Estructura funcional Arquitectura funcional La capa de borde de la industria del acero cubre dos funciones: acceso a datos de borde y servicios de datos de borde. El acceso a datos de borde incluye el acceso a datos en tiempo real, datos estructurados y datos no estructurados; los servicios de datos de borde incluyen procesamiento de datos, almacenamiento de datos y publicación de datos. El diagrama de arquitectura de la función de borde se muestra en la Figura 1. Figura 1 Diagrama de arquitectura de la función de borde de la industria del acero Acceso a datos 5.2.1 Requisitos básicos Dependiendo del tipo de datos, los datos a los que debe acceder la capa de borde incluyen datos en tiempo real, datos estructurados y datos no estructurados. 5.2.2 Datos en tiempo real Los datos en tiempo real se refieren principalmente a los datos generados directamente por las unidades de producción en el sitio, que se dividen en datos de equipos PLC, datos de equipos DCS, datos de equipos PDA, datos de servidores de E/S y datos de equipos individuales. y datos del equipo sensor. Nota 1: Equipo único generalmente se refiere a equipos de proceso con funciones independientes en el sitio. Nota 2: El equipo sensor generalmente se refiere a un dispositivo de detección que puede detectar la información que se está midiendo. 5.2.3 Datos estructurados Los datos estructurados son un tipo de datos representados por sistemas de información. Este documento describirá uniformemente los datos semiestructurados como parte de los datos estructurados. 5.2.4 Datos no estructurados Los datos no estructurados son datos generados por sistemas relevantes y no tienen una estructura fija. Servicio de Datos 5.3.1 Requisitos Básicos Los datos son un activo importante. Para garantizar la seguridad, confiabilidad, integridad y validez de la información, formular y adoptar sistemas de gestión correspondientes para proteger la información y evitar modificaciones no autorizadas, fugas y daños. Fortalecer la gestión estandarizada de cuentas y permisos de usuarios de los sistemas de información para garantizar el funcionamiento seguro, ordenado y estable de cada sistema de información y prevenir riesgos en las aplicaciones. Los usuarios con diferentes permisos tienen diferentes profundidades de acceso a los datos, por lo que a los permisos de acceso de los usuarios se les debe otorgar una autorización jerárquica. La capa de servicio de datos perimetral proporciona funciones como procesamiento de datos, almacenamiento de datos y publicación de datos. 5.3.2 Procesamiento de datos El procesamiento de datos debe incluir funciones tales como limpieza de datos, conversión de datos, alineación de tiempos de datos y alineación del espacio de datos. 5.3.3 Almacenamiento de datos El almacenamiento de datos debe dividirse en bases de datos de series temporales, bases de datos relacionales y bases de datos de archivos según los diferentes tipos de datos; 5.3.4 Liberación de datos La liberación de datos debe dividirse en modelos de suscripción y liberación de consumo pasivo según la forma de consumo de datos. y modelo de solicitud-respuesta de consumo activo. 6 Acceso a datos de borde Los requisitos generales para el acceso a datos deben cumplir los siguientes requisitos: a) Antes del acceso a los datos, todas las fuentes de datos a las que se debe acceder en la capa de borde deben sincronizarse en el tiempo con la capa de borde para garantizar que todos los datos se basen en el mismo tiempo de referencia para garantizar el tiempo de acceso a los datos; b) Partiendo de la premisa de no afectar el funcionamiento normal de la red del sistema original, al recopilar grandes cantidades de datos a alta frecuencia, es apropiado establecer una red de recopilación separada para recopilar datos relevantes; c) Todas las funciones de recopilación de datos deben ser No afecta el funcionamiento normal del sistema original; d) El acceso a datos en tiempo real se basa en las necesidades de aplicación de diversas áreas de producción en la industria del acero. Para procesos de producción Para procesos de producción con requisitos de datos relativamente lentos, como el frente de hierro, el período de muestreo de datos no debe ser superior a 1000 ms; e) Proporcionar herramientas de configuración gráfica para reducir la complejidad operativa y mejorar la experiencia del usuario. Requisitos de acceso a datos en tiempo real 6.2.1 Los requisitos de acceso a datos de equipos PLC y DCS generalmente requieren que el acceso a datos de equipos PLC tenga enlaces de comunicación de datos estables, eficientes y en tiempo real. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Las interfaces admitidas incluyen, entre otras: interfaces de datos basadas en Modbus, TCP/IP, UDP y otros protocolos; b) Tener funciones automáticas de reparación y conmutación de enlaces para satisfacer las necesidades de los sistemas no tripulados. Requisitos del deber. Los requisitos de rendimiento son para una línea de producción, unidad y estación de trabajo convencionales, y el número de puntos de recogida debe estar en el rango de 10.000 puntos. 6.2.2 Los requisitos de acceso a datos del equipo PDA generalmente requieren que en un proceso equipado con un sistema PDA, el PDA pueda configurarse para recopilar datos en cada PLC configurado en orden cronológico. La capa de borde puede obtener datos en tiempo real a través del sistema PDA. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Las interfaces admitidas incluyen, entre otras: interfaces de datos basadas en OPC, TCP/IP, UDP y otros protocolos; b) Tener funciones automáticas de reparación y conmutación de enlaces para cumplir con los requisitos desatendidos; c) Tener funciones de almacenamiento en caché y reanudación; d) Proporcionar funciones de redundancia para mejorar la confiabilidad de la comunicación. Los requisitos de desempeño son para una línea de producción, unidad y estación de trabajo convencionales, y los puntos de recolección deben estar en una escala de 10,000 puntos. 6.2.3 Los requisitos de acceso a datos del servidor de E/S generalmente requieren que la capa de borde pueda obtener datos del sistema de monitoreo SCADA del proceso de campo industrial en tiempo real. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Las interfaces soportadas incluyen, entre otras: basadas en OPC y otros protocolos; b) Tener funciones automáticas de reparación y conmutación de enlaces para cumplir con requisitos desatendidos; c) Tener funciones de caché y reanudación de transmisión; d) Proporcionar funciones de redundancia para mejorar la confiabilidad de la comunicación. Los requisitos de desempeño son para una línea de producción, unidad y estación de trabajo convencionales, y el número de puntos de recolección debe estar en una escala de 10,000 puntos; 6.2.4 Los requisitos de acceso a datos para equipos individuales generalmente requieren acceso a datos para equipos individuales, incluidos, entre otros, limitado a instrumentos integrados, medición de espesor, instrumentos especiales como medidores, medidores de ancho, medidores de planitud, detectores de superficie, medidores de separación de rodillos y equipos de proceso como máquinas de soldar y máquinas de engrase. La capa perimetral debe recopilar datos de dispositivos individuales que aún no han ingresado al sistema PLC, excluyendo los datos de los dispositivos que han ingresado al sistema PLC. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Las interfaces admitidas incluyen, entre otras: interfaces de datos basadas en OPC, TCP/IP y otros protocolos, texto CSV, etc.; b) Tener funciones de almacenamiento en caché y reanudación; c) Tener enlace Función de reparación automática para cumplir con los requisitos desatendidos. Los requisitos de rendimiento requieren que la cantidad de puntos de recolección para cada dispositivo esté dentro de los 200 puntos. 6.2.5 Los requisitos de acceso a datos de equipos de sensores generalmente requieren acceso a datos de equipos de sensores, incluidos, entre otros, sensores de vibración, sensores de temperatura, sensores de desplazamiento láser, sensores de rotación pasiva de rodillos y otros equipos utilizados en la industria metalúrgica. La capa perimetral debería tener la capacidad de obtener datos de estos dispositivos. Los requisitos funcionales deben incluir las siguientes funciones: a) Las interfaces soportadas incluyen, entre otras: interfaces de datos basadas en MQTT, COAP y otros protocolos; b) Función de reparación automática de enlaces para cumplir con los requisitos desatendidos. Requisitos de rendimiento para cada sensor, la cantidad de puntos de recolección debe estar en el rango de 20 puntos. Requisitos de acceso a datos estructurados 6.3.1 Los requisitos de acceso a datos del sistema de información generalmente requieren que los sistemas de información incluyan, entre otros, sistemas de ejecución de fabricación, sistemas de control de procesos, sistemas de inspección, sistemas de gestión de energía, etc. La capa de borde debe tener la capacidad de obtener datos. de estos sistemas. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Función de acceso a datos basada en el protocolo TCP/IP; b) Función de extracción de datos basada en una base de datos relacional; ? Pasivo: consulta periódicamente la tabla de la base de datos para determinar si hay datos nuevos y si hay actualizaciones. para obtener datos de la tabla. Los escenarios de aplicación tienen requisitos bajos en tiempo real; ? Activo: adopta el método de activación en la base de datos en línea. Una vez que los datos se actualizan en la tabla de datos, los datos activados se transmiten a la base de datos remota. Los escenarios de aplicación tienen altos requisitos en tiempo real; c) Basados en una interfaz de adquisición de datos que cumple con las especificaciones REST. El rendimiento requiere que el período de muestreo de datos no sea superior a 10 segundos. Requisitos de acceso a datos no estructurados 6.4.1 Los requisitos de acceso a datos de imágenes y texto generalmente requieren que se acceda a la capa de borde a imágenes de inspección de calidad de sitios industriales y al texto y otra información almacenada en computadoras. Los requisitos funcionales deben tener las siguientes funciones: a) Carga de archivos basada en flujo binario de archivos a través del protocolo HTTP; b) Proporcionar adquisición de datos programada basada en FTP. 6.4.2 Requisitos de acceso a sonido y vídeo Generalmente, es necesario acceder al sonido, vídeo y otra información de los sitios industriales hasta la capa periférica. Los requisitos funcionales deben incluir las siguientes funciones: a) Proporcionar adquisición de datos programada basada en FTP; b) Utilizar la interfaz de programación proporcionada por la empresa de vídeo para la recopilación de datos. 7 Los servicios de datos perimetrales generalmente requieren procesamiento de datos (incluida la limpieza de datos), procesamiento de datos y publicación y uso de datos después del almacenamiento de datos. Requisitos funcionales del servicio de datos en tiempo real 7.2.1 Requisitos de procesamiento de datos El procesamiento de datos debe cumplir con los siguientes requisitos: a) Preprocesamiento de datos: procesamiento de alineación de datos, los datos se recopilan de varios sistemas profesionales y los tipos de datos son diferentes. diferente, y la estructura original de los datos también es diferente, por lo que los datos deben procesarse con ruido, eliminarse los valores atípicos, etc. antes de escribirlos en la base de datos; si existen necesidades estadísticas, los datos también pueden estar sujetos a variaciones, normalización, etc. Análisis estadístico y cálculo de distribución, agrupamiento, correlación, etc., b) Alineación de series de tiempo: la alineación de datos debe realizarse antes de que los datos de diferentes sistemas se coloquen en la base de datos, es decir, los datos se alinean de acuerdo con puntos de tiempo o puntos de ubicación del material, como al mismo tiempo, la fuerza de laminación y la señal de vibración del laminador, el espesor de la banda y la temperatura a 1 punto/m. Antes del posicionamiento, debe haber una función de sincronización del sistema y una función de seguimiento preciso del material. Para los datos de estado del equipo, la alineación temporal debe realizarse según el código del equipo; c) Alineación espacial: durante el análisis de datos, el análisis de alineación de datos debe realizarse de acuerdo con la dirección longitudinal del material. Por ejemplo, la distancia entre los puntos calientes. -tira laminada y la cabeza es de 300 m. Para defectos superficiales, para analizar las causas de los defectos, se necesita la información y los parámetros de proceso de cada equipo, como el laminado de desbaste y el laminado de acabado. Estos puntos deben recolectarse y alinearse a lo largo de la longitud. dirección. 