Kurs EdgeLink cz. 5 - baza SQL

Czym jest baza SQL?

Baza SQL to rodzaj relacyjnej bazy danych, która opiera się na języku SQL (Structured Query Language). SQL to język programowania, który służy do zarządzania danymi w relacyjnych bazach danych. Bazy SQL służą do przechowywania, organizowania i zarządzania dużymi ilościami danych, a także umożliwiają wykonywanie zapytań, filtrowanie i sortowanie danych oraz łączenie tabel i relacji między nimi.

Rysunek nr 1. Baza danych SQL

Bazy SQL są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, takich jak biznes, nauka, medycyna czy przemysł, ponieważ pozwalają na łatwe i szybkie wyszukiwanie, aktualizowanie i analizowanie danych. W kontekście IIoT (Przemysłowy Internet Rzeczy), bazy SQL są wykorzystywane do przechowywania i zarządzania danymi pochodzącymi z różnych źródeł, takich jak czujniki, maszyny, urządzenia, systemy SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) czy systemy ERP (Enterprise Resource Planning), co umożliwia szybkie podejmowanie decyzji biznesowych i optymalizację procesów produkcyjnych.

Serwer bazodanowy

Serwer bazodanowy jest fizycznym urządzeniem, na którym zainstalowana jest baza danych. Zazwyczaj jest to urządzenie o dużej wydajności, posiadające dużo pamięci wewnętrznej oraz dysków (macierz), a także wydajne procesory. Na takim serwerze może zostać zainstalowana baza danych, która dzięki podłączeniu do sieci może być dostępna dla wielu pracowników.

Silnik bazodanowy

Silnik bazodanowy to oprogramowanie, które umożliwia zarządzanie bazą danych. Jest to część systemu zarządzania bazą danych (DBMS), która obsługuje operacje na danych, takie jak tworzenie, aktualizacja, wyszukiwanie i usuwanie.

Silniki bazodanowe dzielą się na dwa rodzaje:

• Silniki relacyjne - to najpopularniejszy rodzaj silników baz danych SQL, które są oparte na modelu relacyjnym, czyli wykorzystują tabele do przechowywania danych z relacjami między nimi. Silniki relacyjne oferują szereg zalet, takich jak wysoka niezawodność, zgodność ze standardami i łatwa skalowalność.

• Silniki NoSQL - są to silniki bazodanowe, które nie są oparte na modelu relacyjnym SQL. Zamiast tego, bazują na innych modelach danych, takich jak dokumentowe, grafowe lub klucz-wartość. Silniki NoSQL oferują elastyczność i skalowalność, co sprawia, że są popularne w aplikacjach webowych i innych zastosowaniach wymagających przechowywania dużych ilości danych. Są często używane w systemach Big Data, gdzie wymagana jest szybka i efektywna analiza dużych ilości danych.

W tym artykule zajmiemy się relacyjnymi bazami danych.

Rodzaje relacyjnych silników bazodanowych to między innymi:

1. Oracle Database - silnik bazodanowy opracowany przez firmę Oracle, który obsługuje szeroki zakres zastosowań biznesowych.

2. MySQL - wolnodostępny silnik bazodanowy, który jest popularnym wyborem dla wielu aplikacji webowych.

3. Microsoft SQL Server - silnik bazodanowy stworzony przez firmę Microsoft, który oferuje narzędzia do zarządzania bazą danych, raportowania i analizy.

4. PostgreSQL - wolnodostępny i open-source'owy silnik bazodanowy, który oferuje zaawansowane funkcje, takie jak indeksowanie pełnotekstowe i obsługę transakcji.

5. MariaDB - silnik bazodanowy rozwijany przez społeczność open-source, który jest forkem MySQL.

6. IBM DB2 - silnik bazodanowy opracowany przez firmę IBM, który jest często stosowany w zastosowaniach korporacyjnych i biznesowych.

7. Sybase - silnik bazodanowy opracowany przez firmę SAP, który oferuje narzędzia do zarządzania i analizy danych.

Rysunek nr 2. Klient bazodanowy

Klient bazy danych

Silnik bazodanowy przetwarza przetwarza przesyłane instrukcje SQL, jednak nie umożliwia ich wizualizacji. Widoczna część bazy danych realizowana jest przez klienta.

Najczęściej wykorzystywane są aplikacje posiadające graficzny interfejs, jednak możliwe są także aplikacje klienckie dostępne z poziomu cmd.

