Centralny System Akwizycji Danych

Po wejściu w erę Przemysłu 4.0 możemy zaobserwować, że digitalizacja zakładów produkcyjnych spowodowała lawinowy wzrost ilości gromadzonych danych pochodzących z wielu różnorodnych źródeł, takich jak: systemy automatyki, przemysłowe systemy IT, a także bezpośrednio sterowniki maszyn i urządzeń różnych producentów. Zgromadzenie w jednym centralnym miejscu wszystkich dostępnych danych umożliwia ich szczegółową analizę, dającą w rezultacie ogromne możliwości optymalizacji procesów produkcyjnych i administracyjnych, co zapewni znaczne oszczędności. Do tego celu służą dedykowane systemy CDAS (Central Data Aquisition System), które zapewniają m.in.:

• Integrację wszystkich informacji w jednym centralnym miejscu
• Centralną analizę danych pochodzących z wielu źródeł
• Możliwość szacowania całkowitych kosztów produkcji
• Wdrażanie oszczędności w procesie produkcji
• Opracowywanie i wdrażanie innowacyjnych technologii
• Zwiększanie wydajności procesów technologicznych
• Ograniczenie ryzyka awarii kluczowych maszyn i urządzeń poprzez odpowiednie planowanie remontów

Asix CDAS

Specjaliści ASKOM wdrażają z sukcesem od końca lat 90-tych XX wieku rozbudowane systemy akwizycji danych klasy CDAS, oparte na własnej platformie SCADA Asix. Wdrażane systemy Asix CDAS charakteryzują się m.in.:

• szeroką dostępnością wszystkich typów danych - bieżących i archiwalnych, a także alarmów i zdarzeń
• dużą skalowalnością umożliwiającą rozbudowę systemu od lokalnych instalacji do rozbudowanych systemów (setki tysięcy pomiarów) bez zmniejszenia ich wydajności
• bezpieczeństwem zawartych w systemie informacji
• gromadzeniem danych z większości dostępnych na rynku maszyn i urządzeń oraz systemów automatyki (SCADA / PLC / DCS) i przemysłowych systemów IT (MES / MOM / LIMS / QMS)

Przykładowa konfiguracja systemu Asix CDAS dla Elektrowni

Sprawdzona platforma

Asix CDAS oparty jest na systemie SCADA Asix, który jest programową platformą projektowania i realizacji przemysłowych systemów IT dla przedsiębiorstw, procesów, linii technologicznych, maszyn i urządzeń, dostarczającą bogatą funkcjonalność, jakiej oczekuje się od systemów tej klasy. System SCADA Asix jest rozwijany przez firmę ASKOM od prawie 30 lat i został sprzedany i wdrożony przez ASKOM i certyfikowanych integratorów w ilości ok. 13 tysięcy licencji. Funkcjonalności systemu SCADA Asix wykorzystywane do tworzenia centralnych systemów akwizycji Asix CDAS to m.in.:

• AsPad - moduł historiana (archiwizacji danych)
• AsTrend - moduł trendów
• AsRaport - moduł raportowy
• AsExcel - wtyczka do analizy danych w programie MS Excel
• zestaw drajwerów komunikacyjnych

Historian

Szczególnie ważnym modułem systemu SCADA Asix wykorzystywanym przez Asix CDAS jest moduł archiwizacji danych (historian) pod nazwą Aspad, który w wydajny sposób gromadzi dane przebiegów analogowych, binarnych i alarmów. Pojemność archiwum dostępnego on-line na komputerze operatora lub dyspozytora procesu jest ograniczona jedynie wielkością dysku komputera i w praktyce może obejmować historię z wielu lat wstecz. Historian może przetwarzać i rejestrować dane bieżące z dokładnością 100 nanosekund, jednak rzeczywista częstotliwość rejestracji danych będzie wynikać głównie z możliwej szybkości ich pobierania poprzez sprzęgi komunikacyjne. Moduł Aspad daje możliwość wyboru sposobu archiwizacji danych: w wewnętrznym formacie, gwarantującym kompresję danych w locie i usuwanie danych nadmiarowych, lub w bazie danych MS SQL Server. Wszystkie dane są zapisywane z czasem uniwersalnym UTC, co sprawia, że czas jest jednoznaczny, niezależnie od zmian na letni i zimowy, a dane zarejestrowane w różnych strefach czasowych będą widoczne w każdej strefie z czasem prawidłowym dla tej strefy. Dane modułu historiana są podstawą do prezentacji wykresów pomiarów, także bezpośrednio na schematach technologicznych i raportach.

