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Intelligente
installatieautomatisering
Gestructureerde datamodellering voor oude installaties
Xavier De Buysscher, Control & Automation Magazine
version française
De levenscyclus van een productie-installatie is zeer uiteenlopend in de
verschillende productiebranches. Spreekt men in de automobielindustrie over
enige jaren, dan spreekt men in de procesindustrie over decennia. De eisen voor
een geautomatiseerde productieomgeving zijn, onafhankelijke van de levensduur
ervan, toch dikwijls gelijk: Op een competitieve manier kwalitatief hoogwaardige
producten produceren door gebruik te maken van progressieve en betrouwbare
technologie en methoden. Maar wat nu met oudere installatiedelen?
Wettelijke bepalingen dwingen ondernemers hun installaties regelmatig met nieuwe
of modernere hard- en software uit te rusten. Veranderde normen en voorschriften
stellen hogere eisen aan de gegevenshoeveelheid en –kwaliteit. Hieruit
resulteren blijvende uitbreidingen en veranderingen van de systemen. De
gegevensstructuren van oudere, in de jaren uitgebouwde automatiseringsplatformen
laten aanpassing en modernisering niet meer toe. De oorzaak voor de problemen
zijn veelal uiteenlopend. De systemen zijn niet enkel door de jaren heen
opgebouwd en aangepast, ze zijn dikwijls nog door verschillende programmeurs
opgebouwd, of de sturingen zijn verouderd en niet meer leverbaar. Het resultaat
is dikwijls een automatiseringsniveau dat elke vorm van een transparante
gegevensstructuur mist. De documentatie van het systeem en het programma zijn
daarbij dikwijls niet up-to-date. Het hoeft geen tekeningetje dat uitbreiding
van tien jaar oude systemen bijna zo goed als uitgesloten is. De gebruikte
hardware is niet meer leverbaar, en het geïnstalleerde programma is niet
geschikt voor de moderne hardware. Noodzakelijke modernisering wordt daarmee
alsmaar gecompliceerder en duurder, daar moderne systemen gestructureerde
gegevens vereisen. Objectgeoriënteerde systemen kunnen op dit gebied hun
voordeel direct uitbuiten, wanneer de referenties (adressen) eenvoudig en
ongecompliceerd in te zetten zijn. De vervanging van een totale
automatiseringsinstallatie is dikwijls niet realistisch wegens technisch
nauwelijks omzetbaar en veel te duur. In het bijzonder dan wanneer de
installatie, respectievelijk het besturingsprogramma gevalideerd wordt, komen er
extra kosten op de proppen. Anderzijds moeten er alsmaar meer gegevens uit de
installatie beschikbaar zijn voor verdere verwerking en voor een optimale
systeemintegratie.
Industrial Application Server
Voor de bezitters van installaties die met oudere onhomogene systemen
uitgerust zijn, biedt Wonderware nu de mogelijkheid deze systemen op een
eenvoudige manier te structureren zonder daarbij het besturingsniveau te moeten
omgooien. De Industrial Application Server (IAS) van Wonderware stelt daarvoor
met Data Integration Objecten (DI Objecten) en Proxy-objecten geëigende
mechanismen ter beschikking om de meest gangbare automatiseringsinterfaces van
dienst te zijn. Dit alleen was niet bijzonder voor Wonderware daar men met de
circa 800 beschikbare E/A-servers al de totale automatiseringswereld afdekt. Met
de Industrial Application Server gebaseerd op de nieuwe ArchestrA-technologie
wordt een extra dimensie gecreëerd met de DI-Objecten die naast de vele
verschillende protocollen voor de hardwarefabrikanten zoals Siemens, Schneider
Automation, Allen Bradley, GE Fanuc, Rockwell, enz. niet alleen de communicatie
met desbetreffende systemen ter beschikking stellen, maar ook de mechanismen
voorzien voor een gestructureerde omgeving voor diagnose van de
besturingscomponenten en de verwerking van de bijhorende gegevens. De externe
gegevenspunten worden interne objecten die in een overzichtelijke hiërarchische
boomstructuur samengebracht. Op die manier kan de onhomogene externe structuur
door middel van eenvoudige en overzichtelijke referentielijsten in een
overzichtelijke homogene structuur vertaald worden. Uit ondoordringbare Bit- en
woordverzamelingen komen duidelijke en transparante gegevensverzamelingen ter
beschikking voor visualiserings- en gegevensverwerkingssystemen.