Klient wiersza poleceń	Aplikacje klienckie z graficznym interfejsem
Podstawowy rodzaj klienta bazy danych, który działa w trybie tekstowym i umożliwia użytkownikowi wprowadzanie poleceń SQL w konsoli. Klient wiersza poleceń jest zazwyczaj dostarczany wraz z systemem zarządzania bazą danych i jest bezpłatny.	Rodzaj klienta bazy danych, który działa w trybie graficznym i umożliwia użytkownikowi łatwe interakcje z bazą danych. Aplikacje klienckie są zazwyczaj płatne i oferują zaawansowane funkcje, takie jak wizualizacja danych, raportowanie i integracja z innymi narzedziami.

Tabela nr 1. Różnice między klientem wiersza poleceń a aplikacjami klienckimi z graficznym interfejsem

Poniżej przedstawiono kilka popularnych aplikacji klienckich SQL:

• MySQL Workbench - to narzędzie umożliwiające zarządzanie bazami danych MySQL za pomocą graficznego interfejsu użytkownika.

• Microsoft SQL Server Management Studio - to aplikacja kliencka, która umożliwia zarządzanie bazami danych Microsoft SQL Server, w tym tworzenie, modyfikowanie i przeglądanie schematów bazy danych.

• Oracle SQL Developer - to bezpłatna aplikacja kliencka Oracle, która umożliwia programowanie, administrację i rozwijanie baz danych Oracle.

• pgAdmin - to bezpłatna aplikacja kliencka, która umożliwia zarządzanie bazami danych PostgreSQL za pomocą graficznego interfejsu użytkownika.

• Navicat - to aplikacja kliencka, która obsługuje wiele baz danych, takich jak MySQL, PostgreSQL, Oracle i SQLite. Umożliwia tworzenie i zarządzanie schematami baz danych oraz wykonanie zapytań SQL.

• SQLPro Studio - to aplikacja kliencka dla systemów MacOS, umożliwiająca zarządzanie bazami danych MySQL, Postgres, SQL Server i SQLite. Zapewnia intuicyjny interfejs użytkownika, który ułatwia pracę z bazami danych.

• HeidiSQL - to aplikacja kliencka dla systemów Windows, umożliwiająca zarządzanie bazami danych MySQL, MariaDB, SQL Server, PostgreSQL i SQLite. Zapewnia intuicyjny interfejs użytkownika oraz obsługę wielu połączeń i edycję danych.

---

Jak wykorzystać bazę danych SQL do zarządzania danymi w IIoT?

Bazy danych SQL są powszechnie wykorzystywane w obszarach Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) do gromadzenia i zarządzania dużymi ilościami danych generowanych przez różnego rodzaju urządzenia i czujniki w procesach produkcyjnych. Poniżej przedstawiono przykładowe zastosowanie baz danych SQL do zarządzania danymi w IIoT:

1. Gromadzenie danych: Baza danych SQL może służyć do gromadzenia danych z różnych źródeł, takich jak czujniki, maszyny i urządzenia. Pobrane dane mogą być następnie przechowywane i katalogowane w celu ich dalszej analizy.

2. Analiza danych: Baza danych SQL może być używana do przeprowadzania zaawansowanych analiz danych. Dzięki funkcjonalnościom takim jak zapytania, raportowanie i wizualizacja, dane te mogą być wykorzystane do identyfikacji trendów, problemów lub anomalii w procesach produkcyjnych.

3. Automatyzacja procesów: Baza danych SQL może być wykorzystana do automatyzacji procesów, takich jak zbieranie i analiza danych. Dane mogą być automatycznie pobierane z różnych źródeł, a następnie przetwarzane i analizowane w celu wykrycia problemów lub identyfikacji trendów.

4. Zarządzanie zapasami: Baza danych SQL może służyć do zarządzania zapasami w procesach produkcyjnych. Dane takie jak poziom zapasów, dostępność surowców i zapotrzebowanie na produkty mogą być przechowywane i zarządzane w bazie danych, umożliwiając dokładniejsze planowanie i zarządzanie procesami produkcyjnymi.

