Aktuální vydání

celé číslo

05

2020

snímače teploty

celé číslo

Vertikální integrace dat a řídicí systémy DeltaV a OVATION

Automa 8/2000

Ing. Oldřich Kožušník,
Fisher-Rosemount

Vertikální integrace dat a řídicí systémy DeltaV a OVATION

1. Úvod
Obor průmyslové automatizace prochází v posledních letech rychlým rozvojem. Vývoj ve sféře řízení podniku vyžaduje od řídicích systémů možnost předávat data mimo oblast vlastního řízení technologií do oblasti řízení a plánování výroby závodu či provozu (MES – Manufacturing Execution System) a do oblasti vrcholového podnikového řízení a plánování (ERP – Enterprise Resource Planning). V souvislosti se standardizací datových rozhraní týkajících se informačních systémů vystupují do popředí požadavky na otevřenost a standardizovaný přístup k datům i v oblasti řídicích systémů. V současné době je již nemyslitelné, aby významní výrobci řídicích systémů nepodporovali široce akceptované standardy, jako např. OPC, NetDDE, SQL. Společnost Fisher-Rosemount, dodavatel řídicích systémů DeltaV a OVATION, není výjimkou. Nabízí široké možnosti pro propojení se světem informačních systémů.

2. DeltaV
Řídicí systém DeltaV je určen pro řízení technologických celků všech velikostí. DeltaV dovoluje vytvářet jednoduché i složité aplikace s využitím redundance v oblasti datových sběrnic, procesorů procesních stanic a operátorských stanic.

2.1 Struktura systému DeltaV
DeltaV má modulární koncepci a využívá I/O karty, které mohou zpracovávat signály v běžných úrovních i signály typu HART, AS-i, Profibus DP a Foundation Fieldbus. Jednotlivé stanice jsou propojeny prostřednictvím sběrnice Ethernet. Pracovní stanice pracují s operačním systémem Windows NT.

2.2 Prostředky přenosu dat do prostředí IT
DeltaV má k dispozici prostředky pro komunikaci s okolím, která dovolují uživateli vybrat si podle jeho potřeb. Řešení pro přenos dat využívají serverové aplikace OPC Mirror a DeltaV Data Server. Každý z těchto produktů se specializuje na přenos dat specifického typu a vykonává specifické funkce.

2.2.1 DeltaV OPC Mirror
2.2.1 DeltaV OPC Mirror Aplikace DeltaV OPC Mirror umožňuje přenášet tisíce hodnot mezi systémem DeltaV a jinými systémy kompatibilními s OPC. Aplikace OPC Mirror připojí OPC server DeltaV k jednomu nebo více serverům nebo jiným řídicím systémům. Pro zajištění bezpečnosti operací procházejí všechny přístupy OPC Mirror k hodnotám DeltaV standardními bezpečnostními mechanismy.

DeltaV OPC Mirror nabízí:

  • možnost odesílat a přijímat data od jiných OPC serverů,
  • snadnou konfiguraci,
  • plnou provázanost s ostatními nástroji správy systému DeltaV.

Obr. 1.

Obr. 1 ukazuje, jak aplikace OPC Mirror spolupracuje s programy Data Acquisition a Calculation control-software. Dohromady tyto moduly zajišťují tzv. join the dots, integraci mezi DeltaV a ostatními systémy.

2.2.2 DeltaV Data Server
Aplikace DeltaV Data Server zajišťuje jednoduchý přístup k datům. Je to prostředek pro počítačové aplikace, jako je např. Excel, a zprostředkovává okamžité informace z ostatních datových serverů. DeltaV Data Server je základní stavební blok pro otevření DeltaV dalším aplikacím. Datový server DeltaV podporuje klienty od jednoduchých analytických nástrojů až po integrované softwarové produkty, jako jsou datové sklady, MES (Manufacturing Execution Systems) a jiné aplikace standardně založené na technologii OLE.

DeltaV Data Server podporuje operace čtení i zápisu dat v reálném čase, a to z klientských aplikací do systému. Data jsou zabezpečena a zpřístupněna podle úrovně přístupu odvozené od umístění uživatele. Bezpečnost je založena na standardech Windows NT C2.

DeltaV Data Server nabízí:

  • kompatibilitu s jinými produkty OPC,
  • rozšiřitelnost a možnost tvořit aplikace různých velikostí,
  • snadnou konfiguraci,
  • plnou provázanost s ostatními nástroji správy systému DeltaV.

Modulární návrh rozšiřitelného procesního systému DeltaV podporuje vícenásobné datové servery. Datové servery mohou být rozděleny podle uživatele, oblasti závodu nebo aplikace. Největší datové servery mohou být dimenzovány pro velikost historické aplikace celého závodu.

3. OVATION
Řídicí systém OVATION je určen pro řízení velkých energetických celků. Jeho účel podmiňuje strukturu jeho hardwaru a softwaru. Systém je primárně redundantní v oblasti datových sběrnic, procesorů procesních stanic a operátorských stanic.

