ГлавнаяКарта сайтаПечатьE-mail
КонтрАвт
Увлекая к успеху
Поиск продукции КонтрАвт
Поиск по сайту
Подписка
формаКаталог по почте
Оформите подписку и получайте по почте Каталог продукции и буклеты о Новинках


Система сбора данных на основе Накопителя-архиватора DataBox

Баранов О.А., Начальник Отдела продаж,
Громов Д.В., Главный инженер,
Сахно Ю.Е., Ведущий инженер,
Варпаев А.Ю., Ведущий инженер-программист

НПФ КонтрАвт

Задачи автоматизации технологических процессов чрезвычайно разнообразны. Одна из задач, представляющая самостоятельный интерес; сбор, архивирование и обработка данных, формирование отчетов о протекании технологических процессов, о поведении и состоянии системы, регистрация действий персонала.
Стало уже традиционным решение, предполагающее создание сети, применение контроллеров, серверов или компьютера, специаль- ного программного обеспечения, то есть предполагающее построение полноценной дорогостоящей SCADA-системы.
Всегда ли такое решение является адекватным и оптимальным? Видимо, во всех тех случаях, когда осуществляется сбор большого числа параметров (сотни, тысячи) и требуется непрерывный контроль за ними, такое решение необходимо. Однако на практике часто встречаются ситуации, когда число точек контроля (число параметров) невелико, а данные о параметрах техпроцесса нужны не для оперативного контроля, а скорее как свидетельство качества изготовления продукции.
В таких ситуациях более адекватным по простоте реализации и стоимости будет применение Системы сбора и архивирования данных на базе Накопителя-архиватора DataBox. Система поэтапно решает три задачи:

  • сбор и архивирование во внутренней памяти Накопителя- архиватора DataBox значений параметров, поступающих от приборов в локальной сети по интерфейсу RS-485;
  • перенос данных с Накопителя-архиватора DataBox на компьютер с помощью стандартного USB flash-носителя (флэшки). USB flash- носитель используется кратковременно только для переноса данных;
  • работа с данными на компьютере как средствами MS Excel, ACCESS, так и SCADA-систем: формирование и печать таблиц, графиков, отчетов, визуализация на мнемосхеме.

Структура системы представлена на Рис. 1

Рис. 1. Структура Системы сбора и архивирования данных на базе Накопителя - архиватора DataBox

Речь идет о некотором изолированном сегменте сети с контрольно- измерительными приборами. Наличия контроллеров, серверов, ПК не требуется. Управление потоками данных осуществляет Накопитель- архиватор DataBox. Он является «Мастером» в сети. Связь с другими сетями ни горизонтально, ни вертикально не осуществляется.
Масштабы такой сети могут быть различны. Например, сеть может охватывать только приборы, расположенные в одном шкафу управ- ления каким-либо технологическим объектом. В то же время система позволяет собирать данные и с нескольких шкафов.
Масштаб системы ограничен четырьмя условиями: число приборов в сети не должно превышать 247, число параметров – 250, длина сети – не более 1200 м, а объем данных (без переноса на ПК) – 1Гб.
Объема памяти 1 Гб достаточно для записи 10 параметров с перио- дом 1 с в течение 200 суток. А если учесть, что данные периодически будут переноситься на ПК, то указанный объем памяти вряд ли можно даже рассматривать как ограничивающий фактор.
Структура системы и принцип работы с данными показывают, что Система сбора и архивирования данных на базе Накопителя-архиватора DataBox является оптимальным решением в тех случаях, когда создание полномасштабной сети или радиоканала экономически и технически нецелесообразно. Назовем совокупность факторов, при наличии кото- рых рекомендуется применять данную систему:

  • число точек контроля невелико (единицы, десятки);
  • сетевые решения и SCADA-системы на предприятии не применяются;
  • приборы значительно удалены друг от друга и резко возрастают затраты на сети и их прокладку;
  • приборы сгруппированы, но данные обрабатываются на недоступном для сети компьютере (например, их можно пересылать по e-mail как обычный файл);
  • велико влияние электромагнитных помех на сеть RS-485, так что не обеспечивается требуемый уровень качества передачи данных на большие расстояния;
  • требуется редкий периодический сбор данных;
  • необходимо простое и экономичное решение.

Перечисленные факторы очевидны и не требует дополнительных комментариев.
Применение Системы сбора и архивирования данных на базе Накопителя-архиватора DataBox обеспечивает:

  • формирование протоколов о протекании технологических процессов как свидетельства качества изготовления продукции;
  • формирование протоколов событий (аварийные ситуации, действия операторов, срабатывания сигнализаций и проч.);
  • контроль действий оперативного персонала, повышение технологической дисциплины;
  • возможность анализа технологических процессов, совершенствование технологии производства продукции;
  • перенос данных в SCADA-системы в тех случаях, когда объекты не включены в единую сеть;
  • защиту данных от несанкционированных изменений.

