Ученые Финансового университета при Правительстве РФ разработали программно-аппаратную платформу для систем промышленного интернета вещей. Платформа «Комбобокс» предназначена для автоматизации сбора, передачи и анализа информации с аналоговых и цифровых промышленных датчиков, и измерительного оборудования, включая стандартные промышленные сигналы 4–20 мА и 0–5 В. Поддержка до 250 цифровых устройств по протоколу Modbus RTU одним устройством позволяет использовать «Комбобокс» как концентратор данных в распределенных системах мониторинга без серьезных изменений существующей инфраструктуры предприятия.
Платформа ориентирована на сегменты, где важны непрерывный контроль параметров, оперативный доступ к данным и возможность интеграции с современными ИТ‑системами предприятия. К таким задачам относятся автоматизация контроля технологических процессов, мониторинг оборудования и энергопотребления, а также контроль параметров горного оборудования и обеспечение промышленной безопасности.
В учебном контуре Финансового университета «Комбобокс» применяется как практический стенд для изучения промышленной автоматизации и технологий интернета вещей, что позволяет готовить специалистов, умеющих работать с реальными IIoT‑решениями на отечественной платформе – А. Н. Алюнов, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой информационных технологий Финансового университета при Правительстве РФ.
В основе «Комбобокс» лежит модель гибкого узла сбора данных, способного работать как с аналоговыми сигналами, так и с цифровыми устройствами по промышленному протоколу Modbus RTU. Поддержка стандартных сигналов 4–20 мА и 0–5 В позволяет подключать широкий спектр измерительных устройств — от датчиков давления и температуры до уровнемеров и расходомеров, распространенных на промышленных объектах. Подключение до 250 цифровых устройств (преобразователей частоты, терморегуляторов, счетчиков электроэнергии и других Modbus‑совместимых приборов) делает платформу пригодной для развертывания в составе крупных распределенных систем мониторинга.
Отдельное внимание в платформе уделено удобству первичной конфигурации и дальнейшей эксплуатации. Настройка устройства может выполняться через Wi‑Fi с использованием смартфона в режиме модема, что упрощает ввод в эксплуатацию в условиях, когда проводной доступ к сети затруднен. После установки и подключения датчиков пользователь обеспечивает покрытие Wi‑Fi, выполняет дистанционную настройку параметров системы и запускает автоматический сбор данных. Дальнейшая эксплуатация может включать удаленную конфигурацию через интернет, в том числе изменение параметров, обновление конфигураций и интеграцию с внешними сервисами через программный интерфейс (API).
С точки зрения интеграции в цифровой контур предприятия «Комбобокс» поддерживает сбор данных как непосредственно на самой платформе, так и на сервере пользователя. Это позволяет реализовать различные архитектурные сценарии: от локального сбора и предварительной обработки данных на объекте до передачи агрегированных данных в корпоративные системы, SCADA‑комплексы или аналитические решения заказчика. Такая архитектура облегчает использование платформы в качестве точки входа для дальнейшего внедрения аналитики, применения методов искусственного интеллекта и перехода к концепции «умного» производства. – Александр Алюнов.
Особенность «Комбобокс» — наличие не только лабораторных и демонстрационных испытаний, но и опытной эксплуатации в реальных производственных условиях. В рамках реализации НИОКР по созданию проекта «Цифровой карьер» в лаборатории робототехники Финансового университета при Правительстве РФ разработана и внедрена программно-аппаратная платформа «Комбобокс» для систем промышленного интернета вещей. Семь элементов платформы проходят опытную эксплуатацию на действующем предприятии по производству щебня, где используются для сбора и передачи технологических данных в режиме, приближенном к промышленной эксплуатации.
Для университета опыт внедрения на предприятии по производству щебня был важен с точки зрения подтверждения устойчивости решений к реальным условиям эксплуатации: вибрациям, пыли, перепадам температур и особенностям горного производства. Использование «Комбобокс» в учебной лаборатории Финансового университета п формирует важное конкурентное преимущество для вузовских программ в области информационных технологий, промышленной автоматизации и робототехники. Студенты получают возможность работать с реальной промышленной платформой, используемой на производстве, осваивая практики подключения датчиков, конфигурации протоколов Modbus RTU, интеграции с серверной частью, анализа полученных данных и дистанционной настройки аппаратной части платформы.
Такой подход повышает практико-ориентированность образовательных программ и снижает разрыв между академическими курсами и требованиями индустрии. Для предприятий это означает доступ к выпускникам, которые знакомы с архитектурой современных IIoT‑решений и способны участвовать во внедрении систем мониторинга и цифровизации производственных процессов на базе отечественных технологий. –Александр Алюнов.
С учетом развития периферийных вычислений и встроенной аналитики «Комбобокс» может рассматриваться как базовый элемент для построения распределенных систем сбора данных на «краю» сети. Разработка и опытная эксплуатация платформы на базе Финансового университета подчеркивают роль российских вузов как точек роста для импортонезависимых решений в промышленной автоматизации и промышленном интернете вещей.