【儀表網 行業科普】報警和事件數據對工業運行至關重要，可用于通知操作人員當前或潛在的問題，顯示工藝過程狀態，輔助優化運營，以及預測維護需求等。很多時候，這些數據只能在人機界面(HMI)、監控和數據采集(SCAD)以及業務運營方面的通知系統中找到，而且以往都局限于系統內部，難以實現跨平臺共享。
在疫情期間，制造企業意識到由于現場工作人員減少，運營管理中出現了一些盲點。同時，對各類數據的訪問需求變得更加迫切，不僅需要滿足運營層面的需求，還需要為信息技術(IT)部門和總部辦公室提供安全、便捷且可靠的訪問方式。
對于報警和事件數據而言，其面臨的問題遠比單純獲取實時數據更具挑戰。通常是一個由多個數據點組成的結構，這些數據點與過程值超出正常范圍的單次事件有關，包括超出范圍的時間、當前值和極限值等。在最初的OPC標準中，OPC報警和事件規范(OPC A&E)旨在提供標準化接口和數據結構，以便從過去封閉的系統或僅提供專有接口的系統中訪問報警和事件數據。
隨著OPC統一架構(OPC UA)標準的推出，這一功能演變為OPC UA報警與條件(OPC UA A&C)標準。OPC UA A&C受益于OPC UA的傳輸獨立性、安全性以及其它集成特性。借助OPC UA，一個過程節點不僅可以提供實時數值和報警事件數據，還能夠提供來自同一節點的歷史數據。
為了充分利用這些OPC標準需要借助一些工具，通過現代技術實現安全的報警聯網，同時完成數據聚合、集中化處理、冗余設置，以及將數據從OPC A&E轉換為OPC UA A&C格式。此外，還需要進行數據記錄。接下來，我們將通過一些報警集成應用示例，探討其能為用戶帶來哪些收益，以及如何取得相應的成果。
通過OPC UA A&C 提升運營可見性
在該應用中，用戶在多個燃料終端的控制系統中使用了不同類型的可編程邏輯控制器(PLC)。他們希望從這些 PLC以及Varec燃料管理器(各站點使用的關鍵應用程序)生成新的警報和事件。
為了兼容不同類型的PLC，用戶采用了TOP Server OPC UA服務器，通過創建通用的標簽定義來統一處理PLC數據，而無需考慮PLC的具體類型。Varec燃料管理器是一個OPC DA服務器，用戶利用TOP Server的OPC DA客戶端功能將其接入系統，從而通過OPC UA提供實時數據。然后，用戶在TOP Server A&E 插件中定義報警，并將其作為OPC報警和事件發布，實現了跨平臺的報警和事件集成。
為了使用艾默生的PlantWeb實現本地和企業范圍內的信息匯總，用戶需要通過OPC UA獲取所有數據，包括實時數據、報警和事件數據。為此，他們選擇用DataHub來處理從OPC A&E到OPC UA A&C的轉換。
DataHub能夠聚合來自多個來源的OPC A&E報警數據，并通過簡單的點擊操作，將這些數據轉換為符合最新OPC UA標準的OPC UA報警和條件數據，供客戶端使用。此外，DataHub可以自動分解單個報警或事件結構中的各個標簽，并通過OPC UA實時數據接口，將其作為獨立標簽提供。
這種功能不僅支持將報警和事件數據與其它系統的OPC DA或UA實時數據進行聚合，還特別適用于將不支持OPC UA報警和條件的HMI、SCADA等系統進行集成。例如，在本案例中，DataHub成功將基于經典OPC標準的現有系統與基于OPC UA的新系統進行無縫集成。通過將OPC UA實時數據與報警和工況數據進行集成，客戶實現了本地和企業范圍內的數據匯總。這種集成顯著提升了客戶對關鍵運營指標的可見性，使他們能夠快速發現新的優化機會。
報警和事件聯網的高級應用
