Wonderware Historian 10.0 Příklady architektur

Wonderware Historian 10.0 Příklady architektur

Jiří Nikl Pantek (CS) s.r.o.

Strana 2

Obsah Komponenty architektur s produktem Wonderware Historian Společné zásady pro všechny architektury Licenční pravidla Příklad 1:

Rozšíření aplikací InTouch o Wonderware Historian

Příklad 2:

Služby Remote IDAS v režimu Failover v kombinaci se záložním I/O Serverem

Příklad 3:

Služba Remote IDAS v režimu Store & Forward pro zajištění dostupnosti dat v prostředí nestabilních sítí

Příklad 4:

Sběr a ukládání dat v geograficky rozsáhlých distribuovaných aplikacích SCADA (Geo-SCADA)

Příklad 5:

Fyzické oddělení podnikové a výrobně technologické sítě

Příklad 6:

Sběr a ukládání dat z různých typů řídicích systémů

Příklad 7:

Komplexní tok informací – od senzorů až do sítě Internet

Příklad 8:

Replikace dat mezi databázemi Wonderware Historian (vícevrstvá architektura)

Upozornění:

Níže uvedené příklady architektur produktu Wonderware Historian nejsou závazné a lze je kombinovat nebo upravovat. Byly vytvořeny pouze jako inspirativní ukázky různých možností.

Poznámka:

Podrobnější informace o vícevrstvé architektuře a možnostech replikací dat (novinka verze Wonderware Historian 10.0) jsou k dispozici v samostatném dokumentu: „Wonderware Historian 10.0 & Wonderware Historian Client 10.0 – Co je nového“. Příklady architektur s využitím vícevrstvé architektury nové verze Wonderware Historian 10.0, včetně zásad licencování, jsou k dispozici v samostatném dokumentu: „Wonderware Historian 10.0 – Příklady vícevrstvých architektur“.

Pantek (CS) s.r.o., Sušilova 1528/1, 500 02 Hradec Králové, ČR, Tel: +420-495 219 072, 495 219 073, www.pantek.cz

Strana 3

Komponenty architektur s produktem Wonderware Historian Produkt Wonderware Historian je výkonná historizační databáze (Wonderware Historian) doplněná o výrobní informační portál (Wonderware Information Server). Wonderware Historian je relační databáze pracující v reálném čase pro použití v průmyslových výrobních a technologických podnicích. Spojuje v sobě otevřenost a flexibilitu relační databáze s rychlostí a datovými kompresemi vyžadovanými aplikacemi pracujícími v reálném čase. Základem produktu Wonderware Historian je databáze Microsoft SQL Server (vždy součástí dodávky produktu Wonderware Historian) rozšířená firmou Wonderware o specifické nadstavby a optimalizace. Poznámka: Tento dokument je zaměřen na produkt Wonderware Historian. Podrobnější informace o informačním portálu Wonderware Information Server jsou k dispozici v samostatných materiálech.

1. Sběr procesních dat 1.1 Sběr procesních dat v reálném čase Základním softwarovým prostředkem pro načítání dat z řídicích systémů v reálném čase jsou komunikační programy od firmy Wonderware, případně od nezávislých dodavatelů, které podporují komunikační standardy SuiteLink nebo OPC – typicky I/O Servery, DA Servery nebo OPC Servery (v architekturách jsou dále tyto komunikační servery označovány jako I/O Servery). Data mohou také poskytovat i aplikace InTouch, InControl, příp. i jiné vizualizační SCADA/HMI systémy od dalších dodavatelů (WinCC, RSView aj). Automatizovaný sběr dat z výše uvedených komunikačních programů a přenos hodnot do ukládacího subsystému databáze Wonderware Historian zajišťuje služba Industrial Data Acquisition Service (IDAS). V základní konfiguraci je služba IDAS provozována na stejném počítači jako databáze Wonderware Historian. Při návrhu rozsáhlejších distribuovaných řešení mohou být jednotlivé služby IDAS instalovány na jednotlivé uzly v technologické počítačové síti. V takovém případě hovoříme o distribuovaném sběru dat realizovaném prostřednictvím služeb Remote IDAS. U architektur založených na systémech Wonderware System Platform představují primární real-time datové zdroje jednotlivé síťové uzly s funkčností AOS (Automation Object Server). Každý uzel AOS vykonává příslušnou část automatizačních objektů nasazeného projektu a u navolených atributů zasílá („pushuje“) jejich hodnoty do databáze Wonderware Historian. Možnosti a příklady nasazení databáze Wonderware Historian ve spojení s Wonderware System Platform jsou podrobně popsány v samostatném dokumentu „Wonderware System Platform – Příklady architektur“.

