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MQTT实现了兼顾节省时间和带宽

作者:www.cechina.cn2019.12.17阅读 1148

        在二叠纪盆地,雪佛龙公司正在调试分离和储存油和水的设施,大约每年一次www.cechina.cn,每个都配备三个分离器和六个油箱。它还在与流域内的其他公司进行财产互换,以利用公共基础设施。因此,它每周要集成大约一个系统,每个系统都配备类似的设备,但通常是集成不同的控制系统。

         雪佛龙公司工业物联网卓越中心负责人托德•安斯林格(Todd Anslinger)表示:“至少要整合五件事,PLC,本地触摸屏,控制室图形www.cechina.cn,PI Historian和决策支持中心图形,这些都必须串联起来。” “然后,我们必须验证每一步,以排除人为错误。同时,人力资源部(HR)表示,我们必须将设施数量翻一番CONTROL ENGINEERING China版权所有,只需增加30%的人员。”
        安斯林格本周在芝加哥的罗克韦尔自动化过程解决方案用户组(PSUG)2019上发表了讲话。
        今天,雪佛龙在这五件事情中进行了独立的集成和安全性,甚至更多,比如生产用的平面文件和生产数据库。安斯林格说:“每件事都由不同的人负责,每一种联系都是一种单独的1:1关系。”。“这需要30多天,通常每个设施需要6周,而不是一周。”
        此外,使用具有常规轮询响应的无线网络,“我们必须为与每个设备的每次通信创建和断开连接。具有16个远程站点(包括模拟和数字通信),轮询时间为4分钟。但是由于无线电通信的延迟,每个现场办公室有50-100台设备,这需要一个小时。”安斯林格说。
发布/订阅救援
        相反,Anslinger建议使用MQTT(消息队列遥测传输)协议来降低带宽和加快集成速度。他说:“现在控制工程网版权所有,使用SCADA主机看起来不太可怕,但是在50个业务部门中,我们有2500个应用程序,每个应用程序具备有1:1的关系。”。“如何管理所有这些似乎开始像一场噩梦。”
         因此,Anslinger建议在SCADA主机上添加一个MQTT代理——一个单一的联系点。“现在控制工程网版权所有,我们可以轮询不同的设备Modbus等,也可以使用本地MQTT轮询Rockwell自动化设备。例如,泵将数据推送到主机。主机正在寻找'点泵',而不是一步一步的串行,泵发布和上游系统得到它。”
        在野外,设施可能在120英里之外,并横跨山脉。安斯林格说:“开车到那里可能要花四个多小时,出去亲自管理这些设备会非常痛苦。” 。“但是,对于无线电来说,提高速度是巨大的基础设施成本。最后一英里是我们受到严格限制的地方。”带宽不足,慢速无线电会把它吃光。如果要进行关键测量需要更频繁的通信,例如,监视储罐液位,“您可能必须关闭SCADA才能获得该轮询的带宽,”他说。“所有其他信息都丢失了。”
         但是有多少变量每分钟变化一次?一些,但不是全部。发布/订阅(pub / sub)将通信限制为仅更改的参数。“使用罗克韦尔自动化PlantPAx对象时,初始轮询可能是150个参数,但随后您只会得到变化的参数,”安斯林格说。“这可以释放带宽,将带宽减少到以前的15%。”
        它还减少了集成标准附加指令(AOI)的时间。“如果进行更改,所有内容都会自动更新,” Anslinger说。“ PLC更改会自动过滤到控制室,一直到PI Historian。它只是显示出来。
        “如果所有生产商都在新的或收购的设施上使用了发布/订阅,我们只需更改IP地址,将其指向云中的新代理,并在午餐时间之前(而不是几个月内)完成,同时我们会因缺乏信息而面临泄漏风险。”
研究表明效果很快
        Anslinger的卓越中心研究了三种情况,比较了通过系统传播AOI添加的时间:竞争对手PLC / HMI(竞争对手PLC带有竞争对手触摸屏,带有竞争对手HMI和OSI PI historian);全垂直罗克韦尔(Rockwell CLX,带ViewME,带ViewSEwww.cechina.cn,带HistorianSE);和Sensia ConnectedProduction(CLX计算模块,在VersaView上运行的ViewSE,在控制室中的ViewSE,以及具有VantagePoint的ConnectedProduction的云实例)。
        “在向您展示结果之前,如果您不知道轮询/响应的工作原理,您希望它如何工作?”安斯林格问。“例如,考虑一台普通打印机。您曾经必须下载驱动程序,但现在只需打开电源,将其指向您的Wi-Fi,它就可以正常工作,而不必集成它。如果进行更改,它将显示出来。Pub/sub MQTT可以做到这一点。”
        对于每种情况,都采取时间测量将“一个tank对象”添加到现有系统中,并下载到控制器/计算机:
        竞争对手PLC / HMI:22分钟
        全垂直罗克韦尔:13分钟
        Sensia Connected / Production + 移动:4.5分钟
        “实际上,由于您仍然必须检查人为错误,因此调试需要一周而不是两周的时间,”安斯林格说。
实践中的MQTT
        雪佛龙公司不是纯粹的MQTT公司,而是专注于SparkPlug B(SpB),后者增加了包括出生证明和死亡证明(会话识别)的功能。“当您添加新的PLC或AOI时,您将获得出生证明。您看到了,可以将其拉出。”安斯林格说。
        如果没有会话意识,您可能不知道是否有仪器死亡。例如,“在某个时刻,闪电拿出了一个水位计,直到当地一个叫雪佛龙的司机开车过来,发现有水流过马路时才发现,”安斯林格说。
        “使用标准的MQTT,您只能得到这么多,而您必须对其进行添加以构建标记名称的结构才能知道您所拥有的,” Anslinger说。SpB考虑到Chevron功能的层次结构,包括有助于数据上下文化的标记名约定。他说,这已经交给了Eclipse协会,有点像ODVA,并且正在与其他石油和天然气公司一起管理这个“开放标准”。“其他供应商已经实现了SpB,Rockwell / Sensia已编程了一个计算模块SpB。”
        总之,当您使用标准对象和仪表板时,pub / sub有助于添加类似的功能。“您可以只添加标准对象,”安斯林格说。“添加和更改可以自动显示在过程控制网络的各个级别,甚至业务系统中。”

        关于2019 Automation Fair的详细报道请见:2019罗克韦尔自动化博览会Automation Fair专题报道
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