«Виртуальный контроллер» Айсорс

В статье рассматривается программное решение, ориентированное на задачи импортозамещения в сфере промышленной автоматизации. «Виртуальный контроллер» представляет собой программную платформу, предназначенную для реализации функций промышленной автоматизации и выполнения алгоритмов управления без применения аппаратного ПЛК.

АО «Айсорс», г. Москва

скачать pdf >>

Автор статьи - Герман Величко, руководитель по работе с ключевыми клиентами АО «Айсорс»

Импортозамещение АСУ ТП: новый вызов для индустрии

В 2023 го­ду государство поставило перед промышленностью масштабную задачу: к 2030 го­ду полностью перейти на отечественные системы автоматизации технологических процессов (АСУ ТП) на критически важных объектах. Постановление Правительства РФ № 1912 требует, чтобы с 1 сентября 2024 го­да по 1 января 2030 го­да все субъекты критической информационной инфраструктуры (КИИ) использовали только доверенные программно-аппаратные комплексы (ДПАК) на своих объектах. Иными словами, в ближайшие го­ды предприятиям необходимо заменить иностранные контроллеры и программное обеспечение АСУ ТП на отечественные аналоги. По оценке UltimaTec, на текущий момент до­ля иностранных систем управления составляет почти 70 %. Кроме то­го, это не только технический, но и финансовый вызов. 

По оценкам экспертов, до­ля расходов на АСУ ТП составляет 3–7 % в бюджете крупных проектов капитального строительства.

Классический подход: прямая замена контроллеров

Классический подход к импортозамещению АСУ ТП – это прямая замена всех физических программируемых логических контроллеров (ПЛК) зарубежного производства на российские. На первый взгляд, решение очевидно: демонтировать иностранные шкафы управления, установить вместо них отечественные контроллеры, модули ввода/вывода и периферийное оборудование, перепрограммировать логику и интегрировать их с существующими системами. Однако такой прямой подход сопряжен со значительными затратами и сложностями. Необходимо закупить десятки (а на больших объектах – сотни) новых приборов, проложить кабели, заново провести пусконаладочные работы. По оценкам экспертов Айсорс, совокупные затраты на перевооружение промышленной автоматики объектов критической информационной инфраструктуры российских предприятий превысят 900 миллиардов рублей. Отечественные ПЛК уже появились на рынке, но их функциональные возможности и производительность не всегда соответствуют привычным импортным аналогам, а сроки поставки в условиях повышенного спроса могут увеличиваться. В итоге традиционный путь модернизации способен привести к существенному росту капитальных затрат и потребовать длительных остановок производства на время переоснащения, что для большинства предприятий недопустимо.

Цифровая альтернатива: виртуализация контроллеров

Столкнувшись с ограничениями классического подхода, промышленные компании и системные интеграторы обратили внимание на альтернативное решение – виртуальные контроллеры. Это новый подход к автоматизации, при котором роль аппаратных ПЛК выполняет специализированное программное обеспечение, работающее на различном вычислительном оборудовании (промышленных компьютерах, серверах). В России одним из пионеров данного направления стала компания Айсорс – отечественный разработчик комплексных решений промышленной автоматизации . В 2025 го­ду Айсорс представила собственную разработку – технологию «Виртуальный контроллер», не имеющую полных аналогов на российском рынке. 28 июля 2025 го­да этот продукт успешно прошел необходимые испытания и был включен Министерством цифрового развития в единый реестр российского программного обеспечения под № 28867, что подтверждает его статус отечественного решения и открывает возможность применения в соответствии с требованиями Постановления № 1912.

Что представляет собой «Виртуальный контроллер»?

Фактически это программный ПЛК – программная платформа, выполняющая все функции традиционного контроллера, но без привязки к конкретному оборудованию. «Виртуальный контроллер» Айсорс устанавливается на промышленный компьютер (рис. 1) или сервер и берет на се­бя управление технологическими процессами. Система изначально спроектирована аппаратно независимой: она поддерживает различные процессорные архитектуры (x86, ARM, MIPS и др.) и не требует специальных аппаратных модулей. Таким образом, задача перехода на ДПАК может быть решена путем развертывания ПО «Виртуальный контроллер» на ПК. Исполнительная среда функционирует на ба­зе Astra Linux с внедренными патчами реального времени и оптимизированным планировщиком, что обеспечивает детерминированное выполнение алгоритмов и надежность, необходимую для промышленного применения. «Виртуальный контроллер» может работать как на реальном оборудовании, так и в виртуальной инфраструктуре, включая KVM, VMware, Hyper-V и Kubernetes. Такая гибкость позволяет задействовать один сервер или кластер для управления одновременно множеством объектов практически любого масштаба. Иными словами, «Виртуальный контроллер» может быть установлен локально на объекте или работать в частном ли­бо публичном облаке – в зависимости от конкретных задач и ИТ-стратегии предприятия.

