Sevidor de históricos de proceso en tiempo real.

Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) para la utilización en al menos un sistema de control de proceso distribuido (14.

1) para hacer funcionar y observar un proceso técnico o una instalación técnica, conteniendo el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) un servidor de históricos de DCS con capacidad en tiempo real (12) para el almacenamiento de información de proceso registrada desde la instalación técnica o el proceso técnico o introducida en estaciones de trabajo de operador (2) del sistema de control de proceso (14.1), caracterizado por que el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) presenta además un servidor de informes (11), que está adaptado para aceptar consultas de informe tanto de clientes (1, 5) de un sistema de gestión de información de proceso como de las estaciones de trabajo de operador (2) del sistema de control de proceso (14.1), registrarlas en una cola de espera y procesarlas unas tras otras.

Servidor de históricos de proceso en tiempo real La invención se refiere a un servidor de históricos de proceso en tiempo real. Un servidor de este tipo es adecuado para la utilización como un denominado servidor de históricos en un sistema para hacer funcionar y observar un proceso técnico o una instalación técnica. Los servidores de históricos sirven a este respecto como base de datos en tiempo real para indicadores de tendencia de operador. El servidor de históricos de proceso en tiempo real es adecuado al mismo tiempo para proporcionar y administrar datos de información de proceso para el nivel de control de servicio. Los sistemas para proporcionar y administrar datos de información de proceso se denominan también como sistemas de gestión de información de proceso o de instalaciones, o abreviado como PIMS, y se utilizan habitualmente en un nivel por encima de los sistemas de control de proceso. Constituyen la base de datos para informes secundarios y análisis detallados que se realizan habitualmente en el entorno de oficina de un servicio.

Con el aumento de datos de información de proceso que se observa desde hace años, que han de registrarse, procesarse, almacenarse y proporcionarse en consultas de clientes o desde el entorno de operador por medio de servidores, por medio de sistemas de gestión de información de proceso o de instalaciones, aumentan también las demandas de bases de datos o memorias de históricos de tales sistemas.

En el empeño de poder satisfacer mejor tales demandas crecientes de sistemas de gestión de información de proceso o de instalaciones se han propuesto ya diferentes estructuras de sistema. Así, por ejemplo en el documento DE 102 43 065 B4 se describe un sistema para hacer funcionar y observar un proceso de producción que presenta una funcionalidad de históricos integrada, existiendo además de medios para proporcionar y procesar datos de información de proceso una base de datos de históricos. El sistema descrito en ese documento está configurado de tal modo que las propiedades de sistemas de funcionamiento y observación así como de sistemas de históricos están combinadas, registrándose sólo una vez los datos de información de proceso necesarios. En el documento WO 2004/031875 A1 se describe un sistema de control de proceso (Advanced Process Control, APC) para la observación y el control de un proceso de producción de semiconductor, que contiene un servidor de APC para proporcionar aplicaciones relacionadas con el proceso. El servidor de APC está conectado a través de un servidor de interfaz con diversos dispositivos de campo. El servidor de interfaz puede contener una base de datos en tiempo real que funciona como plataforma de datos (hub) .

Los sistemas de gestión de información de proceso o de instalaciones (PIMS) pueden integrarse fundamentalmente en dos grupos, tal como se explica a continuación por medio de una estructura de instalación representada en la figura 1.

En la figura 1 se representan tres niveles estructurales, concretamente un nivel de controlador, un nivel de observación y de servicio (B&B) y un nivel de PIMS. En el nivel de observación y de servicio, las estaciones de trabajo de operador 2, una base de datos de históricos en tiempo real 6 y un servidor de conectividad 3 están conectados entre sí a través de una red, estando conectados al servidor de conectividad 3 armarios de controlador 4 del nivel de controlador. El nivel de B&B está conectado a través de cortafuegos 8 con un servidor PIMS 7. En el nivel de PIMS están conectados PC de oficina como clientes 1 a través de un primer dispositivo de transmisión de datos 9 con el servidor PIMS 7. Además los usuarios de Internet 5 a través del primer dispositivo de transmisión de datos 9 tienen acceso al servidor PIMS 7. Si están presentes tanto el servidor PIMS 7 como una base de datos de 45 históricos 6, o en qué configuración, depende del respectivo concepto de solución. Los niveles B&B y controlador forman juntos un denominado sistema de control distribuido (Distributed Control System) (DCS) .

A un primer grupo conocido pertenecen sistemas en los que en las denominadas soluciones de gestión de información de proceso, los servidores de gestión de información de proceso (PIMS) utilizables de forma flexible (7, figura 2) forman la estructura principal de datos para el mundo de Office desacoplado de DCS (Information Backbone) . Es decir, estos sistemas de PIMS son independientes de DCS, y los datos de información de proceso se transmiten desde el DCS normalmente como datos compactados y con velocidad relativamente reducida.

Propiedades ventajosas de tales sistemas con servidores PIMS son que desde la perspectiva del nivel de PIMS

55 pueden reconfigurarse de manera flexible, por ejemplo con respecto a la aplicación, el borrado y la manipulación de históricos de puntos de medición, que los datos históricos pueden almacenarse a lo largo de muchos años, normalmente de 5 a 10 años, que es posible la sobreescritura/modificación de valores históricos, que se encuentran disponibles una gran cantidad de API estándar (interfaces de programación estándar) tales como ADO, OLE-DB y cualquier interfaz de red para una unión de datos sencilla en el mundo de Office.

