Ключевое понятие

Технологии Интернета вещей (Internet of Things, loT) открывают перед организациями новые возможности по сбору и анализу данных с сенсорных устройств. Гибкие программные решения упрощают процесс получения информации из систем, поддерживающих общие коммуникационные стандарты, позволяя получать более качественный обзор оперативных данных.

Компании из многих отраслей, в том числе фармацевтические, нефтегазовые и промышленные предприятия, используют промышленный стандарт OPC Unified Architecture (OPC-UA) для упрощения межмашинного взаимодействия между промышленным оборудованием и системами сбора данных.

OPC-UA — это широкодоступный межплатформенный стандарт. Его концепция построена на сервисно-ориентированной архитектуре. Разработчиком этого стандарта является консорциум OPC Foundation. Решение SAP Plant Connectivity позволяет подключаться к системам, поддерживающим стандарт OPC-UA. Архитектура, описанная в данной статье, применима к системам, которые поддерживают OPC-UA. Такая гибкость формирует основу для развертывания вариантов использования расширенной аналитики. В качестве примера в данной статье рассматривается подключение к PI-системе OSIsoft. Более подробную информацию о стандарте OPC-UA можно найти на веб-сайте OPC Foundation: https://opcfoundation.org/about/opc-technologies/opc-ua/.

В этой статье рассматриваются концепции и свойства архитектуры для использования данных, полученных с датчиков, в системе SAP HANA. В качестве примера рассматривается подключение к PI-системе OSIsoft в SAP HANA без постоянного хранения таких данных. Кроме того, описываются необходимые шаги настройки в решениях SAP, а также возможности формирования ракурсов вычислений SAP HANA, в которых используются данные с датчиков и данные, уже имеющиеся в SAP HANA.

PI-систему OSIsoft используют организации из самых разных отраслей для получения оперативных данных (например, значений температуры, давления и расхода) с сенсорных устройств. Такие данные могут использоваться для анализа операционных показателей ресурсов в режиме реального времени, контроля качества продукции и выявления отказов оборудования. Кроме того, данные с датчиков из системы OSIsoft PI могут использоваться в SAP HANA с помощью функции интеллектуального доступа к данным, что позволяет получать новые аналитические выкладки за счет комбинации данных с датчиков с информацией из других источников.

Метод, рассматриваемый в данной статье, поддерживает извлечение данных из OSIsoft PI Data Archive, а также OSIsoft PI Asset Framework (PI AF). PI Data Archive — это компонент системы OSIsoft PI, обеспечивающий эффективное хранение и методы архивации данных временного ряда. Данные присваиваются так называемым тегам PI. PI AF представляет собой репозитарий для организации данных в иерархии и группирования элементов по отношениям. Элементы — это ориентированные на ресурсы объекты. Они могут иметь несколько атрибутов, например точки измерения PI или вычисления.

Архитектура решений

Архитектура этого решения основана на следующих программных компонентах:

• SAP HANA и интеллектуальный доступ к данным (архитектура, описанная в данной статье, была протестирована для пакета поддержки SAP HANA 12).
• SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII) 15.1.
• SAP Plant Connectivity 15.1.
• OSIsoft PI Software Development Kit (SDK) и AF SDK для доступа к системе OSIsoft PI.

Решение SAP Plant Connectivity предоставляет способы подключения к системам OSIsoft PI посредством OSIsoft PI SDK и AF SDK. Программный компонент SAP Plant Connectivity обеспечивает обмен данными между SAP-системами и отраслевыми стандартными источниками данных. Для настройки технических соединений между SAP Plant Connectivity и системой OSIsoft PI потребуется конфигурация агентов SAP Plant Connectivity.

Далее необходимо отправить в систему OSIsoft PI запросы данных временного ряда (конкретный временной интервал и теги PI). Типы запросов можно настроить в решении SAP MII. SAP MII позволяет конфигурировать так называемые запросы SAP Plant Connectivity (запросы извлечения или агрегации тегов), что дает возможность обращаться к системе SAP Plant Connectivity. SAP Plant Connectivity может переадресовывать такие запросы в систему OSIsoft PI. Кроме того, SAP MII предоставляет коннектор для SAP HANA. С помощью этого коннектора SAP HANA может представлять запросы SAP MII в системе SAP HANA в виде виртуальных таблиц. Виртуальная таблица SAP HANA представляет собой преобразование в таблицы или ракурсы, расположенные в удаленных источниках данных. Виртуальные таблицы можно использовать в SAP HANA точно так же, как и стандартные таблицы базы данных.

При использовании SQL-оператора SELECT в системе SAP HANA применительно к одной из таких виртуальных таблиц запрос трансформируется в запрос SAP MII. Кроме того, виртуальные таблицы можно использовать в ракурсе SAP HANA. Такая интеграция обеспечивает извлечение данных из системы OSIsoft PI в SAP HANA в режиме реального времени.

На рис. 1 показаны архитектура и компоненты решения.

Рис. 1. Архитектура решения

Требуемая конфигурация системы

Рассмотрим шаги настройки, необходимые для извлечения данных с датчиков из OSIsoft PI в систему SAP HANA:

• Обязательные шаги настройки решения SAP Plant Connectivity.
• Настройка SAP MII.
• Шаги настройки, необходимые для подключения SAP HANA к SAP MII для извлечения данных из OSIsoft PI в режиме реального времени.