1.2. Sběr procesních dat mimo reálný čas V případě, kdy není možné s datovým zdrojem komunikovat v reálném čase (z pohledu historizační databáze Wonderware Historian se jedná o data opožděná o více jak 30 sekund proti aktuálnímu času serveru), hovoříme o archivaci tzv. „pozdních“, případně „starých“ dat. Kategorií „pozdní“ data označujeme chronologicky časově řazená data, která ale nesplňují podmínku „realtime“ časového okna. Jedná se např. o data ze stanic RTU, získávaná dávkově pomocí radiového spojení a zasílaná na historizační server speciálními I/O servery. Naproti tomu data, která nesplňují podmínku „real-time“ časového okna a jejich časové značky nejsou chronologicky řazeny, řadíme do kategorie „starých“ dat. Do této kategorie spadají např. výsledky laboratorních výpočtů nebo měření, které je potřeba ukládat zpětně do databáze Wonderware Historian. Sběr „pozdních“ dat lze realizovat automatizovaně službami IDAS/Remote IDAS a při dodržení stanovených zásad i libovolným uzlem s funkčností AOS. Sběr „starých“ dat standardně automatizovaný není a jejich vložení do databáze Wonderware Historian lze realizovat následujícími způsoby: • Vložením hodnot z prostředí libovolné SQL klientské aplikace za pomoci příkazů jazyka SQL (Insert a Update). Těmito aplikacemi mohou být např. Wonderware InTouch, Microsoft Access, Microsoft Excel nebo libovolná klientská aplikace s přístupem k databázi Microsoft SQL Server. • Vložení hodnot cestou výkonných importních mechanismů (import dat z textových souborů). • Vložením hodnot s využitím programového rozhraní poskytovaného Historian SDK Toolkit (např. na míru vyvinutou aplikací nebo ze skriptů jednotlivých automatizačních objektů AOS).


Strana 4

2. Podpora vysoké dostupnosti Vysokou dostupnost dat a ochranu proti ztrátě informací zajišťují u databáze Wonderware Historian interní mechanismy dostupné na úrovni služeb Remote IDAS nebo AOS, které lze vhodně podpořit záložními I/O Servery. Při návrhu robustních distribuovaných aplikací je vhodné jednotlivé softwarové prostředky navzájem kombinovat a příp. vhodně doplňovat prostředky hardwarovými (fault-tolerant systémy).

2.1 Možnosti služby sběru dat Remote IDAS pro zajištění vysoké dostupnosti dat • Režim Failover Možnost definice záložní služby Remote IDAS provozované na libovolném uzlu v počítačové síti (viz Příklad 2), na kterou se systém automaticky přepojí při selhání uzlu s hlavní službou Remote IDAS. • Režim Store & Forward Velmi výkonný režim, který v případě výpadku spojení mezi vzdáleným uzlem s Remote IDAS a databází Wonderware Historian zajistí místní ukládání dat a po obnovení komunikace jejich automatizované dohrání do databáze Wonderware Historian (viz Příklad 3). Poznámka: Oba režimy pro zajištění vysoké dostupnosti dat nelze navzájem kombinovat, tzn. že služba Remote IDAS v režimu „Failover“ nemůže paralelně využívat i mechanismus „Store & Forward” (a obráceně).

2.2 Možnosti AOS pro zajištění vysoké dostupnosti dat Každý uzel s AOS disponuje vestavěným mechanismem Store & Forward (zajistí ukládání dat na místní disk v případě ztráty spojení s databází Wonderware Historian a jejich pozdější automatické dohrání do historizační databáze), ale i mechanismem Failover (zajišťuje automatické přesunutí veškeré činnosti na redundantní, tj. záložní uzel AOS v případě výpadku hlavního uzlu AOS). Na rozdíl od konfiguračních možností služeb Remote IDAS umožňuje konfigurace AOS kombinovat oba vestavěné mechanismy.

2.3 Záložní I/O Server Zajištění kontinuálního toku dat do systému umožňuje konfigurace záložních komunikačních I/O Serverů, na které se systém v případě výpadku hlavního komunikačního zdroje automaticky přesměruje. Poznámka: Záložní I/O Servery lze využít jak u architektur využívajících služeb IDAS/Remote IDAS, tak u architektur na bázi Wonderware System Platform.

2.4 Fault-tolerant systémy V případě požadavku uživatele na „nepřetržitou“ HW dostupnost počítače s databází Wonderware Historian je možné použít speciální hardware pro zajištění vysoké dostupnosti (99,999%) označovaný jako fault-tolerant systém (testován a oficiálně podporován je server ftServer firmy Stratus).

3. Klientské aplikace – analýza uložených dat Díky revoluční otevřenosti databáze Wonderware Historian je přístup k výrobním datům a jejich analýza možná ze široké škály aplikací.

3.1 Wonderware Historian Client Sada klientských aplikací (dřívejší název ActiveFactory) speciálně vytvořená firmou Wonderware pro rychlou a pohodlnou analýzu dat z historizační databáze Wonderware Historian. • Wonderware Historian Client Trend – pro grafickou analýzu aktuálních i historických dat nebo událostí formou časového trendu. • Wonderware Historian Client Query – pro snadnou interaktivní tvorbu jednoduchých i složitých SQL příkazů. • Wonderware Historian Client Report – doplněk pro analýzy dat v prostředí textového editoru Microsoft Word XP/2003/2007. • Wonderware Historian Client Workbook – doplněk pro analýzy dat v prostředí tabulkového kalkulátoru Microsoft Excel XP/2003/2007.


