Роль и применение телекоммуникационных средств в комплексных системах автоматизации: современные тенденции и практическая реализация

В 2024 году рост промышленного производства в России достиг 4,6% — это самый высокий показатель за последние три года, а без учета послековидного восстановления 2021 года — за последние 13 лет. Этот впечатляющий рост неразрывно связан с углублением автоматизации и внедрением передовых технологий. В условиях стремительного развития цифровой экономики и концепции Индустрии 4.0, современные промышленные системы становятся все более сложными, взаимосвязанными и интеллектуальными. В основе этой трансформации лежит критически важная роль телекоммуникационных технологий, которые обеспечивают не просто связь, а целостное функционирование, управление и мониторинг производственных процессов. Без эффективной и надежной коммуникационной инфраструктуры невозможно представить ни одну современную автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Целью данного исследования является проведение глубокого и всестороннего анализа роли и применения телекоммуникационных средств в комплексных системах автоматизации. Мы рассмотрим эволюцию и текущее состояние промышленных сетей, изучим разнообразие проводных и беспроводных технологий, проведем сравнительный анализ ключевых промышленных протоколов, а также исследуем строгие требования к надежности, безопасности и производительности. Особое внимание будет уделено практической реализации передовых решений, таких как 5G, Промышленный Интернет вещей (IIoT) и LPWAN, а также вызовам и перспективам, возникающим в условиях глобальной цифровой трансформации, с акцентом на российский контекст и академические стандарты. Структура работы последовательно раскрывает эти аспекты, обеспечивая всеобъемлющий взгляд на предмет исследования.

Эволюция и современная роль телекоммуникаций в архитектуре комплексных систем автоматизации

История промышленной автоматизации — это история поиска все более эффективных способов взаимодействия между машинами и людьми. От первых механических систем до сегодняшних киберфизических комплексов, основой всегда была передача информации. В этом контексте телекоммуникации не просто обеспечивают связь, а формируют саму архитектуру современных систем автоматизации, становясь их нервной системой, что обеспечивает непрерывность и адаптивность производственных процессов, необходимых для поддержания конкурентоспособности на мировом рынке.

Предпосылки развития: от централизованных к цифровым промышленным сетям

На заре автоматизации традиционные АСУ ТП представляли собой централизованные структуры, где один контроллер управлял множеством устройств через обширные кабельные сети. Эта архитектура, хотя и работала, имела ряд существенных недостатков, которые со временем стали неприемлемыми для растущих потребностей промышленности. Во-первых, это были огромные затраты на кабельную инфраструктуру, включавшие не только покупку километров проводов, но и дорогостоящий монтаж и обслуживание. Во-вторых, сложность физического развертывания таких систем часто приводила к низкой надежности: любой обрыв кабеля или сбой в центральном узле мог парализовать весь производственный процесс.

Эти ограничения неизбежно привели к поиску альтернатив. С 2002 года начался ускоренный процесс автоматизации, ознаменованный появлением и распространением «интеллектуальных» оконечных устройств и вычислительных систем на базе микроконтроллеров. Это стало катализатором перехода к цифровым промышленным сетям (ЦПС). Основная идея ЦПС заключалась в распределении «интеллекта» по всей системе и использовании цифрового способа обмена данными. Вместо громоздких пучков кабелей, каждый элемент системы получал возможность «общаться» по единой цифровой магистрали, что значительно упростило монтаж, снизило затраты и повысило общую отказоустойчивость. Отсюда следует, что ЦПС не просто удешевили инфраструктуру, но и заложили основу для распределенного управления, что стало прорывным шагом в развитии автоматизации.

Влияние информационно-коммуникационных технологий (ИКТ)

Появление и стремительное развитие информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) стало подлинной революцией для промышленной автоматизации. ИКТ обеспечивают нативную, органичную поддержку для создания сложных, но при этом гибких и высокопроизводительных систем. Они радикально изменили подходы к управлению, надзору и мониторингу производственных процессов.

Ключевые преимущества, которые привнесли ИКТ, включают:

• Снижение эксплуатационных затрат. За счет оптимизации процессов, удаленного управления и автоматизации рутинных операций.
• Сокращение внеплановых простоев. Предиктивная аналитика, основанная на данных, собираемых через ИКТ, позволяет заранее выявлять потенциальные сбои и проводить профилактическое обслуживание.
• Дистанционная диагностика оборудования. Единые сервисные центры могут осуществлять мониторинг и диагностику оборудования, находящегося на значительном расстоянии, даже в труднодоступных или агрессивных средах. Например, мониторинг нефтегазовых скважин или удаленных объектов энергетики.
• Высокая производительность, управляемость и гибкость. Цифровая связь позволяет передавать большие объемы данных в реальном времени, обеспечивая быструю реакцию системы на изменения и возможность оперативной перенастройки производственных линий.

Таким образом, ИКТ стали не просто инструментом, а неотъемлемой частью современной промышленной автоматизации, формируя ее потенциал и открывая новые горизонты для повышения эффективности.

Роль стандартизации и модель OSI

С ростом числа различных устройств и систем автоматизации от разных производителей возникла острая потребность в унификации. Каждое устройство, каждый программный продукт «говорил» на своем уникальном языке, что делало интеграцию сложной и дорогостоящей. Эта «Вавилонская башня» коммуникаций требовала единого стандарта, который мог бы обеспечить взаимодействие программ и устройств независимо от их создателя.

Ответом на эту потребность стала разработанная в 1978 году Международной организацией по стандартизации (ISO) модель взаимодействия открытых систем (МВОС, или OSI model). Эта семиуровневая архитектура стала фундаментом для понимания и проектирования сетевых протоколов. Она разделяет процесс коммуникации на дискретные, независимые уровни, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию. Это позволило разработчикам создавать продукты, совместимые с другими системами, работающими по тому же стандарту, что стало краеугольным камнем для развития современных промышленных сетей.

Автоматизация в контексте развития промышленного производства России

Развитие автоматизации производственных процессов идет стремительными темпами по всему миру, и Россия не является исключением. Внедрение автоматизированных систем напрямую способствует росту эффективности, повышению производительности, улучшению технического уровня, а также обеспечению безопасности, надежности и экологичности производственных процессов.

Согласно данным Росстата, рост промышленного производства в России в 2024 году составил впечатляющие 4,6%. Этот показатель является самым высоким за последние три года, а без учета послековидного восстановления в 2021 году — за последние 13 лет. Такие темпы роста невозможно было бы достичь без активного внедрения и совершенствования автоматизированных систем, которые лежат в основе современного промышленного ландшафта.

Для полного понимания контекста, необходимо определить ключевые термины:

• Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — это комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием и производственными процессами на предприятиях. Важно отметить, что прилагательное «автоматизированный» подчеркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, в отличие от полностью «автоматического» процесса.
• Промышленная сеть — это специализированная технологическая сеть связи, которая объединяет различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры (ПЛК) и используется для обмена данными в промышленной автоматизации, преимущественно в АСУ ТП. В отличие от офисных сетей, она спроектирована для работы в суровых условиях, обеспечивая надежность и детерминированность.