Open structuur
De door de Wonderware objecttechnologie geboden voordelen laten het toe door
geschikte naamgeving voor attributen, DI-objecten en automatiseringsobjecten een
automatische afleiding te doen van externe referenties uit de gebruikte namen
bij het kopiëren of overnemen van toepassingsobjecten. Hierdoor worden
bijkomstige kosten bij de projectering van nieuwe gegevensniveaus in functie van
het behoud van het oude systeem uitgespaard. Naast de
gegevens-integratie-objecten voor Siemens-besturingen (bijvoorbeeld voor de link
met een S5 gegevenspunt) staan er ondertussen ook al DI-objecten voor Schneider
Automation en Allen Bradley-besturingssystemen evenals Wonderware- en
GE-visualiseringen ter beschikking. Naast de DI-objecten biedt Wonderware de
Proxy-objecten, die de referenties voor bestaande besturingscomponenten, zoals
HMI, ter beschikking kunnen stellen. Al beschikbaar zijn de Proxy-objecten voor
GE Fanuc iFix en FIX 32, evenals OPC-server. Andere objecten voor sturingen,
veldbussen, automatiseringssystemen (WinCC, RSView, etc) en databanken worden
snel verwacht. Indien gewenst kan men ook hier een referentie of adressenlijst
gemaakt worden zoals bij de DI-objecten. Hierbij is het geen vereiste dat
InTouch of een Industrial-Application-Server als besturingssysteem fungeert,
daar Wonderware eenvoudig op andere besturingssystemen die langs hun kant
gegevensverzamelingen beschikbaar stellen, kan ingrijpen. Verder is het mogelijk
alle samengebrachte gegevens als een gemeenschappelijke naamplaats over
verschillende systemen ter beschikking te stellen. De modernisering van een
installatie kan daarmee in overzichtelijke stappen gebeuren, waarbij een
samengaan van oude en nieuwe systemen niet in de weg staat. Door de mogelijkheid
tot parallelle ontwikkeling kunnen daarnaast ook de stilstanden voor
inbedrijfname tot een minimum beperkt worden. Eenmaal ontwikkelde objecten voor
de Industrial-Application-Server kunnen meermaals toegepast en gekopieerd
worden, waardoor ook de ontwikkelingstijd enorm verkort wordt.
Diagnose
Bedrijfszekerheid en eenvoudige maar volledige diagnose wordt hierbij zeer
serieus genomen. Door middel van de System Management Console (SMC) kan men van
alle betrokken systemen en componenten de diagnose stellen, waardoor fouten of
voorkomende problemen snel kunnen gelokaliseerd worden. Bij de DI- en
Proxy-objecten gaat de diagnose tot op gegevenspuntniveau. Elke individuele
status en proceswaarde wordt overzichtelijk en duidelijk weergegeven.
