Введениевскадасистемы
 Скачать 3.5 Mb.
|
|
7.2 Новаяреализацияклиентскогоприложенияврежимесервер/терминал С появлением Windows NT/2000 Terminal Services вновь стала доступной организация клиентских сессий, когда каждый клиент функционирует независимо от других. В этом случае каждый пользователь получает свой ресурс: память, время центрального процессора, доступ к дискам сервера и приложениям. Когда клиент запускается, терминальный сервер регистрирует его, предоставляя доступ к ресурсам сервера. Windows создает также виртуальный дисплей. Затем он передается клиенту и отображается на локальном мониторе. Операции ввода, активизируемые клиентом с клавиатуры, мыши также обслуживаются сервером. Добавление новых клиентов сводится к встраиванию нового терминала. Для организации взаимодействия между сервером и клиентом используются стандартные протоколы Microsoft RDP (Remote Desktop Protocol) и Citrix ICA (Independent Computing Achitecture), что допускает реализацию клиентов в виде супер-тонких бездисковых рабочих станций на платформах Linux/CE, от Windows 3.11.95.98 до рабочих станций Windows NT или 2000. Используя новые архитектурные возможности, компания-разработчики SCADA-систем имеют возможность предложить терминальные сервисы, поддерживающие выполнение SCADA-приложений в режиме сессии. Так компания Wonderware уже поставляет Terminal Services (терминальные сервисы) для SCADA-системы InTouch версии 7.1, что позволяет установить исполняющую систему InTouch один раз на центральном сервере и затем запускать InTouch-приложения много раз. Клиентские узлы необходимо подключать в режиме терминальной сессии InTouch. Бедный клиент может быть в этом случае терминалом персонального компьютера или встроенным терминальным устройством с вышеперечисленными операционными системами (рис.4). Рис. 7.4. Архитектура терминал-сервер. Терминальные пользователи имеют доступ к данным, графическим мнемосхемам с возможностью обмена информации в реальном времени без необходимости установки InTouch на локальном клиентском компьютере. Применение терминал/серверного модели позволяет создавать более экономичные решения за счет того, что приложение устанавливается и поддерживается инженерами только на сервере, использовать клиентские узлы на различных платформах. Следует заметить, что на клиентских узлах может просматривать как одно и тоже приложение, так и разные приложения. 7.3 Стратегияклиентскихприложенийот Wonderware 7.3.1 Бедныеибогатые Internet/Intranet-клиенты В Internet/Intranet решениях в обмене данными, кроме технологического сервера, как поставщика данных, и клиента, как получателя информации, задействован Web-сервер (рис. 5). Информация на сервере хранится в виде страниц, на которых кроме текста могут находиться разные объекты: графические изображения, аудио- и видео ролики, формы для ввода данных, интерактивные приложения и т.д. Рис. 7.5. Клиенты и серверы Web. Страницы сервера WWW могут содержать не только статическую, но и динамическую информацию. Страница может содержать формы для выполнения запросов к базе данных. Результат такого запроса будет динамически сформирован в виде страницы, которая появится на экране пользователя. Сервер WWW может решать любую задачу, принимая любые данные от удаленного пользователя, обрабатывая их и передавая обратно. Для обработки на сервере WWW запросов, поступающих от клиентских приложений SCADA и требующих получения данных из БДРВ или других источников информации РВ, разрабатывается специальное серверное расширение, которое с одной стороны получает и обрабатывает динамические запросы от Web-клиентов, а с другой обеспечивает взаимодействие с Microsoft Internet серверами. Взаимодействие между Web-серввром и клиентами осуществляется на основе протокола HTTP (HyperText Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста.). Так компанией Wonderware предлагается FactorySuite (FS) Web сервер, который обеспечивает динамическими данными клиента Web, реализованного в виде SCADA-приложения InTouch (врезка 1). Рис. 7.6. Web сервер для обмена данными между приложениями InTouch. На рисунке 6 показаны возможности разработки Internet-приложений и запуск их в реальном времен на примере SCADA-системы InTouch. Причем следует отметить, что процедура публикации (publishing) SCADA-приложений является дружественной и не требует специальной подготовки (врезка 2). Навигатор Microsoft Internet Explorer (MIE) или исполняющая система InTouch могут использоваться для просмотра приложения web-клиентом. Интернет