Ключевые типы телекоммуникационных средств и промышленных протоколов связи в автоматизации

Мир промышленных телекоммуникаций удивительно разнообразен, предлагая спектр решений для любых задач — от высокоскоростных магистралей до экономичных беспроводных сенсорных сетей. Выбор правильного средства связи и протокола определяет не только эффективность, но и надежность, безопасность и масштабируемость всей автоматизированной системы.

Проводные телекоммуникационные средства

Традиционные, но по-прежнему актуальные, проводные телекоммуникационные средства формируют основу для многих промышленных сетей, особенно там, где требуется высокая пропускная способность, надежность и устойчивость к электромагнитным помехам, а также обеспечивают стабильность передачи данных даже в самых агрессивных производственных условиях, что критически важно для непрерывности технологических процессов.

В промышленных сетях для передачи данных преимущественно применяются два основных типа физических линий: электрические и волоконно-оптические.

1. Электрические линии. Наиболее распространенным типом электрического кабеля является витая пара — кабель, состоящий из одной или нескольких пар скрученных изолированных проводников. Скручивание проводников позволяет значительно уменьшить электромагнитные помехи, что критически важно в условиях промышленного производства. Электрические линии, в частности, на базе витой пары, традиционно используются для построения сетей Ethernet на расстояния до 100 метров. Промышленные сети Ethernet, разработанные с учетом специфики индустриальной среды, обеспечивают пропускную способность до 1000 Мбит/с (1 Гбит/с) и могут работать с линиями связи длиной в несколько километров при использовании специальных коммутаторов и повторителей.

Даже старые стандарты находят свое применение: RS-232, разработанный еще в 1960 году, до сих пор используется в простых случаях для соединения устройств промышленной автоматики. Он применяется для связи устройств на коротких расстояниях (до 15-20 метров) и низких скоростях (до 115,2 Кбит/с), например, для подключения терминалов, принтеров или настройки отдельных контроллеров. Однако его ограничения, такие как отсутствие возможности подключения нескольких устройств к одной линии и низкая помехоустойчивость, делают его непригодным для более сложных и масштабных систем.

2. Волоконно-оптические линии. Эти линии связи используют оптические волокна для передачи данных в виде световых импульсов. Их ключевые преимущества заключаются в способности передавать данные на значительно большие расстояния — от сотен метров до нескольких километров, а также в высокой устойчивости к электромагнитным помехам и обеспечении гальванической развязки. Последнее особенно важно в условиях, где возможно возникновение высоких электрических потенциалов или сильных помех, способных повредить оборудование или нарушить передачу данных.

Сочетание этих технологий позволяет создавать мощные, надежные и высокоскоростные сети связи, способные покрывать большие производственные площади и обеспечивать стабильную работу критически важного оборудования.

Беспроводные телекоммуникационные средства

В условиях, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или невозможна, на помощь приходят беспроводные телекоммуникационные средства. Они предлагают гибкость, масштабируемость и значительное сокращение затрат на инфраструктуру.

В промышленной автоматизации получили распространение беспроводные сети на основе различных стандартов:

• IEEE 802.11 (Wi-Fi): Промышленные Wi-Fi сети могут использовать стандарты IEEE 802.11 a/b/g/n и новейшие разработки для обеспечения непрерывной связи и универсальных IP-сетей. Они особенно полезны для связи с мобильным оборудованием, мониторинга удаленных объектов и там, где требуется гибкая перепланировка производства. Развертывание беспроводных сетей зачастую обходится значительно дешевле, чем прокладка кабельных каналов и монтаж, особенно для удаленных или труднодоступных объектов, таких как склады или машинные залы.
• IEEE 802.15.1 (Bluetooth): Применяется для связи на очень коротких расстояниях, например, для настройки или диагностики отдельных устройств.
• IEEE 802.15.4 (ZigBee): Этот стандарт часто используется для построения беспроводных сенсорных сетей благодаря низкому энергопотреблению и mesh-топологии.

Для связи в реальном времени между контроллерами и датчиками/исполнительными механизмами на полевом уровне автоматизации используются промышленные беспроводные полевые шины, такие как WirelessHART и Trusted Wireless 2.0. Они способны передавать данные со скоростью до 250 Кбит/с на небольшие расстояния, обеспечивая необходимый уровень детерминизма для управления.

Промышленные беспроводные сенсорные сети (IWSN) обладают рядом потенциальных преимуществ: самоорганизация, быстрое развертывание, гибкость и возможность интеллектуальной обработки данных. Их внедрение может значительно сократить затраты и время на установку и обслуживание большого количества кабелей в заводской автоматизации, особенно для получения данных с удаленных объектов, расположенных в труднодоступных местах.

Особое место среди беспроводных технологий занимает NB-IoT. Эта технология, работающая в сетях LTE, является дальнейшим развитием LPWAN и актуальна при переходе на стандарты 5G. NB-IoT реализует уровень связности для IIoT с очень высокой плотностью датчиков, позволяя подключать до 50 000 устройств на одну соту. Ее ключевые характеристики:

• Покрытие: До 15 километров в сельской местности и до 1 километра в городах.
• Низкое энергопотребление: Устройства могут работать от одной батареи до 10 лет, что критически важно для удаленных датчиков.
• Скорость передачи данных: До 250 Кбит/с, что достаточно для передачи небольших объемов телеметрических данных.

Благодаря этим особенностям, NB-IoT является идеальным решением для массового развертывания датчиков в рамках IIoT, где требуются большое покрытие, долговечность и низкие объемы передаваемых данных.

Промышленные протоколы связи: сравнительный анализ

Промышленные сетевые протоколы — это фундамент, на котором строятся современные автоматизированные системы. Они обеспечивают слаженную коммуникацию между всеми элементами: от датчиков и исполнительных механизмов до контроллеров и систем управления верхнего уровня. Для организации промышленных сетей используется множество интерфейсов и протоколов передачи данных, каждый из которых имеет свои особенности и область применения. Рассмотрим наиболее значимые из них.

Modbus

Modbus — один из старейших и наиболее популярных промышленных протоколов, разработанный в 1979 году. Его популярность обусловлена открытостью, универсальностью и простотой. В России Modbus, наряду с PROFIBUS, является одним из наиболее широко распространенных протоколов в АСУ ТП.

