Архитектура производственной базы данных реального времени

Сбор, анализ и передача производственных данных в систему управления базы данных в АСУ ТП (АСУП) в режиме реального времени играет решающую роль в системах поддержки принятия решений на предприятии. Многие клиенты используют управляющую обратную связь в режиме реального времени, чтобы обеспечить замкнутый цикл контроля качества. Производители объединяют сети, интеллектуальные программируемые контроллеры, основанные на данных, OPC-серверы и надежные процессоры транзакций, чтобы обеспечить связь баз данных реального времени с системами управления. Базы данных реального времени для систем управления требуют быстродействующих, надежных систем, которые для устранения сбоев должны быстро и надежно передавать данные из цеха в базу данных и обратно.

В течение многих лет Microsoft, Oracle и IBM сосредотачивали свои усилия на архитектурах, обеспечивающих высокую доступность. Чем ближе к цеху хранится информация, тем труднее производителям получить к ней доступ. Хранение данных в управляющих базах данных реального времени обеспечивает надежный и открытый способ доступа к данным для многих пользователей.

Поскольку управляющие базы данных реального времени никогда не смогут заменить по безопасности хранение всех данных на уровне PLC, благодаря надежности и хорошей статистике безотказной работы, то пользователи могут также предпочесть гибридное решение, загружая все спецификации качества в контроллер через программу управляющей базы данных реального времени LabVIEW Real-Time LabVIEW реального времени.

Требованиями при разработке производственной информационной системы являются: документированность кода, надежность в эксплуатации, управляемость пользователем, открытость интерфейса базы данных, а также оценка старения продукта в будущем. На основе данных критериев выделяют три основных блока этой архитектуры: сервер производственной базы данных, систему сбора производственных данных и систему формирования отчетов на базе Web-технологий (рис. 3.5).

Сервер производственных данных. Как показано на рис. 3.5 сервер производственных данных включает сервер базы данных и Web-сервер Интернет/интранет. Сервер производственных данных может быть установлен в помещении администратора системы или в удаленном доступе через Интернет-соединение по безопасному https-протоколу. Требования к объему оперативной памяти и жесткого диска для большинства случаев составляют 512 Мб и 40 Гб соответственно. Система архивирует данные со сроком хранения более 6 месяцев.

Рис. 3.5. Основная архитектура производственной информационной системы, созданной на основе производственной базы данных компании, Web-сервера и системы сбора производственных данных

Контроллеры, расположенные в цехе, автоматически передают данные в производственную базу данных. Это можно реализовать с помощью прямой линии связи с программируемым логическим контроллером (PLC) или с контроллером в распределенной вычислительной системе (DCS). В традиционных системах или в микропроцессорных контроллерах (с компилируемым кодом) альтернативой является установка датчиков на ключевых участках для передачи производственных данных в базу через промышленную локальную сеть.

Система сбора производственных данных – это место получения всех производственных данных. Ее основной функцией является сбор данных с производственных контроллеров, хранение данных в „упрощенной“ версии производственной базы данных и обеспечение операций для передачи записей на сервер производственных данных.

Информация сохраняется в производственной базе системы сбора данных в режиме реального времени в том же формате, что и на сервере производственных данных. Инженер по технике автоматизированного управления несет ответственность за данные, получаемые в системе сбора данных, а администратор базы данных – за данные, сохраняемые на сервере производственных данных.

Сервер может быть промышленным компьютером, расположенным поблизости от производственной линии. В этом случае рекомендуется специальный защитный корпус NEMA 4/12. „Серый ящик“ системы сбора данных имеет три соединения: Ethernet (с сервером и другими заводскими компьютерами), высокоскоростной интерфейс производственной сети (Modbus, DeviceNet и т.д.) и провод питания.

Используя Web-сервер, такой как Microsoft IIS (Internet Information Services) Server, для диагностики и получения основных отчетов, инженер по технике автоматизированного управления сможет обеспечить целостность данных при их передаче между сервером производственных данных и системой сбора данных.

Если сетевое соединение между системой сбора данных и сервером данных потеряно или заблокировано, транзакции данных запоминаются в системе сбора данных и восстанавливаются (путем повтора транзакций) на сервере данных сразу после восстановления соединения.