CSDL Data Historian và những Ứng dụng của Data Historian

Data Historian là gì?

Data Historian (còn được gọi là Process Data hoặc Operation Data) là một chương trình phần mềm ghi lại và truy xuất dữ liệu sản xuất và xử lý theo thời gian; nó lưu trữ thông tin trong cơ sở dữ liệu chuỗi thời gian có thể lưu trữ dữ liệu một cách hiệu quả với không gian đĩa tối thiểu và truy xuất nhanh. Thông tin chuỗi thời gian thường được hiển thị theo xu hướng hoặc dưới dạng dữ liệu dạng bảng trong một phạm vi thời gian (ví dụ: ngày cuối cùng, 8 giờ trước, năm ngoái). Khái niệm Data Historian thường được gặp nhiều trong các hệ thống SCADA và DCS.

Có nhiều cách sử dụng cho Data Historian  trong các ngành khác nhau:

• Trong nhà máy sản xuất để ghi lại thông số của thiết bị sản xuất
  • Quá trình (ví dụ tốc độ dòng chảy, vị trí van, mức tàu, nhiệt độ, áp suất)
  • Tình trạng sản xuất (ví dụ: máy lên / xuống, theo dõi lý do downtime )
  • Giám sát hiệu suất (ví dụ: đơn vị / giờ, mức độ sử dụng máy so với công suất máy, theo lịch so với thời gian ngừng hoạt động đột xuất)
  • Phả hệ sản phẩm (ví dụ: thời gian bắt đầu / kết thúc, số lượng tiêu thụ nguyên liệu, theo dõi lô #, điểm đặt sản phẩm và giá trị thực tế)
  • Kiểm soát chất lượng (ví dụ: đọc chất lượng nội tuyến hoặc ngoại tuyến trong phòng thí nghiệm để tuân thủ thông số kỹ thuật)
  • Chi phí sản xuất (ví dụ: chi phí máy móc và vật liệu có thể gán cho sản xuất)
• Các tiện ích (ví dụ: Nhà máy Than, Thủy điện, Hạt nhân và Điện gió, truyền tải và phân phối)
• Trung tâm dữ liệu để ghi lại hiệu suất thiết bị về môi trường máy chủ (ví dụ: sử dụng tài nguyên, nhiệt độ, tốc độ quạt), cơ sở hạ tầng mạng (ví dụ thông lượng bộ định tuyến, trạng thái cổng, kế toán băng thông) và các ứng dụng (ví dụ: sức khỏe, thống kê thực hiện, tiêu thụ tài nguyên ).
• Giám sát thiết bị nặng (ví dụ: ghi lại giờ chạy, thiết bị và dụng cụ đọc để bảo trì dự đoán)
• Đua xe (ví dụ: bài đọc về môi trường và thiết bị cho thuyền buồm, xe đua)
• Giám sát môi trường (ví dụ thời tiết, mực nước biển, điều kiện khí quyển, ô nhiễm nước ngầm)

Những gì bạn có thể ghi lại trong một Historian Data?

Nó sẽ ghi lại dữ liệu theo thời gian từ một hoặc nhiều vị trí để người dùng phân tích. Cho dù người ta chọn phân tích van, mức bể, nhiệt độ quạt hay thậm chí là băng thông mạng, người dùng có thể đánh giá hoạt động, hiệu quả, lợi nhuận và thất bại của sản xuất. Nó có thể ghi lại các số nguyên (số nguyên), số thực ( dấu phẩy động với phân số), bit (bật hoặc tắt), chuỗi (ví dụ: tên sản phẩm) hoặc một mục được chọn từ danh sách giá trị hữu hạn (ví dụ: Tắt, Thấp , Cao).

Một số ví dụ về những gì có thể được ghi lại trong một Data Historian  bao gồm:

Tín hiệu Analog:	nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức, trọng lượng, nhiệt độ CPU, tốc độ trộn, tốc độ quạt
Tín hiệu kỹ thuật số:	van, công tắc giới hạn, động cơ bật / tắt, cảm biến mức rời rạc
Thông tin sản phẩm:	id sản phẩm, id lô, id nguyên liệu, id lô nguyên liệu
Thông tin chất lượng:	giới hạn quá trình và sản phẩm, giới hạn tùy chỉnh
Thông tin báo động:	ra khỏi tín hiệu giới hạn, trở về tín hiệu bình thường
Dữ liệu tổng hợp:	trung bình, độ lệch chuẩn, cpk, trung bình di chuyển

Thu thập dữ liệu từ các nguồn không đồng nhất vào một nền tảng chung để phân tích

Thông tin được thu thập trong một cơ sở có thể đến từ nhiều loại nguồn khác nhau, bao gồm:

• PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) điều khiển một phần hữu hạn của quy trình (ví dụ: một máy hoặc một đơn vị xử lý)
• DCS (Hệ thống kiểm soát phân tán) có thể kiểm soát toàn bộ cơ sở
• Giao diện thiết bị độc quyền (ví dụ: Thiết bị điện tử thông minh): dữ liệu được gửi trực tiếp từ một thiết bị thay vì hệ thống điều khiển (ví dụ: Hệ thống cân, trượt on-premise).
• Dụng cụ phòng thí nghiệm (ví dụ: Máy đo quang phổ, Máy phân tích TOC, Đo khối cộng hưởng)
• Nhập dữ liệu thủ công (ví dụ: một nhà điều hành định kỳ đi bộ dây chuyền sản xuất và ghi lại các lần đọc ra khỏi máy đo thủ công)

