Data Acquisition as Industrial Cloud service

Abstract

The aim of this thesis was to develop a practical solution for industrial remote monitoring of automation equipment including real-time data acquisition from Siemens automation devices and storage of the obtained data to the SAP HANA Cloud database. Because HANA will be implemented by Siemens as a Cloud service, it was also reasonable to introduce important features and benefits of HANA technology for the industrial sector.

The implementation of data acquisition solution was divided into three sections. The first part consists of a small research about HANA features and benefits and the search for technologies for data acquisition application. The second part includes the development of remote monitoring interface and data acquisition application. Finally, s120 frequency converter was used for testing and demonstration purposes of the developed remote monitoring solution.

As a result, UA Connector application was developed as a service for data acquisition using web technologies. The data acquisition application uses the OPC UA technology to get values of Tags from s7-1500 programmable logic controller or WinCC RT Advanced application in real-time. The application was developed using Nodejs, Angular.js and WebSocket technology. The application complies with assigned requirements. Additionally, the remote monitoring interface was developed using HANAXS and SAPUI5 tools. Via the user interface power unit’s cooling fan the operating hours of the s120 frequency converter can be monitored as one example.

Because the data acquisition application can be provided as a service and SAP HANA is also a service, the presented solution is very close to the Internet of Services concept.

Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää käytännöllinen teollisuusautomaatiolaitteiston etävalvontaratkaisu, joka sisältää reaaliaikaisen tiedonkeruun Siemensin automaatiolaitteistosta ja saadun datan varastoinnin SAP HANA -pilvitietokantaan. Koska HANA tekniikka tulee käyttöön Siemensin pilvipalveluna, niin oli myös järkevä esittää tietokannan tärkeimmät ominaisuudet ja edut, jotka tämä tekniikka tuo teollisuussektorille yleisemminkin.

Työn toteutus sisältää kolme pääosaa. Ensimmäinen osa on tutkimus HANA -pilvitietokannan ominaisuuksista ja hyödyistä sekä toteutustekniikan kartoitus tiedonkeruusovellusta varten. Toiseen vaiheeseen sisältyi tiedonkeruusovelluksen ja etävalvonnan käyttöliittymän kehittäminen. Lopuksi suunniteltiin ja otettiin käyttöön s120 -taajuusmuuttajalle kehitetty etävalvontaratkaisu testausta ja esittelyä varten.

Tuloksena on saatu UA CONNECTOR -tiedonkeruusovellus, joka on toteutettu palveluna käyttäen web-tekniikkaa. Tiedonkeruusovellus käyttää OPC UA -standardiliityntää, jolla saadaan Tagien arvot s7-1500- ohjelmoitavasta logiikasta tai WinCC RT Advanced sovelluksesta reaali-ajassa. Tiedonkeruusovellus on toteutettu käyttäen mm. Nodejs, Angular.js ja WebSocket -tekniikkoja. Sovellus on toimeksiantajan vaatimusten mukainen.

Lisäksi oli kehitetty etävalvontakäyttöliittymä käyttäen HANAXS- ja SAPUI5- työkaluja. Käyttöliittymässä valvotaan s120 -taajuusmuuttajan virtalähdeyksikössä olevan jäähdytystuulettimen käyttötunteja. Koska kehitetty tiedonkeruusovellus voidaan tarjota palveluna ja SAP HANA itsestään toimii palveluna, niin lopuksi on esitetty ratkaisu, joka on hyvin lähellä Internet of Services -konseptia.