Протокол существует в нескольких вариациях:

• Modbus RTU и Modbus ASCII используют последовательные линии связи (RS-485, RS-422/RS-232).
  • Физический уровень: RS-485, RS-232.
  • Топология: Шина (для RS-485), точка-точка (для RS-232).
  • Максимальная длина: 1200 м.
  • Количество узлов: До 247.
  • Скорость: 1.2-115.2 Кбит/с.
  • Метод доступа: Ведущий-ведомый (master-slave).
  • Детерминизм: Недетерминистический (зависит от частоты опроса ведущим устройством).
  • Применение: HMI, SCADA, энергетические системы, автоматизация зданий.
• Modbus TCP использует сети TCP/IP, что позволяет интегрировать промышленные системы с существующей IT-инфраструктурой.
  • Физическ��й уровень: IEEE 802.3 (Ethernet).
  • Скорость: 10/100/1000 Мбит/с.
  • Топология: Звезда, кольцо.
  • Количество узлов: Ограничено IP-адресацией.
  • Метод доступа: Клиент-сервер, издатель-подписчик.
  • Детерминизм: Низкий (~10 мс), поскольку зависит от загрузки IP-сети.
  • Применение: Интегрируется с IT-системами, SCADA, HMI, удаленный доступ.

Протоколы семейства Modbus поддерживаются OPC-серверами SCADA-систем для связи с элементами управления, что обеспечивает их широкое применение в различных отраслях.

PROFINET

PROFINET — это открытый промышленный стандарт для автоматизации на базе Industrial Ethernet, использующий стандарты TCP/IP и IT. Он разработан для реализации связи в реальном времени на полевом уровне и позволяет интегрировать корпоративный уровень, обеспечивая сквозную коммуникацию.

• Основные характеристики:
  • Физический уровень: IEEE 802.3 (Ethernet).
  • Скорость: 100-1000 Мбит/с.
  • Топология: Звезда, линия, кольцо.
  • Количество узлов: Более 1000.
  • Метод доступа: Клиент-сервер, издатель-подписчик.
  • Детерминизм: PROFINET RT (Real-Time) обеспечивает время отклика 1-10 мс, а PROFINET IRT (Isochronous Real-Time) — 250 мкс-1 мс. Это достигается за счет использования разных приоритетов для оптимизации стека связи узлов и гарантированной передачи данных в строго определенные временные интервалы.
  • Синхронизация: Высокая точность синхронизации (от 100 нс до 1 мкс для IRT) по стандарту IEEE 1588, что критично для систем с распределенными измерениями и управлением, таких как управление движением.
  • Резервирование: Поддерживает MRP (Media Redundancy Protocol) и MRPD (Media Redundancy for Planned Duplication) для повышения надежности.
  • Функциональность: Предлагает богатый набор функциональных возможностей, включая расширенную диагностику, высокий уровень безопасности передачи данных, поддержку функциональной безопасности SIL3 через PROFIsafe и нативную интеграцию с OPC UA.
  • Применение: Распределенная автоматизация, отказоустойчивые приложения, связь контроллер-контроллер, заводская автоматизация, машиностроение.

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)

EtherCAT — высокоскоростной Ethernet-базированный промышленный протокол, разработанный Beckhoff. Его уникальная особенность заключается в эффективной обработке Ethernet-фреймов «на лету». Вместо того чтобы каждый узел обрабатывал фрейм полностью, устройства EtherCAT считывают необходимые им данные и вставляют свои, пока фрейм проходит по шине, не задерживаясь. Это позволяет опрашивать сотни устройств одним фреймом и достигать исключительно низкой задержки.

• Основные характеристики:
  • Физический уровень: IEEE 802.3 (Ethernet).
  • Скорость: 100 Мбит/с.
  • Детерминизм: Очень высокий (≥30 мкс), что делает его идеальным для высокоскоростных приложений управления движением и синхронизации до 100 осей.
  • Топология: Линия, звезда, дерево.
  • Количество узлов: До 65535.
  • Применение: Робототехника, управление движением, высокоточные станки.

EtherNet/IP

EtherNet/IP (Ethernet Industrial Protocol) использует Common Industrial Protocol (CIP) поверх стандартного Ethernet (TCP/IP). Важно отметить, что это самостоятельный протокол, разработанный Rockwell Automation и ODVA, а не перенос классического Modbus на Ethernet, как иногда ошибочно утверждается.

• Основные характеристики:
  • Физический уровень: IEEE 802.3 (Ethernet).
  • Скорость: 100-1000 Мбит/с.
  • Детерминизм: Средний/высокий (с CIP Sync: 0.5-10 мс).
  • Топология: Звезда, кольцо (DLR — Device Level Ring).
  • Количество узлов: Более 512.
  • Метод доступа: Циклический, запрос-ответ, издатель-подписчик.
  • Синхронизация: CIP Sync (на основе IEEE 1588).
  • Применение: Популярен в США, широко используется в пищевой, фармацевтической и упаковочной промышленности. Высокая интеграция с IT.

OPC UA (OPC Unified Architecture)

OPC UA — это современный, платформонезависимый и безопасный стандарт для обмена данными в промышленности, разработанный консорциумом OPC Foundation в 2006 году как усовершенствованная версия своего предшественника OPC на базе DCOM.

• Ключевые особенности:
  • Семантическое моделирование данных: OPC UA предлагает не только связь, но и семантическое моделирование данных, позволяя устройствам «понимать» передаваемую информацию, что критически важно для Индустрии 4.0.
  • Независимость от платформы: Поддерживает различные операционные системы и аппаратные платформы.
  • Различные транспортные механизмы: Использует бинарную передачу для эффективности и SOAP/XML для совместимости с веб-сервисами.
  • Многоуровневая безопасность: Разработан с учетом современных требований к безопасности, применяя несколько вариантов шифрования, аутентификации и контроль доступа. Это позволяет безопасно передавать данные даже через интернет.
  • Роль в IIoT и Индустрии 4.0: OPC UA становится универсальным языком для промышленной коммуникации, обеспечивая унификацию обмена данными между устройствами разных производителей, мониторинг в реальном времени, прогнозирование и обслуживание на основе данных, а также легкую интеграцию с облачными платформами. Может эффективно использоваться для администрирования подключения к промышленной сети.

PROFIBUS

PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) — международный стандарт и мировой лидер среди полевых шин. Он широко распространен в АСУ ТП в России, наряду с Modbus.

• Основные характеристики Profibus DP:
  • Физический уровень: RS-485.
  • Скорость: 9.6 Кбит/с — 12 Мбит/с.
  • Детерминизм: Детерминистический (5-10 мс).
  • Топология: Линия, дерево (с повторителями).
  • Количество узлов: До 126.
  • Метод доступа: Маркерный доступ / ведущий-ведомый.
  • Резервирование: Кольцевая избыточность.
  • Применение: Широко применяется в заводской автоматизации и производственных линиях, как для обрабатывающей, так и для перерабатывающей промышленности.

CANopen

CANopen — это открытый сетевой протокол верхнего уровня, разработанный для подключения встраиваемых устройств в бортовых транспортных и промышленных сетях. В качестве сетевого и транспортного уровня он использует протокол реального времени CAN (Controller Area Network).