Рис. 1. Промышленный ПК с предустановленным ПО «Виртуальный контроллер»

Важной частью решения является современная среда разработки (рис. 2). В состав «Виртуального контроллера» Айсорс включен собственный программный пакет для конфигурирования, программирования и отладки проектов автоматизации. Среда поддерживает популярные среди инженеров языки графического программирования, такие как функциональные блоковые диаграммы (FBD) и язык структурированного текста (ST). Специалисты получают привычные инструменты: визуальное проектирование алгоритмов, онлайн-мониторинг значений переменных, управление задачами в реальном времени. Предусмотрен набор полезных функций: шаблоны проектов, автоматическое сохранение, локальная история изменений, резервное копирование. Эти возможности снижают риск ошибок и ускоряют ввод системы в эксплуатацию. При этом разработчик работает не с закрытым проприетарным уст­ройст­вом, а с универсальной платформой, открытой для интеграции с другими системами и прикладными приложениями.

Рис. 2. Виртуальная среда разработки

Виртуализация контроллеров да­ет ряд практических возможностей:

Переход от множества аппаратных блоков к программному решению означает меньше приобретаемого оборудования: контроллеров, шкафов и кабельных линий, а также неизменное количество модулей ввода/вывода независимо от конфигурации. 

Чем меньше физических устройств в системе, тем меньше затрат на их обслуживание. Отпадает необходимость содержать обширный склад дорогостоящих ЗИП (запасных частей) для разных моделей ПЛК, сокращается число выездов сервисных инженеров. В итоге эксплуатационные расходы на поддержку АСУ ТП снижаются примерно на 20 %. Дополнительный плюс – программный контроллер проще обновлять: все обновления программного обеспечения доступны напрямую от разработчика и могут устанавливаться централизованно. Это гарантирует актуальность системы и своевременное закрытие уязвимостей.

«Виртуальный контроллер» не привязан к конкретной модели оборудования или экосистеме производителя. Он может работать на любой подходящей аппаратной платформе – от встроенного одноплатного компьютера или промышленного ПК до мощного серверного кластера. Иными словами, под задачи разного масштаба не нужна линейка разных контроллеров: достаточно увеличить вычислительные ресурсы существующего сервера или перенести систему на более производительное оборудование. При росте производства или расширении объекта нет необходимости закупать множество новых ПЛК – можно нарастить ресурсы текущего вычислительного узла ли­бо развернуть дополнительные экземпляры «Виртуального контроллера» в нужном количестве. Пиковые нагрузки покрываются добавлением ресурсов (процессорных ядер, памяти) вместо перестройки всей архитектуры. Подобная гибкость особенно важна, когда требования к системе управления со временем меняются.

Один из ключевых вопросов при модернизации АСУ ТП – нужно ли менять полевой уровень (датчики, исполнительные механизмы, удаленные модули ввода/вывода). «Виртуальный контроллер» позволяет обойтись без этого. Поддержка открытых промышленных протоколов (например, Modbus TCP/RTU, EtherNet/IP, MQTT и др.) встроена непосредственно в исполнительную среду. Решение обменивается данными с любым оборудованием, работающим по стандартным протоколам, независимо от производителя. Проще говоря, можно сохранить существующие периферийные станции ввода/вывода, се­ти полевых уст­ройств и да­же сторонние контроллеры – программный ПЛК интегрируется с ни­ми по стандартным интерфейсам. Например, если на объекте уже установлены шкафы удаленного ввода/вывода с интерфейсом Modbus, новый программный контроллер подключается к ним по Ethernet без перепрокладки существующих кабельных линий (рис. 3). Благодаря этому модернизация системы проходит мягко: предприятие сохраняет значительную часть ранее сделанных инвестиций в оборудование, а переход на отечественное ПО теоретически может осуществляться почти без остановки производства («Виртуальный контроллер» можно предварительно настроить, отладить параллельно с действующей системой и затем в нужный момент переключить управление на него).

Рис. 3. Шкаф управления с ПО «Виртуальный контроллер»

Несмотря на отсутствие специализированного аппаратного «железа», «Виртуальный контроллер» спроектирован с учетом жестких требований промышленной надежности. Система поддерживает механизмы резервирования и горячего резервного копирования: можно настроить резервный экземпляр контроллера на другом узле, способный мгновенно принять на се­бя управление в случае сбоя основного. Применение современного программного стека позволяет реализовать актуальные ме­ры кибербезопасности: шифрование соединений (протокол TLS 1.3), разграничение прав доступа пользователей (RBAC) с интеграцией с LDAP/Active Directory, электронную подпись конфигураций, журналирование событий. Полностью отечественная разработка ПО означает отсутствие скрытых закладок и гарантированную доступность технической поддержки внутри страны – немаловажный фактор для критически важных объектов. По мнению специалистов, переход на виртуальные контроллеры снижает риск киберинцидентов и утечек данных, так как устраняется зависимость от закрытых зарубежных прошивок и удаленных обновлений.

