English
Óêðà¿íñüêà

Ìîäóëü ïîäñèñòåìû "Àðõèâû" <DBArch>

Ââåäåíèå

Ìîäóëü ïðåäíàçíà÷åí äëÿ àðõèâèðîâàíèÿ ñîîáùåíèé è çíà÷åíèé ñèñòåìû OpenSCADA íà îäíó èç áàç äàííûõ, ïîääåðæèâàåìûõ OpenSCADA.

Ëþáàÿ SCADA ñèñòåìà ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü àðõèâèðîâàíèÿ ñîáðàííûõ äàííûõ, ò.å. ôîðìèðîâàíèå èñòîðèè èçìåíåíèÿ (äèíàìèêè) ïðîöåññîâ. Àðõèâû óñëîâíî ìîæíî ðàçäåëèòü íà äâà òèïà: àðõèâû ñîîáùåíèé è àðõèâû çíà÷åíèé.

Îñîáåííîñòüþ àðõèâîâ ñîîáùåíèé ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî àðõèâèðóþòñÿ, òàê íàçûâàåìûå, ñîáûòèÿ. Õàðàêòåðíûì ïðèçíàêîì ñîáûòèÿ ÿâëÿåòñÿ åãî âðåìÿ âîçíèêíîâåíèÿ. Àðõèâû ñîîáùåíèé îáû÷íî èñïîëüçóþòñÿ äëÿ àðõèâèðîâàíèÿ ñîîáùåíèé â ñèñòåìå, ò.å. âåäåíèå ëîãîâ è ïðîòîêîëîâ.  çàâèñèìîñòè îò èñòî÷íèêà ñîîáùåíèÿ ìîãóò êëàññèôèöèðîâàòüñÿ ïî ðàçëè÷íûì êðèòåðèÿì. Íàïðèìåð, ýòî ìîãóò áûòü ïðîòîêîëû àâàðèéíûõ ñèòóàöèé, ïðîòîêîëû äåéñòâèé îïåðàòîðîâ, ïðîòîêîëû ñáîåâ ñâÿçè è äð.

Îñîáåííîñòüþ àðõèâîâ çíà÷åíèé ÿâëÿåòñÿ èõ ïåðèîäè÷íîñòü, îïðåäåëÿåìàÿ ïðîìåæóòêîì âðåìåíè ìåæäó äâóìÿ ñìåæíûìè çíà÷åíèÿìè. Àðõèâû çíà÷åíèé ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ àðõèâèðîâàíèÿ èñòîðèè íåïðåðûâíûõ ïðîöåññîâ. Ïîñêîëüêó ïðîöåññ íåïðåðûâíûé, òî è àðõèâèðîâàòü åãî ìîæíî òîëüêî ïóò¸ì ââåäåíèÿ ïîíÿòèÿ êâàíòîâàíèÿ âðåìåíè îïðîñà, ïîñêîëüêó èíà÷å ìû ïîëó÷àåì àðõèâû áåñêîíå÷íûõ ðàçìåðîâ ââèäó íåïðåðûâíîñòè ñàìîé ïðèðîäû ïðîöåññà. Êðîìå ýòîãî, ïðàêòè÷åñêè ìû ìîæåì ïîëó÷àòü çíà÷åíèÿ ñ ïåðèîäîì îãðàíè÷åííûì ñàìèìè èñòî÷íèêàìè äàííûõ. Íàïðèìåð, äîâîëüíî êà÷åñòâåííûå èñòî÷íèêè äàííûõ â ïðîìûøëåííîñòè ðåäêî ïîçâîëÿþò ïîëó÷àòü äàííûå ñ ÷àñòîòîé áîëåå 1êÃö. È ýòî áåç ó÷¸òà ñàìèõ äàò÷èêîâ, èìåþùèõ åù¸ ìåíåå êà÷åñòâåííûå õàðàêòåðèñòèêè.