• Основные характеристики:
  • Физический уровень: ISO 11898 (CAN).
  • Скорость: 10 Кбит/с — 1 Мбит/с.
  • Детерминизм: Полудетерминистический (1-10 мс).
  • Топология: Шина.
  • Количество узлов: До 127.
  • Метод доступа: CSMA/CR (Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution).
  • Применение: Системы управления перемещением, связь датчиков, исполнительных механизмов и ПЛК.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT — это легковесный протокол публикации-подписки, разработанный для ненадежных сетей с ограниченной пропускной способностью. Его простота и эффективность делают его популярным для IoT-приложений и интеграции с облачными платформами. В России MQTT часто используется в IIoT-приложениях для сбора данных с датчиков и интеграции с облачными платформами благодаря своей легковесности и модели публикации-подписки.

IEC 61850

IEC 61850 — это международный стандарт для автоматизации энергетических подстанций. Он определяет не только протокол связи, но и структурированную модель данных для представления устройств и функций электроэнергетических систем, обеспечивая интероперабельность и унификацию в энергетике.

Классификация протоколов

Для лучшего понимания иерархии и взаимодействия различных протоколов, часто используется Модель OSI (Open Systems Interconnection), созданная ISO (стандарт ISO 7498). Она разделяет протоколы на 7 функциональных уровней, от физического до прикладного, что помогает структурировать понимание того, как данные передаются и обрабатываются в сети. Каждый протокол реализует свои функции на одном или нескольких из этих уровней.

Таблица 1: Сравнительный анализ промышленных протоколов связи

Характеристика	Modbus RTU (RS-485)	Modbus TCP (Ethernet)	PROFINET (RT/IRT)	EtherCAT (Ethernet)	EtherNet/IP (Ethernet)	OPC UA (Application Layer)	PROFIBUS DP (RS-485)	CANopen (CAN)
Физический уровень	RS-485, RS-232	IEEE 802.3	IEEE 802.3	IEEE 802.3	IEEE 802.3	Любой TCP/IP	RS-485	ISO 11898 (CAN)
Скорость	1.2-115.2 Кбит/с	10/100/1000 Мбит/с	100-1000 Мбит/с	100 Мбит/с	100-1000 Мбит/с	Зависит от транспорта	9.6 Кбит/с — 12 Мбит/с	10 Кбит/с — 1 Мбит/с
Детерминизм	Недетерминистический	Низкий (~10 мс)	RT: 1-10 мс, IRT: 250 мкс-1 мс	Очень высокий (≥30 мкс)	Средний/высокий (0.5-10 мс)	Средний/Высокий	Детерминистический (5-10 мс)	Полудетерминистический (1-10 мс)
Топология	Шина, точка-точка	Звезда, кольцо	Звезда, линия, кольцо	Линия, звезда, дерево	Звезда, кольцо (DLR)	Любая TCP/IP-совместимая	Линия, дерево	Шина
Макс. длина (сегмент)	1200 м	Несколько км (оптика)	Несколько км (оптика)	Несколько км (оптика)	Несколько км (оптика)	Несколько км (оптика)	1200 м	До 5000 м (с ретрансл.)
Количество узлов	До 247	Ограничено IP-адресацией	Более 1000	До 65535	Более 512	Не ограничено	До 126	До 127
Метод доступа	Ведущий-ведомый	Клиент-сервер, изд-подп.	Клиент-сервер, изд-подп.	Последовательная обработка	Циклический, запрос-ответ, изд-подп.	Клиент-сервер, изд-подп.	Маркерный доступ / Ведущий-ведомый	CSMA/CR
Синхронизация	Нет	Нет	IEEE 1588	Аппаратная	CIP Sync (IEEE 1588)	Нет	Нет	Нет
Резервирование	Нет	Зависит от сети	MRP, MRPD	Нет	DLR	Зависит от сети	Кольцевая избыточность	Нет
Интеграция с IT	Низкая	Высокая	Высокая	Средняя	Высокая	Очень высокая	Низкая	Низкая
Особенности	Открытый, универсальный	Открытый, IP-совместимый	Real-time, PROFIsafe	Высокая скорость, низкая задержка	CIP, популярность в США	Семантика, безопасность, платформонезависимость	Мировой лидер полевых шин	Для встраиваемых систем
Применение	HMI, SCADA, энергетика	SCADA, HMI, интеграция IT	Заводская автоматизация, движение	Управление движением, робототехника	Пищевая, фарм., упаковка	Обмен данными АСУ ТП-ИТ, IIoT	Заводская автоматизация, процессы	Транспорт, встраиваемые системы

Интеграция разнородных телекоммуникационных решений и архитектура систем автоматизации

Современное промышленное предприятие — это сложный, многоуровневый организм, где каждый элемент, от датчика до ERP-системы, должен функционировать как единое целое. Достижение этой целостности невозможно без тщательно спроектированной архитектуры и бесшовной интеграции разнородных телекоммуникационных решений.

Архитектура АСУ ТП и роль промышленных сетей

Традиционно, архитектура АСУ ТП представляется в виде четырехуровневой пирамиды, которая наглядно демонстрирует иерархию управления и обмена информацией:

1. Уровень управления предприятием (MES/ERP): Здесь принимаются стратегические решения, планируются производственные графики, управляются ресурсы предприятия (финансы, персонал, логистика).
2. Уровень управления технологическим процессом (SCADA/DCS): На этом уровне осуществляется оперативный контроль и управление производственными линиями, мониторинг параметров, сбор и архивирование данных.
3. Уровень управления устройствами (ПЛК/контроллеры): Здесь расположены программируемые логические контроллеры (ПЛК), промышленные ПК, которые непосредственно управляют отдельными машинами, станками и производственными участками.
4. Уровень отдельных датчиков и исполнительных механизмов (полевой уровень): Это самый нижний уровень, где находятся физические устройства — датчики, измеряющие температуру, давление, скорость, и исполнительные механизмы, такие как клапаны, двигатели, приводы.

Для обеспечения информационной связи между всеми подсистемами на каждом из этих уровней используются промышленные сети. Они являются «кровеносной системой» АСУ ТП, обеспечивая непрерывный поток данных вверх и управляющих команд вниз по иерархии. Единая система операторского управления, средства сбора, передачи, обработки и архивирования информации, а также типовое оборудование (датчики, контроллеры) — все это объединяется и координируется благодаря промышленным сетям.

Интеграция информационных (IT) и операционных (OT) технологий

Одним из ключевых аспектов современной промышленной автоматизации является интеграция информационных технологий (IT) и операционных технологий (OT). Если традиционно IT и OT существовали в относительно изолированных мирах — IT отвечали за бизнес-процессы, а OT за управление физическими процессами на производстве, — то в условиях Индустрии 4.0 их конвергенция становится необходимостью. Эта интеграция призвана обеспечить бесшовный информационный поток от самого нижнего уровня (датчиков и исполнительных механизмов) до верхнего уровня управления предприятием. Цель — сделать информацию доступной в любом месте, в любое время, и обеспечить быстрый обмен данными между различными участками предприятия.

