05-02-2021
5 Min. odczyt
Julia Weijs
Najnowsza aktualizacja: 14-07-2021

Lepsza alternatywa dla rejestratorów danych i oprogramowania do akwizycji dla sterowników PLC

Ten artykuł zawiera wyjaśnienie różnych systemów rejestrowania danych PLC oraz alternatywne rozwiązanie, które eliminuje potrzebę dodatkowego sprzętu lub oprogramowania.

Czym jest akwizycja danych (DAQ – Data Acquisition)?

Akwizycja danych lub DAQ to proces digitalizacji danych z urządzeń przemysłowych lub środowisk (takich jak budynki), aby można je było wyświetlać, analizować i przechowywać na komputerze, sterowniku PLC, serwerze lub w chmurze.

PLC jest skrótem do Programmable Logic Controller (programowalny sterownik logiczny). Jest to  uprzemysłowiony komputer używany w przemyśle do sterowania silnikami, robotami i czujnikami (przetwornikami) - na przykład linia produkcyjna z silnikami do napędzania pasów, poruszania różnymi ramionami i dźwigniami itp. Logowanie danych z PLC  to proces zbierania danych z maszyn i urządzeń (czujniki) w celu analizy. Przykładem jest proces pomiaru wilgotności w fabrycznym piecu jako wartości cyfrowej za pomocą inteligentnego czujnika. Aby poprawnie ocenić dane, oznaczane jest to znacznikiem czasu i daty.

Logowanie danych lub systemu/oprogramowania do akwizycji dla sterowników PLC mogą być używane do zbierania różnego rodzaju informacji pochodzących z maszyn lub budynków, np. wibracji, natężenia światła, temperatury, napięcia, częstotliwości dźwięku i pomiaru ciśnienia. Aktywność maszyn i urządzeń peryferyjnych może generować duże ilości danych, a część z generowanych danych może być przydatna do celów serwisowych, monitorowania stanu lub optymalizacji.

Systemy akwizycji danych (DAQ): dane z czujnika do PLC do oprogramowania analitycznego Systemy akwizycji danych (DAQ): dane z czujnika do PLC do oprogramowania analitycznego

Komponenty systemu akwizycji danych

Wszystkie systemy akwizycji danych składają się z 3 ważnych elementów:

  1. Czujniki
  2. Kondycjonowanie sygnału
  3. Przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC). 

Nowoczesne systemy akwizycji danych mogą zawierać dodatkowe funkcje, takie jak analiza danych, oprogramowanie do raportowania, łączność z siecią, sterowanie zdalne oraz opcje monitorowania (na żywo) – dashboardy. Możesz zobaczyć stan sprzętu i instrumentów, które monitorujesz, w czasie rzeczywistym lub rejestrować i analizować dane oraz generować raporty. Czasami oprogramowanie jest wyposażone w funkcje e-mail lub alarmy.

Pisanie własnego DAQ od zera nie jest łatwe, więc wybór łatwego w użyciu rozwiązania do rejestrowania danych jest prawdopodobnie lepszym wyborem. To szybki i skuteczny sposób analizowania danych. Istnieją różne typy rozwiązań pomagających w zbieraniu danych ze sterownika PLC. Poniżej wyjaśnimy różne metody.

Istnieje kilka metod akwizycji, zbierania I przechowywania danych pochodzących ze sprzętu przemysłowego:

  • Oprogramowanie do zbierania danych
  • Systemy akwizycji danych
  • Urządzenia do zbierania danych
  • Rejestratory danych (sprzęt)
  • Zdalny terminal (Remote Terminal Unit - RTU)
  • Oprogramowanie do zbierania danych

Oprogramowanie do zbierania danych

Oprogramowanie do zbierania danych może być uruchomione na istniejących systemach akwizycji danych, zdalnych systemach monitorowania i systemach sterowania. Możesz uruchomić to oprogramowanie na komputerach i sterownikach w oparciu o informacje otrzymane ze zdalnych modułów akwizycji danych.

