Wonderware Historian Příklady architektur

Transkript

1 Historian Příklady architektur Jiří Nikl, Tomáš Mandys Pantek (CS) s.r.o.

2 Strana 2 Obsah Komponenty architektur s produktem Historian Společné zásady pro všechny architektury Licenční pravidla Příklad 1: Příklad 2: Příklad 3: Příklad 4: Příklad 5: Příklad 6: Příklad 7: Rozšíření aplikací InTouch o Historian Služby Remote IDAS v režimu Failover v kombinaci se záložním em Služba Remote IDAS v režimu Store & Forward pro zajištění dostupnosti dat v prostředí nestabilních sítí Sběr a ukládání dat v geograficky rozsáhlých distribuovaných aplikacích SCADA (Geo-SCADA) Fyzické oddělení podnikové a výrobně technologické sítě Sběr a ukládání dat z různých typů řídicích systémů Komplexní tok informací od senzorů až do sítě Internet Příklad 8: Replikace dat mezi databázemi Historian (vícevrstvá architektura) Příklad 9: Redundantní pár Historianů (NOVINKA verze Historian 2012 R2) Upozornění: Příklady architektur Historian uvedené v tomto dokumentu nejsou závazné a lze je kombinovat nebo upravovat. Byly vytvořeny pouze jako inspirativní ukázky různých možností. Poznámka: Podrobnější informace o redundantním páru Historianů (novinka verze Historian 2012 R2) jsou k dispozici v samostatném dokumentu: Historian 2012 R2 Co je nového. Příklady architektur s využitím vícevrstvé architektury, včetně zásad licencování, jsou k dispozici v samostatném dokumentu: Historian Příklady vícevrstvých architektur.

3 Strana 3 Komponenty architektur s produktem Historian Produkt Historian je výkonná historizační databáze doplněná o výrobní informační portál ( Information Server). 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 Historian je databáze Microsoft SQL Server (vždy součástí dodávky produktu Historian) rozšířená firmou o specifické nadstavby a optimalizace. Poznámka: Tento dokument je zaměřen na produkt Historian. Podrobnější informace o informačním portálu 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, případně od nezávislých dodavatelů, které podporují komunikační standardy SuiteLink nebo OPC typicky y, DA Servery nebo OPC Servery (v architekturách jsou dále tyto komunikační servery označovány jako y). Data mohou také poskytovat SCADA/HMI aplikace InTouch, 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 Historian zajišťuje služba Industrial Data Acquisition Service (IDAS). V základní konfiguraci je služba IDAS provozována na stejném počítači jako databáze 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 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 Historian. Možnosti a příklady nasazení databáze Historian ve spojení s System Platform jsou podrobně popsány v samostatném dokumentu System Platform Příklady architektur Sběr procesních dat mimo reálný čas V případě, kdy není možné s datovým zdrojem komunikovat v reálném čase (z pohledu historizační databáze 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 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 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. 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).

4 Strana 4 2. Podpora vysoké dostupnosti Vysokou dostupnost dat a ochranu proti ztrátě informací zajišťují u databáze Historian interní mechanismy dostupné na úrovni služeb Remote IDAS nebo AOS, které lze vhodně podpořit záložními y. 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 Historian zajistí místní ukládání dat a po obnovení komunikace jejich automatizované dohrání do databáze 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 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 Zajištění kontinuálního toku dat do systému umožňuje konfigurace záložních komunikačních ů, na které se systém v případě výpadku hlavního komunikačního zdroje automaticky přesměruje. Poznámka: Záložní y lze využít jak u architektur využívajících služeb IDAS/Remote IDAS, tak u architektur na bázi System Platform. 2.4 Fault-tolerant systémy V případě požadavku uživatele na nepřetržitou HW dostupnost počítače s databází 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), nebo služeb virtualizovaného prostředí ať už Hyper-V nebo WMWare. 2.5 Redundantní pár Historianů S verzí Historian 2012 R2 (11.0) přichází nová možnost vytvoření redundantního páru Historianů. V případě ukládání dat z prostředí System Platform lze nastavit paralelní ukládání dat do dvou nezávislých historizačních serverů. Nasazením redundantních Historianů v horké záloze v kombinaci s novými klientskými aplikacemi se zvyšuje dostupnost dat v případě výpadku spojení s primárním archivačním serverem Historian. Klientská aplikace Trend se v takovém případě automaticky spojí se záložním Historianem a uživatel může provádět analýzu dat bez přerušení. 3. Klientské aplikace analýza uložených dat Díky revoluční otevřenosti databáze Historian je přístup k výrobním datům a jejich analýza možná ze široké škály aplikací. 3.1 Sada klientských aplikací (dřívejší název ActiveFactory) speciálně vytvořená firmou pro rychlou a pohodlnou analýzu dat z historizační databáze Historian.

