3. Микро-веб-серверы

Веб-серверы для Интернета обычно располагаются на мощных компьютерах и содержат жесткие диски большой емкости. Однако для удаленного управления в АСУ ТП часто достаточно иметь на сервере всего одну несложную веб-страницу. Для этой цели используют микро-веб-серверы (встраиваемые веб-серверы, Embedded Web Server), выполненные в виде микросхемы, которая располагается на печатной плате ПЛК или интеллектуального датчика. Каждый микро-веб сервер доступен по своему Интернет-адресу.

В предыдущие годы проблемой технической реализации микро веб-серверов была необходимость большой вычислительной мощности для реализации протокола TCP/IP. В настоящее время появились дешевые однокристальные микроконтроллеры фирм Crystal Semiconductor, Winbond, Realtek, Seiko Instruments, младшие модели микроконтроллеров фирм Microchip (PIC12C509), Atmel (микроконтроллеры линейки Tiny AVR), Fairchild (ACE1101) со встроенной реализацией протокола TCP/IP. Это позволило применять веб-серверы даже внутри датчика. Технологию применения микро-веб-серверов называют встроенным Интернетом (Embedded Internet).

10. Характеристики асу. Открытость системы

    1. Основные понятия и определения

Одна из важнейших проблем, возникающих в АСУ ТП, особенно при автоматизации измерений заключается в резком увеличении стоимости системы с ростом ее сложности. Объективная причина - сложные системы часто изготавливаются в единичных экземплярах, а это не позволяет сделать их дешевыми.

Распространенный метод решения коммерческой части указанной проблемы – использование достаточно универсальных модулей изготавливаемых несколькими конкурирующими производителями в больших количествах. Однако при этом возникает проблема аппаратной и программной совместимости таких модулей. Для достижения совместимости интерфейс, конструктив и выполняемые функции таких модулей должны быть стандартизованы.

Открытая (модульная) система - допускает замену любого модуля на аналогичный модуль другого производителя, имеющийся в свободной продаже по конкурентоспособным ценам.

Открытость можно рассматривать на разных уровнях иерархии АО и ПО системы или ее частей. Открытыми, например, могут быть:

• физические интерфейсы, протоколы обмена, методы контроля ошибок, системы адресации, форматы данных, типы организации сети, интерфейсы между программами, диапазоны изменения аналоговых сигналов;

• пользовательские интерфейсы, языки программирования контроллеров, управляющие команды модулей в-в, языки управления базами данных, ОС, средства связи аппаратуры с ОП;

• конструкционные элементы (шкафы, стойки, корпуса, разъемы, крепежные элементы);

• системы, включающие в себя перечисленные элементы.

Под открытостью системы иногда понимают ее соответствие современным промышленным стандартам, которое обеспечивает возможность интеграции с другими открытыми системами. Однако понятие открытости нужно трактовать шире: система не только удовлетворяет стандартам, но стандарт является общепризнанным, а в свободной продаже имеются аналогичные системы других производителей по конкурентоспособным ценам.

Как следует из определения, необходимыми условиями открытости являются:

• модульность;

• соответствие стандартам (необязательно официальным, но обязательно общепринятым и легко доступным по цене, компенсирующей только затраты на его разработку, поддержку и распространение);

• наличие в свободной продаже аналогичных систем других производителей (подсистем, модулей) по конкурентоспособным ценам.

Понятие открытости достаточно многогранно и не стандартизовано. Поэтому практически можно говорить только о степени открытости системы, указывая, что именно понимается под открытостью в каждом конкретном случае. Степень открытости можно оценить количеством реализованных признаков открытости.

Для SCADA-системы признаками открытости являются:

• совместимость со стандартом ОРС,

• совместимость с широкодоступными компьютерами с различными ОС (желательно),

• совместимость с ActiveX, СОМ и DLL компонентами других производителей,

• поддержка языков стандарта МЭК 61131-3,

• наличие встроенного стандартного алгоритмического языка (например, Visual Basic) для реализации функций, которые невозможно реализовать другими средствами SCADA-пакета,

• возможность работы как с малым, так и большим количеством тегов без необходимости переобучения обслуживающего персонала,

• возможность применения веб-браузера в качестве пользовательского интерфейса для увеличения количества подключаемых рабочих станций,

• наличие пользовательского интерфейса, аналогичного интерфейсам других производителей,

• совместимость со стандартными базами данных и другими приложениями (например, Microsoft Office), расположенными на любых компьютерах сети.

Для промышленных сетей открытость означает наличие в свободной продаже сетевой аппаратуры от разных производителей по конкурентоспособным ценам, совместимой с открытыми стандартами.

Примером открытых систем являются системы, построенные на модулях и контроллерах RealLab! [НИЛ АП], имеющие:

• стандартный протокол Modbus RTU или стандартный де-факто протокол DECON,

• стандартный интерфейс RS-485,

• стандартный конструктив (крепление на DIN-рейку, разъемные клеммники),

• стандартные диапазоны аналоговых сигналов и стандартные уровни дискретных сигналов,

• стандартный ОРС сервер, позволяющий использовать модули с любой стандартной SCADA.

Любой модуль в такой системе может быть заменен на модули других производителей, которых в настоящее время насчитывается около десятка.

Идеальным примером открытой системы является современный офисный компьютер. Огромное число производителей в разных странах изготавливают множество аппаратных и программных компонентов, которые можно собрать в единую систему, заменить один компонент на другой, нарастить функциональные возможности. Любой компонент можно найти по достаточно низкой цене; отсутствуют производители, которые могли бы диктовать монопольные цены.

Понятие открытости не подразумевает открытость программного кода, как, например, в ОС Linux, хотя открытость кода позволяет добавлять в систему модули других производителей, что является признаком открытости. Однако открытость исходного кода существенно снижает надежность системы вследствие потенциальной возможности появления в ней дополнительных ошибок, внесенных во время модификации и компиляции. Поэтому открытость программного кода является спорным признаком открытости системы.

В отличие от открытых, закрытые системы разрабатываются по внутренним стандартам отдельных предприятий. Части (модули) закрытых систем не могут быть заменены аналогичными изделиями других производителей, а заказчик, однажды применив закрытую систему, навсегда оказывается привязанным к ее разработчику и изготовителю.

Наиболее подробное и ясное изложение требований к контроллерам с открытой архитектурой изложено в документе ISA «Требования к контроллерам с открытой модульной архитектурой для приложений в автомобильной индустрии».

Разновидностью и предельным случаем открытых систем являются системы, удовлетворяющие идеологии Plug&Play (вставил - и заиграло), когда вообще не требуется усилий для конфигурирования или настройки модулей после их подключения или замены на модули других производителей. Такая идеология существенно снижает требования к квалификации системных интеграторов, сокращает срок ввода системы в эксплуатацию, а также издержки потребителей на техническую поддержку и эксплуатацию.