5. Zarządzanie jakością: Baza danych SQL może służyć do zarządzania jakością w procesach produkcyjnych. Dane takie jak wyniki testów jakościowych i inspekcji produktów mogą być przechowywane i zarządzane w bazie danych, umożliwiając dokładniejsze monitorowanie jakości produktów i identyfikowanie problemów

---

Wady i zalety stosowania baz SQL w przemyśle

Jak każda technologia, bazy danych SQL mają swoje dobre i złe strony. Ważne jest, aby dokładnie rozważyć potrzeby i wymagania firmy przed wdrożeniem takiego rozwiązania. Oto niektóre z wad i zalet takiego rozwiązania:

Zalety

• Skalowalność: Bazy danych SQL są łatwe do skalowania, co pozwala na dodawanie nowych urządzeń lub zwiększenie ilości danych, bez wpływu na wydajność systemu.

• Bezpieczeństwo: Bazy danych SQL oferują wiele funkcji zabezpieczających, takich jak szyfrowanie danych, autoryzacja użytkowników i kontrole dostępu, co zapewnia bezpieczeństwo przechowywanych danych.

• Wysoka wydajność: Bazy danych SQL są wysoce wydajnymi narzędziami, które mogą obsługiwać duże ilości danych w czasie rzeczywistym, co pozwala na szybszą analizę i przetwarzanie danych.

• Łatwość w integracji: Bazy danych SQL są łatwe w integracji z różnymi systemami i urządzeniami, co pozwala na łatwe pobieranie danych z różnych źródeł.

• Niezawodność: Bazy SQL są przystosowane do obsługi dużych ilości danych bez ryzyka ich uszkodzenia lub utraty.

• Standaryzacja języka: SQL jest ustandaryzowanym językiem zapytań, zatwierdzonym przez ISO i ANSI dla relacyjnych baz danych. Posiada długą i szczegółową dokumentację oraz dużą społeczność użytkowników.

wady

• Wymagają wysokiej wydajności sprzętu: Bazy danych SQL mogą wymagać dużych zasobów sprzętowych i często wymagają sprzętu o wysokiej wydajności, co może być kosztowne dla niektórych firm.

• Skomplikowana konfiguracja i zarządzanie: Bazy danych SQL są skomplikowanymi narzędziami, które wymagają wysokiej wiedzy i umiejętności technicznych w celu ich konfiguracji i zarządzania.

• Koszty licencji: Korzystanie z niektórych baz danych SQL może wymagać opłacania licencji, co może być kosztowne dla firm.

---

Przesyłanie danych do bazy dzięki EdgeLink

Oprogramowanie EdgeLink pozwala na proste przesłanie danych zgromadzonych na karcie SD do bazy danych SQL.

Stanowisko

Opisane stanowisko składa się z następujących elementów:

• brama ECU-1051D z modułem karty SD

• laptop jako serwer i klient bazy danych

• przyciski cyfrowe

• sonda do pomiaru temperatury

• sterownik PLC z panelem HMI Unitronics US5-B5-B1

• Moduł I/O ADAM-6060

• Moduł I/O ADAM-4048+

• Switch przemysłowy ADAM-6520

Rysunek nr 3. Schemat stanowiska testowego

Silnik bazodanowy

W prezentowanym projekcie został zastosowany Microsoft SQL Server ze względu na łatwość użytkowania oraz prostą instalację.

Rysunek nr 4. Microsoft SQL Server

Klient

Jako klienta wykorzystano zarówno Microsoft SQL Server Management Studio jak i HeidiSQL.

Rysunek nr 4. Odczytywanie przesyłanych danych przy pomocy HeidiSQL

---

Krok po kroku

Poniższe filmy przeprowadzą Cię krok po kroku przez proces przygotowania serwera SQL oraz EdgeLink.

---

Podsumowanie

Baza SQL może stanowić przydatne narzędzie dla Przemysłowego Internetu Rzeczy, pozwalając na efektywne przechowywanie i przetwarzanie dużych ilości danych w czasie rzeczywistym. Dzięki zastosowaniu baz danych opartych na SQL, przedsiębiorstwa mogą zbierać i analizować dane z wielu źródeł, co pozwala na lepsze monitorowanie, zrozumienie procesów i optymalizację ich działania. Oprogramowanie EdgeLink dostępne dla urządzeń firmy Advantech może pomóc w szybkim i bezproblemowym wdrożeniu Bazy SQL w przedsiębiorstwie.

 

Chcesz otrzymać instrukcję do tego stanowiska?

Napisz do nas!

e-mail: jaroslaw.molenda@elmark.com.pl

 

[1] Lewandowski M., Wprowadzenie do SQL-a i baz danych, https://czterytygodnie.pl/