5 Strana 5 Trend pro grafickou analýzu aktuálních i historických dat nebo událostí formou časového trendu. Query pro snadnou interaktivní tvorbu jednoduchých i složitých SQL příkazů. Report doplněk pro analýzy dat v prostředí textového editoru Microsoft Word XP/2003/2007. Workbook doplněk pro analýzy dat v prostředí tabulkového kalkulátoru Microsoft Excel XP/2003/2007..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 InTouch (případně Read-only) Vizualizační SCADA/HMI aplikace InTouch nebo Read-only poskytují pro zobrazení i případnou analýzu dat uložených v databázi Historian následující možnosti: Standardní objekty historických trendů; v jednom objektu lze kombinovat zobrazení historie z databáze 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 (viz výše). Vlastní ovládací ActiveX prvky a.net komponenty pro analýzy a zpracování dat. Poznámka: Read-only je produkt poskytující za nižší cenu stejné vizuální grafické možnosti jako bežné aplikace, avšak bez možnosti přímých zásahů do technologických procesů (zákaz zápisu do I/O, zákaz potvrzování alarmů). 3.3 Information Server Webový informační portál, který poskytuje pohled na komplexní výrobní informace a možnost analýzy výrobních dat v prostředí běžného Internetového prohlížeče. Information Server umožňuje klientům přístup k historickým datům z databáze 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 Information Server je součástí každé licence produktu Historian edice Standard a Enterprise. 3.4 QI Analyst Softwarový produkt, který pracuje s údaji získávanými v reálném čase z výrobních procesů, provádí jejich statistické vyhodnocení, na základě kterých je možné i predikovat případné budoucí problémy. QI Analyst poskytuje konektivitu na řadu externích datových zdrojů, mezi které patří i databáze Historian Server. Díky zpracovávání dat v reálném čase můžeme QI Analyst považovat za komplexní řešení kategorie SPC (Statistical Process Control) pro statistické řízení procesů, které využijí zejména pracovníci týmu pro řízení jakosti. 3.5 Transpara Visual KPI Softwarový systém Visual KPI od firmy Transpara využívá webové technologie, aby přehledné údaje o provozních operacích, tzv. klíčové výkonostní ukazatelé (KPI Key Performance Indicators) byly okamžitě dostupné na jakémkoliv klientském zařízení připojitelném k internetu / intranetu. Visual KPI názorně graficky prezentuje stavy sledovaných údajů, čímž napomáhá okamžitému zviditelnění případných problémů. Jako podkladová data umí Visual KPI použít aktuální i historická data uložená v databázi Historian Server.

6 Strana Dream Report for Softwarová aplikace pro vytváření precizních a snadno čitelných informačních sestav (reportů) jak z vlastní podkladové databáze, tak i např. z dat uložených v databázi Historian Server. Významně snižuje čas návrhu různých typů reportů, zjednodušuje provádění změn a umožňuje tak uživatelům snadno transformovat surová data na užitečné informace. Používání Dream Report for nevyžaduje žádné zvláštní znalosti z oblasti programování či informačních technologií. Konfigurace reportů se provádí prostřednictvím jednoduchých rozhraní, nabídek, inteligentních reportních objektů a uživatelsky přátelských dialogových polí. 3.7 Microsoft Office Data z databáze Historian je možné prezentovat či analyzovat standardními aplikacemi kancelářského balíku Microsoft Office (MS Word, Excel, Access). 3.8 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. 3.9 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 Vlastní (zákaznické) klientské aplikace Pro přístup k databázi Microsoft SQL Server (tedy i k databázi 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 Historian SDK Toolkit vývojářského nástroje od firmy. Společné zásady pro všechny architektury 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 Historian žádnou jinou aplikaci s výjimkou ů. 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 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 Historian lze využít databáze aplikací InTouch vytvořených ve verzi InTouch 6.0b a vyšší. U veškerých datových zdrojů (počítačů), které poskytují data do databáze Historian v reálném čase je nezbytné zajistit časovou synchronizaci!

