Другим істотним перевагою застосування інтернет-технологій в АСУ ТП є можливість використання на комп'ютері диспетчера будь-якого веб-браузера (наприклад, Internet Explorer), незалежно від його виробника, типу апаратної платформи або операційної системи. Наприклад, комп'ютер диспетчера може працювати під Windows, Linux, Unix, QNX, Windows CE і ін.
Цей же підхід може використовуватися і в інтранеті (інтранет - це локальна мережа, яка містить веб-сервер і працює за тими ж протоколами, що і інтернет).
При комутації пакетів, використовуваної в інтернеті, необхідна проміжна буферизация даних, яка вносить в процес доставки повідомлень затримку невизначеною величини, а при переповненні проміжних буферів можливі втрати даних. Інтернет має також низьку надійність зв'язку та погану захищеність від несанкціонованого доступу.
В даний час активно розробляються методи забезпечення якості обслуговування QoS (Quality of Service), покликані послабити гостроту перерахованих проблем. Проте, невизначеність часу доставки повідомлень і наявність затримки є основними недоліками зв'язку через інтернет. Частковим вирішенням цієї проблеми в системах моніторингу є посилка даних разом з мітками часу. Синхронізувати мітки можна за допомогою системи GPS (Global Positioning System). Однак це не вирішує проблеми в задачах з реальним часом, наприклад, коли інтернет-канал входить в контур зворотного зв'язку.
Існує досить багато областей, де зазначені обмеження не є суттєвими. Крім того, в правильно спроектованої розподіленої системі управління інтенсивність інформаційного обміну між її компонентами спадає в міру віддалення компонентів один від одного, досягаючи мінімуму для випадку віддаленого обміну через інтернет. Зворотні зв'язку в такій системі є тільки локальними, за винятком контуру управління з диспетчером, де час доставки повідомлень порівняно з часом реакції людини.
Прикладом завдання управління, в якій не потрібно гарантований час доставки повідомлень, є дистанційне керування системами вентиляції, кондиціонування і обігріву будівель. В системі встановлюють датчики температури зовнішнього повітря, температури в кімнатах, датчики струму виконавчих пристроїв, датчики вологості, датчики світла, а також виконавчі пристрої для подачі електроенергії в будівлю, для включення / вимикання вентиляторів, обігрівачів, кондиціонерів, осушувачів, зволожувачів, припливної вентиляції, вентиляції всередині приміщення.
Найбільш безпечним застосуванням інтернету є системи моніторингу, наприклад, публікація на веб-сторінці інформації про параметри технологічного процесу, дії оператора, а також зведених звітів і графіків. Така інтернет-система може бути повністю автономною, оскільки перераховані дані можуть бути взяті безпосередньо з бази даних АСУ ТП без впливу на сам технологічний процес. Можливість роботи з базами даних підтримується всіма сучасними веб-серверами.
Бездротовий доступ до Інтернету можна забезпечити за допомогою стільникових GSM (Global System for Mobile communications) модемів, бездротового Ethernet, званого ще WLAN - Wireless LAN, або Wi-Fi - Wireless Fidelity, обладнання Bluetooth, ZigBee, WiMax, інфрачервоного порту комп'ютера або супутникового зв'язку .
Супутниковий інтернет забезпечує односторонню зв'язок (прийом інформації від супутника) з дуже високою швидкістю (до 48 Мбіт / с). При цьому передача інформації забезпечується будь-якими іншими видами зв'язку.
Удосконаленням GPRS є система EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution), що дозволяє забезпечити передачу даних зі швидкістю до 474 кбіт / с. Реально досяжна середня швидкість передачі даних становить 100-120 кбіт / с, з піковими значеннями до 230 кбіт / с.
Принципи управління через інтернет.
Існує два різні способи управління через інтернет, на основі яких побудований ряд комерційних продуктів: спосіб віддаленого терміналу і спосіб розподілу SCADA пакету на серверну і клієнтську частини.
Віддалений термінал можна уявити собі як подовження проводів миші, клавіатури і монітора за допомогою інтернету, при цьому візуалізація виконується у вікні веб-браузера, а на комп'ютер через інтернет можна отримувати лише сигнали від миші і клавіатури. Керована програма виконується на віддаленому від користувача комп'ютері, на якому встановлюється спеціалізований веб-сервер. Прямо з веб-браузера можна працювати з запущеними на веб-сервері програмами, з файлової системою і реєстром сервера, запускати програми, контролювати виконуються програми та служби, встановлювати права доступу до системи, одержувати інформацію про завантаження процесора і оперативної пам'яті.
Віддалений термінал можна використовувати для управління будь-якою програмою, в тому числі SCADA. Його недоліком є вимога великої пропускної здатності інтернет-каналу, оскільки через інтернет передається весь екран віддаленого комп'ютера.
Другий спосіб віддаленого управління через інтернет заснований на поділі SCADA пакету на серверну і клієнтську частини. Клієнтська частина являє собою веб-браузер, який переглядає спеціалізовану веб-сторінку, що знаходиться на веб-сервері. На цій сторінці створюється спеціалізований інтерфейс з графікою і анімацією. Анімація виконується за допомогою JScript, VBScript, Java аплетів, Flash і анімованих GIF-файлів. Оскільки основна частина візуальної динаміки призначеного для користувача інтерфейсу виповнюється на клієнтському комп'ютері, а з сервера передаються тільки дані про об'єкт автоматизації, істотно знижуються вимоги до пропускної здатності інтернет-каналу.
Веб-сторінка може сприймати дії користувача, наприклад, натискання кнопок, заповнення форм і передавати їх сервера. Сервер у відповідь формує нову веб-сторінку з елементами, зміненими відповідно до дій користувача. Виконується це за допомогою CGI-сценарію (Common Gateway Interface), який пишеться зазвичай на мові Perl і розташовується на сервері. Назва "сценарій" або "скрипт" пов'язано з тим, що ваша програма транслюється в виконуваний код, а виконується безпосередньо, за допомогою інтерпретатора мови. Мова Perl використовується тільки на серверах, що працюють під операційною системою Unix, тому програмістам, що працюють з Windows, він зазвичай не знайомий.
Для середовища Windows фірма Microsoft запропонувала технологію ASP.NET (Active Server Pages) [Макдональд], яка дозволяє створювати веб-сторінки, що знаходяться на сервері і містять код сценаріїв VBScript або C #. Результати виконання сценаріїв VBScript передаються від сервера клієнту. Технологію ASP.NET можна використовувати на сервері Internet Information Server (IIS), який працює під управлінням Microsoft Windows Server. Зокрема, вебсайт, на якому Ви зараз перебуваєте, розроблений на основі ASP.NET і IIS. Система управління навігацією по сайту виконана за допомогою VisualBasic.NET, який дозволяє використовувати стандартний ОРС сервер для взаємодії з пристроями введення-виведення.
Відзначимо, що JScript і VBScript, ActiveX, Flash і анімовані GIF виконуються тільки на стороні клієнта без взаємодії з сервером, в той час як CGI і ASP.NET виконуються на стороні веб-сервера і саме вони витягують дані з OPC сервера або бази даних SCADA системи, щоб відіслати їх клієнту.
Дані між клієнтом і сервером можуть пересилатися у вигляді повідомлень SOAP (Simple Object Access Protocol) [Макдональд], які використовують транспортний протокол HTTP. Повідомлення SOAP використовують гнучку граматику мови XML. SOAP активізує два процеси, які можуть перебувати на різних комп'ютерах, але взаємодіють один з одним незалежно від програмних і апаратних платформ, на яких вони реалізовані.
Взаємодія між клієнтської і серверної частиною SCADA виглядає наступним чином. Коли користувач хоче отримати дані від контролера через інтернет, він натискає деяку командну кнопку в вікні веб-браузера. Цей запит надсилається сервера через інтернет у форматі SOAP повідомлення. Коли веб-сервер отримує SOAP-повідомлення через TCP порт 80, запит направляється оброблювачу скрипта ASP.NET, який також розташовується на веб-сервері. Веб-сервіс (Web service) створює запитувані дані або передає управління програмі (наприклад, на мові VB.NET), яка спілкується з контролером через ОРС сервер. Отримані таким чином дані викладаються на веб-сторінку, яку бачить користувач за допомогою веб-браузера. При вході на веб-сервер операційна система (Windows або Linux) виробляє ідентифікацію користувача і надає доступ до інформації відповідно до його правами.
У попередні роки проблемою технічної реалізації мікро веб-серверів була необхідність великої обчислювальної потужності для реалізації протоколу TCP / IP. В даний час з'явилися дешеві однокристальних мікроконтролери фірм Crystal Semiconductor, Winbond, Realtek, Seiko Instruments, молодші моделі мікроконтролерів фірм Microchip (PIC12C509), Atmel (мікроконтролери лінійки Tiny AVR), Fairchild (ACE1101) з вбудованою реалізацією протоколу TCP / IP. Це дозволило застосовувати веб-сервери навіть всередині датчика. Технологію застосування мікро веб-серверів називають "вбудованим інтернетом" (Embedded Internet).
Приклади застосування.
У літературі описано безліч прикладів застосування інтернету для віддаленого управління і моніторингу. У роботі описана віртуальна лабораторія в ВУЗі, доступ до якої студенти можуть здійснити, не виходячи з гуртожитку. Дистанційно можна задати вихідні параметри для проведення експерименту, включити експериментальну установку і отримати результат. Експериментальна установка підключається до інтернету за допомогою веб-сервера, який взаємодіє з контроллером. Студенти можуть дистанційно завантажувати в контролер виконуваний код програми для автоматичного виконання експерименту.
При дистанційній роботі з мікроскопом віддалений користувач через інтернет може спостерігати зображення, пересувати камеру мікроскопа, змінювати збільшення, підлаштовувати фокус.
В даний час більшість комерційних SCADA-пакетів мають кошти побудови web-інтерфейсу.
Отримуйте новини з indpc на пошту