Описание проекта
Предполагается разработать локальный прототип цифрового двойника на базе IIoT-устройств и SCADA-системы. Прототип создаётся для одного помещения. В этом помещении расположены программируемые логические контроллеры (ПЛК), коммутаторы, сетевые розетки и серверное оборудование, то есть оно выступает как узел сбора и первичной обработки телеметрической и сетевой информации. Отсюда поступают данные о состоянии оборудования, параметрах окружающей среды (температура, влажность) и активности подключённых устройств.
На предпроектной стадии проведено обследование инфраструктуры помещения, включающее инвентаризацию рабочих мест и точек подключения, аудит оборудования и коммутационных узлов, анализ состояния кабельных трасс и соединений. На основании полученных данных в программном обеспечении nanoCad с использованием модуля СКС создана BIM-модель структурированной кабельной сети помещения. Модель отражает схему прокладки кабелей, расположение коммутационного оборудования и розеток.
В проекте решается задача интеграции BIM-модели из nanoCad в MasterSCADA 4D с сохранением связей и параметров кабельной инфраструктуры, а также создания 3D-модели помещения. В цифровой двойник планируется передавать поток данных от ПЛК, коммутаторов и розеток. Через OPC UA организован единый сбор данных с разнородных источников: программируемых логических контроллеров ПЛК, IIoT-устройств (по протоколу MQTT), сетевого оборудования (по SNMP) и приборов учёта (по Modbus). Планируется синхронизация компонентов (сервера, ПЛК и IoT-устройств) по времени через GPS/ГЛОНАСС-приёмник.
IoT-устройства предполагается использовать для улучшения качества мониторинга. Планируется подключение датчиков температуры и влажности для контроля нагрузки на оборудование. Данные с датчиков будут передаваться в MasterSCADA 4D через контроллеры, в том числе на базе ПЛК, затем обрабатываться и визуализироваться на 3D-модели помещения. Кроме того, предполагается использование нейросетей для предиктивной аналитики — анализа отклонений параметров и прогнозирования возможных поломок оборудования до их возникновения. Дополнительно предполагается реализовать принцип граничных вычислений (Edge Computing), что позволит в дальнейшем внедрять большие объёмы IIoT-устройств без необходимости наращивать пропускную способность сетей передачи данных и увеличивать вычислительную мощность серверной части.
Одна из целей проекта — предложить концепт, который подходит как для создания новых систем управления, так и для модернизации существующей топологии без внесения существенных изменений в работающую автоматизированную систему управления (АСУ). Система планируется к развёртыванию на собственном Linux-сервере с поддержкой протокола OPC UA, MQTT, что позволит адаптировать её для работы с различным оборудованием.
Ожидается, что в результате цифровой двойник позволит в реальном времени отображать состояние сетевого оборудования, визуализировать показания датчиков на 3D-плане помещения, контролировать доступ и переходить к предиктивному обслуживанию — то есть заранее выявлять аномалии нагрузки, перегрев, сбои связи. Вся разработанная документация соответствует ГОСТ 21.101-2020 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации» и Постановлению Правительства РФ №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
Проект ориентирован на средние и крупные предприятия, системных интеграторов, а также на объекты с распределённой инфраструктурой — коворкинги, технопарки, офисные центры. Кроме того, решение подходит для организаций, которые рассматривают возможность модернизации систем мониторинга и управления без остановки текущей работы.
https://disk.yandex.ru/d/QiJ0XMqUbKBOgA