7 Strana 7 Licenční pravidla 1. Historian Historian je možné zakoupit jako samostatný produkt nebo jako součást kombinace produktů v serverové platformě System Platform (zahrnuje Application Server, Historian, Information Server a komunikační DAServery nebo I/O servery). Jako samostatný produkt je Historian k dispozici ve čtyřech edicích v následujících velikostech podle počtu ukládaných proměnných: Edice Express pro 100 a 500 proměnných Edice Standard pro 500, 5 000, , , , a proměnných Edice Local pro proměnných Edice Enterprise pro 5 000, , , , , , , , a proměnných Škálování produktu podle počtu proměnných se liší u databáze Historian jako součásti produktu System Platform. V tomto případě jsou velikosti databáze Historian 100, 250, 500, 1 000, 5 000, , , , , , , a proměnných. Poznámka: Produkt System Platform obsahující Historian o velikosti pro proměnných (a větší) je vždy dodáván s licencí Historian typu Enterprise. Historian Express 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 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 InTouch. Edici nelze využít v kombinaci s distribuovaným sběrem dat pomocí služeb Remote IDAS. Edice neumožňuje ukládat data replikovaná z jiných databází Historian. Historian Standard Historian Standard plně pokrývá rozsah běžné funkcionality požadované uživateli. S ohledem na velký rozsah škálovatelnosti proměnných (od 500 až do ) 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 Historian. Historian Local Historian Local představuje speciální verzi edice Standard, která je určena pro lokální archivaci dat a pro jejich replikaci do centrálního Historianu (obvykle se toto řešení využívá v rámci rozsáhlých SCADA/HMI systémů). Historian Local podporuje maximálně dvě fyzické procesorové jednotky a na rozdíl od edice Standard má edice Local následující omezení:

8 Strana 8 Neumožňuje využívat služby vzdáleného sběru dat Remote IDAS. Místně uložená data lze dotazovat do hloubky maximálně 7 dnů od aktuálního času. Neobsahuje Information Server. Historian Enterprise 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 Historian. Vzorové případy nasazení a licencování tzv. vícevrstvé architektury u produktu Historian je vysvětleno v samostatném dokumentu Historian Příklady vícevrstvých architektur. Licence produktu Historian zahrnuje: 1 x licence Historian příslušné edice pro uvedený počet proměnných 1 x licence pro Microsoft SQL Server 2005/2008 Standard pro provoz na témže počítači jako Historian 1 x licence Information Server (platí pro edice Historian Standard a Enterprise) ArchestrA System Management Console nástroj pro správu a konfiguraci databáze 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 Historian Standard a Enterprise lze objednat IDAS i pro další počítače (Remote IDAS viz bod č. 2 dále) 1 x licence pro provozování 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 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 Historian) je potřeba zakoupit samostatnou licenci Remote IDAS. Poznámka: Součástí licence pro Remote IDAS je vždy i licence pro provoz ů a DAServerů na témže počítači. 3. FactorySuite Gateway Pro zajištění komunikace s OPC Servery je třeba instalovat na každý počítač s OPC Serverem také komunikační modul FactorySuite Gateway (náhrada dřívějšího produktu OPCLink). Tato aplikace je pro spolupráci s produkty poskytována ZDARMA. 4. Klientské přístupové licence CAL Pro každého klienta z lokální počítačové sítě nebo ze sítě Internet/intranet, který přistupuje z jakýchkoliv aplikací (nejen od firmy ) k datům uloženým v databázích serverů ( Historian, Alarmový server pro InTouch / Application Server, InBatch Server) musí být zakoupena klientská přístupová licence CAL.

9 Strana 9 V souladu s licenčními pravidly firmy Microsoft jsou k dispozici následující režimy licencování: Basic CAL (případně Enterprise CAL) Klientská přístupová licence 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 serverů. Basic CAL Per Processor (případně Enterprise CAL Per Processor) V tomto režimu je klientská přístupová licence určena pro jeden konkrétní serverový počítač, na kterém je provozován jakýkoliv 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 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 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 Historian přistupovat a proto je nutné použít licenční režim Per Processor. Poznámka: Klientské přístupové licence Enterprise CAL / Enterprise CAL Per Processor je třeba zakoupit pro všechny klienty přistupující k datům databáze Historian (edice Standard nebo Enterprise), pokud bude Historian provozován na databázovém serveru Microsoft SQL Server edice Enterprise. Ve standardním případě provozu edice Historian Enterprise na běžném serveru Microsoft SQL Server (tj. není použit Microsoft SQL Server edice Enterprise) stačí základní klientské přístupové licence Basic CAL / Basic CAL Per Processor. 5. Klientské přístupové licence Information Server Client Různé typy a režimy klientských přístupových licencí Information Server Client (WIS Client viz příklady architektur č. 7 a 8) pro přístup uživatelů na portál Information Server jsou podrobně popsány v samostatném dokumentu Information Server Příklady architektur.

