Datacaptatie, –archivering en –rapportering van een kristallisatieproces Alexander Dewaele Studiegebied Industriële wetenschappen en technologie Promotoren Marc Crop Henk Capoen Opleiding Master in de industriële wetenschappen: Elektrotechniek Afstudeerrichting Automatisering Academiejaar 2008 - 2009 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Bedrijfsvoorstelling • Belgische voedingsgroep vooral actief in Europa • 3 Business-segmenten • Sojaproducten • Diepvries bakkerijproducten • Margarines & vetten • Transportbedrijf Metro • Raffinaderij Lipidos Santiga 2 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Doelstellingen Proces Kristallisatieproces van margarine = onderdeel van het productieproces. input- en outputparameters. Doelstellingen VDM • Realtime capteren en historisch verwerken van de parameters → Datacaptatiesysteem • Aanmaken rapporteringen → Tijdsgestuurd → Batchgestuurd • Verschillende batches van recepten vergelijken 3 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Kristallisatieproces Proces Kristallisatieproces van margarine = onderdeel van het productieproces. Emulsie Retour Poefer Werktank Centrifugaalpomp Margarine Pasteur Hogedrukpomp Koelmachine 4 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Overzicht 5 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Overzicht SDK TCP/IP SQL 6 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Productievloer Siemens PLC’s Inputs & Outputs Onthoud: De temperatuurswaarde wordt opgeslagen in DB30 beginnend bij byte 368 Sensor Meetomvormer 4-20 mA Analoge kaart PLC 7 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit OPC Server Visualiseren procesparameters PLC Server: NBIZ030 PLC waardes beschikbaar stellen OPC Server Siemens “OPC.SimaticNet” Naam verbinding: NatGedeelte_L1 Onthoud NBIZ_030 NatGedeelte_L1 8 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Inleiding Proficy Historian = hoogperformant data-archiveringssysteem ontworpen om • tijdsgebaseerde informatie te verzamelen • op te slaan en • weer te geven Proficy Historian: • Archiveert en maakt grote datahoeveelheden beschikbaar • Verwerkt grote datahoeveelheden aan grote snelheden • Verspreidt gemakkelijk verschillende componenten over het netwerk • Buffert data als de connectie onderbroken is 9 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Architectuur 1. OPC Server 2. OPC Collector 3. Historian database 4. Clients 10 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Archieven Data Archiefdelen Grootte instelbaar Voorkomen volledig archief corrupt Archiefbeheer Groei afhankelijk van: • Aantal gearchiveerde items • Pollingfrequentie • Instelling van de compressie • Data types 11 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Groei archief bepalen Voorbeeld • Aantal tags: 10 000 • Pollingfrequentie: 2 seconden • Compressie: 90% • Data type: Integer (Bytes/Waarde = 2) • Duration: Jaar 12 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Proficy Historian Administrator De interface voor de Proficy Historian database Hoofdfuncties • Visualiseren van de systeemstatus • Onderhoud en configuratie van het archief • Backup en restore van data • Onderhoud en configuratie van de collectoren • Onderhoud en configuratie van de tags • Doorzoeken van de berichten (messages) 5 schermen 13 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Proficy Historian Administrator Scherm “Tags” Tab “General” Gearchiveerde OPC Items Beschrijving Vb. Temperatuur werktank Engineering Unit Vb. °C 14 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Proficy Historian Administrator Scherm “Tags” Tab “Collection” Source Address • S7: STEP7 verbinding • NatGedeelte_L1: Naam verbinding • DB30,REAL 368: Locatie 15 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Proficy Historian Proficy Historian Administrator Scherm “Tags” Tab “Compression” Compressie: Beperken archief Voorbeeld: Temperatuur werktank • Pollingfreq: 5s • Datatype: Real (4 bytes) • Absolute comp band: 1 • Totale logtijd: 1h • 29.8 °C < T < 30.1 °C Zonder compressie (1h*60*60)/5s * 4B = 2 880 bytes Met compressie 0.3 < (1/2) dus 4 bytes 16 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Oracle Connectie Connectiestring Data Source=IZEGEM;User Id=Username;Password=passwd;Integrated Security=no; Tnsnames.ora Data Source Host hosts 6.60.1.30 IZEGEM2 17 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Serverapplicatie Doel Gegevens uit de Oracle database Report Tool Acties • 1x per dag gegevens uit de Oracle databases ophalen • Gegevens opslaan in een Access bestand • Gegevens op aanvraag verzenden naar de Report Tool 18 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Serverapplicatie Reden Access database als tussenstap 1. Recepten in Oracle worden verwijderd 19 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Serverapplicatie Reden Access database als tussenstap 2. Performantie 20 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Serverapplicatie Reden Access database als tussenstap 3. Oracle databases zo min mogelijk belasten 1x per dag recepten updaten 4. Security Enkele vaste IP adressen toegang 21 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Proficy Historian Report Tool Historische Serverapplicatie Recepten data Rapportering Samenvattingen & grafieken • Controleren proceswaardes • Opsporen fouten in het proces • Verbanden leggen met de kwaliteit • Proces verbeteren • Analyses maken 22 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten: 1. Connect Connecteren met een Historian database 2. Global Opvragen data van alle beschikbare tags 3. Recipe Opvragen data van een bepaalde batch van een recept 4. Comparison Vergelijken verschillende batches van een recept 23 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten Connect Connecteren met een Historian database OPGELET: wachtwoorden zijn voor Iedereen zichtbaar! 24 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten Connect Connecteren met een Historian database 25 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten Global Opvragen data van alle beschikbare tags 26 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten Recipe Opvragen data van een bepaald recept Film 28 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Componenten Comparison Vergelijken batches van een recept 29 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Report Tool Saves 31 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit Besluit • Vooropgestelde doelstellingen zijn behaald • Meerwaarde → Arbeidsuren bespaard → Gedetailleerdere rapporteringen → Snellere opvraagbaarheid • Q/A? 32 Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit