Datacaptatie, –archivering en –rapportering van een kristallisatieproces

StudiegebiedIndustriële wetenschappen en technologie

OpleidingMaster in de industriële wetenschappen:Elektrotechniek

AfstudeerrichtingAutomatisering

Academiejaar2008 - 2009

Alexander Dewaele

PromotorenMarc CropHenk Capoen

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

Bedrijfsvoorstelling• Belgische voedingsgroep vooral actief in Europa• 3 Business-segmenten• Sojaproducten• Diepvries bakkerijproducten• Margarines & vetten

• Transportbedrijf Metro• Raffinaderij Lipidos Santiga

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

2

DoelstellingenProcesKristallisatieproces van margarine = onderdeel van het productieproces. input- en outputparameters.

Doelstellingen VDM• Realtime capteren en historisch verwerken van de parameters

→ Datacaptatiesysteem• Aanmaken rapporteringen

→ Tijdsgestuurd→ Batchgestuurd

• Verschillende batches van recepten vergelijken

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

3

KristallisatieprocesProcesKristallisatieproces van margarine = onderdeel van het productieproces.

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

4

Emulsie

Margarine

Werktank

Centrifugaalpomp

Pasteur Hogedruk-pomp

Koel-machine

Poefer

Retour

Overzicht

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

5

Overzicht

SDK TCP/IP

SQL

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

6

ProductievloerSiemens PLC’s Inputs & Outputs

Meet-omvormer

Analoge kaartPLC

4-20 mA

SensorOnthoud:De temperatuurswaarde wordt opgeslagenin DB30 beginnend bij byte 368

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

7

OPC ServerVisualiseren procesparameters

PLC waardes beschikbaar stellen

OPC ServerSiemens “OPC.SimaticNet”

Naam verbinding: NatGedeelte_L1

Server: NBIZ030PLC

OnthoudNBIZ_030NatGedeelte_L1

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

8

Proficy HistorianInleidingProficy Historian = hoogperformant data-archiveringssysteem ontworpen om • tijdsgebaseerde informatie te verzamelen• op te slaan en • weer te geven

Proficy Historian:• Archiveert en maakt grote datahoeveelheden beschikbaar• Verwerkt grote datahoeveelheden aan grote snelheden• Verspreidt gemakkelijk verschillende componenten over het netwerk• Buffert data als de connectie onderbroken is

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

9

Proficy HistorianArchitectuur

1. OPC Server2. OPC Collector3. Historian database

4. Clients

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

10

Proficy HistorianArchieven

Data Archiefdelen Grootte instelbaarVoorkomen volledig archief corrupt

Archiefbeheer

Groei afhankelijk van:• Aantal gearchiveerde items• Pollingfrequentie• Instelling van de compressie• Data types

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

11

Proficy HistorianGroei archief bepalen

Voorbeeld• Aantal tags: 10 000• Pollingfrequentie: 2 seconden• Compressie: 90%• Data type: Integer (Bytes/Waarde = 2)• Duration: Jaar

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

12

Proficy HistorianProficy Historian Administrator

Hoofdfuncties• Visualiseren van de systeemstatus• Onderhoud en configuratie van het archief• Backup en restore van data• Onderhoud en configuratie van de collectoren• Onderhoud en configuratie van de tags• Doorzoeken van de berichten (messages)

De interface voor de Proficy Historian database

5 schermen

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

13

Proficy HistorianProficy Historian Administrator Scherm “Tags”

Gearchiveerde OPC Items

Tab “General”

BeschrijvingVb. Temperatuur werktank

Engineering UnitVb. °C

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

14

Proficy HistorianProficy Historian Administrator Scherm “Tags” Tab “Collection”

Source Address• S7: STEP7 verbinding• NatGedeelte_L1: Naam verbinding• DB30,REAL 368: Locatie

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

15

Proficy HistorianProficy Historian Administrator Scherm “Tags” Tab “Compression”

Compressie:Beperken archief

Voorbeeld: Temperatuur werktank• Pollingfreq: 5s• Datatype: Real (4 bytes)• Absolute comp band: 1• Totale logtijd: 1h• 29.8 °C < T < 30.1 °C

Zonder compressie(1h*60*60)/5s * 4B = 2 880 bytesMet compressie0.3 < (1/2) dus 4 bytes

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

16

OracleConnectie

Data Source=IZEGEM;User Id=Username;Password=passwd;Integrated Security=no;

Data Source

Connectiestring

Tnsnames.ora

Host hosts

6.60.1.30 IZEGEM2

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

17

ServerapplicatieDoel

Acties• 1x per dag gegevens uit de Oracle databases ophalen• Gegevens opslaan in een Access bestand• Gegevens op aanvraag verzenden naar de Report Tool

Gegevens uit de Oracle database Report Tool

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

18

ServerapplicatieReden Access database als tussenstap

1. Recepten in Oracle worden verwijderd

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

19

ServerapplicatieReden Access database als tussenstap

2. Performantie

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

20

ServerapplicatieReden Access database als tussenstap

3. Oracle databases zo min mogelijk belasten

4. Security

1x per dag recepten updaten

Enkele vaste IP adressen toegang

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

21

Report ToolProficy Historian ServerapplicatieReport Tool

Rapportering

Samenvattingen & grafieken

• Controleren proceswaardes• Opsporen fouten in het proces• Verbanden leggen met de kwaliteit• Proces verbeteren• Analyses maken

Historische

data

Recepten

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

22

Report ToolComponenten:

1. Connect2. Global3. Recipe4. Comparison

Connecteren met een Historian databaseOpvragen data van alle beschikbare tagsOpvragen data van een bepaalde batch van een recept

Vergelijken verschillende batches van een recept

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

23

Report ToolComponenten Connect Connecteren met een Historian database

OPGELET: wachtwoorden zijn voorIedereen zichtbaar!

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

24

Report ToolComponenten Connect Connecteren met een Historian database

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

25

Report ToolComponenten Global Opvragen data van alle beschikbare tags

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

26

Report ToolComponenten Recipe Opvragen data van een bepaald recept

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

28

Film

Report ToolComponenten Comparison Vergelijken batches van een recept

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

29

Report ToolSaves

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

31

Besluit• Vooropgestelde doelstellingen zijn behaald

• Meerwaarde→ Arbeidsuren bespaard→ Gedetailleerdere rapporteringen→ Snellere opvraagbaarheid

• Q/A?

Bedrijf – Doel – Overzicht - Prod – OPC – Prof Hist – Oracle – Serverapp – Report – Besluit

32