10 Strana 10 Příklad 1: Rozšíření aplikací InTouch o Historian Jednoduché rozšíření stávající nebo nové architektury s vizualizačními aplikacemi InTouch o historizační databázi Historian. Sběr procesních dat zajišťuje služba IDAS, která je instalována na stejném uzlu jako Historian. Jako hlavní datový zdroj je využíván (nebo OPC Server), který běží na stejném uzlu jako aplikace InTouch, tj. na jiném uzlu, než je databáze Historian. Tento komunikační poskytuje data jak aplikaci InTouch (na stejném nebo jiných uzlech sítě), tak databázi Historian (na jiném uzlu sítě). S ohledem na možné zvýšené zatížení procesní LAN daty ukládanými do databáze Historian je tato architektura vhodná pro menší a střední aplikace (v závislosti na použitém protokolu, počtu proměnných, počtu klientských počítačů, počtu ů, intenzitě komunikace aj.). Variantně (nebo navíc) může sběr procesních dat zajišťovat komunikační instalovaný lokálně na stejném počítači jako 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 Historian vhodné zvolit klientské přístupové licence Basic CAL. Microsoft Office Pro každé klientské PC WW Basic CAL (nebo OPC Server + FS Gateway) Historian Záložní Poznámka: Pokud se z uzlu, na kterém je instalován, nebude přistupovat k datům v databázi Historian, není pro tento uzel licence WW Basic CAL potřeba (platí i pro další příklady).

11 Strana 11 Příklad 2: Služby Remote IDAS v režimu Failover v kombinaci se záložním em Architektura, jejímž cílem je minimalizovat ztrátu dat způsobenou možným výpadkem datového koncentrátoru, tj. uzlu s komunikačním em zajišťujícím sběr a posílání dat do databáze 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 ) jako na hlavním komunikačním uzlu PC1. Vyšší dostupnost dat je zajištěna kombinací služeb Remote IDAS v režimu Failover (přesměrování) se záložním komunikačním em. 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 Historian automatické spuštění záložní služby Remote IDAS na uzlu PC2 s následným přesměrováním příslušných komunikací na tento počítač. 2. Hlavní na PC1 je nakonfigurován s podporou záložního u na PC2, na který se v případě nedostupnosti u na uzlu PC1 veškerá komunikace automaticky přesměruje. U této architektury se opět předpokládá, že k databázi Historian budou přistupovat konkrétní klientské počítače. Proto jsou u jednotlivých klientských PC použity klientské přístupové licence Basic CAL. Read-only Zákaznická aplikace naprogramovaná v jazyku C# Pro každé klientské PC WW Basic CAL Remote IDAS Remote IDAS v režimu Failover Záložní Remote IDAS PC1 PC2 Historian Poznámka: Záložní komunikační může být provozován i na jiném uzlu než záložní služba Remote IDAS.

12 Strana 12 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 em 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 Historian zajistí automatické přepnutí do režimu lokálního ukládání dat a po obnovení komunikace jejich plně automatizované a optimalizované doplnění do databáze 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 Historian pomocí importu textových souborů nebo s využitím funkcí Historian SDK Toolkitu. Z pohledu licencování se jedná opět o jednoduchou architekturu, u které je vhodné použít licencování klientského přístupu k databázi typu Basic CAL, které zajistí konkrétním klientským počítačům přístup k datům ukládaným v databázi Historian. Microsoft Office Pro každé klientské PC WW Basic CAL Remote IDAS Store & Forward Historian LABORATOŘ Microsoft Excel (vytváření textových souborů).net Visual Basic (Historian SDK Toolkit) WW Basic CAL

13 Strana 13 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 Historian technologií nazvanou Late data. V následující architektuře zajišťuje sběr dat ze vzdálených lokalit speciální, který prostřednictvím radiového modemu postupně obvolává jednotlivé lokality. Při spojení na danou lokalitu si načte dávku dat a tyto pak průběžné přeposílá do databáze Historian k dalšímu zpracování. Současně s opožděnými daty jsou v tomto příkladě do databáze 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 s přístupovou licencí Basic CAL. Read-only Read-only WW Basic CAL Lokalita centrálního dispečinku Historian Pozdní data s podporou Late data Lokalita A Lokalita D Lokalita B Lokalita C