приложение позволяет собирать данные с многих FS Web серверов (рис.7). В таких случаях каждый Web Server адресуется специально именем или IP-адресом. Чтобы подписаться на приложение необходимо загрузить его из текущего FS Web сервера и выделить его в локальную директорию на клиентской машине. Рис. 7.7. Получение данных от нескольких Web-серверов. Публикация InTouch приложения возможна в двух режимах: c исходными файлами, так что приложение может модифицироваться в среде разработке в дальнейшем и в режиме исполнения только. Таким образом, приложения некоторых SCADA-систем могут поддерживать функцию толстого или богатого Internet-клиента. Преимущество применения такого клиента в том, что способ разработки клиентского приложения остается традиционным (обычное SCADA- приложение), возможно использование режима управления. А недостатком, безусловно, является то, что для каждого клиентского узла оплачивается лицензия. Если клиент является бедным, то обработка любого запроса клиентского приложения выполняется на сервере. Только Web-страница предоставляется клиенту. Рассмотрение такого типа клиентов начнем с клиентов к базам данных (БД). 7.3.2 Базыданныхреальноговремени (БДРВ) и Internet-решения Поскольку БДРВ поддерживают язык SQL-запросов, то для организации доступа с технологической информации возможен стандартный подход как к обычным реляционным БД. Традиционный подход позволяет получать данные из БД и БДРВ, используя уже ставшие стандартными SQL-объекты, доступные, практически, из любого броузера. Этот подход требует программистского опыта разработки web-сайтов и использования специальных SQL- объектов, но является типичным примером бедного клиента. Рассмотрим сейчас более простую, с точки зрения пользователя-разработчика сайта, процедуру доступа к БДРВ на примере IndustrialSQL Server от Wonderware. IndustrialSQL Server использует трехуровневую клиент-серверную архитектуру (рис. 8), которая позволяет создавать Интернет/интранет приложения. Обработка запроса на получение данных, сделанного клиентским объектом к IndustrialSQL Server, поддерживается с помощью специальных объектов Business Objects. Специальные объекты являются COM (Component Object Model) объектами, которые размещается либо на локальном компьютере либо на Microsoft Internet Information Server (IIS) и в этом случае он доступен через интернет и отвечает за получение данных из БДРВ. Рис. 7.8. Трехуровневая клиент-серверная архитектура. Клиентскиеприложения. Формат таблиц базы данных в БДРВ, в основном, предопределен. И клиентские приложения, учитывая предопределенный формат таблиц, обеспечивают доступ к данным для визуализации и анализа. Клиентские приложения не требуют от пользователя знания языка SQL-запросов, что расширяет класс пользователей. Так для Plant2SQL (CiTechnologies), так для IndustrialSQL Server компании предлагают специальные приложения, ориентированные на получение данных из БДРВ. С технологической точки зрения часть приложений реализованы как независимые приложения, другая часть представляет ActiveX объекты. Как независимые приложения, встроенные в программы Microsoft Office , так и ActiveX объекты предназначены для создания текущих и архивных трендов, для создания параметрических графиков X-Y и для табличного отображения текущих и архивных данных. На врезке 3 описаны АctiveX-объекты из пакета FactoryOffice компании Wonderware. ActiveX объекты могут встраиваться в приложения InTouch, Visual Basic, Visual C, и в HTML-страницы Internet Explorer. А специальные серверные компоненты - Business Objects - обеспечат получение данных запрошенных в ActiveX объекте или SQL-запросе. Использование ActiveX-технологии, с точки зрения клиентских приложений, сводится к настройке на интернет-обмен при конфигурировании соответствующего ActiveX-объекта: для этого активизируется свойство Use Internet Server (Использовать Internet сервер) и определяется имени или IP-адрес сервера в форме HTTP: // имя сервера. Использование ActiveX-объектов оснащает бедных клиентов новыми возможностями, т.е. бедные клиенты не одинаково бедны. 