Russian Federation
The use of local wireless networks as a complementary layer in APCS is considered. Criteria for se-lecting technologies for field and workshop levels are defined. A comparison of Wireless HART, ISA100.11a and industrial Wi Fi standards is made in terms of determinism, noise immunity, energy efficiency and cybersecurity. An integration architecture through gateways using OPC UA and MQTT is proposed
APCS, industrial wireless, Wireless HART, ISA100.11a, industrial Wi‑Fi, OPC UA, MQTT, cybersecuri-ty
Современные АСУ ТП развиваются за счёт роста числа измерительных каналов, внедрения предиктивной диагностики и необходимости оперативного доступа к данным оборудования [1].
В действующих производствах прокладка кабеля нередко ограничена технологическими и организационными факторами (горячие зоны, взрывоопасные помещения, высокая стоимость простоев), поэтому локальные беспроводные сети рассматриваются как инструмент ускорения модернизации и снижения затрат на монтаж. При этом беспроводной сегмент должен обеспечивать надёжность технологического обмена и не снижать уровень безопасности объекта.
Цель исследования – определить рациональные области применения локальных беспроводных цифровых систем связи в АСУ ТП и сформировать критерии выбора технологий для полевого и цехового уровней. Критерии включают детерминизм и задержку доставки, устойчивость к индустриальным помехам, энергетическую эффективность узлов, масштабируемость, удобство интеграции, а также кибербезопасность. Для оценки последнего аспекта использованы подходы IEC 62443-3-3 и рекомендации по защите ICS из NIST SP 800-82.
На полевом уровне, где преобладают задачи мониторинга и важна автономная работа датчиков, применимы специализированные промышленные беспроводные сети. Wireless HART (IEC 62591) использует расписание передачи, частотные прыжки и ячеистую маршрутизацию, что повышает помехоустойчивость и вероятность доставки пакетов в условиях металлоконструкций. ISA100.11a обеспечивает сопоставимую надёжность и гибко задаёт профили трафика и приоритеты сообщений [2]. Промышленный Wi‑Fi целесообразен преимущественно для сервисных и информационных задач цехового уровня (мобильные HMI, доступ к журналам, видео, обновления), поскольку при неблагоприятной радиосреде и перегрузках его детерминизм ниже, чем у полевых сетей [3].
Кибербезопасность беспроводных подключений требует зонирования сети, ограничения доступов, управления ключами/сертификатами, журналирования и регулярной проверки конфигураций, что соответствует IEC 62443‑3‑3 и практикам NIST SP 800‑82.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что локальные беспроводные цифровые системы связи следует рассматривать как дополняющий слой: для батарейной телеметрии предпочтительны Wireless HART/ISA100.11a, а для сервисных потоков – Wi‑Fi при условии радиопланирования, резервирования и контроля параметров качества.
1. Barbasova T.A. Promyshlennye seti i sistemy svyazi: uchebnoe posobie / T.A. Barbasova, E.A. Kanashev. – Chelyabinsk: Izdatel'skiy centr YuUrGU, 2020. – 144 s.
2. Tagirov D.N. WirelessHart – edinstvennyy besprovodnoy protokol svyazi, udovletvoryayuschiy trebovaniya rynka ASUTP / D.N. Tagirov // Tehnicheskie sredstva avtomatizacii. – 2013. – № 8. – S. 56–58.
3. Belov L.M. Kiberbezopasnost' promyshlennyh besprovodnyh setey: ugrozy i resheniya / L.M. Belov. – Tekst: elektronnyy // Inzhenernaya praktika. – 2022. – № 3. – S. 45–52.