Strana 5

• Wonderware Historian Client .NET komponenty a ovládací prvky ActiveX – sada komponent a prvků umožňující snadnou tvorbu vlastních klientských aplikací (vložení do aplikací s funkčností .NET či ActiveX kontejneru - např. IDE, InTouch, Microsoft Visual Studio aj.). Jedním z těchto prvků je např. ovládací prvek aaHistClientTrend, který nabízí stejnou funkčnost jako aplikace Historian Trend.

3.2 Wonderware InTouch (případně InTouch Runtime Read-only) Vizualizační SCADA/HMI aplikace InTouch nebo InTouch Runtime Read-only poskytují pro zobrazení i případnou analýzu dat uložených v databázi Wonderware Historian následující možnosti: • Standardní objekty historických trendů; v jednom objektu lze kombinovat zobrazení historie z databáze Wonderware Historian i ze souborů vytvářených aplikacemi InTouch (soubory *.lgh, *.idx). • Archestra symbol TrendClient • SQL Access for InTouch – rozšiřující modul pro získávání a modifikaci dat přes rozhraní ODBC/OLE DB • Programový přístup s využitím Microsoft .NET Framework, technologie OLE Automation nebo Historian SDK Toolkit (ve skriptech). • ActiveX prvky nebo .NET komponenty z produktu Wonderware Historian Client (viz výše). • Vlastní ovládací ActiveX prvky a .NET komponenty pro analýzy a zpracování dat. Poznámka: InTouch Runtime Read-only je produkt poskytující za nižší cenu stejné vizuální grafické možnosti jako bežné aplikace InTouch Runtime, avšak bez možnosti přímých zásahů do technologických procesů (zákaz zápisu do I/O, zákaz potvrzování alarmů).

3.3 Wonderware Information Server Webový informační portál, který poskytuje pohled na komplexní výrobní informace a možnost analýzy výrobních dat v prostředí běžného Internetového prohlížeče. Wonderware Information Server umožňuje klientům přístup k historickým datům z databáze Wonderware Historian, k aktuálním i historickým alarmům aplikací InTouch; ale i k živým datům aplikací InTouch a datům I/O a OPC Serverů. Poznámka: Licence portálu Wonderware Information Server je součástí každé licence produktu Wonderware Historian edice Standard a Enterprise.

3.4 Wonderware QI Analyst Softwarový produkt pro rozsáhlé statistické zpracování dat v reálném čase, případně z dat uložených v databázi Wonderware Historian.

3.5 Microsoft Office Data z databáze Wonderware Historian je možné prezentovat či analyzovat standardními aplikacemi kancelářského balíku Microsoft Office (MS Word, Excel, Access).

3.6 Crystal Reports Profesionální nástroj od firmy SAP Business Objects pro návrh reportů. Umožňuje vytvářet flexibilní, obsahově bohaté reporty, které lze integrovat do webových nebo klasických aplikací.

3.7 Microsoft SQL Server Reporting Services Kompletní otevřená serverová platforma pro vytváření, správu a doručování reportů (ať už tradičních papírověorientovaných sestav či interaktivních webově-orientovaných) pro oblast podpory Business Intelligence a Datawarehousing.

3.8 Vlastní (zákaznické) klientské aplikace Pro přístup k databázi Microsoft SQL Server (tedy i k databázi Wonderware Historian) poskytuje firma Microsoft sadu technologií datového přístupu (ODBC, ADO .NET, OLE DB). Tyto technologie lze snadno využít ve Windows Forms nebo webových aplikacích vytvořených „na míru“ pomocí běžných programovacích nástrojů (C#, .NET VB, Visual C++, Delphi aj.). Specifické zákaznické požadavky je možné řešit i s použitím Wonderware Historian SDK Toolkit – vývojářského nástroje od firmy Wonderware.


Strana 6

Společné zásady pro všechny architektury • Wonderware Historian by neměl být instalován na počítači, na kterém je provozována jiná serverová aplikace jako např. Active Directory ve Windows Server 2003/2008, poštovní server Microsoft Exchange, internetové služby Internet Information Services aj. • Pokud je to možné, neinstalujte na počítač s instalovaným produktem Wonderware Historian žádnou jinou aplikaci s výjimkou I/O Serverů. Počítač by neměl být využíván jako pracovní stanice pro běh dalších aplikací (např. ovládání technologických procesů z aplikace InTouch aj.). • Pro zvýšení bezpečnosti a snazší správu uživatelských oprávnění je doporučeno využívat doménový systém přihlašování uživatelů k databázi Wonderware Historian. Doménový server není v uvedených architekturách zakreslen, nicméně v rámci rozsáhlejších sítí se předpokládá jeho použití. • V případě použití technologie OPC je doporučeno instalovat a provozovat FactorySuite Gateway (viz dále) na témže počítači jako komunikační OPC Server. • Pro automatickou konfiguraci databáze Wonderware Historian lze využít databáze aplikací InTouch vytvořených ve verzi InTouch 6.0b a vyšší. • U veškerých datových zdrojů (počítačů), které poskytují data do databáze Wonderware Historian v reálném čase je nezbytné zajistit časovou synchronizaci!

