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Real-time data acquisition system
Inteligencia Operacional
Integra, Procesa y Analiza en tiempo real
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
¿Qué es IDbox?
IDbox es un conjunto de componentes software que permite
supervisar y operar procesos, integrando la información de
cualquier origen de información. IDbox procesa todas las señales
recogidas ofreciendo herramientas de análisis que permitan tomar
decisiones de operación y automatizar el control operacional.
Ventajas
Principales funcionalidades:• Graficación y Análisis
• Cuadros de mando y Sinópticos HMI • Informes• Mapas
• Generación de procesos de negocio (BPM)• Gestión de alarmas y notificaciones
Principales ventajas:• Interfaz limpia e intuitiva
• Accesibilidad• Gestión masiva de información
• Flexibilidad: Arquitectura modular de alto rendimiento
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
Estructuras mínimas
¿Qué es un PID?
Un valor y un estado del valor, en un momento
determinado.
¿Qué es un PIDBlock?
Agrupación de PIDs con una marca de tiempo
IPID➢ ID➢ TAG➢ Type➢ Moment➢ State➢ Value (T)
Actuales Tipos➢ Analogic➢ Digital➢ Discrete➢ DateTime➢ String➢ Binary➢ Statistics➢ Extracted
Esquema general de componentes
Servicios que reciben información, realizan alguna tarea y envían a otro destinatario
Pieza Genérica
Entrada de información
Tratamiento de la información
Salida de la información
Entre los componentes del sistema IDbox la transmisión de información se realiza mediante envíos de paquetes UDP o TCP
Esquema general de componentes
En cada componente de IDbox podemos encontrar 3 tipos de piezas distintas: Entrada, Salida yProceso.Características de cada una:• Entrada:Adquieren información.• Proceso: Gestionan y realizan acciones con la información.• Salida: Emiten información.
Entrada 1
Entrada 2
Entrada 3
Proceso 3
Proceso 1
Proceso 2
Salida 1
Salida 2
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
Conectores
Servicios robustos, capaces de adquirir datos de un PLC a través de un protocolo, o de un origen deinformación, adaptando los datos a la estructura de IDbox y enviándoles al sistema.
Cada colector dispone de una pieza que adquiere datos de un medio, una serie de piezas querealizan algún tipo de procesado y, finalmente, un enviador de información.
Driver de
adquisición
Enviador de
DatosTask 1 Task 2
CONECTOR
Conector. Ejemplo
A modo de ejemplo sencillo el siguiente conector constaría de los siguiente: Una pieza que adquiere datos de un PLC a través del protocolo Modbus, una pieza que realiza una operación sencilla sobre el dato devuelto del PLC, una pieza que establece el estado del PID en función de su valor, y finalmente una pieza que envía el dato obtenido al resto de componentes.
CONECTOR
Driver
Modbus Enviador UDPProcessData LimitControl
Temp1=230Alarm1=falseAlarm2=true
0x02,0xFA… Temp1=23,0Alarm1=falseAlarm2=true
Temp1=23,0 (Alarma)Alarm1=falseAlarm2=true
0x52,0xB6…
Agente de grabación
Características.
• El Agente de grabación persiste los datos enviados desde los conectores. De estaforma es independiente del origen de la información.
• Internamente usa una serie de interfaces que le hacen independiente del métodode almacenamiento que se vaya a utilizar.
• En caso de fallo con el sistema de persistencia, es capaz de almacenar en memoria o enficheros transitorios los datos hasta recuperarse del fallo, en ese momento comenzará apersistir los datos almacenados.
• Es capaz de detectar la duplicidad de datos, y permite un control de los datos a almacenar,solo cambios de valor, de estado, de fecha...
• Soporta modos de redundancia entre grabadores: master-slave o first active
• Posee una vía para la importación de datos históricos.
Agente de grabación
Cada uno de los componentes e intercomunicación de los mismos, es instanciada entiempo de ejecución.
Esto permite variar y modificar la configuración de una manera sencilla según seanecesario.
Agente de grabación
Características.
IDbox soporta la persistencia de información en los siguientes motores dealmacenamiento: SQL Server, MySql, MongoDB, TokuMX, Oracle.
Adicionalmente, es posible almacenar los datos en ficheros binarios propios de IDbox.
Existen técnicas de compresión de datos:• Promedio de valores• Incremento significativo• Chebyshev.
Agente de consulta
Servicio cuyos objetivos son:
• Centralizar el suministro de información.
• Gran capacidad de respuesta a peticiones de datos.
• Almacenamiento en memoria.
• Jerarquía de proveedores de información.
• Consulta último valor recibido.
• Independencia del origen de los datos.
• Independencia del soporte para el almacenamiento de los datos.
Otras características:
• Permite la inclusión de piezas de procesado.
• Capacidad de gestión de datos duplicados.
• Posibilidades de redundancia.
• Consultas estadísticas totales.
Agente de consulta
Cada uno de los componentes e intercomunicación de los mismos, es instanciada entiempo de ejecución.
Esto permite variar y modificar la configuración de una manera sencilla según seanecesario.
Cadena de proveedores
La cadena de proveedores trata de devolver la información solicitada del proveedor o
medio de almacenamiento mas rápido.
En caso de que el proveedor no contuviera la totalidad de la información o parte de ella,
se procederá a ir a buscar la información faltante al siguiente.
Así hasta llegar a un proveedor que devuelve los datos, o no localizarlos en ninguno.
Agente de Notificaciones
Objetivos:
• Generar y gestionar el disparo de alarmas.
• Generar y gestionar notificaciones.
• Realizar envíos externos notificando sucesos.
• Llamada telefónica
• Correo electrónico
Otras características:
• Motor de reglas interno.
• Flexibilidad para generar nuevas reglas.
• Planificador.
• Programar generación y envío de informes
Agente de Notificaciones
Cada uno de los componentes e intercomunicación de los mismos, es instanciada entiempo de ejecución.
Esto permite variar y modificar la configuración de una manera sencilla según seanecesario.
Rule Manager
Permite generar las distintas reglas que desencadenan en una notificación de formavisual desde el cliente de IDbox.
El motor de reglas evalúa las condiciones establecidas en su configuración. En caso quesu resultado sea positivo, se desencadena la generación de una notificación que seráenviada a los destinatarios indicados.
Agente de operación
El Agente de operaciones es el encargado de realizar el envío de
escrituras a los PLC.
Características:
• Gestión del control de señales de operación.
• Permite confirmación de escritura.
• Permite insistencia continuada.
• Respuesta ante fallos.
Agente de operación
Cada uno de los componentes e intercomunicación de los mismos, es instanciada en
tiempo de ejecución.
Esto permite variar y modificar la configuración de una manera sencilla según sea
necesario.
Task
Genéricas:• Calculo de agregados• Grabadores de Datos• Retardadores de digitales• Control de limites• Procesado de Datos• Control de propagación• Repropagadores• Calculo de estadísticas• Forzado de datos• …
Cliente:• Envío de información a otros sistemas.• Realización de cálculos específicos del negocio.• …
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
Arquitectura Base.
IDbox es un sistema software distribuido y de tiempo real.Esta diseñado para adaptarse a cualquier tipo de escenario, y por supuesto, si es necesario ofrecer altadisponibilidad y redundancia.
Se distribuye IDbox en dos servidores:• Uno orientado a la adquisición y persistencia de datos• El otro orientado a ofrecer servicios a los usuarios.
BACKEND FRONTEND
BBDD
Driver 1
Driver 2
Driver 3
Data
Recorder
Data Agent
WEB
Data
Notification
Usuarios
Arquitectura. Alta seguridad.
Se distribuye IDbox en varios servidores:IDbox se encuentra instalado en redes separadas por DataDiodes
Agente de
Consulta
Conector
1
Conector
2
IISBBDD
Conector
3
Agente de
Consulta
IIS
Agente de
Grabación
Usuarios
Usuarios
Arquitectura. Alta disponibilidad y redundancia
Se distribuye IDbox en varios servidores:Cada una de los componentes de IDbox se encuentra redundado
AgentesDriver
Driver’ Agentes’
IIS
IIS’
NLB
BBDD BBDD’
Usuarios
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
Configuración de un componente
La configuración de las piezas de un servicio se realiza mediante ficheros XML
• Fichero principal del servicio
• Ficheros correspondientes a cada pieza
• Catalogo de PIDs
• Fichero “Classes”
Core Service
FileRead ProcessData UDPSender
Configuración Drivers: FileRead
• Fichero Classes: Fichero genérico de IDbox de declaración de ensamblados
• Fichero CoreService: Definición de elementos, marcas y enlace entre elementos.
• Fichero FileRead (Pieza FileRead): Configuración parámetros de origen
• Fichero PIDCatalog: Declaración de señales con pares ID y nombre de Tag (configuración individual).
• Fichero UDP (Pieza UDPSender): Configuración de los endpoints de envío (DA, DR o DN)
Core Service
Define:
• Elementos que componen el servicio.
• Enlaces entre los distintos elementos.