ArchestrA
De configuratie en administratie van alle ArchestrA-gebaseerde producten
gebeurd door middel van de “Integrated Development Environment” (EDI). Hierbij
kan lokaal of over het netwerk met een of meerdere IDEs gelijktijdig aan een
zelfde project gewerkt worden. Wonderware biedt met ArchestrA een moderne, op
Microsoft Net-technologie-gebaseerde architectuur aan die de basis verschaft om
verschillende systemen in een automatiseringsomgeving op basis van
standaardcomponenten met elkaar te verbinden. Dat dit alles geen toekomstmuziek
meer is, en dat de voordelen alsmaar meer door gebruikers en systeemintegratoren
erkent worden, wordt bevestigd door de verschillende projecten.Voorbeeld hiervan
is de integratie van het aloude COROS van Siemens door middel van de Industrial
Application Server in samenspel met InTouch-view-clients wordt gebracht zonder
dat er enige verandering van de besturingstechniek nodig was. Het “eenvoudig”
extraheren van Coros-referentieadressen bijna niet te realiseren of enkel met
hoge kosten gepaard gaand, daar het dataformaat van Siemens met de actuele
PC-technologie dikwijls niet meer uitgelezen kan worden, maar met de
Wonderware-technnologie lukt het nu wel. We gaan ons ditmaal onthouden om verder
in detail te gaan, maar het opent in ieder geval perspectieven voor een grote
groep ondernemers. <<
Automatisation
intelligente
Modelage structuré des données des anciennes installations
Xavier De Buysscher, Control & Automation Magazine
Le cycle de vie d’une installation de production est très divergent selon les
branches de production. De plusieurs années dans l’industrie automobile, on
passe à des décennies dans l’industrie de processus. Pourtant, les exigences
d’un environnement de production automatisé sont souvent équivalentes, quelle
que soit la durée de vie de l’installation: produire des produits de qualité
supérieure de manière compétitive en recourant à une technologie et des méthodes
avant-gardistes et fiables. Mais que faire des parties d’installations plus
anciennes?
Les dispositions légales obligent les entrepreneurs à équiper régulièrement
leurs installations de matériel et logiciels nouveaux ou plus modernes. Les
changements de normes et de prescriptions imposent des exigences plus strictes
en termes de quantité et de qualité des données. Tout cela conduit à des
extensions et changements continus des systèmes.
Les structures de données des plates-formes d’automatisation plus anciennes,
étendues au fil des ans, ne permettent plus d’adaptation ni de modernisation. La
cause de ces problèmes est souvent divergente. Les systèmes ont été étoffés et
adaptés pendant plusieurs années, les programmes ont souvent été développés par
différents programmeurs ou encore, les commandes sont dépassées et ne sont plus
disponibles. Cela se traduit souvent par un niveau d’automatisation dépourvu de
toute forme de structure de données transparente. La documentation du système et
le programme sont rarement actualisés.Pas besoin de vous dire que l’extension de
systèmes vieux de dix ans est pour ainsi dire utopique. Le matériel utilisé
n’est plus disponible et le programme développé ne convient pas au hardware
moderne. Les modernisations indispensables deviennent dès lors toujours plus
complexes et plus coûteuses puisque les systèmes modernes requièrent des données
structurées. Les systèmes orientés objet peuvent exploiter directement leur
avantage dans ce domaine lorsque les références (adresses) peuvent être mises en
œuvre simplement et sans complexité. Le remplacement d’une installation
d’automatisation complète est souvent irréaliste vu la quasi-impossibilité
technique de conversion et les coûts trop importants que cela engendrerait. Et
si l’installation et le programme de commande doivent être validés, d’autres
frais viennent encore se rajouter. D’autre part, la quantité de données
nécessaires à un traitement ultérieur et à une intégration optimale du système
ne cesse de croître.
Industrial Application Server
Pour ceux qui possèdent des installations équipées de systèmes plus anciens
et hétérogènes, Wonderware permet maintenant de structurer simplement ces
systèmes sans devoir chambouler tout le niveau de commande. L’Industrial
Application Server (IAS) de Wonderware propose à cette fin des mécanismes
appropriés s’appuyant sur des objets d’Intégration de Données (Objets DI) et des
objets Proxy pour dialoguer avec les interfaces d’automatisation les plus
courantes. Cette nouveauté seule n’avait rien d’exceptionnel pour Wonderware qui
couvre déjà le monde complet de l’automatisation avec quelque 800 serveurs E/A
disponibles. L’Industrial Application Server basé sur la nouvelle technologie
ArchestrA apporte toutefois une dimension supplémentaire grâce à des objets DI.
En plus des nombreux protocoles de constructeurs de matériel comme Siemens,
Schneider Automation, Allen Bradley, GE Fanuc, Rockwell…, ceux-ci assurent non
seulement la communication avec les systèmes adéquats mais prévoient aussi des
mécanismes permettant de réaliser un environnement structuré pour le diagnostic
des composants de commande et le traitement des données annexes. Les points de
données externes deviennent des objets internes rassemblés dans une structure
arborescente hiérarchique et synoptique. De la sorte, la structure externe non
homogène peut être traduite à l’aide de listes de référence simples et claires
en une structure homogène et bien ordonnée. La multitude de bits et de mots
impénétrables devient ainsi une collection de données claires et transparentes
pour les systèmes de visualisation et les systèmes de traitement des données.