Áp dụng Data Historian trên khắp các khu vực và cơ sở

Một Data Historian  có thể được áp dụng độc lập trong một hoặc nhiều lĩnh vực, nhưng nó thực sự có thể thể hiện giá trị của nó khi được áp dụng trên toàn bộ cơ sở, nhiều cơ sở trong một bộ phận và trên các phòng ban trong một tổ chức. Người ta có thể phát hiện ra rằng nguyên nhân gốc rễ của một vấn đề sản xuất là không cung cấp đủ nước muối cho thiết bị sản xuất hoặc người ta có thể phát hiện ra 2 đơn vị Analog tạo ra kết quả khác nhau đáng kể theo thời gian.

Những loại câu hỏi nào một Data Historian sẽ trả lời?

• Thiết bị này chạy được bao nhiêu thời gian trong 24 giờ qua?
• Tua bin khí này đã tiêu thụ bao nhiêu nhiên liệu trong 8 giờ qua?
• Có bao nhiêu feet vuông giấy đã được sản xuất ngày hôm qua?
• Nhiệt độ trung bình, tối đa và phạm vi của CPU trong mùa hè là bao nhiêu?
• Có một sự giải phóng môi trường đáng kể cho bầu khí quyển đêm qua với lỗi van XYZ không?
• Việc sử dụng các nhà máy bóng số 2 có tương quan với hàm lượng carbon tăng trong tro tại nhà máy điện than không?

Định hướng của Data Historian

Khả năng hiển thị có thể ở cấp độ công cụ duy nhất cho đến toàn bộ tổ chức và hơn thế nữa. Bạn càng đứng sau quá trình, bạn sẽ càng thấy những gì bạn có thể hưởng lợi từ một Data Historian .

• Giám sát một thiết bị để duy trì hoạt động và nhận ra nhu cầu hiệu chuẩn, sửa chữa hoặc thay thế
• Giám sát một quy trình, một bộ thiết bị trong một đơn vị, để làm cho nó hoạt động trong một tập hợp các thông số kỹ thuật của quy trình
• Theo dõi quá trình sản xuất hàng loạt để cho phép chồng các ‘lô vàng’ lên trên các đợt nghi ngờ để so sánh và phân tích.
• Giám sát sản xuất trong một đơn vị để duy trì chất lượng sản phẩm trong khả năng của quy trình
• Giám sát toàn bộ tàu sản xuất để có hiệu quả và lưu lượng hoạt động tối đa
• Giám sát tất cả các khía cạnh của cơ sở để tối ưu hóa nhu cầu và tiêu thụ tài nguyên
• Giám sát nhiều cơ sở để phấn đấu cho sự nhất quán và cải tiến liên tục
• Giám sát các nhà cung cấp của bạn để kiểm soát chất lượng và tính sẵn có của nguồn cung của bạn.
• Giám sát việc sử dụng sản phẩm của khách hàng vì nó liên quan đến cách bạn sản xuất nó.
• Cho phép dữ liệu thời gian thực hoạt động để tích hợp với các hệ thống kinh doanh và tài chính.
• Function Chức năng của máy ghi âm Blackbox có thể ghi lại thông tin không được xem trừ khi có sự cố.
• Cung cấp đầu vào cho các thí nghiệm được thiết kế, hệ thống sản xuất prototype và các sáng kiến ​​cải tiến liên tục.

Dữ liệu vận hành được tổ chức tốt và dễ dàng truy cập có thể cho phép ra quyết định nhanh chóng và sáng suốt để cải thiện năng suất, chất lượng và hiệu quả ở tất cả các cấp của một tổ chức. Khi đến lúc giới thiệu một sản phẩm mới hoặc thay đổi đáng kể một sản phẩm hiện có, kiến ​​thức về quy trình thu được từ một Data Historian  có thể tạo ra tất cả sự khác biệt giữa việc đoán rằng bạn có thể làm được và biết bạn có thể làm được!

Ưu điểm của Data Historian

Các Data Historian  có một số lợi thế so với các hệ thống có cơ sở dữ liệu quan hệ:

• Giao diện thu thập dữ liệu sẵn có với các hệ thống điều khiển, thiết bị tuân thủ tiêu chuẩn OPC UA và thiết bị điện tử thông minh (IED).
• Dự phòng thu thập dữ liệu, lưu trữ và chuyển tiếp và các tính năng chuyển đổi dự phòng
• Thu thập dữ liệu tốc độ cao (ví dụ: 15.000 đến 50.000 mẫu mỗi giây) với độ phân giải thời gian dưới giây
• Lưu trữ dữ liệu hiệu quả thông qua nén; lọc ra tiếng ồn hệ thống và các giá trị có thể được tính toán thông qua phép nội suy.
• Lưu trữ lưu trữ đơn giản trong các khối thời gian thay vì cấu trúc nguyên khối của cơ sở dữ liệu quan hệ cho phép 20 hoặc 30 năm thông tin có sẵn trực tuyến.
• Bảo mật dữ liệu theo vai trò xuống mức độ chi tiết của điểm dữ liệu riêng lẻ.

Đọc thêm : So sánh Relational Databases và Data Historians Databases – CSDL nào phù hợp cho bạn