7.3.3 Специальныйинструментарийдлясоздания Internet/Intranet – клиентов Если Вы не используете готовых приложений - клиентов Web, то для того чтобы создать свой Web-сайт и при этом разрабатывать не просто бедного клиента, а оснащенного ActiveX-объектами, Java-апплетами и др. целесообразно рассмотреть используемый для этого инструментарий. Инструментарий является разноуровневым: традиционный инструментарий общего назначения и ориентированный на особенности механизмов обмена, используемых в АСУТП. Специализированный инструментарий характеризуется тем, что поставляют его сейчас: • независимые компании (Intuitive Technology), предлагающие поддержку характерных для АСУТП протоколов (DDE, OPC, OLE DB), таким образом, обеспечивая клиентские приложения и данными в реальном времени; • компании-разработчики SCADA-систем. Их инструментарий поддерживает не только ставшие стандартными протоколы обмена, но частнофирменные протоколы, конвертацию приложений SCADA в HTML, XML-языки. Как пример такого инструментария рассмотрим SuiteVoyager от Wonderware. Создания собственного или редактирование существующего web-сайта. Пользователь устанавливает соединение с сервером WWW через сеть c помощью специальной программы просмотра страниц WWW - броузера, например, навигатор MIE и Netscape Navigator. При установке соединения пользователь указывает адрес сервера WWW. Дополнительно он может указать путь к файлу страницы WWW, которая должна быть отображена сразу после подключения к серверу. К серверу может подключаться несколько Web-сайтов. Web-сайт - это не просто набор отдельных Web-страниц, а иерархическая система HTML документов, файлов, графических изображений, апплетов на языке Java, текстовых видео- и аудио файлов, а также сценариев на CGI или ином языке. Для обеспечения целостности сайта используются гипертекстовые связи (hyperlink)- врезка 4. Для создания сайтов предлагается сейчас на рынке разнообразие инструментальных средств и их выбор зависит в первую очередь от решаемых задач. Для создания сайтов, ориентированных на мониторинг и управление технологическим процессом, предлагается использовать пакеты Microsoft InterDev или FrontPage. Рассмотрим особенности последнего. Итак, FrontPage используется как: • визуальное средство, позволяющее непрограммистам реализовать web-публикацию в среде клиент/сервер. • FrontPage использется для обслуживания Web-сервера и web-сайтов на этом сервере. • Web-страница с FrontPage поставляется с 16 и 32-разрядными версиями собственного сервера Personal Web Server, который может использоваться с ОС Windows 3.11, Windows 95, Windows NT. Программное обеспечение Web-сервера, ответственное за обработку полученных от клиента данных, динамическое формирование HTML документа и возврат его пользователю, должно быть установлено перед установкой пакета FrontPage. Серверные расширения FrontPage поддерживают стандарты HTTP и CGI, обеспечивая совместимость с существующими HTML документами и CGI-сценариями (врезка 5). Текстовые файлы страниц готовятся с использованием специального языка разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language); Взаимодействие пользователя с сервером WWW осуществляется через формы. Сервер, получив данные из полей формы, запустит созданное специально для этой формы программное расширение для обработки полученных данных, динамически сформирует документ HTML и возвратит его пользователю (нет ограничений на вид выполняемой обработки или вид сформированного документа HTML). Сервер, содержащий наряду со статическими динамические документы, называют активным интернет-клиентом. Активные серверы создаются и использованием программных расширений сервера WWW- приложений CGI, ISAPI (врезка 6). Данные, полученные через запросную форму, передаются программному расширению CGI или ISAPI. Эти расширения могут обратиться, например, к СУБД через интерфейс ODBC или через интерфейс этой СУБД, а результат запроса оформить в виде документа HTML и вернуть удаленному пользователю. Возможности языка HTML ограничены. Часто требуется обрабатывать содержимое локальных файлов, отображать данные в графическом виде или выполнять др. нетривиальную работу. Создав орган управления ActiveX и расположив его на сервере WWW, можно сделать ссылку на этот орган в документе HTML. Код ActiveX загружается из сервера WWW в адресное пространство удаленного компьютера и поэтому имеет доступ ко всем его ресурсам. Это позволяет организовать сложные алгоритмы обработки и отображения любых локальных данных, что невозможно при использовании программных расширений CGI и ISAPI. Но ActiveX представляет и потенциальную угрозу в смысле распространения вирусов. Для уменьшения угрозы MS предложила сертификацию органов управления ActiveX. Когда пользователь попадает на страницу со ссылкой на ActiveX, ему выдается изображение сертификата фирмы разработчика. Если пользователь доверяет сертификату, он может согласиться на загрузку