Structure ouverte
Les avantages proposés par la technologie objet de Wonderware permettent,
par une dénomination adéquate des attributs, objets DI et objets
d’automatisation, de dériver automatiquement des références externes à partir
des noms utilisés lors de la copie ou de la reprise d’objets d’application.
Cette procédure permet par ailleurs d’économiser des coûts lors du développement
de nouveaux niveaux de données en fonction du maintien de l’ancien système.
Outre des objets d’intégration de données pour les commandes Siemens (par
exemple pour le lien avec un point de donnée d’un S5), il existe entre-temps
aussi des objets DI pour les systèmes de commande de Schneider Automation et
d’Allen Bradley, de même que pour les outils de visualisation de Wonderware et
de GE. Wonderware propose non seulement des objets DI mais aussi des objets
Proxy qui peuvent mettre à disposition les références pour des composants de
commande existants comme les HMI. Les objets Proxy pour GE Fanuc iFix et FIX 32,
de même que pour le serveur OPC sont déjà disponibles. D’autres objets pour les
commandes, bus de terrain, systèmes d’automatisation (WinCC, RSView…) et bases
de données sont attendus très prochainement. Si nécessaire, on peut également
établir ici une référence ou une liste d’adresses comme avec les objets DI. Il
n’est pas nécessaire qu’InTouch ou un Industrial Application Server fasse office
de système de commande puisque Wonderware peut intervenir simplement sur
d’autres systèmes de commande qui proposent de leur côté des collections de
données.
Par ailleurs, toutes les données rassemblées peuvent être mises à disposition
comme emplacement de nom commun sur différents systèmes. La modernisation d’une
installation peut ainsi se faire par phases bien claires sans qu’une convergence
de nouveaux et anciens systèmes ne pose de problème. La possibilité de
développement parallèle permet de réduire à leur minimum les arrêts nécessaires
à la mise en service. Une fois que des objets ont été développés pour
l’Industrial Application Server, ils peuvent être appliqués à plusieurs reprises
et copiés, réduisant ainsi considérablement le temps de développement.
Diagnostic
La fiabilité et le diagnostic simple mais complet sont pris très au sérieux.
Au moyen de la System Management Console (SMC), un diagnostic de tous les
systèmes et composants concernés peut être établi afin de localiser rapidement
les pannes ou problèmes survenant. Grâce aux objets DI et Proxy, ce diagnostic
s’effectue jusqu’au niveau du point de donnée. Tous les statuts et valeurs de
processus individuels sont affichés de manière claire et bien ordonnée.
ArchestrA
Tous les produits basés sur ArchestrA sont configurés et administrés au
moyen de l’Integrated Development Environment (EDI). Il est donc possible de
travailler localement ou via le réseau, avec un ou plusieurs IDE simultanément,
à un même projet. Avec ArchestrA, Wonderware propose une architecture moderne,
basée sur la technologie Microsoft Net, qui fournit la base pour relier
différents systèmes dans un environnement d’automatisation sur la base de
composants standard. Différents projets montrent bel et bien que tout cela n’est
plus une douce illusion du futur et que les avantages sont reconnus par un
nombre sans cesse croissant d’utilisateurs et d’intégrateurs de systèmes.
Prenons comme exemple l’intégration de l’ancien COROS de Siemens au moyen de
l’Industrial Application Server qui est mis en jeu avec des clients InTouch view
sans que cela ne nécessite de modifications dans la technique de commande. La
‘simple’ extraction d’adresses de référence Coros, pratiquement irréalisable ou
à des coûts prohibitifs vu la quasi-impossibilité pour la technologie PC
actuelle de lire le format de données de Siemens, est désormais possible grâce à
la technologie Wonderware. Sans aller plus loin dans les détails, nous
discernons clairement que cette technique ouvre à coup sûr de belles
perspectives pour un grand groupe d’entrepreneurs.
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