Teollisuusautomaation tiedonkeruu ja -analytiikka

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa teollisuusympäristöön sopiva tiedonkeruu- ja analytiikkaratkaisu, jossa logiikalta kerättiin keskeiset mittaus- ja tilatiedot OPC UA -protokollan kautta. Tiedot käsiteltiin Python-sovelluksen avulla ja tallennettiin aika-sarjadatana InfluxDB-tietokantaan jatkoanalyysiä ja visualisointia varten. Työ tehtiin Saalasti Finland Oy:n käyttöön tukemaan koneiden ja prosessien seurantaa, vianetsintää sekä ener-giatehokkuuden kehittämistä. Työ eteni siten, että ensin määriteltiin toteutukseen soveltuvat teknologiat ja arkkitehtuuripe-riaatteet. Tämän jälkeen Siemens S7-1500 -logiikan OPC UA -palvelin otettiin käyttöön ja kon-figuroitiin TIA Portalissa, minkä lisäksi teollisuus-PC:lle asennettiin Debian-palvelinalusta ja Python-ympäristö. Tiedonkeruu toteutettiin OPC UA:n tilausmekanismilla ja keruupisteet mal-linnettiin InfluxDB:hen tagipohjaisesti kone-, komponentti- ja sijaintitason yksilöintiä varten. Järjestelmän käyttöönoton toistettavuutta parannettiin JSON-konfiguraatiolla ja jatkuva ajo varmistettiin systemd-palveluna. Kerättyä dataa hyödynnettiin InfluxDB:n kyselyillä sekä Gra-fana-kojelaudoilla reaaliaikaisen tilannekuvan muodostamiseksi. Työn tuloksena syntyi toimiva ja toistettavissa oleva tiedonkeruuketju (OPC UA → Python → In-fluxDB). Sovellus keräsi laajasti logiikan ja taajuusmuuttajien mittaus- ja tilatietoja lähes reaa-liajassa ja mahdollisti tiedon tehokkaan suodatuksen ja vertailun. Ratkaisu paransi käytän-nössä tiedon saatavuutta vianetsinnän ja seurannan tueksi, sekä muodosti laajennettavan pohjan kunnossapidon ja prosessin optimoinnin jatkokehitykselle.