Aplikacje oprogramowania do logowania danych obejmują zarówno złożone, wielkoskalowe automatyzacje fabryk, jak i proste systemy automatyki. Na przykład możliwe jest wyświetlanie w czasie rzeczywistym danych dotyczących zużycia energii z systemów monitorowania energii poprzez połączenie paneli HMI lub paneli dotykowych z oprogramowaniem SCADA. 

Wadą oprogramowania do zbierania danych jest to, że jest ogólnie dostępne tylko w sieci (zakładu lub fabryki) lub w systemie, w którym jest zainstalowane.

Systemy akwizycji danych

System akwizycji danych, znany również jako DAA lub DAQ, jest zbiorem oprogramowania oraz sprzętu, który pozwala na dokonywanie pomiarów sterowanie fizycznymi właściwościami danego sprzętu w fabryce. Kompletny system akwizycji danych składa się ze sprzętu DAQ, inteligentnych czujników, mierników i siłowników, sprzętu do kondycjonowania sygnału i sterownika z oprogramowaniem DAQ.

Modułowe systemy akwizycji danych są przeznaczone do złożonych systemów o dużej liczbie kanałów, które wymagają integracji wielu typów czujników. Systemy te są drogie i o wiele bardziej skomplikowane w integracji i obsłudze, ale są też niezwykle elastyczne.

Urządzenie do zbierania danych

Urządzenie do zbierania danych (USB, Ethernet, PCI, itp.) zawiera kondycjonowanie sygnału i przetwornik analogowo-cyfrowy. Urządzenia te są elastyczne i mogą być używane do różnych celów. Ich wadą jest to, że podczas pracy musi być podłączony do komputera.

Rejestratory danych

Rejestratory danych to samodzielne systemy akwizycji danych z wbudowanym procesorem i wstępnie zdefiniowanym oprogramowaniem. Rejestrator danych przechwytuje dane i przechowuje je lokalnie w celu późniejszego wykorzystania. Rejestratory danych z obsługą sieci można konfigurować online, udostępniać dane w sieci lub przechowywać je w środowiskach chmurowych.

Wadą jest fakt, że rejestratory danych nie mogą wykonywać żadnych obliczeń. Jest to tylko rozwiązanie, do którego możesz rzucić informacje, a następnie pobrać je w późniejszym terminie. Nie należy też zapominać o utworzeniu kopii zapasowej danych.

Zdalny terminal (RTU)

Zdalny terminal (RTU) jest urządzeniem opartym na mikroprocesorze, które monitoruje i steruje urządzeniami polowymi, które mogą następnie łączyć się z systemem sterowania zakładem lub systemami SCADA. RTU są uważane za odpowiednie rozwiązanie dla telemetrii geograficznej, która wymaga komunikacji bezprzewodowej. Wadą RTU jest to, że wymagają programowania i określonego zestawu umiejętności.

Alternatywne rozwiązania akwizycji danych dla sterowników PLC

Sterownik PLC jest rdzeniem każdego nowoczesnego systemu przemysłowego. Sterowniki te są używane w przemysłowych systemach sterowania maszyn (ICS) w wielu gałęziach przemysłu. Sterowniki PLC są dobrym rozwiązaniem do zadań automatyzacji na małą skalę, takich jak sterowanie pojedynczą maszyną (włączanie i wyłączanie za pomocą wyzwalaczy) lub automatyzacja budynków na mniejszą skalę (oświetlenie, kontrola temperatury itp.).

W celu monitorowania maszyny i sprawdzania jej statusu, potrzebujesz dostępu do danych wygenerowanych przez PLC oraz podłączonych komponentów. Rozwiązania akwizycji danych, które opisaliśmy wcześniej, pozostawiają wiele do życzenia. Brakuje im funkcji zdalnego dostępu lub kopii zapasowych, są trudne w konfiguracji lub wymagają dodatkowych komponentów sprzętowych. Poznaj solidną alternatywę dla akwizycji danych z systemów przemysłowych, która spełnia wszystkie te potrzeby: IXON Cloud.