Propiedades desventajosas de los sistemas con servidores PIMS adicionales son que debido a la gran cantidad de datos y a la utilización de bases de datos estándar, el almacenamiento a largo plazo es posible la mayoría de las veces sólo como datos Min, Max o AVG (los denominados valores agregados) , la sobreescritura sólo es posible en el intervalo de tiempo preconfigurado del punto de medición respectivo, el sistema no es adecuado para el 65 almacenamiento de datos sin procesar, no puede satisfacerse ningún requisito en tiempo real, especialmente debido a tiempos de respuesta largos en determinadas circunstancias, o no deterministas durante la escritura, lectura o durante la configuración, y que finalmente la entrada de datos de laboratorio sólo es posible con una estructura de tablas adicional, así como debido a esto no es posible ningún tratamiento simultáneo real como valor sin procesar o como valor agregado compactado.

Al segundo grupo conocido pertenecen sistemas en los que en cada caso en el DCS está integrada una base de datos propietaria (6 en figura 2) , que si bien satisface los requisitos de tiempo real del DCS, en cambio no puede utilizarse de manera tan flexible como el servidor PIMS del primer grupo. En el entorno de DCS la flexibilidad con respecto a una reconfiguración en línea así como otras operaciones de base de datos, tales como por ejemplo borrar zonas parciales o sobrescribir en cualquier periodo de tiempo, era sin embargo también apenas necesaria, dado que la instalación correspondiente se configuró e inició normalmente de forma planeada en conjunto sólo una vez. Además una flexibilidad era también difícil de implementar, dado que las bases de datos propietarias se habían diseñado de forma prioritaria para reunir muchos datos de la forma más rápida posible, almacenarlos y representarlos con el mayor rendimiento posible, es decir grandes cantidades de datos con mayor velocidad, normalmente en forma de tendencias gráficas al operador de la instalación.

Propiedades ventajosas de tales sistemas con base de datos propietaria de DCS son que son de alto rendimiento y tienen comportamiento en tiempo real durante el almacenamiento y la lectura.

Propiedades desventajosas de los sistemas con base de datos propietaria de DCS son que no pueden reconfigurarse en línea de manera flexible, o sólo dentro de unos límites, se da un periodo de tiempo demasiado corto para los requisitos de PIMS, no posibilitan ninguna exportación de datos, o una exportación de datos sólo muy limitada al mundo de Office, es posible sólo una API especial rudimentaria para clientes de DCS, representación de tendencias e imagen gráfica, es posible sólo de forma muy limitada una sobreescritura de la historia, y en la mayoría de los casos apenas es posible una introducción de valores de laboratorio.

Con medios estándar, tales como servidores SQL más un modelo de datos optimizado de forma especial y coste de programación adicional, si bien pudieron combinarse las soluciones de los dos grupos de sistemas mencionados de modo que pueden utilizarse ventajas de ambas variantes, en cambio estarían combinadas asimismo las desventajas con respecto a las propiedades de funcionamiento y de tiempo real.

Partiendo de esto, la invención se basa en el objetivo de indicar un servidor de históricos de proceso en tiempo... [Seguir leyendo]

1. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) para la utilización en al menos un sistema de control de proceso distribuido (14.1) para hacer funcionar y observar un proceso técnico o una instalación técnica, conteniendo 5 el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) un servidor de históricos de DCS con capacidad en tiempo real (12) para el almacenamiento de información de proceso registrada desde la instalación técnica o el proceso técnico o introducida en estaciones de trabajo de operador (2) del sistema de control de proceso (14.1) , caracterizado por que el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) presenta además un servidor de informes (11) , que está adaptado para aceptar consultas de informe tanto de clientes (1, 5) de un sistema de gestión de información de proceso como de las estaciones de trabajo de operador (2) del sistema de control de proceso (14.1) , registrarlas en una cola de espera y procesarlas unas tras otras.

2. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según la reivindicación 1, caracterizado por que los clientes (1, 5) son PC de oficina (1) del entorno PIMS y/o usuarios de Internet (5) . 15

3. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que los clientes (1, 5) están conectados a través de un primer dispositivo de transmisión de datos (9) y un cortafuegos (8) con el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) .

4. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de control de proceso (14.1) está conectado a través de un segundo dispositivo de transmisión de datos (15) con el servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) .

5. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el servidor de históricos de DCS (12) está adaptado para tratar señales como base de datos parcial, para utilizar una carpeta propia por base de datos parcial de señal en su sistema de archivo.

6. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según la reivindicación 5, caracterizado por que el servidor de históricos de DCS (12) contiene una RAM en la que están adaptados cachés de lectura/escritura a corto plazo 30 para cada señal, cuyo tamaño puede modificarse dinámicamente.

7. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según la reivindicación 6, caracterizado por que un motor SQL también adaptado también tiene acceso a un caché adaptado en el servidor de históricos de DCS (12) .

35 8. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado por que el servidor de históricos de DCS (12) está adaptado para, por medio de un proceso de vaciado controlar un vaciado del caché a corto plazo, así como la adaptación dinámica del tamaño del caché de escritura/lectura a corto plazo en función de la velocidad de señal respectiva.

40 9. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el servidor de históricos de DCS (12) está adaptado para almacenar conjuntamente una marca de tiempo para cada valor de medición almacenado de una señal en una base de datos del servidor de históricos de DCS (12) .

10. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según una de las reivindicaciones anteriores, 45 caracterizado por que el servidor de históricos de DCS (12) está adaptado para almacenar una señal en función de la dinámica de la señal.

11. Servidor de históricos de proceso en tiempo real (13) según la reivindicación 10, caracterizado por que como criterio para el almacenamiento de un nuevo valor de medición de una señal se usa un valor de diferencia en exceso 50 o no del valor de medición actual de la señal en cuestión y del valor de medición almacenado previamente.