所有工業數據都必須確保安全，而報警和事件數據的安全性尤為重要。在網絡中聚合和傳輸這些數據時，必須對其進行加密，同時確保發送方和接收方經過身份驗證。OPC UA標準的通用基礎設施能夠自動提供這些安全功能。
然而，對于尚未遷移到OPC UA A&C的現有OPC A&E應用，如何在不丟失報警信息結構準確性的前提下傳輸報警數據，并同時滿足安全要求？對此，DataHub V10提供了一種解決方案：將OPC A&E轉換為OPC UA A&C，并通過網絡對OPC UA A&C數據進行隧道傳輸，從而實現安全可靠的報警數據傳輸。
但是，在某些應用場景中，網絡連接可能具有間歇性，因此需要具備存儲轉發功能。這類應用通常通過蜂窩網絡、無線電或衛星網絡實現低帶寬數據傳輸，常見于管道、水/廢水處理、風能以及石油/天然氣等領域。此外，一些應用還需要冗余系統和網絡，而DataHub能夠完全支持這些需求。出于安全考慮，在一些應用中用戶不希望在不同網絡之間直接調用OPC。接下來的應用案例正是針對這種情況，通過存儲轉發功能來增強OPC的性能，為客戶提供更優質的服務，同時提升系統的彈性和可靠性。
DataHub通過其內置的安全數據隧道功能，為需要網絡隔離、低帶寬傳輸和冗余的應用提供了理想的解決方案。該功能能夠保持OPC A&E數據結構的完整性，并通過加密且經過身份驗證的網絡連接，在DataHub的不同實例之間傳輸數據。它僅傳輸數據的變化部分，從而實現輕量化的帶寬利用。這種隧道功能被用于服務器和客戶端機器之間的數據傳輸。此外，存儲轉發功能還可確保在網絡連接中斷和恢復時，數據能夠完整、準確地傳輸。
另一種典型場景涉及企業網絡安全策略，例如要求使用代理服務器和隔離區(DMZ)，或在IT和運營技術(OT)連接端的防火墻中禁用入站端口。DataHub的隧道功能專為這種高級安全網絡配置設計，能夠安全可靠地傳輸OPC UA實時數據、A&C數據、OPC DA以及OPC A&E數據。
報警數據的安全隧道傳輸
在土耳其跨安納托利亞天然氣管道項目中，客戶采用了DataHub中間件支持OPC A&E和實時數據的高度冗余且安全的聯網。可靠的數據通信對于管道的安全運行至關重要。這一案例展示了DataHub的高級OPC集成功能在大規模場景中的應用。盡管在系統實施時尚未選擇與OPC UA A&C集成，但同樣的概念同樣適用于OPC UA實時數據和A&C數據的傳輸。現在客戶可以在同一應用程序的數據聚合和網絡基礎設施中添加OPC UA集成，而無需額外部署其它軟件。
從設備運行到泄漏檢測，管道運行的各個方面都在遠程站點和控制中心之間實現了監控、控制、存儲和傳輸。DataHub通過具備甚小口徑終端衛星備份的冗余光纖網絡，對數十萬條 OPC DA 和OPC A&E 數據值進行隧道傳輸，并將其與SCADA系統無縫集成，以實現監測和監督控制。
由于DataHub將OPC連接與網絡隧道連接隔離開來，因此能夠像傳輸 OPC DA實時數據一樣，輕松地通過隧道傳輸OPC A&E 報警數據。同時，DataHub支持OPC服務器到服務器的橋接功能，可將控制中心的OPC服務器與現場的OPC服務器連接起來。更重要的是，DataHub內置的冗余支持，使該項目團隊能夠配置出一個具有多層冗余的高度可靠系統，滿足了項目的嚴苛要求。
在現代工業環境中，成功的關鍵在于實現統一的數據集，無論系統的新舊程度如何，都需要安全可靠的解決方案將現場運營與企業層面乃至云端無縫連接。報警和事件數據作為工業數據的重要組成部分，對于工業運營至關重要。這類數據不僅可以通知運行人員當前的問題或潛在的未來問題，還能傳達工藝過程的狀態，助力運營優化，預測維護需求，從而為企業的持續發展提供強有力的支持。
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