Animation of data from sensor to PLC to IXON Cloud and dashboards

IXON Cloud: Zbieranie, akwizycja i monitorowanie danych online

IXON Cloud sprawia, że logowanie i akwizycja danych jest proste dla każdego. Zbiera dane bezpośrednio z urządzeń, które obsługują Ethernet (PLC, HMI, IPC, przemienniki częstotliwości, napędy, czujniki, itp.). Nie jest do tego potrzebna umiejętność programowania, dodatkowy sprzęt lub oprogramowania innych firm.

Zmienne mogą być konfigurowane w środowisku internetowym, gdzie w prosty sposób możesz je umieścić na IXrouterze, który jest połączony z Twoimi urządzeniami. IXrouter jest wielofunkcyjnym routerem VPN oraz urządzeniem Gateway, które potrafi nawiązać bezpieczne połączenia, przesyłać dane poprzez MQTT oraz oferuje funkcjonalność typu „Edge computing”.

IXrouter monitoruje status zmiennych sterownika PLC w czasie rzeczywistym, dzięki użyciu protokołów przemysłowych, takich jak OPC-UA lub Modbus. Możesz go ustawić, aby rejestrował tylko określone wartości (np. minimalna, średnia, maksymalna, itp.), a także kiedy powinien je rejestrować (np. przy zmianie, wyzwoleniu lub interwale). Dane są następnie przesyłane z routera do IXON Cloud. Należy zwrócić uwagę, że dane są buforowane na IXrouter, aby zrekompensować zerwane połączenia internetowe. Gdy tylko połączenie internetowe zostanie ponownie uruchomione, dane zostaną przesłane. Wszystkie dane są bezpiecznie przechowywane w klastrze bazy danych chmury. 

Zgromadzone dane mogą być wykorzystane do zdalnego monitorowania stanu poprzez ich wizualizację na dashboardzie drag & drop. Jest to możliwe dzięki alarmom opartym na chmurze. Mogą być również eksportowane do zewnętrznych narzędzi Saas poprzez API w celu dogłębnej analizy.

Uzyskaj te korzyści, poprzez wykorzystanie strategii akwizycji danych sterownika PLC z IXON:

  • Brak konieczności powiadania dodatkowego oprogramowania, rejestratora danych i umiejętności programowania
  • Wysoka częstotliwość próbkowania <5 ms
  • Pozyskiwanie danych na podstawie interwału (od 200 ms do 1 godziny), zmiany lub wyzwalania
  • Obsługiwanie wszystkich kluczowych protokołów: OPC-UA, Modbus TCP/IP (np. Siemens LOGO!), Siemens ISO, Ethernet/IP i BACnet
  • Nieograniczone miejsce na dane, redundancja danych i kopie zapasowe w chmurze
  • Bezpieczeństwo I monitorowanie 24/7 przez specjalistów ds. bezpieczeństwa
  • Zawarta funkcjonalność typu “edge”: przygotowanie danych (obliczenia) i zmniejszenie przepustowość (buforowanie lokalne)
  • Zdalne monitorowanie danych przez Internet za pomocą konfigurowalnych dashboardów i łatwej konfiguracji alarmów
  • Wbudowany zdalny dostęp do sterowników, paneli HMI oraz otwartych webserwerów w celu wydajniejszego rozwiązywania problemów
  • Brak kosztów utrzymania, prądu, dodatkowych serwerów lub komputerów

Ta krótka animacja pokazuje w jak prosty sposób możesz skonfigurować logowanie danych w chmurze (Cloud Logging) na platformie IXON Cloud:

Animation of IXON Cloud Data Logging from PLC to Cloud

Przetestuj pełny scenariusz z naszym bezpłatnym zestawem startowym oraz kontem na platformie IXON Cloud. Zamów swój zestaw tutaj lub wyślij nam swoje pytania tutaj.

Zamów zestaw startowy IXrouter

 

Powiązane zasoby