Äëÿ âåäåíèÿ àðõèâîâ â ñèñòåìå OpenSCADA ïðåäóñìîòðåíà ïîäñèñòåìà "Àðõèâû". Äàííàÿ ïîäñèñòåìà, â ñîîòâåòñòâèè ñ òèïàìè àðõèâîâ, ñîñòîèò èç äâóõ ÷àñòåé: àðõèâ ñîîáùåíèé è àðõèâû çíà÷åíèé. Ïîäñèñòåìà â öåëîì ÿâëÿåòñÿ ìîäóëüíîé, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü àðõèâû îñíîâàííûå íà ðàçëè÷íîé ïðèðîäå è ñïîñîáàõ õðàíåíèÿ äàííûõ. Äàííûé ìîäóëü ïðåäîñòàâëÿåò ìåõàíèçì àðõèâèðîâàíèÿ íà ÁÄ êàê äëÿ ïîòîêà ñîîáùåíèé, òàê è äëÿ ïîòîêà çíà÷åíèé.

1. Àðõèâàòîð ñîîáùåíèé

Àðõèâû ñîîáùåíèé ôîðìèðóþòñÿ àðõèâàòîðàìè. Àðõèâàòîðîâ ìîæåò áûòü ìíîæåñòâî ñ èíäèâèäóàëüíûìè íàñòðîéêàìè, ïîçâîëÿþùèìè ðàçäåëÿòü àðõèâèðîâàíèå ðàçëè÷íûõ êëàññîâ ñîîáùåíèé.

Àðõèâàòîð ñîîáùåíèé ýòîãî ìîäóëÿ õðàíèò äàííûå â òàáëèöå ÁÄ, êîòîðàÿ íàçûâàåòñÿ "DBAMsg_{ArchID}", ãäå:

• ArchID — èäåíòèôèêàòîð àðõèâàòîðà ñîîáùåíèé.

Ìîäóëåì ïðåäîñòàâëÿþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû íàñòðîéêè ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ (ðèñ.1).

Ðèñ.1. Äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû íàñòðîéêè ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ ñîîáùåíèé.

 ÷èñëî äîïîëíèòåëüíûõ ïàðàìåòðîâ âõîäÿò:

• Ðàçìåð àðõèâà (äíåé) — îïðåäåëÿåò ðàçìåð àðõèâà ïî âðåìåíè. Ïîñëå ïðåâûøåíèÿ ëèìèòà ñòàðûå çàïèñè íà÷íóò óäàëÿòüñÿ! Óñòàíîâèòü â 0 äëÿ îòêëþ÷åíèÿ ýòîãî ëèìèòà è íåêîòîðîãî ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè.
• Ôîðìèðîâàòü âðåìÿ êàê ñòðîêà — ñîõðàíÿòü âðåìÿ ñîîáùåíèÿ â ÷èòàáåëüíîì âèäå. Òîëüêî äëÿ ÁÄ ýòî ïîääåðæèâàþùèõ â ñïåöèôè÷åñêîì ôîðìàòå äàííûõ âðîäå "datetime" â MySQL. Äàííàÿ îïöèÿ íåñîâìåñòèìà, ò.å. ïðè å¸ èçìåíåíèè Âû ïîòåðÿåòå ñóùåñòâóþùèå àðõèâû.

Òàáëèöà ÁÄ àðõèâàòîðà ñîîáùåíèé èìååò ñòðóêòóðó {MIN, TM, TMU, CATEG, MESS, LEV}, ãäå:

• MIN — UTC âðåìÿ, â ìèíóòàõ, èñïîëüçóåòñÿ ïðè ÷òåíèè ìèíóòàìè, äëÿ óñêîðåíèÿ.
• TM — UTC âðåìÿ ñîîáùåíèÿ, ñåêóíäû îò ýïîõè (01.01.1970). Â ÁÄ, ñîäåðæàùèõ ñïåöèàëèçèðîâàííûé òèï äëÿ õðàíåíèÿ äàòû è âðåìåíè, ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ýòîò ñïåöèàëèçèðîâàííûé òèï, äëÿ ïàðàìåòðà "Ôîðìèðîâàòü âðåìÿ êàê ñòðîêà".
• TMU — ìèêðîñåêóíäû âðåìåíè.
• CATEG — êàòåãîðèÿ ñîîáùåíèÿ.
• MESS — òåêñò ñîîáùåíèÿ.
• LEV — óðîâåíü ñîîáùåíèÿ.