14 Strana 14 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 Historian. Komunikaci s řídicími systémy zajišťují vyhrazené počítače, na kterých jsou provozovány služby vzdáleného sběru dat Remote IDAS a y 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 Historan Client a příp. další specializované / zákaznické aplikace). V tomto případě je tedy pro klientské přístupy k databázi Historian vhodné zvolit licencování typu Basic CAL Per Processor. Microsoft Office Zákaznické aplikace C#,.NET VB, C++, Delphi aj. Historian Podniková síť WW Basic CAL Per Processor Development Studio (inženýrská stanice) Výrobně technologická síť Remote IDAS Remote IDAS v režimu Failover Záložní Remote IDAS 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 Development Studio, který již v sobě tuto licenci zahrnuje.

15 Strana 15 Příklad 6: Sběr a ukládání dat z různých typů řídicích systémů Architektura vhodná pro podniky, kde je provozováno více řídicích systémů od různých výrobců. 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 Historian získávána automaticky prostřednictvím ů se vzdálenými službami Remote IDAS a dále pomocí uživatelského komunikačního serveru naprogramovaného s využitím sady nástrojů 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 Basic CAL. InTouch Runtime InTouch Runtime Read-only Internetový prohlížeč (Reporting Services) Microsoft Office Pro každého uživatele WW Basic CAL VB.NET aplikace Remote IDAS pro A pro B Store & Forward Historian SDK Server Uživatelský komunikační server (Historian SDK Toolkit) Store & Forward PLC A (např. Siemens SIMATIC) Remote IDAS pro C OPC Server pro D + FS Gateway PLC B (např. Allen-Bradley ControlLogix) OPC Server FS Gateway Store & Forward DCS C (např. Honeywell TDC 3000) DCS D (např. Yokogawa Centum CS) Poznámka: Uvedené příklady (názvy) konkrétních řídicích systémů jsou pouze ilustrativní.

16 Strana 16 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 Historian, která zajistí dostupnost těchto informací pro všechny úrovně řízení podniku. Do jiné podnikové databáze např. ORACLE mohou být z databáze 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 Information Server. Internet (VPN kanál) Internetový prohlížeč (MS Internet Explorer) Proxy server Information Server WIS Client Internetový prohlížeč (Reporting Services) Microsoft Office Uživatelská aplikace Microsoft Office ORACLE Informační systém ERP např. SAP, Navision aj. HUB Podniková LAN HUB Router WW Basic CAL Per Processor Historian Siemens WinCC Rockwell RS View System Platform Promotic Control WEB

17 Strana 17 Příklad 8: Replikace dat mezi databázemi 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 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 Historian. Více informací o replikacích a vícevrstvé architektuře jsou k dispozici v samostatném dokumentu Historian Příklady vícevrstvých architektur ). Součástí softwarové infrastruktury jsou v tomto příkladě i vzájemně propojené průmyslové informační portály Information Server. Jejich úkolem je prostřednictvím centrálního portálu 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 Historian (edice Enterprise) Klienti analytického a reportního informačního portálu WIS ORACLE WW Basic CAL Centrální Information Server WIS Client Distribuce vybraných dat přes zabezpečený VPN kanál Lokalita A Historian Lokalita B Historian Information Server Information Server Rev. 09/2010

18 Strana 18 Příklad 9: Redundantní pár Historianů Jednou z možností, jak zajistit nepřetržitý přístup klientských aplikací k důležitým výrobním informacím je nasazení dvojice totožných Historianů zapojených do redundantního páru. Zdrojem dat v takovém případě musí být Application Server verze 2012 R2 (3.6) nebo vyšší. Při nasazení projektu si jednotlivé uzly s funkčností AOS (Automation Object Server) automaticky detekují redundantní pár Historian serverů, na které pak nezávislými kanály (s vestavěnou podporou Store&Forward) zasílají současně data k archivaci. Dojde-li k neočekávanému výpadku spojení mezi historizačním serverem a klientskou aplikací, např. Trend, klientská aplikace tuto situaci okamžitě vyhodnotí a automaticky se přepojí na Historian partnera (druhý Historian server). Důležitá data jsou tak stále dostupná a jejich analýza může probíhat bez znatelné časové prodlevy. V tomto konkrétním příkladě jsou databáze Historian z důvodu bezpečnosti umístěny každý v jiné lokalitě, nicméně pro praxi bývá typické, že pár redundantních historizačních serverů bývá provozován na jednom místě.

19 Strana 19 Rezerva na příp. další architekturu

20 Strana 20 02/2013