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><CoreServiceConfig ID="FileReadLDR" IP="127.0.0.1" Port="4914" Desc="" TimeReview="60000" xmlns="http://idboxrt.com/">
<Elements><Element ID="FileReadDRV" Assembly="IDbox.Driver.FileRead"
Class="IDbox.Driver.FileRead.FileReadMultiDriver" ConfigurationFile="FileRead.xml" /><Element ID="UDPSender" Assembly="IDbox.Task.UDPSender"
Class="IDbox.Task.UDPSender.UDPSender" ConfigurationFile="UDPSender.xml" /></Elements><Links>
<Link Source="FileRead" Destiny="UDPSender" /></Links>
</CoreServiceConfig>
FileRead
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><FileReadConfig ID="FileReadDRV" xmlns="FileReadConfig"><Enabled>true</Enabled><Period>1000</Period><FileReads><FileRead ID="LDRReader" Type="ENEL"><Enabled>true</Enabled><TempFolder>D:\IDbox\Drivers\IDbox.Driver.FileRead\Temp</TempFolder><ProcessFolder Enable="true">D:\IDbox\Drivers\IDbox.Driver.FileRead\Process</ProcessFolder><ErrorFolder Enable="true">D:\IDbox\Drivers\IDbox.Driver.FileRead\Errors</ErrorFolder><DeleteOriginal>true</DeleteOriginal><Format Delimiter=";" HeadLines="9" TimeZone="UTC"><Field Type="key" Order="1"/><Field Type="date"/>
<Field Type="state"/><Field Type="value"/><Field Type="ignore"/>
<Field Type="ignore"/></Format>
</FileRead></FileReads>
</FileReadConfig>
PIDCatalog
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><PIDCatalog ID="MISTRALDBCatalog" xmlns="PIDCatalog"><PIDEntry ID="222950" TAG="ESLATRNAVASMSTATIONPMAX_" Type="Analogic">
<DriverFileReadPIDAttribute ID="FileReadDRV" Identificador="451512211" /><UDPSenderSelfContentPIDAttribute ID="UDPSender"/>
</PIDEntry><PIDEntry ID="222951" TAG="ESLATRNAVASMSTATIONPMIN_" Type="Analogic">
<DriverFileReadPIDAttribute ID="FileReadDRV" Identificador="451513211" /><UDPSenderSelfContentPIDAttribute ID="UDPSender"/>
</PIDEntry><PIDEntry ID="222952" TAG="ESFNTSSPENA2L01TNSC" Type="Analogic">
<DriverFileReadPIDAttribute ID="FileReadDRV" Identificador="467126211" /><UDPSenderSelfContentPIDAttribute ID="UDPSender"/>
</PIDEntry><PIDEntry ID="222953" TAG="ESFNTSSPENA2L02CON1" Type="Analogic">
<DriverFileReadPIDAttribute ID="FileReadDRV" Identificador="467127211" /><UDPSenderSelfContentPIDAttribute ID="UDPSender"/>
</PIDEntry></PIDCatalog>
UDPSender
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><UDPSenderConfig ID="UDPSender" xmlns="UDPSender"><Enabled>True</Enabled><Compress>True</Compress><CRC>True</CRC><EndPoints>
<EndPoint IP="127.0.0.1" Port="6502" /> <!--URL de Data Recorder--></EndPoints>
</UDPSenderConfig>
Classes
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><Classes Version="1.8.0.0">
<!-- WheatherUnderground--><Class KnownType="0" ID="WeatherUndergroundConfig" Assembly="IDbox.Driver.WeatherUnderground"Class="IDbox.Driver.WeatherUnderground.WeatherUndergroundConfig"LoadAssembly="IDbox.Driver.WeatherUnderground" LoadClass="IDbox.Driver.WeatherUnderground.LoadConfig"/><Class KnownType="0" ID="WeatherUndergroundPIDAttribute" Assembly="IDbox.Driver.WeatherUnderground"
Class="IDbox.Driver.WeatherUnderground.WeatherUndergroundPIDAttribute"LoadAssembly="IDbox.Driver.WeatherUnderground" LoadClass="IDbox.Driver.WeatherUnderground.LoadConfig"/>
<!-- UDP Sender --><Class KnownType="1" ID="UDPSenderConfig" Assembly="IDbox.Task.UDPSender"
Class="IDbox.Task.UDPSender.UDPSenderConfig" LoadAssembly="IDbox.Task.UDPSender"LoadClass="IDbox.Task.UDPSender.LoadConfig" /><Class KnownType="1" ID="UDPSenderPIDAttribute" Assembly="IDbox.Task.UDPSender"
Class="IDbox.Task.UDPSender.UDPSenderPIDAttribute" LoadAssembly="IDbox.Task.UDPSender"LoadClass="IDbox.Task.UDPSender.LoadConfig" />
<!-- ProcessData--><Class KnownType="1" ID="ProcessDataConfig" Assembly="IDbox.Task.ProcessData"
Class="IDbox.Task.ProcessData.ProcessDataConfig" LoadAssembly="IDbox.Task.ProcessData"LoadClass="IDbox.Task.ProcessData.LoadConfig" /><Class KnownType="1" ID="ProcessDataPIDAttribute" Assembly="IDbox.Task.ProcessData"
Class="IDbox.Task.ProcessData.ProcessDataPIDAttribute" LoadAssembly="IDbox.Task.ProcessData"LoadClass="IDbox.Task.ProcessData.LoadConfig" />
...</Classes>
Configuración Piezas Principales: Data Recorder
• Fichero Classes: Fichero genérico de IDbox de declaración de ensamblados
• Fichero CoreService: Definición de elementos, marcas y enlace entre elementos.