2. Àðõèâàòîð çíà÷åíèé

Àðõèâû çíà÷åíèé, ïî óìîë÷àíèþ, ôîðìèðóþòñÿ àðõèâàòîðàìè çíà÷åíèé èíäèâèäóàëüíî äëÿ êàæäîãî çàðåãèñòðèðîâàííîãî àðõèâà. Àðõèâàòîðîâ ìîæåò áûòü ìíîæåñòâî ñ èíäèâèäóàëüíûìè íàñòðîéêàìè, ïîçâîëÿþùèìè ðàçäåëèòü àðõèâû ïî ðàçëè÷íûì ïàðàìåòðàì, íàïðèìåð, ïî òî÷íîñòè è ãëóáèíå. Àðõèâû ïàðàìåòðîâ îäíîãî àðõèâàòîðà ìîãóò ãðóïïèðîâàòüñÿ â ãðóïïû, îäíà òàáëèöà, ñ óêàçàííûì îãðàíè÷åíèåì êîëè÷åñòâà ïàðàìåòðîâ â ãðóïïå. Ãðóïïèðîâàíèå ïîçâîëÿåò çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü àðõèâàöèè çà ñ÷¸ò îòïðàâêè â ÁÄ îäíîãî çàïðîñà ñî çíà÷åíèÿìè ïàðàìåòðîâ â ãðóïïå.

Àðõèâ çíà÷åíèé ÿâëÿåòñÿ íåçàâèñèìûì êîìïîíåíòîì, êîòîðûé âêëþ÷àåò áóôåð, îáðàáàòûâàåìûé àðõèâàòîðàìè. Îñíîâíûì ïàðàìåòðîì àðõèâà çíà÷åíèÿ ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèê äàííûõ.  ðîëè èñòî÷íèêà äàííûõ ìîãóò âûñòóïàòü àòðèáóòû ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû OpenSCADA, à òàêæå äðóãèå âíåøíèå èñòî÷íèêè äàííûõ (ïàññèâíûé ðåæèì). Äðóãèìè èñòî÷íèêàìè äàííûõ ìîãóò áûòü: ñåòåâûå àðõèâàòîðû óäàë¸ííûõ OpenSCADA ñèñòåì, ñðåäà ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñèñòåìû OpenSCADA è äð. Íå ìåíåå âàæíûìè ïàðàìåòðàìè àðõèâà ÿâëÿþòñÿ ïàðàìåòðû åãî áóôåðà. Îò ïàðàìåòðîâ áóôåðà çàâèñèò âîçìîæíîñòü ðàáîòû àðõèâàòîðîâ. Òàê, ïåðèîäè÷íîñòü çíà÷åíèé â áóôåðå äîëæíà áûòü íå áîëüøå ïåðèîäè÷íîñòè ñàìîãî áûñòðîãî àðõèâàòîðà, à ðàçìåð áóôåðà íå ìåíåå äâîéíîãî ðàçìåðà äëÿ ñàìîãî ìåäëåííîãî àðõèâàòîðà.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå âîçìîæíû ïîòåðè äàííûõ.

Îáùàÿ ñõåìà àðõèâèðîâàíèÿ çíà÷åíèé íàãëÿäíî èçîáðàæåíà íà ðèñ. 2.

Ðèñ.2. Îáùàÿ ñõåìà ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ çíà÷åíèé.

