HMI + HISTORIAN: интеграция для оптимизации
Часть 3. Использование HISTORIAN для хранения исторических данных оборудования

Серверы исторических данных обеспечивают отличный способ для хранения огромных объемов машинных данных и для доступа к ним. Однако эта информация, базирующаяся на последовательности временных событий и полученная из коллекции «больших данных», зачастую должна преобразовываться в формат, требующийся для использования операторами оборудования, заводскими инженерами и менеджментом фабрик и заводов. Крупные объемы «больших данных» могут стать более доступными, если обеспечить их просмотр и анализ. Обычно это делается путем подключения к репозиторию исторических данных человеко-машинного интерфейса, который затем подключается к другим программным платформам. Такая схема позволяет просматривать и выполнять анализ данных в самом интерфейсе, в репозитории хранения исторических данных и на других программных платформах.

Обработка, хранение и визуализация исторических данных

Обработка исторических данных может принимать различные формы — от простых таблиц или баз данных личных файлов до полнофункциональных продуктов в виде баз данных, — такие программы доступны от различных производителей и работают на множестве разных платформ в виде специализированных продуктов баз исторических данных, способных захватывать и хранить до десятков миллионов точек данных в секунду. Существует много методов, которые могут сделать информацию, хранящуюся в репозитории хранения исторических данных, простой в использовании (в виде трендов или отчетности) при передаче информации на внешние платформы анализа данных.

В большинстве машин один или несколько контроллеров подключены к шлюзу программного обеспечения HMI/SCADA, при этом такой шлюз действует как концентратор данных. Сам шлюз HMI/SCADA, в свою очередь, подключен к репозиторию исторических данных. Если такой шлюз выполнен на базе персонального компьютера, репозиторий хранения исторических данных может находиться на том же компьютере. Если такой шлюз работает на встраиваемых платформах, в роли репозитория хранения исторических данных, вероятнее всего, будет использоваться внешняя система на базе персонального компьютера, подключенного к встроенной платформе через локальную сеть Ethernet. Без постоянной связи с оборудованием в этом случае может возникнуть необходимость использования встроенной базы для временного хранения исторических данных. Данные могут быть воспроизведены позже в большей общей базе данных или в репозитории хранения исторических данных при его подключении. Такое построение системы характерно, например, для нефтебаз.

Рис. 1. Приборная панель бизнес-аналитики, предоставляющая доступ к репозиторию исторических данных Wonderware Historian

Шлюз HMI/SCADA отсылает данные о функционировании оборудования в репозиторий хранения исторических данных для их долгосрочного хранения. Но есть еще и другие данные, которые обычно
(и довольно часто) вводятся вручную, например причины неисправности, подробный анализ, данные по контролю качества или результаты статистического контроля процесса, а также результаты испытаний.

Шлюз обращается к данным, хранящимся в репозитории хранения исторических данных, для их представления операторам и инженерам. Репозиторий хранения исторических данных в целях безопасности может передавать сохраненную информацию во внешние хранилища данных. Также он может отсылать данные на различные аналитические программные платформы или для интеллектуального анализа данных к OEE-панелям (англ. OEE — overall equipment effectiveness, общая эффективность оборудования, включающая критерии производительности, доступности и качества). Человеко-машинные интерфейсы обеспечивают несколько способов просмотра текущих данных о работе оборудования. Визуализация исторических данных в части функционирования оборудования может показывать изменения, накапливающиеся в течение долгого времени, и выявлять параметры, которые влияют на производительность оборудования.

Использование исторических данных и управление этими данными

Рис. 2. Использование InduSoft Web Studio с репозиторием Wonderware Historian

Актуальные тренды, обеспечиваемые человеко-машинным интерфейсом, позволяют для устранения неполадок и анализа просматривать и сравнивать информацию, получаемую в реальном времени, с историческими данными (рис. 1). Как уже говорилось, если шлюз HMI/SCADA выполнен на базе персонального компьютера, то репозиторий исторических данных может иногда находиться на том же компьютере. Это возможно и с использованием InduSoft Web Studio или InTouch Machine Edition с репозиторием Wonderware Historian.

Приборная панель бизнес-аналитики и OEE-дисплеи могут предоставлять доступ к данным из репозитория хранения исторических данных, и в таком случае он может быть, в свою очередь, сконфигурирован для обеспечения критически важных данных по операциям таким образом, чтобы данные воспринимались буквально с первого взгляда. Программное обеспечение InduSoft Web Studio и Wonderware InTouch Machine Edition может обслуживать и управлять многими тысячами точек данных и быть интегрированным в репозиторий исторических данных Wonderware Historian (рис. 2). В случае необходимости этот репозиторий может сохранять исторические данные несколько раз в секунду.

Восемь преимуществ исторических машинных данных:

1. Сравнение прошлых и текущих режимов функционирования

2. Улучшенный контроль технологического процесса и операций

3. Более быстрое устранение неисправностей

4. Диагностическое обслуживание

5. Статистический анализ и оценка эффективности процессов

6. Соответствие нормативным требованиям

7. Управление материально-техническими ресурсами

8. Связи с системой планирования ресурсов предприятия для бизнес-аналитики

Семь способов просмотра и анализа машинных данных

1. Анализ актуальных тенденций с помощью человеко-машинного интерфейса

2. Отчетность посредством человеко-машинного интерфейса

3. Оценка общей эффективности оборудования на OEE-дисплеях

4. Панели с бизнес-информацией и аналитикой

5. Переключение в режим вывода электронных динамических таблиц

6. Переключение на программное обеспечение для анализа данных

7. Переключение в систему планирования ресурсов предприятия (ERP)