«Виртуальный контроллер» Айсорс задуман не просто как замена отдельной модели ПЛК, а как универсальная платформа для промышленной автоматизации. Он с равной эффективностью может применяться на объектах топливно-энергетического комплекса (нефть, газ, энергетика), для автоматизации инженерных систем зданий (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, освещение и др.), в смежных отраслях вроде металлургии и добычи ТПИ, а также нефтехимии. Благодаря поддержке открытых стандартов и совместимости с международными инициативами (например, Open Process Automation Standard, O-PAS) решение соответствует тренду на открытые архитектуры АСУ ТП. Как отмечают эксперты, интеграция промышленных и информационных технологий на основе открытых систем будет определять развитие рынка автоматизации в ближайшие го­ды. В этом контексте виртуальные контроллеры в полной ме­ре соответствуют современной концепции Индустрия 4.0, делая управление более программно-центричным, гибким и тесно интегрированным с ИТ-инфраструктурой предприятия.

Практика внедрения

Идея виртуализации контроллеров уже подтверждена на реальных объектах. Первый пилотный проект с «Виртуальным контроллером» Айсорс был реализован в 2025 го­ду на нефтедобывающем месторождении в Западной Сибири. На группе скважин, где традиционно каждый куст оборудован несколькими ПЛК для управления фонтанной арматурой, насосами и системами поддержания давления, решили испытать программный подход. «Виртуальный контроллер» взял на се­бя управление сразу несколькими узлами: он совместил в единой виртуальной среде контроль над всеми скважинами и связанным технологическим оборудованием. При этом существующие датчики, приводы и коммуникационные се­ти не изменялись – программный комплекс интегрировался с ни­ми через стандартные интерфейсы. Результаты пилотного проекта оказались успешными. Система отработала стабильно в реальных полевых условиях, подтвердив способность выдерживать промышленные нагрузки.

Другим примером служит проект автоматизации зданий. В инжиниринговом центре в Санкт-Петербурге решение Айсорс бы­ло внедрено для централизованного управления семью разными системами здания – от отопления и вентиляции до электроснабжения и пожарного мониторинга. Это позволило объединить около 2500 сигналов в единый центр управления. В результате появилась система управления зданием (АСУЗ), которая повысила безопасность объекта за счет ранней диагностики неисправностей и позволила реализовать энергоэффективные сценарии управления климатом и освещением. При расширении комплекса не потребовалось заново разрабатывать архитектуру: благодаря аппаратной независимости платформы решение легко масштабировалось на новые корпуса, интегрируясь в общую систему автоматизации. Этот пример демонстрирует, что виртуальные контроллеры успешно работают не только на нефтегазовых установках, но и в гражданской инфраструктуре, что значительно расширяет область их применения. 

Практический опыт эксплуатации ИТ-решений в области автоматизации показывает, что переход на отечественные программные средства может не только заменить зарубежные компоненты, но и изменить подход к построению систем управления. Виртуализация контроллеров рассматривается как одно из направлений развития АСУ ТП: вместо замены аппаратных ПЛК на российские аналоги предлагается использовать программные решения, выполняющие функции контроллера на промышленном сервере или другом вычислительном оборудовании.

К потенциальным эффектам, которые отмечают участники отрасли, относят сокращение количества специализированного оборудования, упрощение масштабирования, возможность централизованного обновления и интеграции с корпоративными системами. Такой подход позволяет унифицировать архитектуру управления и уменьшить количество разнотипных устройств в инфраструктуре.

Кроме того, рассматриваемые технологии способствуют снижению зависимости от поставок ограниченного круга аппаратных компонентов и позволяют предприятиям использовать платформы, которые могут быть модифицированы под конкретные задачи. Настройка функций, интеграция с внутренними ИТ-системами, добавление новых модулей и обновление программных компонентов выполняются внутри контролируемого контура.

В отраслевой повестке такие решения рассматриваются как элемент долгосрочного развития систем автоматизации на базе открытых архитектур. Согласно заявлениям представителей Минпромторга РФ, объединение промышленных и информационных технологий в едином цифровом пространстве является одним из направлений развития рынка в ближайшие годы. Виртуализация функций ПЛК соответствует этому подходу и может применяться как для выполнения требований регуляторов, так и для оптимизации структур управления на предприятиях.

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 5(119)_2025

Г. В. Величко, руководитель по работе с ключевыми клиентами,
АО «Айсорс», г. Москва,
тел.: +7 (495) 161-7666,
e-mail: support@isource.ru

Иллюстрации предоставлены компанией АО «Айсорс»