В этом процессе особую роль играет протокол OPC UA (OPC Unified Architecture). Он выступает в качестве универсального связующего звена, обеспечивая:

• Унифицированный доступ к данным: OPC UA позволяет получать данные от разнородного оборудования и систем, представляя их в едином, стандартизированном формате.
• Безопасность информационного обмена: Встроенные механизмы шифрования, аутентификации и контроля доступа делают его идеальным для безопасной передачи данных даже через интернет, что критически важно для удаленного управления и облачных решений.
• Интеграция с облачными платформами: Благодаря своей платформонезависимости и возможности семантического моделирования данных, OPC UA является ключевым элементом для интеграции промышленных систем с облачными сервисами и реализации концепций Индустрии 4.0 и IIoT.

Стандартизация и унификация

Движение к единым, открытым стандартам является фундаментальным для успешной интеграции и масштабирования систем автоматизации. Стандартизация позволяет избежать «вендор-лока» (зависимости от одного производителя), упрощает проектирование, внедрение и обслуживание систем, а также способствует совместимости оборудования и программного обеспечения от различных поставщиков.

Важность этой унификации подчеркивается наличием национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р ИСО 15745-4-2012 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 4. Протокол связи» устанавливает профили совместимости промышленных систем связи для передачи данных в автоматизации, обеспечивая их корректное взаимодействие.
• ГОСТ Р ИСО 16100-6-2014 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 6. Службы и протоколы интерфейса для сопоставления профилей, основанных на многоцелевых структурах классов возможностей» определяет службы и протоколы интерфейса, что дополнительно способствует бесшовному интеграции на программном уровне.

Важно также отметить, что промышленные сети, в отличие от офисных, имеют специальное конструктивное исполнение, обеспечивающее защиту от пыли, влаги, вибрации, ударов и широкий температурный диапазон (от -40 до +70°C). Это подтверждает их уникальные требования и специфику, отличающую их от обычных IT-сетей.

Требования к телекоммуникационным системам в контексте надежности, безопасности и производительности

В мире, где остановка производства даже на минуту может обернуться миллионными убытками, а нарушение работы критической инфраструктуры — катастрофой, требования к телекоммуникационным системам в автоматизации не просто высоки, они бескомпромиссны. Надежность, безопасность и производительность становятся не просто желательными характеристиками, а абсолютными императивами.

Обеспечение надежности и отказоустойчивости

Надежность телекоммуникационных систем в АСУ ТП — это их способность непрерывно и безотказно функционировать в течение заданного времени, обеспечивая высокую точность передачи данных между различными устройствами даже в суровых промышленных условиях. Промышленные протоколы должны быть устойчивы к электромагнитным помехам, вибрациям, перепадам температур и другим агрессивным факторам среды.

Высокая надежность промышленных сетей выражается в их отказоустойчивости — способности продолжать функционирование при отказе некоторых элементов, а также в минимальном количестве ошибок передачи данных. Для критически важных объектов, где недопустимы даже минимальные задержки или прерывания связи, применяются специализированные механизмы:

1. Протоколы резервирования. Традиционные протоколы, такие как MRP (Media Redundancy Protocol), основаны на изменении топологии сети в случае сбоя. Они обеспечивают время восстановления от миллисекунд до секунд, что для некоторых процессов может быть приемлемо.
2. «Бесшовное» резервирование. Для систем, где требуется абсолютная непрерывность связи (нулевое время восстановления), используются протоколы параллельного резервирования, такие как PRP (Parallel Redundancy Protocol) и HSR (High-Availability Seamless Redundancy) (описаны в стандарте IEC 62439-3). Эти протоколы обеспечивают нулевое время восстановления за счет дублирования фреймов и одновременной передачи их по двум независимым путям. Если один путь выходит из строя, данные мгновенно доставляются по второму, без каких-либо задержек или потерь.

Эти технологии позволяют промышленным сетям отличаться от офисных не только конструктивным исполнением, но и уникальной способностью к самовосстановлению после сбоя, что является фундаментальным для критически важных процессов.

Кибербезопасность в промышленных телекоммуникациях

С ростом подключенности промышленных систем к корпоративным сетям и интернету, экспоненциально возрастают и требования к защите от киберугроз. Промышленные системы, некогда изолированные, теперь стали частью глобальной цифровой инфраструктуры, что делает их привлекательной мишенью для злоумышленников.

Актуальные данные подтверждают остроту проблемы:

• В 2025 году количество кибератак на российские компании достигло рекордных показателей. В первом квартале «Лаборатория Касперского» зафиксировала 118 серьезных инцидентов в промышленности.
• За последние два года (к октябрю 2025 года) рост кибератак на промышленность в России составил 160%.
• По данным Positive Technologies, промышленность является одной из наиболее атакуемых отраслей в России, на которую приходится 11% всех кибератак в странах СНГ. В первом полугодии 2025 года злоумышленники чаще всего атаковали госучреждения (21%), промышленность (13%) и ИТ-компании (6%).
• Кибератаки на критическую инфраструктуру в России в 2025 году участились в 4 раза по сравнению с предыдущими периодами, причем 2/3 инцидентов направлены именно на критически важные объекты.

Основной уязвимостью промышленных систем является возможность неавторизованного доступа к системе управления. Многие современные контроллеры поддерживают удаленное программирование и связь со SCADA-системами по открытым протоколам, что создает потенциальные точки входа для атак из любой точки сети. Типичные угрозы включают сетевой шторм, а вредоносное ПО, используемое в кибератаках, в 38% случаев имело функциональность кражи учетных данных и шпионажа.

Для противодействия этим угрозам современные протоколы реализуют многоуровневую безопасность:

• Аутентификация: Проверка подлинности пользователей и устройств.
• Шифрование: Защита данных от перехвата и прослушивания.
• Проверка целостности: Гарантия того, что данные не были изменены в процессе передачи.
• Управление доступом: Ограничение прав пользователей и устройств к определенным функциям или данным.

OPC UA является одним из немногих промышленных протоколов, который изначально разрабатывался с учетом современных требований к безопасности, применяя несколько вариантов шифрования, аутентификации и контроля доступа, что позволяет безопасно передавать данные даже через интернет.

Особое внимание уделяется безопасности беспроводных технологий в АСУ ТП. Их активное использование вызывает повышенные требования к обеспечению защиты от несанкционированного доступа, перехвата данных и подмены устройств, что требует внедрения продвинутых методов шифрования, VPN и других мер кибербезопасности.

Производительность и детерминированность

В контексте АСУ ТП, производительность сети определяется не только «скоростью», но и прежде всего ее детерминированностью. Детерминированность — это гарантированная работа в режиме жесткого реального времени всех компонентов автоматизированной системы, что означает предсказуемое, малое, постоянное и известное время задержки при передаче данных. Это критически важно для систем, где требуется точное управление движением, синхронизация процессов или быстрая реакция на аварийные ситуации.

