Historian — хранилище данных для мониторинга и долгосрочных испытаний

Знакомство с Historian

Современный мир наводнен датчиками. Сейчас мы измеряем больше параметров и в течение более длительных периодов, чем когда бы то ни было в истории, собирая тем самым огромные объемы данных. Поэтому хранение больших данных, их визуализация и доступ к ним становятся все более сложными задачами. Когда дело касается мониторинга производственных объектов или проведения долгосрочных испытаний, проблема встает особенно остро: как и где хранить данные, чтобы они были легко доступны в любое время из любой точки мира? 

Historian обеспечивает надежную передачу данных из нескольких измерительных модулей в базу данных временных рядов, которую можно разместить на сервере или в облаке. Кроме того, к базе данных можно получить доступ через веб-браузер или ПО Dewesoft X.
 
Измерительный модуль запускает программное обеспечение для сбора данных Dewesoft X или Dewesoft RT. Устанавливается связь с базой данных через протокол OPC UA. Служба Historian, находящаяся со стороны сервера, обменивается данными с измерительными модулями, записывает полученные результаты в базу данных или считывает их из базы данных и передает клиентам.
 
Dewesoft Historian передает данные из самого мощного оборудования и программного обеспечения на рынке в облако для архивного и глобального доступа, сохраняя при этом основные функции Dewesoft: надежность, удобство использования и расширяемость.

Визуализация данных в веб-клиенте

Веб-клиент основан на другом продукте с открытым исходным кодом под названием Grafana. Он служит для визуализации долгосрочных данных и доступен на любой платформе (Windows, Linux, Mac OS и т. д.), а также на настольных или мобильных устройствах, таких как планшеты или смартфоны. Это идеальное решение для информационной панели.

Grafana предоставляет комплексные возможности визуализации динамических данных и значений в реальном времени. Компания Dewesoft разработала расширения визуализации 2D-каналов для Grafana, позволяющие отображать БПФ и высокоскоростные снимки формы сигнала с осциллографа.

Также мы разработали Grafana Connector на основе Python, который оптимизирует загрузку данных для длинных и коротких временных интервалов, динамически регулируя плотность отображаемых данных. Принцип данного улучшения наглядно показан по ссылке.

Можно установить базовые математические функции и пороговые уровни для любого дисплея, а также настроить оповещения по электронной почте на основе отображаемых данных.

Визуальные дисплеи в Grafana могут быть настроены пользователем или подготовлены как часть готового решения от Dewesoft.

Потоковая передача в Dewesoft X в реальном времени

Данные также можно передавать напрямую от измерительных модулей в клиент Dewesoft X с помощью плагина Historian Client, который обеспечивает подробный просмотр в реальном времени.

Поток данных в реальном времени проходит в обход базы данных и поэтому может отображать необработанные высокоскоростные данные, которые не могут не сохраняться в базе. Это позволяет выполнять визуализацию и запись данных по запросу, например, после получения электронного уведомления об аварийном состоянии.

Настройки математических функций и отображения могут применяться к каналам потоковых данных, как и к прочим каналам Dewesoft, что позволяет проводить дальнейший анализ на стороне клиента.

Безопасность данных и функция повторной передачи

В случае сбоя сети или отключения электроэнергии измерительные модули продолжат сохранять данные в локальном буфере и безопасно передадут показания в базу данных Historian при восстановлении сетевого соединения.

Настраиваемый размер локального буфера может составлять до нескольких сотен мегабайт. Допустимое время автономной работы зависит от размера буфера, скорости передачи данных и пропускной способности сети при возобновлении подключения.

OPC UA с функцией повторной передачи настолько надежен, что мы используем его для отправки данных с самолета через 4G, обеспечивая просмотр телеметрии в реальном времени на нескольких базовых станциях.

Политика хранения данных

В базе данных можно настроить объем и срок хранения данных. Данные сжимаются за счет усреднения выборок с более высокой частотой дискретизации данных, а также понижения частоты дискретизации. Продолжительность и скорость передачи данных можно настроить с помощью скриптов конфигурации InfluxDB через язык SQL.

Примерная конфигурация по умолчанию:

Применение Historian и практические примеры

Historian можно использовать для измерения и мониторинга в самых разных сферах:

• Контроль состояния оборудования
• Контроль состояния конструкций (мониторинг мостов, высотных зданий, строительных площадок)
• Геотехнический мониторинг
• Мониторинг автопарка
• Контроль за электроэнергией

Практические примеры:

• Мониторинг состояния оборудования на мосту Шабана-Дельма
• Дистанционная диагностика турбины на геотермальной электростанции​​​​​​​