Namur Open Architecture wil openheid en betrouwbaarheid verzoenen

Industrie 4.0 gaat de klassieke automatiseringspiramide openbreken – zo werd ons lange tijd voorspeld – maar Namur stelt met Open Architecture nu een alternatief concept voor dat de nood aan openheid in automatisering combineert met de eerder gesloten benadering van DCS-systemen. De automatiseringspiramide garandeert een hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid. Daar valt in grote chemische plants niet aan te tornen, zo meent men bij Namur.

Namur, de verenging van gebruikers van automatiseringstechnologie in de procesindustrie, stelde Open Architecture voor op haar jaarlijkse general meeting in november.

De afgelopen twee jaar was Industrie 4.0 op die meetings al een gespreksonderwerp geworden. De sector ziet immers heel wat potentieel in de tools en business modellen die onder de noemer Industrie 4.0 gepresenteerd worden.

Tegelijk beseft men dat aan de trends rond digitalisering en big data niet te ontkomen valt. Er staat nu eenmaal een jonge generatie klaar om de plants over te nemen – een generatie die onvermijdelijk een moderne mindset in de bedrijven binnenloodst.

Tegelijk stelt men vast dat de geplogenheden uit de IT-wereld, waar de realisatie van Industrie 4.0 op steunt, vaak mijlenver af staan van de conservatieve benadering die sectoren als chemie en petrochemie nog steeds huldigen.

In hun presentatie over Namur Open Architecture wezen Christian Klettner van BASF en Thomas Tauchnitz van Sanofi op de nood aan betrouwbaarheid en beschikbaarheid van automatiseringssystemen. Een chemische plant is geen plaats voor snelle experimenten, laat staan een trial & error benadering bij de ontwikkeling van nieuwe systemen.

Monitoring en optimalisering

Namur Open Architecture (NAO) is een nieuw concept, bedoeld om de conservatieve benadering in automatisering te verzoenen met de dynamische approach uit de IT-wereld.

Voor alle duidelijkheid: Open Architecture heeft niets vandoen met het initiatief van ExxonMobil om een open automatiseringsconcept te bouwen. In tegendeel: in dat initiatief van The Open Group vertrekt men van tools en geplogenheden uit de IT-wereld om daarmee een automatiseringssysteem te bouwen. Namur kiest er met Open Architecture uitdrukkelijk voor om de bestaande systemen te behouden.

Om Industrie 4.0 wat concreter te maken werd in de voorstelling op de general meeting gekeken naar toepassingen in monitoring en optimalisering (M+O). Een typisch voorbeeld hiervan op plant niveau is device management maar het zou bijvoorbeeld ook om Advanced Process Control kunnen gaan.

Typisch aan het Industrie 4.0 concept is dat die toepassingen niet langer gebonden zijn aan de fysieke locatie van een plant. Analyse en zelfs operation control kunnen vanuit een centrale locatie gebeuren voor meerdere productievestigingen. En bepaalde toepassingen zoals optimalisering kunnen uitbesteed worden aan derde partijen.

Sensoren in de cloud

Wat al deze toepassingen gemeen hebben is dat ze opereren in een IT-omgeving met data die afkomstig is uit de plant. Dit vergt een openheid (en standaardisering) die vandaag meestal nog niet beschikbaar is. De ambitie van Open Architecture is om die openheid te creëren zonder aan de essentie van de bestaande automatiseringspiramide te raken.

Wat Namur voorstelt is om een laag toe te voegen aan de piramide die er op verschillende niveaus mee kan communiceren. Die laag moet data uit een plant halen en overbrengen naar een IT-omgeving. In de mindset van de IT-wereld heet dat vandaag de cloud, al hoeft dat daarom niet per se een server van Amazon of Microsoft te zijn. Het kan ook om eigen servers gaan (private cloud) of systemen van leveranciers.

Die data overdracht is overigens niet de grootste uitdaging. OPC UA is intussen een beproefde de facto standaard geworden om data uit het controleniveau te halen. Het is dan ook logisch dat Open Architecture daar gebruik van maakt.

Verder moet er gedacht worden aan nieuwe methodes die sensoren en instrumenten toelaten om naast hun communicatie met het controleniveau al hun data meteen ook weg te schrijven in de cloud. Op die manier ontstaat in de cloud een digitale versie van wat er in de plant gebeurt – een versie waarmee IT jongens en meisjes volop aan de slag kunnen voor de realisatie van nieuwe toepassingen zonder nog aan de eigenlijke procescontrole te moeten raken.

Een voorwaarde om dit te realiseren is een volledige ontplooiing van Ethernet doorheen de field zodat alle instrumenten de gelegenheid krijgen om met de buitenwereld te communiceren.

Sommige sensoren, die typisch zijn voor M+O toepassingen hoeven dan niet eens meer met het controleniveau te communiceren. Zij werken louter in de cloud en hebben enkel die communicatie nodig.

Verification of Request

De cruciale factor in het hele verhaal is dat die IT-wereld uiteraard ook feedback moet geven aan de procescontrole. Een applicatie voor procesoptimalisering kan op een perfect veilige manier in de cloud gerealiseerd worden, maar op zeker moment moeten de resultaten ervan ook terugkeren, bijvoorbeeld om set points aan te passen.

Namur Open Architecture wil dit realiseren met wat men Verification of Request noemt – een module die onderdeel moet worden van de “gesloten” automatiseringspiramide en die in staat moet zijn om de communicatie van en naar de buitenwereld te bewaken. Die module zal dan moeten oordelen of een commando van buitenaf om set points te wijzigen al dan niet legitiem is.

Met die Verification of Request benadering wil Namur komen tot een systeem dat beantwoordt aan de Security by Design principes. Bovendien zou een dergelijke benadering niet alleen in nieuwe installaties maar ook in bestaande systemen geïmplementeerd moeten kunnen worden.

Bovenal moet de benadering structuur brengen in de complexiteit die de vraag naar meer openheid met zich mee zou kunnen brengen. De Verification of Request moet een goed beheersbaar onderdeel worden dat de nodige openheid realiseert volgens de eerder gesloten benadering die procesautomatisering zo betrouwbaar maakt.

© Productivity.be, 05/12/2016, Tekst: Erwin Vanvuchelen