7.2.2 Requisitos de almacenamiento de datos El almacenamiento de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) Los datos deben almacenarse en la base de datos en tiempo real de acuerdo con el valor y el tiempo del punto de recolección; b) Los datos deben guardarse durante al menos 90 días. más de 90 días pueden cubrirse en un bucle o almacenarse fuera de línea con regularidad. Copia de seguridad; c) Admite E/S paralelas distribuidas de alto rendimiento, múltiples fuentes de datos deben alcanzar el almacenamiento de datos a nivel PB; d) Admite compresión de datos con/sin pérdida: ?Lossy Compresión: admite algoritmos de compresión industriales comunes para lograr la integridad de los datos. Compresión sin pérdidas, la tasa de compresión debe ser inferior al 5%;?Compresión sin pérdidas: admite el algoritmo de compresión sin pérdidas para lograr una compresión de datos eficiente, la tasa de compresión debe ser inferior al 60%. 7.2.3 Requisitos de publicación de datos La publicación de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) El formato de publicación de datos debe ser JSON y otros formatos; b) Proporcionar publicación de datos basada en el modo de respuesta a la solicitud para que los sistemas externos obtengan datos a pedido. El modo de respuesta a la solicitud debe incluir, entre otros, interfaces de servicio que cumplan con la especificación REST y servicios de datos que cumplan con el protocolo OPC; c) Proporcionar publicación de datos basada en el mecanismo de publicación de suscripción y gestionar los derechos de los suscriptores. Sistemas externos actuar como suscriptores de datos de acuerdo con sus derechos recuperar datos. Requisitos funcionales del servicio de datos estructurados 7.3.1 Requisitos de limpieza de datos La limpieza de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) Limpieza de valores faltantes: determinar el rango de valores faltantes, eliminar campos innecesarios, completar el contenido faltante y recuperar los números; b) Limpieza de contenido de formato: los formatos de visualización de hora, fecha, valor numérico, ancho completo y medio, etc., son inconsistentes;c) Limpieza de errores lógicos: eliminar duplicados, eliminar valores irrazonables y corregir contenido contradictorio. 7.3.2 Requisitos de almacenamiento de datos El almacenamiento de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) El método de almacenamiento de datos debe ser una base de datos relacional; b) Los datos deben guardarse durante al menos 90 días, y los datos que excedan los 90 días pueden eliminarse periódicamente, o almacenado fuera de línea para respaldo; c) Datos que soportan la visualización Visualización del almacenamiento. 7.3.3 Requisitos de publicación de datos La publicación de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) El formato de publicación de datos debe ser el formato JSON; b) Proporcionar publicación de datos basada en el modo de respuesta a la solicitud para que los sistemas externos obtengan datos bajo demanda. El modo de respuesta a la solicitud debe incluir, entre otros, interfaces de servicio que cumplan con las especificaciones REST. Requisitos funcionales del servicio de datos no estructurados 7.4.1 Requisitos de procesamiento de datos El procesamiento de datos debe cumplir con los siguientes requisitos: a) Clasificar y nombrar según el formato del archivo; b) Estructurar información general como nombre de archivo, tipo de archivo, hora de generación del archivo, ruta de almacenamiento del archivo. , etc. almacenamiento para facilitar su uso. 7.4.2 Requisitos de almacenamiento de datos El almacenamiento de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) Soportar un sistema de gestión de archivos distribuidos; b) Soportar una base de datos de archivos distribuidos; c) Los archivos deben guardarse durante al menos 30 días y los datos que excedan los 30 días pueden eliminarse periódicamente , o almacenado fuera de línea para respaldo; d) Admite visualización visual de almacenamiento de datos. 7.4.3 Requisitos de publicación de datos La publicación de datos debe cumplir los siguientes requisitos: a) Admitir la publicación externa de direcciones URL públicas/privadas; b) Proporcionar soporte para interfaces que cumplan con las especificaciones REST para el acceso a aplicaciones; c) Admitir la recuperación del contenido del documento: documento cargado objetos La indexación automática de contenido se puede realizar para buscar títulos, etiquetas, autores y tipos de objetos, y se puede indexar para el contenido de objetos de documentos.
T/CISA 234-2022 Historia
2022T/CISA 234-2022 Requisitos técnicos para el acceso a datos de borde y servicios de datos en la industria siderúrgica