Основные характеристики производительности сети:

• Время реакции (латентность): Интервал между запросом ведущего устройства и ответом ведомого. В промышленных системах оно должно быть минимальным и, главное, предсказуемым.
• Пропускная способность: Количество информации, переносимой сетью в единицу времени. Хотя высокая пропускная способность желательна, детерминизм часто имеет более высокий приоритет, особенно на нижних уровнях управления.

ГОСТ Р 59052-2020 устанавливает стандартизированные процедуры проектирования производственных систем. Следование этим стандартам напрямую влияет на производительность и эффективность автоматизации, поскольку обеспечивает системный подход к выбору и внедрению телекоммуникационных решений, гарантирующих требуемые временные характеристики.

Примеры успешного применения передовых телекоммуникационных средств в комплексных системах автоматизации

Передовые телекоммуникационные средства, такие как 5G, IIoT и LPWAN-технологии, не просто дополняют существующие системы автоматизации; они переосмысливают их возможности, открывая путь к созданию по-настоящему умных и адаптивных производственных экосистем. Рассмотрим их практическое применение, в том числе на российском примере.

Применение 5G в промышленности

Технология 5G является одной из наиболее перспективных для развития Интернета вещей (IoT) и промышленной автоматизации. Её ключевые характеристики — выдающиеся скорости (до 10 Гбит/с), значительно увеличенная пропускная способность и, что наиболее критично для промышленности, низкая задержка (до нескольких миллисекунд) — открывают новые горизонты для эффективного функционирования умных городов, автономных транспортных систем и, конечно, Индустрии 4.0.

Внедрение 5G в промышленности становится катализатором для автоматизации производства через IIoT, позволяя реализовать сценарии, которые были невозможны с предыдущими поколениями связи:

• Удаленное управление высокоточными роботизированными комплексами: Низкая задержка 5G обеспечивает мгновенный отклик, необходимый для дистанционного контроля и управления сложными механизмами.
• Массовое подключение датчиков и устройств в реальном времени: Высокая пропускная способность позволяет собирать огромные объемы данных с тысяч устройств без задержек.
• Применение дополненной (AR) и виртуальной (VR) реальности: 5G является фундаментом для этих технологий, которые используются для удаленного обслуживания, обучения персонала и визуализации производственных процессов.
• Развитие автономного транспорта на производстве: Беспилотные транспортные средства на заводах и складах требуют надежной и высокоскоростной связи для координации и предотвращения столкновений.

В России уже активно ведутся пилотные проекты по внедрению 5G в промышленности. Например, МТС, «Камаз» и Ericsson еще в 2018 году подписали соглашение о сотрудничестве в области создания сетей связи для беспилотного автотранспорта и автоматизации производства. В 2020 году была запущена первая промышленная сеть 5G в России с максимальной скоростью до 870 Мбит/с. Более того, в декабре 2024 года в Москве заработала первая пилотная зона 5G на отечественном оборудовании компании «Иртея» в павильоне «Умный город» на ВДНХ, где средняя скорость загрузки составила 1,3 Гбит/с. Корпоративные сети Private LTE/5G-Ready активно развертываются в таких отраслях, как транспорт, энергетика, горно-металлургическая и атомная промышленность, что свидетельствует о стратегическом значении этой технологии для российской индустрии.

Промышленный Интернет вещей (IIoT)

Промышленный Интернет вещей (IIoT) — это не просто подключение оборудования к сети, это целая философия, направленная на создание интеллектуальных, взаимосвязанных и самоорганизующихся промышленных экосистем. IIoT играет жизненно важную роль в создании высоконадежной и самовосстанавливающейся промышленной системы, быстро реагирующей на события реального времени.

IIoT является ключевой технологией автоматизации в Индустрии 4.0, способствуя:

• Удаленному мониторингу оборудования: Позволяет отслеживать состояние машин, их производительность и потребление ресурсов в реальном времени из любой точки мира.
• Предиктивному обслуживанию: За счет сбора и анализа данных с датчиков, IIoT позволяет прогнозировать возможные сбои оборудования и проводить обслуживание до того, как произойдет поломка, тем самым сокращая внеплановые простои.
• Оптимизации производственных процессов: IIoT улучшает производственные процессы, повышает безопасность, снижает энергозатраты и обеспечивает более точную настройку оборудования.
• Созданию адаптивных экосистем: Позволяет создавать умные цеха и индустриальные парки, где оборудование взаимодействует друг с другом, адаптируясь к меняющимся условиям.

В России IIoT активно используется для повышения операционной эффективности. Например, компания «Сбер» применяет AIIoT (Искусственный Интеллект в Промышленном Интернете вещей) для мониторинга промышленного оборудования и систем энергопотребления в реальном времени. Это помогает оптимизировать расходы на обслуживание и значительно снижать затраты на электроэнергию, демонстрируя ощутимые экономические выгоды.

LPWAN-технологии и NB-IoT

Технологии LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), такие как NB-IoT (Narrowband IoT), являются ключевыми игроками в обеспечении и ускорении развертывания IoT в промышленности, особенно для сценариев, требующих большой дальности связи, низкого энергопотребления и высокой плотности устройств.

NB-IoT играет фундаментальную роль, реализуя уровень связности для промышленного интернета вещей (IIoT) с очень высокой плотностью датчиков. Его уникальные характеристики делают его идеальным для сбора телеметрических данных с тысяч удаленных, автономных устройств:

• Высокая плотность подключений: NB-IoT способна поддерживать до 50 000 подключений на одну соту, что эквивалентно примерно 40 устройствам на одну семью в бытовом масштабе, а в промышленном — означает возможность развертывания огромного количества датчиков на большой территории.
• Энергоэффективность: Устройства NB-IoT могут работать от одной батареи до 10 лет, минимизируя затраты на обслуживание и замену источников питания.
• Широкое покрытие: Дальность покрытия до 22 километров от базовой станции обеспечивает связь даже в труднодоступных и отдаленных промышленных зонах.

Благодаря этим преимуществам, LPWAN-технологии идеально подходят для таких задач, как мониторинг состояния оборудования на больших площадях (например, в сельском хозяйстве, энергетике, логистике), отслеживание перемещения активов, сбор данных с удаленных счетчиков и сенсоров, где объемы передаваемой информации невелики, но требуется надежная и долговечная связь.

Вызовы и перспективы развития телекоммуникаций в промышленной автоматизации в условиях Индустрии 4.0

Индустрия 4.0 — это не просто следующий этап промышленной революции; это парадигматический сдвиг, основанный на повсеместной цифровизации, интеллектуализации производства и создании «умных фабрик». Эта концепция затрагивает большую часть технологических инноваций настоящего времени, ускоряя рост информатизации и автоматизации. Её основы включают интероперабельность (совместимость), виртуализацию, децентрализацию и работу в режиме реального времени. Однако, как и любая масштабная трансформация, Индустрия 4.0 несет в себе не только огромные возможности, но и серьезные вызовы.