Licenční pravidla 1. Wonderware Historian Wonderware Historian 10.0 je možné zakoupit jako samostatný produkt nebo jako součást kombinace produktů v serverové platformě Wonderware System Platform (zahrnuje Wonderware Application Server, Wonderware Historian, Wonderware Information Server a Wonderware komunikační DAServery nebo I/O servery). Jako samostatný produkt je Wonderware Historian k dispozici ve třech edicích v následujících velikostech podle počtu ukládaných proměnných: • Edice Express – pro 100 a 500 proměnných • Edice Standard – pro 500, 5 000, 25 000, 50 000, 70 000, 100 000 a 150 000 proměnných • Edice Enterprise – pro 5 000, 25 000, 50 000, 70 000, 100 000 a 150 000 proměnných Škálování produktu podle počtu proměnných se liší u databáze Wonderware Historian jako součásti produktu Wonderware System Platform. V tomto případě jsou velikosti databáze Wonderware Historian 100, 250, 1 000, 5 000, 12 000, 25 000, 50 000, 100 000 a 150 000 proměnných.

Wonderware Historian Express Wonderware Historian Express poskytuje cenově dostupné řešení pro realizace menších aplikací (např. náhrada běžné historie ukládané aplikací InTouch) nebo pilotních projektů, které jsou typicky v pozdější fázi povýšeny na plnohodnotné řešení s databází Wonderware Historian Standard nebo Enterprise. Edici Express je možné provozovat pouze na běžných kancelářských operačních systémech, jako jsou Windows XP, Windows Vista nebo Windows 7. Edice Express se navíc vyznačuje následujícím omezením funkčnosti: • Edici lze provozovat na počítači s jedním fyzickým procesorem (CPU). • Edice neumožňuje modifikaci a vkládání starších historických dat s výjimkou importu historie z aplikací Wonderware InTouch. • Edici nelze využít v kombinaci s distribuovaným sběrem dat pomocí služeb Remote IDAS. • Edice neumožňuje ukládat data replikovaná z jiných databází Wonderware Historian.


Strana 7

Wonderware Historian Standard Wonderware Historian Standard plně pokrývá rozsah běžné funkcionality požadované uživateli. S ohledem na velký rozsah škálovatelnosti proměnných (od 500 až do 150 000) představuje tato edice ideální volbu pro podniky všech velikostí. Edici Standard lze provozovat na serverových i neserverových operačních systémech typu Standard i Enterprise (typicky Windows Server 2008 nebo Windows Server 2003). Omezení funkčnosti této edice spočívá ve využití maximálně dvou fyzických procesorových jednotek (CPU) a nemožnosti ukládat data replikovaná z jiných serverů Wonderware Historian.

Wonderware Historian Enterprise Wonderware Historian Enterprise představuje robustní řešení pro rozsáhlé distribuované systémy, které mají zajistit správu a analýzy procesních dat pro kritické podnikové aplikace. Edici Enterprise lze provozovat na libovolném serverovém systému a na rozdíl od edicí Express a Standard umožňuje ukládání dat replikovaných z jiných databází Wonderware Historian. Vzorové případy nasazení a licencování tzv. vícevrstvé architektury u produktu Wonderware Historian je vysvětleno v samostatném dokumentu „Wonderware Historian 10.0 – Příklady vícevrstvých architektur“.

Licence produktu Wonderware Historian zahrnuje: • 1 x licence Wonderware Historian příslušné edice pro uvedený počet proměnných • 1 x licence pro Microsoft SQL Server 2005/2008 Standard pro provoz na témže počítači jako Wonderware Historian • 1 x licence Wonderware Information Server (platí pro edice Wonderware Historian Standard a Enterprise) • ArchestrA System Management Console – nástroj pro správu a konfiguraci databáze Wonderware Historian (možno použít i na jiných počítačích pro vzdálenou správu systému) • 1 x licence pro službu zajišťující sběr dat (IDAS) provozovanou na témže počítači. Při požadavku na zajištění vyšší ochrany dat lze pro databázi Wonderware Historian Standard a Enterprise lze objednat IDAS i pro další počítače (Remote IDAS viz bod č. 2 dále) • 1 x licence pro provozování Wonderware I/O a DAServerů na témže počítači • 1 x licence WW Basic CAL pro administraci systému a přístup klientských aplikací na témže počítači (viz bod č. 4 dále) Poznámka: Pro zajištění vzdálené správy databáze Wonderware Historian lze nástroj Archestra System Management Console instalovat bezplatně na libovolných počítačích v síti. V takovém případě je potřebné pro dané uzly zakoupit klientské přístupové licence WW Basic CAL – viz dále.