и запуск ActiveX, если нет - можно отказаться. Язык HTML допускает использование языков программирования Java, JavaScript и VBScript Язык программирования Java разработан фирмой Sun на основе языка Oak, как платформно-независимый интерпретируемый, объектно-ориентированный язык. Создаются программы Java и размещаются ссылки на них в документах HTML. Такие Java-программы называются апплетами (applets). Программы Java, расположенные на сервере WWW, обладают большими возможностями по обработке и отображению данных. По сравнению с ActiveX объектами они более безопасны, поскольку не могут выполнять запись на локальные диски и читать с них. Исходный текст программ, составленных на языке программирования JavaScript и VBScript, вставляется непосредственно в документ HTML, поэтому для их разработки не нужны специальные средства. Интерпретатор JavaScript и VBScript встроен непосредственно в навигатор Microsoft Internet Explorer (Netscape не работает с языком VBScript). Страницы сервера WWW содержат ссылки на другие страницы, реализованные в виде специальных текстовых строк, либо в виде графических объектов или органов управления. Страницы могут ссылаться на страницы, расположенные и на других серверах в сети интернет, включая серверы FTP, Gopher, конференции, электронные почтовые адреса. Следует сказать о и языке XML (Extensible Markup Language), имеющего общего предка с HTML - стандартного обобщенного языка описания документов SGML (Standard Generalized Mark-up Language), но XML имеет более строгий синтаксис. Отмечается тенденция: HTML - язык для представления данных, а не для обмена ими, в то время как публикация данных происходит в формате XML. Производители Oracle, Sybase, Informix скоро начнут выдавать результаты запросов в формате XML и импортировать XML-данные в свои таблицы. Таким образом, используя инструментальные средства подобные FrontPage, Вы можете создать собственные, ориентированные на решение Ваших задач web-сайты. Предлагаемые технологии Microsoft, позволяют применять как ActiveX технологию, так и технологию доступа к реляционным базам данных. Их использование допускает встраивание: • рассмотренных ранее ActiveX объектов для доступа к данным IndustrialSQL Server (ActiveTagBrowser, ActiveDataGrid, ActiveGraph, ActiveTimeSelector); • стандартных форм SQL-запросов ряда навигаторов (прежде всего, Microsoft Internet Explorer). Сервер WWW может решать любую задачу, принимая любые данные от удаленного пользователя, обрабатывая их и передавая обратно. Пакет SuiteVoyager. Специальный пакет от Wonderware SuiteVoyager поставляет масштабируемое, расширяемое средство разработки информационных порталов. Портал является просто Web-сайтом, который предоставляет пути доступа к дополнительной информации по определенным темам. SuiteVoyager является набором интегрированных программ, поддерживающих удобный способ для получения технологической информации (рис. 9). Рис. 7.9. Структура портала SuiteVoyager. Пакет представляет набор средств для просмотра, подготовки отчетов на основе технологических данных. Традиционно передача графической информации требует доставки файлов большого размера и длительных периодов времени для загрузки. Чтобы преодолеть это ограничение, SuiteVoyager поставляет интерактивные HTML-страницы, преобразуя существующие графические окна InTouch (и ассоциированную с ними анимацию) в XML(рис. 10). Рис. 7.10. Решение на основе SuiteVoyager. Использование XML-технологии уменьшает объем передаваемой между клиентом и сервером информации почти на 80%. SuiteVoyager позволяет пользователям визуализировать технологическую информацию, поступающую из серверов ввода-вывода, SCADA- приложений, БДРВ через Internet/Intranet, используя Internet Explorer 5+. Пакет поддерживает новую "made-for-the-Web" технологии, такие как XML (eXtensible Mark-up-Language). 