Вызовы цифровой трансформации и внедрения 5G

Цифровая трансформация, хотя и открывает огромные возможности, одновременно вносит дополнительные риски и сложности.

1. Технологическая безработица: Роботизация и автоматизация могут привести к сокращению рабочих мест в традиционных секторах, вызывая социальное неравенство и требуя масштабных программ переквалификации.
2. Неверные решения ИИ: Зависимость от систем искусственного интеллекта может привести к принятию некорректных решений, если алгоритмы недостаточно обучены или данные искажены, что чревато сбоями и авариями.
3. Кибербезопасность: С увеличением интеграции промышленных сетей в IT-инфраструктуры возникают уязвимости безопасности, которые являются серьезной проблемой. Кибератаки на критическую инфраструктуру в России в 2025 году участились в 4 раза, при этом 2/3 инцидентов направлены именно на критически важные объекты.
4. Сложность разработки IoT-систем: Создание эффективных IoT-систем требует комбинирования множества технологий: беспроводной связи, широкополосных сотовых сетей, датчиков, исполнительных механизмов, сбора данных, встроенных систем реального времени, граничных вычислений с ИИ и низкопотребляющей электроники. Эта сложность требует междисциплинарных команд и значительных компетенций.
5. Инвестиции в инфраструктуру: Внедрение 5G, например, вызывает ряд вызовов, включая необходимость модернизации существующей инфраструктуры и огромных капитальных инвестиций для возведения новой. В России это особенно актуально, так как развертывание 5G-инфраструктуры по всей стране сложно реализовать без значительной государственной поддержки.
6. Импортозамещение и технологическая независимость (российский контекст): В 2025 году российские компании сталкиваются с задачами импортозамещения ИТ-решений, дальнейшей цифровизации производств и противодействия кибератакам. По состоянию на сентябрь 2024 года, ИТ-инфраструктура промышленных предприятий России только на 31% состоит из российских решений, что указывает на серьезные вызовы в достижении технологической независимости и необходимости инвестиций в отечественные разработки.

Ключом к успешной модернизации промышленности является сочетание стабильной, устоявшейся индустриальной нормативной базы с новыми подходами Индустрии 4.0.

Перспективы развития и новые технологические тренды

Несмотря на вызовы, перспективы развития промышленной автоматизации, подпитываемые телекоммуникационными технологиями, остаются чрезвычайно обнадеживающими. Каким образом искусственный интеллект сможет кардинально изменить производственные процессы, сделав их не только эффективнее, но и умнее?

1. Промышленный Интернет вещей (IIoT), Большие данные и машинное обучение: Эти технологии будут основой для прогнозной аналитики и оптимизации процессов. Сбор и анализ огромных массивов данных (Big Data) с IIoT-устройств позволит применять машинное обучение для выявления закономерностей, прогнозирования сбоев, оптимизации производственных параметров и повышения общей эффективности.
2. Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение в автоматизации: ИИ становится драйвером инноваций. Он применяется для:
   • Предиктивной аналитики и прогнозирования поломок оборудования: Российские компании уже активно используют ИИ для этих целей. Например, «Сибур» благодаря предиктивной аналитике сократил простои оборудования на 20%, а «Северсталь» смогла предотвратить значительное количество поломок.
   • Компьютерного зрения для контроля качества продукции: ИИ позволяет автоматизировать контроль качества на конвейерах, снижая брак, нивелируя человеческий фактор и улучшая общее качество продукции.
   • Оптимизации энергопотребления: Например, НЛМК использует ИИ для оптимизации расхода электроэнергии.
   • Оптимизации логистики и цепочек поставок.

   По оценкам Росстата, к концу 2025 года 30% российских компаний будут использовать продукты с применением ИИ, что свидетельствует о его стремительном внедрении в отечественную промышленность.

3. Развитие промышленной беспроводной связи: Дальнейшее развитие стандартов 5G/6G, LPWAN, а также специализированных промышленных беспроводных решений будет способствовать повышению гибкости и мобильности производственных систем.
4. Облачные вычисления и граничные вычисления: Облачные платформы предоставляют масштабируемые ресурсы для хранения и обработки данных IIoT, а граничные вычисления (Edge Computing) позволяют обрабатывать данные ближе к источнику, снижая задержки и нагрузку на центральные серверы.
5. Киберфизические системы (CPS): Это интегрированные системы, объединяющие вычислительные и физические компоненты, которые взаимодействуют друг с другом и с людьми в режиме реального времени. Они являются воплощением Индустрии 4.0, где физические процессы контролируются и управляются компьютерными алгоритмами.

Современное развитие приборо- и системостроения, новые технологии автоматизации производства, контрольно-измерительной и диагностической техники постоянно освещаются в профильных журналах, таких как «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика», что подтверждает динамичность и актуальность данной области для будущих специалистов.

Заключение

Исследование роли и применения телекоммуникационных средств в комплексных системах автоматизации наглядно демонстрирует, что эти технологии являются не просто вспомогательными элементами, а неразрывной основой современной индустрии. От первых централизованных систем, сталкивавшихся с ограничениями кабельных сетей, до сегодняшних цифровых промышленных экосистем, телекоммуникации прошли путь бурного развития, сформировав фундамент для Индустрии 4.0.

Мы проследили эволюцию, выявив ключевую роль информационно-коммуникационных технологий в обеспечении высокой производительности, гибкости и управляемости. Значение стандартизации, олицетворяемой моделью OSI, оказалось критически важным для обеспечения совместимости и интероперабельности. Актуальные данные Росстата подтверждают прямую связь между ростом промышленного производства в России и уровнем автоматизации, подчеркивая экономическую значимость рассматриваемой темы.

Детальный анализ различных типов телекоммуникационных средств — от проводных электрических и оптоволоконных линий до беспроводных решений, таких как Wi-Fi, WirelessHART и NB-IoT — показал их специфические характеристики, преимущества и области применения. Сравнительный обзор промышленных протоколов, включая Modbus, PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, OPC UA, PROFIBUS, CANopen, MQTT и IEC 61850, позволил оценить их уникальные возможности в контексте детерминизма, скорости, безопасности и интеграции. Особо выделена роль OPC UA как универсального, безопасного и платформонезависимого языка для конвергенции IT и OT.

Мы подробно рассмотрели бескомпромиссные требования к телекоммуникационным системам в критически важных автоматизированных процессах. Обеспечение надежности, достигаемое через протоколы резервирования и «бесшовного» резервирования (PRP, HSR), является залогом непрерывности производства. Вопросы кибербезопасности, в свете растущего числа атак на российскую промышленность, выходят на первый план, требуя многоуровневой защиты и внимания к уязвимостям. Детерминированность как ключевое свойство производительности гарантирует работу систем в режиме жесткого реального времени, что закреплено в соответствующих ГОСТах.