2. Remote IDAS Pro každou službu vzdáleného sběru dat Remote IDAS (služba IDAS je provozována na jiném počítači, než na kterém je instalován produkt Wonderware Historian) je potřeba zakoupit samostatnou licenci Remote IDAS. Poznámka: Součástí licence pro Remote IDAS je vždy i licence pro provoz Wonderware I/O Serverů a DAServerů na témže počítači.

3. Wonderware FactorySuite Gateway Pro zajištění komunikace s OPC Servery je třeba instalovat na každý počítač s OPC Serverem také komunikační modul Wonderware FactorySuite Gateway (náhrada dřívějšího produktu OPCLink). Tato aplikace je pro spolupráci s Wonderware produkty poskytována ZDARMA.

4. Klientské přístupové licence Wonderware CAL Pro každého klienta z lokální počítačové sítě nebo ze sítě Internet/intranet, který přistupuje z jakýchkoliv aplikací (nejen od firmy Wonderware) k datům uloženým v databázích Wonderware serverů (Wonderware Historian, Alarmový server pro InTouch / Application Server, InBatch Server) musí být zakoupena klientská přístupová licence Wonderware CAL.


Strana 8

V souladu s licenčními pravidly firmy Microsoft jsou k dispozici následující režimy licencování:

Wonderware Basic CAL (případně Wonderware Enterprise CAL) Klientská přístupová licence Wonderware Basic CAL může být určena buď pro jedno konkrétní klientské zařízení (počítač, Tablet PC apod.), které bude postupně využíváno různými uživateli nebo pro jednoho konkrétního uživatele, který bude moci postupně využívat libovolná zařízení. Konkrétní zařízení nebo konkrétní uživatel může přistupovat kdykoliv k datům uloženým v kterékoliv databázi Wonderware serverů.

Wonderware Basic CAL Per Processor (případně Wonderware Enterprise CAL Per Processor) V tomto režimu je klientská přístupová licence určena pro jeden konkrétní serverový počítač, na kterém je provozován jakýkoliv Wonderware Server (y). Objednáno musí být tolik kusů položky WW Basic CAL Per Processor, kolika fyzickými procesory (CPU) je tento počítač vybaven. Přístup k tomuto konkrétnímu serveru je pak umožněn neomezenému počtu klientů. Tento režim je vhodný především u následujících typů architektur: • Pokud k databázi Wonderware Historian bude přistupovat velký počet klientských zařízení nebo uživatelů. Jestliže je serverový počítač vybaven jedním procesorem a počet klientů je větší než 23, je licenční režim Per Processor cenově výhodnější než licencování WW Basic CAL). • Pokud data z databáze Wonderware Historian analyzují tzv. anonymní uživatelé z prostředí sítě Internet/intranet, a to formou dynamických dotazů zasílaných na databázi prostřednictvím webového serveru. Při tomto způsobu přístupu k datům není možné přesně určit konkrétní počítače, které budou k databázi Wonderware Historian přistupovat a proto je nutné použít licenční režim Per Processor. Poznámka: Klientské přístupové licence Wonderware Enterprise CAL / Enterprise CAL Per Processor je třeba zakoupit pro všechny klienty přistupující k datům databáze Wonderware Historian (edice Standard nebo Enterprise), pokud bude Wonderware Historian provozován na databázovém serveru Microsoft SQL Server typu Enterprise. Ve standardním případě provozu edice Wonderware Historian Enterprise na běžném serveru Microsoft SQL Server (tj. není použit Microsoft SQL Server typu Enterprise) stačí základní klientské přístupové licence Wonderware Basic CAL / Basic CAL Per Processor.

5. Klientské přístupové licence Wonderware Information Server Client Různé typy a režimy klientských přístupových licencí Wonderware Information Server Client (WIS Client viz příklady architektur č. 7 a 8) pro přístup uživatelů na portál Wonderware Information Server jsou podrobně popsány v samostatném dokumentu „Wonderware Information Server – Příklady architektur“.


Strana 9

Příklad 1: Rozšíření aplikací InTouch o Wonderware Historian Jednoduché rozšíření stávající nebo nové architektury s vizualizačními aplikacemi InTouch o historizační databázi Wonderware Historian. Sběr procesních dat zajišťuje služba IDAS, která je instalována na stejném uzlu jako Wonderware Historian. Jako hlavní datový zdroj je využíván I/O Server (nebo OPC Server), který běží na stejném uzlu jako aplikace InTouch, tj. na jiném uzlu, než je databáze Wonderware Historian. Tento komunikační I/O Server poskytuje data jak aplikaci InTouch (na stejném nebo jiných uzlech sítě), tak databázi Wonderware Historian (na jiném uzlu sítě). S ohledem na možné zvýšené zatížení procesní LAN daty ukládanými do databáze Wonderware Historian je tato architektura vhodná pro menší a střední aplikace (v závislosti na použitém protokolu, počtu proměnných, počtu klientských počítačů, počtu I/O Serverů, intenzitě komunikace aj.). Variantně (nebo navíc) může sběr procesních dat zajišťovat komunikační I/O Server instalovaný lokálně na stejném počítači jako Wonderware Historian, který v této variantě samozřejmě vyžaduje propojení na síť s PLC. V případě komunikačních serverů provozovaných na obou počítačích je lze využívat i pro vzájemné zálohování (viz Příklad 2). Jedná se o architekturu menšího rozsahu, u které se předpokládá použití klientských aplikací na menším počtu konkrétních uživatelských počítačů. Z tohoto důvodu je pro přístup k databázi Wonderware Historian vhodné zvolit klientské přístupové licence Wonderware Basic CAL.