Àðõèâàòîð çíà÷åíèé ýòîãî ìîäóëÿ õðàíèò äàííûå â òàáëèöå ÁÄ, êîòîðàÿ èìåíóåòñÿ "DBAVl_{ArchivatorID}_{ArchiveID}", äëÿ îäèíî÷íîãî ðåæèìà, è "DBAVl_{ArchivatorID}_<GRP>{N}", äëÿ ãðóïîâîãî ðåæèìà, ãäå:

• ArchivatorID — Èäåíòèôèêàòîð àðõèâàòîðà çíà÷åíèé.
• ArchiveID — Èäåíòèôèêàòîð àðõèâà çíà÷åíèé.
• N — Íîìåð ãðóïïû, îïóùåí äëÿ ïåðâîé.

Ìîäóëåì ïðåäîñòàâëÿþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû íàñòðîéêè ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ (ðèñ.3).

Ðèñ.3. Äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû íàñòðîéêè ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ çíà÷åíèé.

 ÷èñëî äîïîëíèòåëüíûõ ïàðàìåòðîâ âõîäÿò:

• Ðàçìåð àðõèâà (äíåé) — îïðåäåëÿåò ðàçìåð àðõèâà ïî âðåìåíè. Ïîñëå ïðåâûøåíèÿ ëèìèòà ñòàðûå çàïèñè íà÷íóò óäàëÿòüñÿ! Óñòàíîâèòü â 0 äëÿ îòêëþ÷åíèÿ ýòîãî ëèìèòà è íåêîòîðîãî ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè.
• Ôîðìèðîâàòü âðåìÿ êàê ñòðîêà — ñîõðàíÿòü âðåìÿ çíà÷åíèÿ â ÷èòàáåëüíîì âèäå. Òîëüêî äëÿ ÁÄ ýòî ïîääåðæèâàþùèõ â ñïåöèôè÷åñêîì ôîðìàòå äàííûõ âðîäå "datetime" â MySQL. Äàííàÿ îïöèÿ íåñîâìåñòèìà, ò.å. ïðè å¸ èçìåíåíèè Âû ïîòåðÿåòå ñóùåñòâóþùèå àðõèâû.
• Îãðàíè÷åíèå ãðóïïèðîâêè ïàðàìåòðîâ — íåíóëåâîå çíà÷åíèå âêëþ÷àåò ãðóïïîâîå àðõèâèðîâàíèå è îïðåäåëÿåò îãðàíè÷åíèå íà êîëè÷åñòâî ïàðàìåòðîâ â ãðóïïå/òàáëèöå.

Òàáëèöà ÁÄ àðõèâàòîðà çíà÷åíèé èìååò ñòðóêòóðó {MARK, TM, VAL}, äëÿ îäèíî÷íîãî ðåæèìà, è {MARK, TM, {PRM1}, {PRM2}, {PRMN}}, äëÿ ãðóïïîâîãî, ãäå:

• MARK — ìåòêà áûñòðîãî äîñòóïà/÷òåíèÿ àðõèâà, {TM}/(10*{period}).
• TM — UTC âðåìÿ çíà÷åíèÿ, ñåêóíäû îò ýïîõè (01.01.1970).  ÁÄ, ñîäåðæàùèõ ñïåöèàëèçèðîâàííûé òèï äëÿ õðàíåíèÿ äàòû è âðåìåíè, ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ýòîò ñïåöèàëèçèðîâàííûé òèï, äëÿ ïàðàìåòðà "Ôîðìèðîâàòü âðåìÿ êàê ñòðîêà".
• VAL — Çíà÷åíèå ïàðàìåòðà â îäèíî÷íîì ðåæèìå, òèï çíà÷åíèÿ îïðåäåëÿåò òèï äàííîé êîëîíêè (Öåëîå, Âåùåñòâåííîå, Ñòðîêà).
• PRM1...PRMN — Çíà÷åíèå ïàðàìåòðà ñ èäåíòèôèêàòîð â èìåíè êîëîíêè â ãðóïïîâîì ðåæèìå, òèï çíà÷åíèÿ îïðåäåëÿåò òèï äàííîé êîëîíêè (Öåëîå, Âåùåñòâåííîå, Ñòðîêà).