7.4 Internet/Intranet решенияот CiTechnologies Пакет Plant2Business от CiTechnologies - это целое семейство экономически эффективных и удобных в использовании программных средств превращения технологических данных в информацию, доступную каждому работнику организации. Интеграция технологических и административных информационных систем посредством Plant2Business обеспечивает повышение качества принимаемых решений, что в конечном счете благоприятно сказывается на производительности и эффективности работы предприятия. В семейство Plant2Business входят следующие программные средства: • база данных Plant2Business Server, • Web-серверное расширение Plant2NET, • инструментарий для обмена по GSM - каналам - Plant2Pocket. Благодаря открытым, стандартным технологиям Plant2Business разрушает стену, традиционно разделявшую технологическую и управленческую информацию. Plant2Business обеспечивает каждому подразделению организации свободный доступ к технологическим данным, предлагая уже знакомые пользователям средства и возможности. Самая свежая информация становится мгновенно доступной технологам, работникам отделов контроля качества, службам техобслуживания, сбыта и даже клиентам благодаря наличию множества разнообразных средств представления данных. Plant2Business позволяет связывать воедино все и всех - от цеховой площадки до удаленных клиентов в Internet. И все это возможно без какого-либо нарушения ежедневного распорядка работы предприятия. Применение готовых средств конфигурирования сокращает сроки получения технологической информации с нескольких дней до нескольких минут. Базой концентрации технологической информации является сервер Plant2Business. Именно к нему могут подключаться различные технологические системы. Соединение с приложением Citect не требует наличия знаний о нем, поскольку сервер Plant2Business автоматически импортирует переменные (Tags), графики (Trends) и тревоги (Alarms), после чего они тут же могут быть опубликованы. SCADA-приложения, такие как Fix(Intellution), InTouch (Wonderware) и др. подключаются через специальные "коннекторы". По двунаправленной линии связи данные могут быть как считаны из, так и переданы в систему управления. Plant2Net обеспечивает передачу данных из Plant2Business сервера Internet/Intranet клиентам по технологии тонкого клиента. Причем выбираются только необходимые в данный момент данные в виде имеющей смысл иерархической структуры. Рис. 7.11. Схема информационных потоков На рис.11 показана схема информационных потоков: с уровня технологических систем данные поступают в Plant2Business сервер. Клиентские приложения (Excel, Crystal Report, Internet Explorer и т.д.) по различным протоколам обмена имеют доступ к сохраненной в Plant2Business-сервере информации. Используя предлагаемый пакет обеспечивается возможность осуществлять сбор в реальном времени данных, аварийных сообщений, архивов с различных подсистем и доступ клиентских приложений к ним, в том числе по протоколам http/https. FTP-клиенты. CiTechnologies поставляет решение обмен данными между приложением Citect, выполняющим функции сервера и клиентскими приложениями (толстые клиенты) по протоколу Ftp. 7.5. Общиетенденциииразличиереализаций Основное назначение клиентских приложений - обеспечить поставку технологической информации из SCADA-систем, баз данных реального времени, или серверов ввода-вывода. Типичная реализация толстого или богатого клиента часто связана с расширением числа протоколов, которые поддерживают приложения SCADA. С точки зрения пользователя необходимо просто приобретение лицензии исполняющей системы и использование приложения SCADA как Internet/Intranet-клиента. Два типа бедных клиентов - терминал/серверные и Internet-клиенты могут применяться, хотя последние являются более распространенными. Для организации динамического обмена данными на Web-сервере устанавливаются специальные компоненты, обеспечивающие обмен данными по каналам реального времени (DDE, OPC и др.) с источниками информации с одной стороны и обслуживающие запросы Web-клиентов по протоколу HTTP с другой стороны. Web-клиенты способны получать информацию из различных подсистем предприятия или корпорации, включая различные сегменты локальной сети, ориентированные на управление технологическим процессом, подсистемы административно-хозяйственной деятельности и др., просчитывать вторичные параметры, формировать отчеты. Очевидна тенденция, что клиентские приложения поддерживают протоколы локальных и Internet/Intranet сетей, минимизируя требования к квалификации пользователя в области Internet/Intranet технологий. При наличии общих тенденций в развитии типов клиентских приложений очевидно различие в их реализации: • SuiteVoyager, как Web-серверное расширение, обеспечивает получение информации из различных источников реального времени, базы данных реального времени IndustrialSQL Server и предоставление их Internet-клиентам. CiTechnologies подчеркивает значимость сервера Plant2Business как базы регистрируемой со всех источников данных информации; • CiTechnologies предлагает как TCP/IP, NetBEUI протоколы для обмена по локальной сети, так и по ftp-протколу для глобальной сети |