Рисунок 4 – МS SQL Server основа Plant2SQL
По умолчанию все трендовые и событийные (алармовые) данные автоматически доступны клиентскому приложению. Пользователи могут только отметить точки, которые необходимо зарегистрировать в базе данных Microsoft SQL и иметь к ним доступ.
БДРВ Plant2SQL включает подсистему событий, которая просматривает события в SCADA-системе Citect и может использоваться для передачи или хранения набора данных. В Plant2SQL этот набор данных называется Snapshot (мгновенная выборка снимок). Мгновенные выборки переменных данных типа Snapshot активизируются из множества источников, включая временные метки или условные выражения переменных в Citect. Каждая выборка может быть гибко переконфигурирована в зависимости от конкретных требований пользователя.
Рассматриваемая БДРВ в качестве основы использует одну из распространенных баз данных Microsoft SQL Server (возможны и другие решения). Преимущества такого подхода:
- продуктом Microsoft SQL Server владеет большое количество пользователей, поэтому в проектных решениях они могут использовать не только возможности БДРВ, но и создавать собственные базы данных или таблицы в рамках существующей базы данных реального времени;
- сокращаются расходы на техническое сопровождение.
· В Plant2SQL технологические данные хранятся в стандартных таблицах MS SQL. Для обеспечения высокой скорости регистрации используется стандартная подсистема архивов Citect.
· Режим регистрации в Plant2SQL поддерживается либо системой архивирования SCADA-программы Citect, либо, использованием API-интерфейса (Application Programming Interface) для произвольных приложений Windows.
2.3.2 Система визуализации и управления производством
Система визуализации
В качестве системы визуализации, безусловно, могут использоваться SCADA-системы. Преимущество SCADA-систем заключается в том, что они предоставляют не только объектно-ориентированные редакторы с большим количеством простых и сложных графических объектов со средствами анимации, что упрощает создание окон для визуализации технологических процессов, но и обеспечивают обмен по стандартным протоколам (OPC, DDE, OLE, SQL) для формирования информационного канала с отдельными технологическими подсистемами и с бизнес приложениями производства.
Использование систем визуализации на любом этапе технологического процесса позволяет ответить на вопросы: Когда? Где? Кто? Как?
Часто SCADA-системы используются как средство визуализации для MES-систем (рис.5). В этом случае важно, чтобы выбранная SCADA-система поддерживала механизм обмена с выбранной MES-системой. Необходимо отметить, что в этом случае при выборе SCADA-пакета следует выяснить, с помощью какого механизма технологические данные могут поставляться из SCADA-приложений в MES- и EAM-системы.
Рисунок 5 – Информационный поток, сопровождающий этапы производства продукции
Система управления производством
Системы управления производством (MES-системы) представляют собой инструментальные системы, позволяющие создавать приложения, описывающие все стадии производства продукта от сырья до товара. Основой таких систем являются базы данных с определенной системой отношений полей в таблицах. С их помощью описываются характеристики технологического процесса, маршруты движения продуктов, контрольные точки. На рис.6 показана условная схема прохождения продукта через контрольные точки, в которых формируются количественные характеристики технологического процесса, в том числе на основе данных, поступающих с технологического уровня.
Рисунок 6 – Определение контрольных точек производства продукта
Большинство MES-систем являются открытыми продуктами, способными поставлять данные во внешний мир, включая мир корпоративных сетей.
В качестве системы визуализации для InTrack используется SCADA-пакет InTouch. Основной механизм передачи данных из приложения InTrack определяют объекты OLE Automation, встраиваемые в приложение InTouch.
2.3.3 Системы управления активами предприятия
Под активами предприятия понимаются все принадлежащие предприятию ценности. Активы разделяются на оборотные фонды (текущие активы circular/working assets) и основные (долгосрочные активы fixed assets) фонды. Под оборотными фондами понимаются запасы продукции, сырья, полуфабрикаты, дебиторская задолженность, денежные средства, ценные бумаги. Основные фонды включают в себя материальные средства: оборудование, здания.
Инструментальные средства для создания систем управления активами предоставляются программными продуктами EAM (Enterprise Assets Management), которые разделяются по ориентации на основные и оборотные фонды. К интеграционному уровню следует отнести, прежде всего, модули, касающиеся управления основными фондами, поскольку состояние промышленного оборудования, его диагностика, степень износа должны постоянно контролироваться как в рамках планового регламента, так и по фактическому текущему состоянию с фиксацией событий при выходе из строя какого-нибудь элемента оборудования, возникновения сбоев в работе оборудования и т.п.
Основные модули, включаемые в пакеты управления основными фондами, содержат поддержку следующих функций:
- описание всех элементов оборудования; допустимо иерархическое описание элементов-сущностей;
- создание заказов на выполнение работ, планирование; слежение за ходом выполнения работ, закрытие заказов;
- превентивная, предупредительная поддержка оборудования;
- инвентаризация;
- поставка оборудования.
