314
функционирования АСУТПиП на основании знаний о принципах ее работы,
имеющейся документации, реального оборудования и опыте его эксплуатации.
Обратный инжиниринг, обратное проектирование или реверс-инжиниринг в
промышленных системах управления
— это комплекс технологий, аппаратных и
программных средств, а также методик, необходимых для создания объекта с
характеристиками аналогичными или более высокими по сравнению с исходной
системой [1].
Особенностью промышленных систем управления является их комплексность.
Предполагается, что, помимо высокотехнологичного оборудования, в их состав
входит и программное обеспечение (далее ПО)
контроллерной группы, панелей
оператора, SCADA-систем и т.п. Таким образом, выделяют следующие
этапы
проведения
реверс-инжиниринга
промышленных
систем
управления
для
восстановления документации и ПО
:
1.
анализ существующих производственных процессов (технологическое
оборудование, элементы системы управления, выполнение алгоритмов управления)
с формированием списка замечаний и требований по доработке;
2.
анализ и фиксирование параметров обмена данными интегрированного
оборудования;
3.
анализ алгоритмов и параметров технологического процесса с помощью
проведения испытаний работы установки по разработанным методикам и
программам с учетом специфики технологического процесса с фото и видео
фиксацией;
4.
изучение и восстановление документации до актуального состояния
(технологических, структурных схем системы управления,
электрических
принципиальных схем оборудования) с требуемой для решения задачи
детализацией;
5.
разработка ПО;
6.
проведение испытаний с использованием моделей технологического процесса
и симуляторов системы управления с итерационным приближением к
существующей системе до достижения желаемых результатов управления
технологическими процессами;
7.
пуско-наладочные работы с доработкой и тестированием программного
решения на технологическом оборудовании, а также подбором параметров.
Итерационное приближение к функциональности существующей системы до
достижения желаемых результатов управления технологическими процессами;
8.
внесение корректировок в полученную систему управления в соответствии с
замечаниями и требованиями;
9.
доработка технической и эксплуатационной документации.
Для примера применения технологии реверс-инжиниринга рассмотрим
разработку сегмента ПО для управления сепаратором Tetra Pak с внедрением его в
работу пастеризационно-охладительной установки (далее ПОУ)
Frau Impianti на
молочном производстве. Основными сложностями для выполнения проекта были:
использование редкой конфигурации системы управления (панель управления
выполняла алгоритмы контроллера и панели оператора), доступ с использованием
системы паролей к ПО сепаратора, отсутствие технической документации или
недокументированные изменения в процессе эксплуатации оборудования,
разнородная сетевая топология Profinet (подключение ПОУ со сложной структурой и
алгоритмами обмена данными) и Profibus DP (подключение частотных
преобразователей с собственной конфигурацией и параметрами).
Основными этапами проекта были:
1.
восстановление схемы электрической:
315
1.1.
собеседование с заказчиком, осмотр объекта (с фотографированием);
1.2.
первоначальное планирование работ, подготовка к обследованию объекта и
поиск технической документации или ее фрагментов, формирование начального
архива;
1.3.
первичное обследование объекта: фотографирование общих планов со всех
необходимых ракурсов; перепись номеров цепей с привязкой к номерам клемм
элементов; фотографирование отдельных
зон и отдельных элементов;
1.4.
составление предварительных перечней элементов с номерами клемм и
цепей, к ним присоединенным, предварительной электрической схемы, списка
невыясненных вопросов;
1.5.
повторное обследование объекта;
1.6.
разработка схемы электрической принципиальной;
2.
восстановление алгоритма работы:
2.1.
первичное обследование объекта: пробные пуски (с изменениями режимов
работы или активации отдельных элементов при необходимости); видеофиксация
элементов индикации и экранов панелей операторов; запись таблиц мониторинга
на программаторе, подключенных к ПЛК; фиксация
пользовательских настроек
параметров;
2.2.
составление блок-схем 1-2 уровней и списка невыясненных вопросов;
2.3.
повторное обследование объекта;
2.4.
восстановление (описание и документирование) алгоритма - перечень
активных элементов, сигналов АСУТП, параметров и уставок; аварийные ситуации,
блокировки; аварийная и предупредительная сигнализация; режимы работы,
отдельные алгоритмические последовательности; полная пошаговая таблица
активации (активные элементы, сигнализация, параметры) с
указанием условий
перехода; корректировка блок-схемы 2-го уровня;
2.5.
интегрирование программы управления сепаратором в программу
управления ПОУ для контроллера и панели оператора;
2.6.
обновление программ, первичные испытания с фиксацией полученных
результатов;
2.7.
доработка программного обеспечения, повторные испытания и т.д.;
2.8.
ввод в эксплуатацию, доработка эксплуатационной документации.
Оперативно выполнить проект позволило знание технологии работы сепаратора
и ПОУ, а также открытый программный код ПОУ. В ходе решения задачи
дополнительно были обнаружены и исправлены некоторые технологические
ошибки в работе ПОУ.
Таким образом, описанный в работе подход обладает рядом преимуществ:
1.
формирование
полного
пакета
технической
и
эксплуатационной
документации, получение полного доступа к технологическому оборудованию и
системам управления;
2.
возможность изучить примененные технологии, на
разработку которых
могли быть затрачены большие временные и материальные ресурсы.
Можно отметить, что проведение реверс-инжиниринга для промышленных
систем управления является непростой и специфической задачей со своими
отличительными особенностями.