Примеры успешного применения передовых телекоммуникационных средств, таких как 5G в России (пилотные проекты «Камаз», «Иртея»), IIoT («Сбер» в оптимизации энергопотребления) и LPWAN-технологии, продемонстрировали их преобразующий потенциал для различных отраслей.

Вместе с тем, нами были идентифицированы серьезные вызовы Индустрии 4.0: риски цифровой трансформации, необходимость масштабных инвестиций в инфраструктуру 5G, сложности разработки IoT-систем и острая проблема импортозамещения ИТ-решений в российской промышленности. Однако, эти вызовы компенсируются огромными перспективами, такими как дальнейшее развитие IIoT, Больших данных и повсеместное внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения для прогнозной аналитики и оптимизации процессов, что уже подтверждается российскими кейсами «Сибура» и НЛМК.

Таким образом, телекоммуникационные средства — это не просто средство связи, а сложный, постоянно развивающийся комплекс технологий, определяющий будущее промышленной автоматизации. Глубокое понимание их роли, характеристик, требований и перспектив критически важно для будущих специалистов, способных формировать и внедрять инновационные решения в условиях динамичной цифровой экономики.

Список использованной литературы

1. Белов М. П. Технические средства автоматизации и управления: Учеб. пособие. СПб.: СЗТУ, 2006. 184 с.
2. Родионов В. Д., Терехов В. А., Яковлев В. Б. Технические средства АСУТП: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1989. 262 с.
3. Пятибратов А.П., Гудыко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. 1997. 452 с.
4. Автоматизация типовых технологических процессов и установок: Учебник для вузов / A.M. Корытин, Н.К. Петров, С.Н. Радимов, Н.К. Шапарев. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988. 432 с.
5. Автоматизированные информационные технологии в экономике / Под ред. проф. Г.А. Титоренко. М.: Финстатинформ, 1997.
6. Назаров С.В. и др. Компьютерные технологии обработки информации. М.: Финансы и статистика, 1995.
7. Половнсв С.И. Система автоматизированной обработки учетной информации. М, 1995.
8. Экономика, информатика и вычислительная техника / Под ред. В.П. Косарева и А.Ю. Королева. М.: Финансы и статистика, 1998.
9. Microsoft FrontPage 2003. Русская версия. М.: Эком, 2005. 383 с.
10. Вайскопф Дж. Microsoft FrontPage 2000. Учебный курс. Санкт-Петербург: Питер, 2003. 400 с.
11. Обзор современных протоколов промышленной автоматизации — Modbus, Profinet, EtherCAT и др. URL: https://inner.su/blog/sravnenie-promyshlennykh-protokolov-modbus-profinet-ethercat-i-dr (дата обращения: 11.10.2025).
12. Industrial Sensors and Controls in Communication Networks. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-22108-9 (дата обращения: 11.10.2025).
13. Промышленная сеть. Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C (дата обращения: 11.10.2025).
14. Journals in Robotics and industrial automation — Elsevier Shop. URL: https://www.elsevier.com/journals/computers-in-industry/0166-3615 (дата обращения: 11.10.2025).
15. Индустрия 4.0: перспективы и вызовы для общества. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/industriya-4-0-perspektivy-i-vyzovy-dlya-obschestva (дата обращения: 11.10.2025).
16. Таблицы типов промышленных сетевых протоколов: сравнение и характеристики. URL: https://inner.su/blog/sravnitelnye-tablicy-promyshlennykh-protokolov-svyazi-kharakteristiki-i-primenenie (дата обращения: 11.10.2025).
17. ГОСТ Р ИСО 15745-4-2012. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 4. Протокол связи. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200096979 (дата обращения: 11.10.2025).
18. ПРЕИМУЩЕСТВА И ВЫЗОВЫ ВНЕДРЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ «ИНДУСТРИЯ 4.0» В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/preimuschestva-i-vyzovy-vnedreniya-kontseptsii-industriya-4-0-v-promyshlennosti (дата обращения: 11.10.2025).
19. Building Trust in Autonomous Aerial Systems: A Review of Hardware-Rooted Trust Mechanisms. URL: https://www.mdpi.com/2079-9292/12/20/4161 (дата обращения: 11.10.2025).
20. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ. Учебное пособие. Уральский федеральный университет. URL: https://stud.urfu.ru/file/20127/ (дата обращения: 11.10.2025).
21. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Журнал. URL: http://pribor.tgizd.ru/ (дата обращения: 11.10.2025).
22. Industrial Communication Networks and the Future of Industrial Automation. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7822997 (дата обращения: 11.10.2025).
23. 5G ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ (IOT): НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ВЫЗОВЫ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ. URL: https://opusmgau.ru/jour/article/view/1781 (дата обращения: 11.10.2025).
24. ГОСТ Р 59052-2020. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Стандартизированные процедуры проектирования производственных систем. Часть 1. Основные положения. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200174092 (дата обращения: 11.10.2025).
25. Описание параметра «Встроенные коммуникационные протоколы». Профсектор. URL: https://profsektor.ru/articles/o-parametrakh/vstroennye-kommunikatsionnye-protokoly/ (дата обращения: 11.10.2025).
26. Промышленные сети и интерфейсы. URL: https://reallab.ru/doc/asu_tp/ch2.php (дата обращения: 11.10.2025).
27. ЦИФРОВЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ, Требования к ЦПС, их общая классификация и принципы построения. URL: https://studfile.net/preview/4311892/page:37/ (дата обращения: 11.10.2025).
28. Протоколы связи в АСУ ТП. URL: https://plc-systems.by/articles/protokoly-svyazi-v-asu-tp (дата обращения: 11.10.2025).
29. СОВРЕМЕННЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБЪЕКТОВ. URL: https://asu-pro.ru/novosti/sovremennye-otechestvennye-sistemy-avtomatizacii-i-telemekhaniki-tekhnologicheskikh-processov-i-obektov (дата обращения: 11.10.2025).
30. ГОСТ Р ИСО 16100-6-2014. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 6. Службы и протоколы интерфейса для сопоставления профилей, основанных на многоцелевых структурах классов возможностей. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110309 (дата обращения: 11.10.2025).
31. Стандарт NB-IoT Low-Power and Wide-Area, LPWAN (Энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия). TAdviser. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82_NB-IoT_Low-Power_and_Wide-Area,_LPWAN_(%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C_%D0%B4%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE_%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D1%83%D1%81%D0%B0_%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D1%8F) (дата обращения: 11.10.2025).
32. ИНДУСТРИЯ 4.0: реалии сегодняшнего дня. Журнал ИСУП. URL: https://isup.ru/articles/18/14299/ (дата обращения: 11.10.2025).