3.1 Struktura systému OVATION
Základními komponentami OVATION jsou sběrnice FDDI (100 Mb/s), systémová databáze ORACLE až do velikosti 200 000 proměnných, procesní stanice se sběrnicí PCI a procesory Intel Pentium, pracovní stanice pro styk s operátorem s operačním systémem UNIX nebo Windows NT a programovací nástroje využívající AutoCAD.

3.2 Prostředky přenosu dat do prostředí informačních systémů
OVATION nabízí rodinu prostředků pro komunikaci s okolím, která dovoluje uživateli vybrat si podle jeho specifických potřeb. Řešení pro přenos dat využívají specializované serverové aplikace pod názvy WAVE Server, NetDDE Server, ODBC Server a OPC Server. Každý z těchto produktů se specializuje na přenos dat specifického typu a vykonává specifické funkce.

3.2.1 WAVE Server
Rozšíření internetu definovalo nové standardy pro aplikace typu client-server. HTML a TCP/IP jsou standardní cestou k vytvoření hyperlinkového, na dokumentaci založeného informačního systému. Programovací jazyk Java, vytvořený společností Sun Microsystems, dovoluje uživatelům spolupracovat s připojenými systémy v grafické podobě.

S aplikací WAVE Server mohou uživatelé přistupovat k systému OVATION prostřednictvím podnikového intranetu, internetu nebo pomocí telefonního spojení a modemu. Zobrazení procesu vytvořené pro řízení je možné přeložit a použít na uživatelském PC se standardním internetovým prohlížečem. Uživatelé tak mají kdekoliv a kdykoliv možnost použít webové stránky k prohlížení údajů z výrobního procesu.

WAVE Server umožňuje číst (read-only) aktuální nebo historické údaje o procesu v systému OVATION a podporuje vícenásobný přístup včetně možnosti připojit modem pro telefonní spojení, podnikový intranet nebo internet. Data mohou být zákazníkem formátována do podoby vhodné pro rychlou analýzu a rozhodování. Uživatelská stanice potřebuje pouze internetový prohlížeč podporující jazyk Java.

3.2.2 NetDDE Server
Technologie Network Dynamic Data Exchange (NetDDE) poskytuje standardní rozhraní pro přenos dat v prostředí aplikací pro Microsoft Windows. NetDDE Server umožňuje uživateli vytvořit zákaznickou aplikaci NetDDE nebo integrovat programový produkt využívající protokol NetDDE bez nutnosti vytvářet jiný speciální protokol.

Běžné aplikace, jako tabulkové procesory, textové procesory a databázové systémy, mohou být při požadavku na přenos dat v reálném čase snadno propojeny s OVATION právě prostřednictvím aplikace NetDDE Server.

NetDDE Server dovoluje klientským aplikacím s podporou NetDDE (Excel, Access atd.) číst data z procesu v reálném čase nebo je posílat do systému OVATION. Možná je též periodická obnova dat.

3.2.3 ODBC Server
Technologie Open Database Connectivity (ODBC) poskytuje společné rozhraní pro přístup k systému OVATION standardní sadou příkazů prostřednictvím databází SQL.

ODBC Server umožňuje přenášet kritická historická data k vícenásobným klientským aplikacím a snímky „živých“ (tj. aktuálních a měnících se) procesních dat. Přenášená data jsou určena pouze ke čtení a přenášejí se jen na vyžádání. Pro filtraci dat na serveru se používají dotazy jazyka SQL, čímž se snižuje zatížení sítě.

3.2.4 OPC Server
Technologie OLE for Process Control (OPC) poskytuje standardní rozhraní pro přenos dat mezi aplikacemi pro řízení procesů a obchodním softwarem. Za použití Visual Basic for Applications (VBA) firmy Microsoft a běžných aplikací na zákaznické stanici, jako jsou tabulkové a textové procesory a databáze, může zákazník snadno vytvořit aplikaci využívající aktuální data ze systému OVATION.

OPC Server nabízí:

  • připojení externích klientských aplikací OPC pro čtení a zápis aktuálních procesních dat,
  • automatickou obnovu dat bez zásahu uživatele,
  • zajištění bezpečnosti přenášených dat.

4. Závěr
Cílem příspěvku bylo ukázat možnosti integrace systémů DeltaV a OVATION do informačního systému podniku. Samotné systémy DeltaV a OVATION podporují archivaci dat prostředky vlastními těmto systémům. Komunikační rozhraní dovolují pracovat přímo s daty v reálném čase nebo přistupovat k historickým údajům uloženým v systému. Samozřejmě, tak jak je možné komunikovat s nadřazenou úrovní systému, podporují DeltaV a OVATION komunikaci s ostatními řídicími systémy prostřednictvím zmíněných postupů. Je možné konstatovat, že neexistují technologické překážky bránící integraci řídicích systémů DeltaV a OVATION do podnikových informačních struktur.