Wonderware InTouch Runtime

Wonderware Wonderware InTouch Runtime Historian Client

Microsoft Office

Pro každé klientské PC WW Basic CAL

Wonderware InTouch Runtime I/O Server

Wonderware Historian

(nebo OPC Server + FS Gateway)

I/O Server

Záložní I/O Server

I/O Server

Poznámka: Pokud se z uzlu, na kterém je instalován InTouch Runtime, nebude přistupovat k datům v databázi Wonderware Historian, není pro tento uzel licence WW Basic CAL potřeba (platí i pro další příklady).


Strana 10

Příklad 2: Služby Remote IDAS v režimu Failover v kombinaci se záložním I/O Serverem Architektura, jejímž cílem je minimalizovat ztrátu dat způsobenou možným výpadkem datového „koncentrátoru“, tj. uzlu s komunikačním I/O Serverem zajišťujícím sběr a posílání dat do databáze Wonderware Historian. Sběr procesních a technologických dat zajišťuje služba Remote IDAS, která je instalována společně s hlavním I/O Serverem na samostatném uzlu technologické sítě (PC1). Do architektury je začleněna záložní stanice (PC2), na které je instalován stejný shodně nakonfigurovaný software (služba Remote IDAS a I/O Server) jako na hlavním komunikačním uzlu PC1. Vyšší dostupnost dat je zajištěna kombinací služeb Remote IDAS v režimu Failover (přesměrování) se záložním komunikačním I/O Serverem. 1.

Služba Remote IDAS na hlavním uzlu PC1 je nakonfigurována s podporou režimu Failover. V případě selhání nebo nedostupnosti služby Remote IDAS na uzlu PC1 zajistí databáze Wonderware Historian automatické spuštění záložní služby Remote IDAS na uzlu PC2 s následným přesměrováním příslušných komunikací na tento počítač.

2.

Hlavní I/O Server na PC1 je nakonfigurován s podporou záložního I/O Serveru na PC2, na který se v případě nedostupnosti I/O Serveru na uzlu PC1 veškerá komunikace automaticky přesměruje.

U této architektury se opět předpokládá, že k databázi Wonderware Historian budou přistupovat konkrétní klientské počítače. Proto jsou u jednotlivých klientských PC použity klientské přístupové licence Wonderware Basic CAL.

Wonderware InTouch Runtime Read-only

Wonderware Historian Client


Zákaznická aplikace naprogramovaná v jazyku C#



Remote IDAS

Remote IDAS v režimu Failover

Remote IDAS

I/O Server


I/O Server

PC1

PC2 Wonderware Historian

Poznámka: Záložní komunikační I/O Server může být provozován i na jiném uzlu než záložní služba Remote IDAS.


Strana 11

Příklad 3: Služba Remote IDAS v režimu Store & Forward pro zajištění dostupnosti dat v prostředí nestabilních sítí Další varianta architektury, která zvyšuje odolnost systému proti ztrátě dat. Tento typ architektury nalezne uplatnění zejména v případech, kdy lze očekávat problémy se stabilitou přenosových cest. Sběr procesních dat v reálném čase zajišťuje služba Remote IDAS, která je instalována společně s komunikačním I/O Serverem na samostatném uzlu v technologické síti. Pro zajištění vysoké dostupnosti dat a odolnosti proti chybám sítě se využívá služba Remote IDAS nastavená do režimu Store & Forward (lokální ukládání dat s následným doplněním dat do historizační databáze). Jedná se o velmi výkonný režim, který v případě výpadku spojení mezi vzdáleným uzlem s Remote IDAS a databází Wonderware Historian zajistí automatické přepnutí do režimu lokálního ukládání dat a po obnovení komunikace jejich plně automatizované a optimalizované doplnění do databáze Wonderware Historian. V tomto konkrétním příkladě jsou navíc do systému připojeny další počítače (v části Laboratoř), do kterých se např. vkládají měřená nebo analyzovaná data. Rovněž tato data lze uložit do databáze Wonderware Historian pomocí importu textových souborů nebo s využitím funkcí Wonderware Historian SDK Toolkitu. Z pohledu licencování se jedná opět o jednoduchou architekturu, u které je vhodné použít licencování klientského přístupu k databázi typu Wonderware Basic CAL, které zajistí konkrétním klientským počítačům přístup k datům ukládaným v databázi Wonderware Historian. Wonderware InTouch Runtime