Накопитель-архиватор DataBox поддерживает одновременно три протокола передачи данных: ModBus RTU, ModBus ASCII, RNet (прото- кол обмена регуляторов серии МЕТАКОН). Это значит, что в одной сети одновременно могут работать как приборы, поддерживающие ModBus RTU, так и, например, поддерживающие RNet. Сорость обмена должна быть установлена единая, а адреса – разные.
Накопитель может работать как с приборами, которые выпуска- ются НПФ «КонтрАвт» в настоящее время, так и с ранее выпущенными. Для них определена регистровая модель – перечень внутренних параметров приборов, доступных по сети. Накопитель автоматически использует ее при конфигурировании. В то же время Накопитель может и работать с приборами других производителей, однако способ доступа к данным в этом случае придется определить вручную. Способность Системы собирать данные с приборов самых разных производителей представляется очень полезной, поскольку на практике разнообразие приборов, как правило, и встречается.
Следует отметить, что накопитель собирает данные непосредствен- но из регистров приборов, а не из встроенных в приборы архивов. Это, с одной стороны, позволяет применять все приборы (а не только модификации с внутренними архивами), а с другой – удешевляет общее решение.
Итак, накопитель осуществляет сбор данных от приборов и их за- пись во встроенную память Накопителя – внутренний архив. Существует два способа записи. Первый – запись до заполнения памяти, после этого процесс записи прекращается. Такой способ удобен в том случае, когда нужно записать данные непосредственно после запуска процесса записи, а момент, когда эти данные будут перенесены с Накопителя, не- известен. После полного заполнения внутренней памяти накопителя данные будут храниться там неограниченно долго.
Второй способ – запись до заполнения памяти, после этого про- исходит запись новых данных на место самых старых в соответствии с принципом FIFO. Такой способ удобен, когда интересуют только по- следние данные (например, за последнюю неделю), а с момента запуска прошло значительно время (например, запись длится непрерывно уже целый год).
Перенос данных с Накопителя-архиватора на ПК производится с помощью обычного USB flash-носителя (флэшки), который поддер- живает файловые системы FAT16, FAT32. Запись данных и их перенос осуществляется разными носителями, поэтому на время переноса данных на флэшку запись данных с приборов в сети продолжается бес- перебойно. Способов переноса данных на флэшку также два. Первый способ – полный перенос всех данных. Второй – перенос только тех данных, которые были добавлены в Накопитель с момента последне- го переноса. Второй способ рекомендуется в том случае, если на ПК создается наращиваемый архив данных, так как исключается дубли- рование перекрывающихся кусков данных. Но нужно иметь в виду, что при втором способе старые данные становятся недоступными. Это может вызвать некоторые трудности, если Накопителем пользуются несколько человек – первый закрывает доступ следующему, а также, если требуется восстановить старые данные с Накопителя (например, утеряны данные на ПК).
Перед эксплуатацией Накопителя необходимо провести его на- стройку – конфигурирование. При конфигурировании сначала уста- навливаются общие параметры:

  • дата и время часов реального времени;
  • имя Накопителя;
  • скорость передачи данных;
  • период опроса;
  • режимы записи в DataBox и в USB flash-носитель.

На следующем шаге надо сформировать структуру данных, в соответствии с которой будут собираться данные. Для этого указываются:

  • имя данных в таблице;
  • адреса приборов;
  • типы протоколов;
  • перечень параметров для записи;
  • дополнительная обработка данных.

 

Данные на флэшке оформляются в виде текстового файла в закодированном виде. Поэтому эти данные можно перенести на ПК и разместить их в обычной файловой системе ПК так, как это удобно пользователю.
Поскольку данные закодированы, любая попытка их изменить будет обнаружена пользователем. Это дает пользователю уверенность в том, что данные не изменялись (в противном случае они просто будут утерянными). Раскодирование файла производится при помощи ПО SetMaker. После раскодирования он превращается в файл в формате .CSV. Обработка данных на ПК может производиться любым удобным для пользователя способом.
Первый способ предполагает использование широко распространенных средств обработки данных – стандартных средств MS Office. Например, с помощью MS Excel можно формировать и печатать таблицы, графики, диаграммы практически в любом необходимом виде, а также математически обрабатывать данные, в том числе и статистическими методами.
Второй способ является развитием первого и требует создания специальных утилит средствами MS Excel или Access, упрощающих процедуру формирования отчетов. Такие утилиты могут учитывать все требования пользователя по обработке данных. В отличие от первого способа, здесь возможно создание шаблонов графиков, таблиц, отчетов, которые будут формироваться автоматически по простым командам пользователя. Это особенно удобно, когда требуется многократно использовать стандартизированные формы отчетности и анализа.
Наконец, третий способ подразумевает интеграцию данных в SCADA-системы, которые могут получать данные из файлов CSV. Например, SCADA/HMI DataRate (фирмы КРУГ) имеет для этих целей CSV-коннектор.
При загрузке данных в DataRate посредством встроенного CSV- коннектора пользователь может развернуть архив данных за все время, за смену или за выбранный интервал времени. После чего распечатать отчеты, допустим, для сдачи-приемки смен, формирования паспорта изделия или организации отчетности и т. п. Данные хранятся на компьютере в структурированной базе и в любой момент могут быть исполь- зованы не только для просмотра, но и для проведения статистических расчётов. Специальные сервисные функции и единый способ доступа позволяют получить данные любого временного участка тренда. Это даёт возможность разрабатывать типовые алгоритмы их обработки.
Богатые функциональные возможности и дружественный интерфейс модуля отчетов дают возможность легко и быстро создавать шаблоны отчетов любой структуры и сложности, осуществлять по запросу или расписанию печать отчетов.
Разграничение доступа к отдельным компонентам и функциям системы используется для задания необходимых полномочий и ответственности пользователей.
Итак, простое и дешевое устройство – Накопитель-архиватор DataBox – дает в руки специалистам удобный инструмент построения определенного класса систем сбора и архивирования данных. Задача специалиста – применять его там, где это применение будет наиболее адекватным по отношению к решаемым задачам и оптимальным по функциям и цене. Надеемся, что данная статья облегчает такой выбор.




Copyright © 2003-2016 КонтрАвт
Телефон: +7 (831) 260-13-08 (многоканальный)
Почта: sales@contravt.ru



Powered by TreeGraph (Graphit Ltd.)