Шаги настройки SAP Plant Connectivity

Компонент SAP Plant Connectivity обеспечивает техническое подключение к системе OSIsoft PI. Следующие шаги настройки в SAP Plant Connectivity необходимы для подключения к системе OSIsoft PI (для их выполнения требуется консоль управления SAP Plant Connectivity Management):

• Создание исходной системы для подключения к OSIsoft PI.
• Создание целевой системы для подключения к SAP MII.
• Создание агента SAP Plant Connectivity, способного обрабатывать запросы из SAP MII.

Консоль управления SAP Plant Connectivity позволяет конфигурировать подключения к исходной и целевой системам. В данном примере исходной системой является OSIsoft PI, а целевой системой — SAP MII. На рис. 2 представлен главный экран приложения.

Рис. 2. Консоль управления SAP Plant Connectivity

В первую очередь необходимо установить техническое соединение с системой OSIsoft PI. Его можно настроить путем добавления новой исходной системы на консоли управления SAP Plant Connectivity. Выберите пиктограмму добавления исходной системы в меню «Исходные системы» (Source Systems). Откроется диалоговое окно «Добавление исходной системы» (Add Source System), см. Рис. 3.

Рис. 3. Добавление новой исходной системы на консоли управления SAP Plant Connectivity

Выберите тип исходной системы. Для подключения к системе OSIsoft PI можно выбрать в раскрывающемся меню «Тип исходной системы» (Source System Type) опции «Агент Asset Framework» (Asset Framework Agent) или «Агент PI» (PI Agent). Метод «Агент Asset Framework» (Asset Framework Agent) является рекомендуемым SAP для подключения SAP Plant Connectivity к OSIsoft PI. Это новый метод подключения, поддерживаемый OSIosft PI SDK и обеспечивающий более широкий выбор функций и улучшенную производительность. Подтвердите свой выбор, нажав кнопку «OK» в диалоговом окне «Добавление исходной системы» (Add Source System).

Откроется экран, представленный на рис. 4, где можно указать имя сервера OSIsoft PI в поле «Сервер PI» (PI Server). Эта опция доступна после выбора типа исходной системы. SAP Plant Connectivity поддерживает PI Trust или ввод имени пользователя или пароля для аутентификации пользователей в системе OSIsoft PI. На рис. 4 показана настройка имени сервера OSIsoft PI. На рис. 4 задано имя сервера PI «PI_SERVER_NAME».

Рис. 4. Настройка имени сервера PI на консоли управления SAP Plant Connectivity

После определения имени сервера OSIsoft PI откройте вкладку «Настройки» (Settings) и задайте параметры подключения (рис. 5). В этой статье мы подробно остановимся на получении числовых значений для тегов PI системы OSIsoft PI. Теги PI такого типа называются аналоговыми тегами PI. Система OSIsoft PI также поддерживает цифровые теги PI. Этот тип тегов представляет значения в виде текста (например, тег PI может выражать статус «Остановлено» или «Выполняется»). При необходимости извлечения цифровых тегов PI установите в разделе «Цифровые настройки» (Digital Settings) флажок «Цифр. стр. как строка» (DigStr as String).

Рис. 5. Настройки исходной системы на консоли управления SAP Plant Connectivity

При выборе опции «Асинхронный тип вызова» (Asynchronous Call Type) SAP Plant Connectivity отправляет на сервер OSIsoft PI запрос тега, который может быть прерван этим сервером. Для последних версий OSIsoft PI SDK необходимо установить флажок «Использовать GetPoints2» (Use GetPoints2). В этом случае для извлечения данных будет использоваться метод OSIsoft PI SDK GetPoints2. Это метод позволяет более эффективно выполнять запросы.

Параметр «Количество потоков» (Number of Threads) определяет количество параллельных потоков (процессов) при подключении к системе OSIsoft PI. В частности, количество потоков для оптимизации производительности рекомендуется увеличить в том случае, если ожидается повышенная нагрузка. Количество потоков зависит от ожидаемой нагрузки на систему. Согласно рекомендациям SAP, для определения оптимальной производительности в конкретных условиях следует протестировать различное количество потоков. Максимальное значение этого параметра — 8. После определения параметров настройки сохраните их с помощью выбора пиктограммы сохранения в левом верхнем углу.

Этот этап настройки завершает процесс подключения к исходной системе OSIsoft PI на консоли управления SAP Plant Connectivity. Подробное описание других параметров конфигурации можно найти в документации SAP Plant Connectivity по адресу: https://help.sap.com/viewer/p/SAP_PLANT_CONNECTIVITY.

Далее выполняется настройка целевой системы в решении SAP Plant Connectivity. Целевая система получает данные, выбранные в исходной системе. В методе, который рассматривается в данной статье, целевой системой является SAP MII.

Ее выбор можно настроить путем добавления новой целевой системы в консоль управления SAP Plant Connectivity. Сначала щелкните пиктограмму добавления целевой системы в меню «Целевые системы» (Destination Systems) консоли управления SAP Plant Connectivity. Откроется экран, представленный на рис. 6, где можно указать имя сервера, порт и версию системы SAP MII, а также имя пользователя и пароль технического пользователя SAP MII. Технический пользователь SAP MII используется для подключения к системе SAP MII и принудительной доставки данных из OSIsoft PI. На рис. 6 показана необходимая конфигурация целевой системы SAP MII.