OpenFB: Python-среда исполнения для промышленной автоматизации на базе стандарта IEC 61499

OpenFB - это платформа для выполнения функциональных блоков в соответствии со стандартом IEC 61499. В отличие от привычных проприетарных систем управления, openFB базируется на открытом исходном коде и позволяет разработчикам:
·      Создавать пользовательские функциональные блоки без привязки к конкретному производителю оборудования
·      Разворачивать приложения на любой платформе, поддерживающей Python (Linux, Windows, встраиваемые системы)
·      Комбинировать компоненты, написанные на Python, C++, промышленных языках IEC 61131-3 в единую систему с использованием стандартизированных сетевых протоколов (OPC UA, MQTT и др.)
·      Избежать технологической зависимости от одного поставщика

В отличие от стандарта IEC 61131 (используемого в ПЛК), IEC 61499 имеет событийно-ориентированную модель выполнения вместо циклической. Благодаря этому становится возможным точный контроль последовательности выполнения, а также поддержка распределенных приложений - функциональные блоки могут быть развернуты на разных устройствах и автоматически синхронизироваться. 
Кроме того, в рамках дорожной карты развития openFB планируется реализовать принципы стандарта O-PAS. 
Проект обеспечивает:

• Независимость от производителя. O-PAS строится на принципе открытых стандартизированных интерфейсов, что, в свою очередь, помогает      комбинировать I/O модули AI модели, базы данных, вычислительные узлы и программное обеспечение из различных источников, а также избегать привязки к конкретному ПЛК.
• Снижение стоимости владения. Возможно это за счет использования открытых компонентов, а также модульной архитектуры.
• Обеспечение кибербезопасности. O-PAS стандартизирует безопасность на уровне архитектуры за счет единых подходов к шифрованию и аутентификации через OPC-UA и фреймворки

OpenFB работает в гетерогенной среде: программа на 61499/61131/C++ (Forte runtime) публикует сообщения через OPC UA / MQTT, а компонента на Python (openFB) подписывается на события и инициирует обработку. Результаты (например, обнаружение дефектов) отправляются обратно через стандартизованный интерфейс.
Рассмотрим практический пример - обнаружение дефектов на производстве. Здесь OpenFB используется для реализации промышленной системы контроля качества с детектированием брака шайб на основе обработки изображений, с идентификацией дефектов и категоризацией типов брака, а также интеграцией с производственной сетью.

Для промышленных предприятий
Для промышленных предприятий миграция с дорогостоящих ПЛК на открытые системы позволяет существенно сократить капитальные затраты, а отказ от привязки к конкретному поставщику обеспечивает неблокируемость: приложения продолжают работать даже при полной смене оборудования.

Для системных интеграторов
Системные интеграторы получают расширенный портфель решений: теперь можно свободно комбинировать компоненты разных производителей, не оглядываясь на совместимость. Переиспользование готовых функциональных блоков сокращает время разработки, а заказчику предлагается более гибкое и экономичное решение. Кроме того, переносимые приложения легко обслуживать на протяжении всего жизненного цикла - это долгосрочный подход.

Для разработчиков
Разработчики освобождаются от жесткой привязки к проприетарным средам: в рамках единого фреймворка можно использовать Python, ST, C++ и другие языки. Стандартизированный интерфейс уменьшает кривую обучения, а открытое сообщество дает возможность одновременно вносить вклад в проект и получать помощь от коллег. Нельзя не упомянуть также и то, что пользовательские функциональные блоки создаются без погружения в низкоуровневый

Проект OpenFB представляет собой базовый runtime для экосистемы Python. 
В ближайших планах - значительное расширение библиотеки стандартных функциональных блоков для типичных задач автоматизации: ПИД-регулирования, логики и обработки данных. Параллельно ведется работа по интеграции с O-PAS Connectivity Framework (OCF) с целью обеспечения стандартизированного обмена данными через OPC-UA. Разрабатываются графические редакторы для визуального программирования блоков, упрощающие проектирование. Для гарантии совместимости предусмотрена сертификация в соответствии с требованиями OPAF, а повышения производительности планируется достичь за счет встроенной поддержки многопроцессорности и асинхронного выполнения.

OpenFB представляет собой практическую реализацию видения Open Process Automation в экосистеме Python. 
Приглашаем инженеров, интеграторов и разработчиков присоединиться к сообществу OpenFB и вместе строить будущее промышленной автоматизации на принципах открытости, стандартизации и инноваций.