Microsoft Office


Remote IDAS I/O Server

Store & Forward Wonderware Historian

LABORATOŘ Microsoft Excel (vytváření textových souborů)

.NET Visual Basic (Historian SDK Toolkit) WW Basic CAL


Strana 12

Příklad 4: Sběr a ukládání dat v geograficky rozsáhlých distribuovaných aplikacích SCADA (Geo−SCADA) V geograficky rozsáhlých distribuovaných systémech SCADA / Geo-SCADA může docházet ke značným prodlevám v datové komunikaci, která ve většině případů vede k nedodržení časového limitu 30 sekund, a tím i ke ztrátě hodnot u sledovaných proměnných (viz kapitola 1.2. Sběr procesních dat mimo reálný čas). Opoždění komunikovaných dat je převážně způsobeno použitou infrastrukturou (propojení jednotlivých lokalit většinou zajišťují rádiové sítě nebo geostacionární družice), eventuálně její složitostí. Pro zpracování dat přicházejících do historizačního systému mimo reálný čas disponuje databáze Wonderware Historian technologií nazvanou „Late data“. V následující architektuře zajišťuje sběr dat ze vzdálených lokalit speciální I/O Server, který prostřednictvím radiového modemu postupně obvolává jednotlivé lokality. Při spojení na danou lokalitu si I/O Server načte dávku dat a tyto pak průběžné přeposílá do databáze Wonderware Historian k dalšímu zpracování. Současně s opožděnými daty jsou v tomto příkladě do databáze Wonderware Historian ukládána i „real-time“ data načítaná z PLC automatů umístěných v lokalitě centrálního dispečinku. V této centrální lokalitě se též nachází počítač pro analýzu dat a reporting, na kterém jsou nainstalovány aplikace Wonderware Historian Client s přístupovou licencí Wonderware Basic CAL.



Wonderware Historian Client WW Basic CAL

Lokalita centrálního dispečinku Wonderware Historian


Pozdní data

I/O Server I/O Server s podporou „Late“ data

Lokalita A

Lokalita D Lokalita B

Lokalita C


Strana 13

Příklad 5: Fyzické oddělení podnikové a výrobně technologické sítě Typická architektura vhodná pro střední a velké aplikace (tisíce až desítky tisíc I/O proměnných) s požadavkem na poskytování procesních dat nejen uživatelům na procesní síti (operátoři, dispečeři aj.), ale i uživatelům na podnikové síti pro analýzy a podporu rozhodování (technologové, supervizoři, střední a vrcholový management) Fyzické oddělení obou sítí je zajištěno jednoduchým nastavením routovatelného protokolu TCP/IP, jenž v dostatečné míře zajistí omezení přístupu uživatelům administrativní sítě podniku do výrobně technologické sítě. I přes tuto restrikci však mají všichni oprávnění klienti podnikové sítě zajištěn přístup k aktuálním nebo historickým datům poskytovaných databází Wonderware Historian. Komunikaci s řídicími systémy zajišťují vyhrazené počítače, na kterých jsou provozovány služby vzdáleného sběru dat Remote IDAS a I/O Servery v režimu zálohování komunikace (viz Příklad 2). Navržená architektura předpokládá značné množství náhodných přístupů zejména z aplikací provozovaných na úrovni podnikové sítě (větší množství aplikací kancelářského balíku Microsoft Office, aplikace Wonderware Historan Client a příp. další specializované / zákaznické aplikace). V tomto případě je tedy pro klientské přístupy k databázi Wonderware Historian vhodné zvolit licencování typu Wonderware Basic CAL Per Processor. Microsoft Office Wonderware Historian Client



Zákaznické aplikace C#, .NET VB, C++, Delphi aj.

Podniková síť

Wonderware Historian Wonderware InTouch Runtime



WW Basic CAL Per Processor

Wonderware Development Studio (inženýrská stanice)

Výrobně technologická síť Remote IDAS

Remote IDAS v režimu Failover

I/O Server



Poznámka: Pokud by byl přece jen pro klientský přístup k databázi zvolen licenční model WW Basic CAL, není v tomto případě nutné zakoupit licenci WW Basic CAL pro inženýrskou stanici s vývojářským balíkem Wonderware Development Studio, který již v sobě tuto licenci zahrnuje.