• Fichero UDP Entry (Pieza UDPEntry2): Configuración individual de cada Endpoint de adquisición
• Fichero PIDCatalog: Declaración de señales con pares ID y nombre de Tag (configuración individual)
• Fichero Statistics (Pieza Statistics): Ensamblado responsable de cálculo aritmético o ponderado estadístico
• Fichero Mongo_Raw (Pieza DBRecorder): Configuración detalles para grabación de históricos en bruto
• Fichero Mongo_Statistics (Pieza DBRecorder): Configuración detalles para grabación de históricos estadísticos
• Ficheros DumDB, DumpEntryWCF y Dumper (Pieza DumpHistoricManager): Carga masiva de históricos
• Ficheros CommandManager, Receiver y Sender (Pieza UDPCommand): Recepción de comandos TCP
Configuración Piezas Principales: Data Agent
• Fichero Classes: Fichero genérico de IDbox de declaración de ensamblados
• Fichero CoreService: Definición de elementos, marcas y enlace entre elementos.
• Fichero UDP Entry (Pieza UDPEntry2): Configuración individual de cada Endpoint de adquisición.
• Fichero PIDCatalog: Declaración de señales con pares ID y nombre de Tag (configuración individual)
• Fichero Statistics (Pieza Statistics): Ensamblado responsable de cálculo aritmético o ponderado estadístico
• Fichero MarkedMemoryQ, MemoryQ y MemoryQD (Pieza ManagerMemoryQueue): Definición marcas RAM
• Fichero PROVRT y RTREM (Pieza RealTimeProvider): Proveedor de Tiempo Real (Puerto en escucha)
• Fichero PROVDB (Pieza RealTimeProvider): Acceso a datos para pre-cargar TR – Configuración
• Ficheros CommandManager, Receiver y Sender (Pieza UDPCommand): Recepción de comandos TCP
Configuración Piezas Principales: Data Notification
• Fichero Classes: Fichero genérico de IDbox de declaración de ensamblados
• Fichero CoreService: Definición de elementos, marcas y enlace entre elementos.
• Fichero UDP Entry (Pieza UDPEntry2): Configuración individual de cada Endpoint de adquisición.
• Fichero PIDCatalog: Declaración de señales con pares ID y nombre de Tag (configuración individual)
• Fichero AlarmManager y AlarmList: Configuración origen de datos, ensamblados y paramétricas.
• Fichero BackupTagsGroups, BackupActiveAlarms y BackupScheduler: Ficheros temporales locales de alarmas.
• Fichero MongoLoadAlarm, MongoLoadNotificacion y MongoSaveAdvice: Configuración de históricos alarmas
• Fichero NotificationManager, NotificationMailSender, etc: Configuración tipos de notificaciones y entregas
• Ficheros RuleManager y Rules (Pieza RuleManager): Configuración y listado temporal reglas de notificación
Índice:
1. Presentación IDbox
2. Conceptos Básicos
3. Componentes IDbox
• Conectores
• Task
• Agente de Grabación
• Agente de Consulta
• Agente de Notificaciones
• Agente de Operación
• BPM
4. Arquitectura
5. Configuración de un componente
6. Referencias
Referencias. Ferroatlántica
• Monitorización, control y análisis de los parámetros de hornos eléctricos y los correspondientes
sistemas perimetrales (basculas, cintas,…).
• Operación desde los sinópticos instalados en los terminales táctiles.
• Cuadros de mando y herramientas de análisis a los directivos para la ayuda en la toma de decisiones
relevantes en la planta.
• Numero de señales: 4000 por horno.
• Frecuencia de adquisición: 1 segundo.
Referencias. Robert Bosch
• Monitorización de la planta Bosch Treto (Cantabria)
• Informes de estado de las instalaciones, refrigeración, contadores de consumo energético, líneas
de producción, logística
• Numero de señales: 2500.
• Frecuencia de adquisición: 1 segundo.
• Sistemas integrados:
Contadores de energía
Cadenas de producción
Refrigeración
Logística
• Integración con Paneles ANDON de línea
• Alarmas y notificaciones ante escenarios críticos