Trendy

System Asix CDAS pozwala efektywnie wykorzystać dostępne w ramach systemu SCADA Asix narzędzie AsTrend, umożliwiające graficzną analizę gromadzonych danych. Moduł AsTrend, służący do wyświetlania i przeglądania przebiegów czasowych wybranych zestawów zmiennych, został wyposażony w funkcję tworzenia ad-hoc raportów tabelarycznych dla różnych okresów czasu (zmiana, doba, miesiąc, kwartał, rok, dowolny okres) i odpowiadających im domyślnym przedziałom czasowym (godzina, dzień, miesiąc). Łatwość tworzenia raportów w AsTrend, skądinąd module przeznaczonym głównie dla graficznej analizy danych, przekona każdego użytkownika. Po wyborze zmiennych z okna podpowiedzi wystarczy wybrać raportowane wartości w postaci jednego z proponowanych agregatów. Dostępne są m.in. agregaty typu:

• wartość minimalna/maksymalna
• wartość początkowa/końcowa
• przyrost w przedziale
• średnia
• całka

Możliwe jest też utworzenie raportu dla zmiennych wyliczanych w oparciu o archiwizowane przebiegi. Dla każdego raportu można swobodnie określić nagłówek i podsumowanie raportu (do pięciu wierszy), a gotowe raporty można drukować i eksportować do plików PDF. Dodatkowo moduł trendów umożliwia szybkie lokalizowanie interesujących fragmentów przebiegów dzięki inteligentnej metodzie przeglądania, która komponuje przebiegi w oparciu o wartości zagregowane, wyliczane i udostępniane przez historiana (moduł AsPad). AsTrend automatycznie dobiera okres agregatu do horyzontu wyświetlanego wykresu, a w stosownym momencie przechodzi na rysowanie wykresów w oparciu o dane surowe. Zastosowanie agregatów pozwoliło na zoptymalizowanie mechanizmu rysowania wykresów o szerokim horyzoncie czasowym.

Raporty

W ramach licencji systemu Asix CDAS dostępne są pod nazwą AsRaport narzędzia do projektowania i generowania raportów w oparciu o technologię MS SQL Server Reporting Services. Z punktu widzenia użytkownika oznacza to możliwość swobodnego konstruowania raportów, ich modyfikowania, przeglądania i wykonywania w systemie Asix CDAS. Oczywiście użytkownik systemu Asix CDAS nie jest ograniczony jedynie do gotowych, wcześniej zaprojektowanych raportów, ale ma pełne możliwości tworzenia nowych własnych raportów w zależności od potrzeb. AsRaport daje możliwość tworzenia specjalizowanych raportów do analizy danych obiektowych pozwalających np. optymalizować parametry procesów, planować remonty itd. Raporty mogą być generowane automatycznie w oparciu o terminarz czasowy lub na życzenie użytkownika, przy czym może on określić najdogodniejszy dla siebie format publikacji wyników (PDF, DOC, XLS, HTML). Jeżeli zachodzi taka konieczność, raport może być autoryzowany przez użytkownika poziomu nadzoru przed oficjalnym opublikowaniem dla ogółu użytkowników. W kontekście ochrony informacji istotne jest też to, że można kontrolować uprawnienia użytkownika w dostępie do poszczególnych rodzajów raportów.

Analiza danych w arkuszu MS Excel

Ponieważ arkusz kalkulacyjny MS Excel jest bardzo popularnym narzędziem inżyniera, system Asix CDAS pozwala również skorzystać z dostępnego w systemie SCADA Asix rozszerzenia Asix Excel, który współpracuje z pakietem biurowym Microsoft Office w sposób prosty i naturalny. W systemie Asix CDAS przygotowano również szablony do szybkiego tworzenia raportów z danych archiwalnych oraz umożliwiające natychmiastowy dostęp do danych bieżących - wystarczy kilka kliknięć myszką, by dane pojawiły się w arkuszu MS Excel. Pozostaje jedynie wybór zmiennych oraz okresu raportowania - i raport jest gotowy.

Dla bardziej zaawansowanych użytkowników Asix CDAS oferuje także system raportów skryptowych, tj. możliwości generowania raportów przy pomocy skryptów (VB lub C#), który przeznaczony jest dla prostszych aplikacji, o mniejszych wymaganiach względem typowych raportów. Raporty skryptowe nie wymagają instalacji żadnego dodatkowego specjalistycznego oprogramowania, poza programem do przeglądania dokumentów PDF, takim jak np. Adobe Reader. Dla osób posiadających zaledwie elementarną znajomość skryptów Asix CDAS udostępnia wyspecjalizowaną bibliotekę wspierającą skryptowe tworzenie raportów.

CDAS - galeria screenów z aplikacjii