Strana 14

Příklad 6: Sběr a ukládání dat z různých typů řídicích systémů Architektura vhodná pro podniky, kde je provozováno více řídicích systémů od různých výrobců. Wonderware Historian zde slouží jako centrální archivační databáze, která zajistí archivaci a přístup ke všem požadovaným procesním datům z různých typů klientských aplikací. Procesní data jsou do databáze Wonderware Historian získávána automaticky prostřednictvím I/O Serverů se vzdálenými službami Remote IDAS a dále pomocí uživatelského komunikačního serveru naprogramovaného s využitím sady nástrojů Wonderware Historian SDK Toolkit. Odolnost systému proti ztrátě procesních dat zajišťuje u služeb Remote IDAS v tomto příkladě výkonný režim lokálního ukládání a následného doplnění dat (Store & Forward). Stejnou funkčnost poskytuje i uživatelský komunikační server (SDK Server). Přesto že systém umožňuje přístup k veškerým procesním a technologickým datům výrobního závodu, v této architektuře předpokládáme, že analýzu a zpracování dat provádí pouze úzký okruh konkrétních uživatelů. Proto je v této architektuře zvoleno licencování klientského přístupu k databázi Wonderware Basic CAL.


Wonderware InTouch Wonderware Runtime Read-only Historian Client

Internetový prohlížeč (Reporting Services) Microsoft Office

Pro každého uživatele WW Basic CAL

VB .NET aplikace


Uživatelský komunikační server (Historian SDK Toolkit)

I/O Server pro „A“ I/O Server pro „B“ Wonderware Historian

Store & Forward

SDK Server Store & Forward

I/O Server pro „C“ OPC Server pro „D“ + FS Gateway

PLC „A“ (např. Siemens SIMATIC) Remote IDAS

PLC „B“ (např. Allen-Bradley ControlLogix)

DCS „C“ (např. Honeywell TDC 3000)

I/O Server OPC Server FS Gateway

Store & Forward

DCS „D“ (např. Yokogawa Centum CS)

Poznámka: Uvedené příklady (názvy) konkrétních řídicích systémů jsou pouze ilustrativní. Podrobný seznam dostupných komunikačních DA a I/O Serverů pro různý řídicí hardware je uveden na internetových stránkách www.pantek.cz.


Strana 15

Příklad 7: Komplexní tok informací – od senzorů až do sítě Internet Ilustrativní architektura velkého výrobního závodu, kde se obvykle nacházejí různé technologické celky vytvářející autonomní „ostrůvky automatizace“. Klíčové procesní a výrobní informace z jednotlivých "ostrůvků" je možné centrálně archivovat v databázi Wonderware Historian, která zajistí dostupnost těchto informací pro všechny úrovně řízení podniku. Do jiné podnikové databáze např. ORACLE mohou být z databáze Wonderware Historian předávána požadovaná data (např. statisticky zpracované hodnoty). Prezentaci vybraných technologických obrazovek, výrobní reporting a analýzy zajišťuje v prostředí podnikového intranetu i Internetu výrobní informační portál Wonderware Information Server. Internet (VPN kanál) Internetový prohlížeč (MS Internet Explorer)

Proxy server Wonderware Information Server

WIS Client

Internetový prohlížeč (Reporting Services) Wonderware Microsoft Office Historian Client

Uživatelská aplikace

Microsoft Office ORACLE

HUB

Informační systém ERP např. SAP, Navision aj.

HUB Podniková LAN Router WW Basic CAL Per Processor


Siemens WinCC Rockwell RS View

Promotic Control WEB Wonderware System Platform


Strana 16

Příklad 8: Replikace dat mezi databázemi Wonderware Historian (vícevrstvá architektura) Tato architektura je vhodná zejména pro střední / velké podniky nebo podniky se závody ve více lokalitách, kde je vyžadována centrální archivace a přístup k vybraným výrobním datům a informacím z jednotlivých výrobních útvarů či závodů. Místní zpracování dat zajišťují lokální databáze Wonderware Historian instalované v jednotlivých lokalitách (lokalita A, lokalita B). Distribuci hodnot požadovaných proměnných a sledovaných technologických údajů do ústředí firmy (lokalita C) zajišťují vestavěné replikační služby jednotlivých databází Wonderware Historian (novinka verze 10.0). Více informací o replikacích a vícevrstvé architektuře jsou k dispozici v samostatném dokumentu „Wonderware Historian 10.0 – Příklady vícevrstvých architektur“). Součástí softwarové infrastruktury jsou v tomto příkladě i vzájemně propojené průmyslové informační portály Wonderware Information Server. Jejich úkolem je prostřednictvím centrálního portálu Wonderware Information Server (lokalita C) zajistit oprávněným uživatelům v ústředí firmy snadný a zabezpečený přístup ke všem potřebným výrobním informacím, analýzám či reportům.

Lokalita C Klienti informačního systému ERP

Centrální Wonderware Historian (edice Enterprise)

ORACLE WW Basic CAL

Klienti analytického a reportního informačního portálu WIS

Centrální Wonderware Information Server

WIS Client

Distribuce vybraných dat přes zabezpečený VPN kanál

Lokalita A


Wonderware Information Server

Lokalita B Wonderware Historian

Wonderware Information Server

Pantek (CS) s.r.o., Sušilova 1528/1, 500 02 Hradec Králové, ČR, Tel: +420-495 219 072, 495 219 073, www.pantek.cz Rev. 09/2010

Wonderware Historian 10.0 Příklady architektur

Recommend Documents