликована в мае 2021 года и доступна сейчас.

Стандарт O-PAS включает восемь частей: техническую архитектуру (Part 1), аспекты безопасности (Part 2), профили (Part 3), фреймворк связи (Connectivity Framework, Part 4), систему управления (System Management, Part 5), переносимость конфигураций (Part 6), физическую платформу (Part 7) и переносимость приложений (Part 8). Ниже рассмотрим три наиболее интересных направления: кибербезопасность, коммуникации и системное управление.

Кибербезопасность является ключевым требованием О-PAS и одним из важнейших приоритетов для членов OPAF. Управление безопасностью в распределенной среде, которая характерна для систем O-PAS, требует учёта защиты на всех уровнях технической архитектуры. В нее входят физическая и коммуникационная платформы, операционная система, сервисы управления системой и приложения. Спецификация безопасности основана на широко принятом стандарте ISA/IEC 62443 для систем промышленной автоматизации и управления. Среда O-PAS может включать тысячи компонентов, соответствующих O-PAS, и поставляемых разными производителями. Первая версия стандарта сосредоточена на обеспечении того, чтобы поставщики выпускали компоненты, соответствующие требованиям O-PAS и способные быть надежно защищенными после интеграции в систему.

Фреймворк связи (Part 4) определяет информационные модели и транспортные протоколы для передачи данных с использованием архитектуры OPC UA. Первая версия описывает необходимые механизмы безопасности OPC UA, службы для обеспечения совместимости клиентских и серверных систем, а также функции для взаимодействия в режимах client/server и publish/subscribe. Предварительная версия стандарта 2.0 дополняет набор спецификаций стандартными информационными моделями для DCN, сигналов, тревог и приложений на базе функциональных блоков.
Система управления (Part 5) использует стандарт Redfish, разработанный Distributed Management Task Force. В первой версии основное внимание уделено управлению аппаратными вычислительными узлами - шасси, платами, охлаждением, включая устройства как с контроллером управления базовой платой, так и без него. Вторая версия расширяет функциональность за счет добавления информации, специфичной для DCN в среде промышленной автоматизации: данных о времени работы, метрик, интерфейсов датчиков, а также встроенной информации об операционной системе и связанных метриках. 

С момента создания в январе 2017 года OPAF вырос до сообщества, включающего более 90 компаний по всему миру. Каждая итерация стандарта проходит тестирование в реальных сценариях, что одновременно направляет дальнейшую разработку O-PAS и демонстрирует его техническую реализуемость.
Параллельно некоторые участники форума создали работающий тестовый стенд, позволяющий проверять и совершенствовать технологии, совместимые с O-PAS, в условиях, приближенных к реальным производственным системам.

Нефтехимическая отрасль. На форуме IMEA O-PAS Awareness Session директором компании Aramco была озвучена ключевая мысль: стандарт позволит компании самостоятельно управлять устареванием аппаратного и программного обеспечения в существующих системах, интегрировать лучшие в своём классе компоненты и ускорять разработку приложений.
Аналогичного мнения придерживается и компания Petronas. Основными причинами стали проблемы управления устареванием оборудования и зависимость от проприетарных наследуемых систем управления.
Путь Petronas начался с заводских приемочных испытаний тестового стенда в 2022 году, а в 2023-м - перешел к запуску и передаче объекта в эксплуатацию. Данный стенд позволяет техническим специалистам получить навыки работы в условиях, максимально приближенных к промышленным, еще до выхода на реальные объекты.

За последние два года заметно вырос интерес к внедрению O-PAS за пределами нефтегазовой отрасли. Наибольшую активность проявляют химические предприятия, металлургия и крупные инфраструктурные объекты, где стоимость технологического долголетия критична. Многие компании рассматривают O-PAS как способ избавиться от зависимости от одного поставщика, постепенно переводя свои платформы управления на модульную структуру.
Ускорение внедрения связано с тем, что многие компании подошли к пределу жизненного цикла своих систем управления. Потребность в обновлении столкнулась с ростом стоимости проприетарных платформ, а также с ограничениями в части совместимости оборудования. O-PAS рассматривается как возможность перейти от закрытых DCS, где каждый элемент жестко привязан к производителю, к более плоской и открытой архитектуре, в которой новые модули добавляются без глобальной перестройки всей системы.
В России аналогом O-PAS выступает инициатива ОАСУ ТП, о которой мы подробно рассказывали в наших прошлых статьях. 

ЦПР РТСофт создает промышленное ПО, которое решает реальные производственные и экономические задачи вашего предприятия. У нас большой опыт работы в энергетике, металлургии и нефтехимии: делаем дизайн и интеграцию эффективных программных решений для промышленных компаний и корпораций.
Если у вас возникают задачи по интеграции разных систем управления, переходу на открытые архитектуры или обеспечению совместимости оборудования от разных производителей, напишите на почту info@list.dev.rtsoft.ru - и мы обязательно постараемся помочь вам с решением.