В рамках подсистем EAM вводятся maintenance-данные. Обновление данных осуществляется через каналы связи с технологическими подсистемами. Фактически, при получении информации из SCADA-систем и баз данных реального времени отслеживается отклонение данных от спецификации. При обнаружении заданной (описанной) ситуации EAM-программа будет формировать заказ на выполнение ремонтных или иных работ.
2.3.4 Web-решения
Тема доступа к данным производственного технологического процесса с любого компьютера предприятия, с любой подсистемы стала актуальной. Поставщиками технологической информации могут быть приложения SCADA (один из основных компонентов автоматизированной системы управления технологическим процессом, АСУТП), а также различного типа клиентские приложения, которые могут предоставлять соответствующие производственному процессу в огромном объеме данные в приемлемом для пользователя виде.
В решениях с поддержкой обмена информацией через Internet/Intranet кроме технологического сервера как поставщика данных и клиента как получателя информации, задействован также Web-сервер (рис. 7).
Рисунок 7 – Клиенты и серверы Web
Предлагается специальное программные средства, реализованное как расширение Web-серверов. Остановимся на Plant2Net от CiTechnologies.
Программное средство Plant2Net также является расширением Microsoft Web-сервера. Источником технологических данных для него является БДРВ Plant2Business Server. Для просмотра данных через браузер MS Explorer предлагается использовать специальные средства для отображения значений различных переменных БДРВ Plant2Business Server, статистической информации, списков данных, гистограмм и трендов. Все, что регистрируется в БДРВ Plant2Business Server в виде переменных, алармов, трендов доступно и Web-клиентам.
Проблемные задачи, такие как поддержка MES, EAM, сохранение информации в БДРВ, поддержка Internet-решений, должны решать, и решают все продукты интеграционного слоя, но выбор произвольных систем от разных производителей не всегда возможен из-за отсутствия коммуникаций между ними. Так, выбор Plant2Net в качестве Web-предполагает обязательное применение Plant2Business Server как БДРВ. Использование InTrack как MES-системы сопровождается выбором InTouch как системы визуализации.
2.4 Схемы реализаций интегрированных информационных систем
На предприятии существует три типовые варианта построения систем:
· иерархический вариант (рис.8) характеризуется тем, что выбранные технологические данные или realtime-данные поднимаются с уровня технологических систем на интеграционный уровень. Далее часть realtime-данных и выбранные product- и maintenance-данные поднимаются на уровень бизнес-приложений. Аналогичным образом через интеграционный уровень должны осуществляться управляющие воздействия на технологические приложения со стороны бизнес-уровня;
· централизованный вариант ориентирован на постоянное сохранение всей технологической информации на интеграционном уровне: приложения верхнего (бизнес-уровня) и нижнего (технологического уровня) при необходимости обращаются к данным, хранящимся в инфраструктуре интеграционных систем, при этом, не обязательно сохраняя обработанную информацию на своем уровне. Соответствующее приложение, например, бизнес-уровня по известному алгоритму всегда может получить результат, запросив данные с интеграционного уровня. По конфигурации централизованная система аналогична иерархической, но направления информационных потоков и потоков управления отличаются;
Рисунок 8 – Иерархический вариант
· диспетчерский вариант (рис. 9) предполагает, что интеграционные приложения распределены по цехам. Например, в каждом цехе имеется своя БДРВ, клиентское или серверное SCADA-приложение, которое является приложением главного диспетчера, но распределенным по цехам. MES-решение включает один сервер базы данных и клиентские приложения, реализованные в цехах.
Рисунок 9 – Диспетчерский вариант
В представленном курсовом проекте информационная система носит смешанный характер.
2.5 ERP-системы
ERP (Enterprise Resource Planning) - планирование ресурсов предприятия, называемая иногда также планированием ресурсов в масштабе предприятия (Enterprise-wide Resource Planning). В основе ERP лежит принцип создания единого хранилища данных (репозитария), содержащего всю деловую информацию, накопленную организацией в процессе ведения бизнеса, в частности финансовую информацию, данные, связанные с производством, управлением персоналом, и любые другие данные. Наличие репозитария избавляет от необходимости передавать данные от приложения к приложению. Кроме того, любая часть информации, которой располагает данная организация, становится одновременно доступной для всех работников, обладающих соответствующими полномочиями.
Концепция ERP нашла широкое применение, поскольку планирование ресурсов позволяло сократить время выпуска продукции, снизить уровень товарно-материальных запасов, а также улучшить обратную связь с потребителем при одновременном сокращении административного аппарата. Стандарт ERP позволил объединить все ресурсы предприятия и повысить эффективность управления ими.
Основное отличие ERP-систем среднего уровня от ERP-систем для крупных предприятий состоит в ограниченности решаемых задач и относительной простоте используемых технологий.
Этап выбора системы управлением предприятия является одним из самых важных, и руководство предприятия должно быть крайне заинтересовано в выборе правильного решения. Любой проект в области автоматизации должен рассматриваться предприятием как стратегическое вложение средств, которое должно окупиться за счет усовершенствования управленческих процессов, повышения эффективности производства, сокращения издержек, и ставиться на один уровень с приобретением, например, новой производственной линии или строительством цеха.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