3. Èíôîðìàöèîííàÿ òàáëèöà àðõèâíûõ òàáëèö

Äëÿ õðàíåíèÿ íà÷àëà, êîíöà è èíîé ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè àðõèâîâ â àðõèâíûõ òàáëèöàõ ñîçäà¸òñÿ èíôîðìàöèîííàÿ òàáëèöà ñ èìåíåì äàííîãî ìîäóëÿ: "DBArch". Äàííàÿ òàáëèöà èìååò ñòðóêòóðó {TBL, BEGIN, END, PRM1, PRM2, PRM3}, ãäå:

• TBL — Èìÿ òàáëèöû àðõèâà.
• BEGIN — Íà÷àëî äàííûõ â àðõèâå. Ñåêóíäû äëÿ ñîîáùåíèé è ìèêðîñåêóíäû äëÿ çíà÷åíèé îò ýïîõè UNIX (01.01.1970).
• END — Êîíåö äàííûõ â àðõèâå. Ñåêóíäû äëÿ ñîîáùåíèé è ìèêðîñåêóíäû äëÿ çíà÷åíèé îò ýïîõè UNIX (01.01.1970).
• PRM1 — Äîïîëíèòåëüíûé ïàðàìåòð 1: ïåðèîäè÷íîñòü çíà÷åíèé, â ìèêðîñåêóíäàõ.
• PRM2 — Äîïîëíèòåëüíûé ïàðàìåòð 2: òèï çíà÷åíèé ïàðàìåòðà â îäèíî÷íîì ðåæèìå èëè ïåðå÷åíü ïàðàìåòðîâ â ãðóïïå {Type}:{ArchiveId} äëÿ ãðóïïîâîãî ðåæèìà.
• PRM3 — Äîïîëíèòåëüíûé ïàðàìåòð 3.

Ñîãëàñíî èíôîðìàöèè â óêàçàííîé òàáëèöå äëÿ àðõèâàòîðîâ çíà÷åíèé ïîääåðæèâàåòñÿ âîññòàíîâëåíèå è ñîçäàíèå îáúåêòîâ àðõèâà.

4. Ýôôåêòèâíîñòü

Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è ðåàëèçàöèè äàííîãî ìîäóëÿ îñîáûõ ìåõàíèçìîâ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññà àðõèâèðîâàíèÿ íå çàêëàäûâàëîñü â âèäó íàëè÷èÿ îáúåêòèâíûõ îãðàíè÷åíèé ñàìèõ áàç äàííûõ è èíòåðôåéñîâ äîñòóïà ê íèì. Ñëåäîâàòåëüíî ýôôåêòèâíîñòü àðõèâàöèè íà ÁÄ â îñíîâíîì ñâÿçàíà ñ ñàìîé ÁÄ è èíòåðôåéñà äîñòóïà ê íåé. Èç íàèáîëåå ýôôåêòèâíûõ èíòåðôåéñîâ è ïîäõîäîâ ïî ïîâûøåíèþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè íóæíî îòìåòèòü ñëåäóþùèå:

• ×òåíèå èç ÁÄ íåñêîëüêèõ çàïèñåé íå îòäåëüíûìè/êîíêðåòíûìè êîìàíäàìè SELECT, à îáîáùàþùèìè SELECT çàïðîñàìè, ÷òî äëÿ âñåõ ÁÄ ìèíèìóì íà ïîðÿäîê áûñòðåå. Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ýòîé îñîáåííîñòè ñëîé äîñòóïà ê ÁÄ â OpenSCADA, â ëèöå çàïðîñà "dataSeek()", áûë ðàñøèðåí íà ïðåäìåò ïîääåðæêè ïðåäçàãðóçêè âñåõ çàïèñåé îòâåòà íà çàïðîñ â full. Äàííûì ìîäóëåì ýòà îñîáåííîñòü òàêæå òåïåðü èñïîëüçóåòñÿ ïîçâîëÿÿ äàííûå ÷àñòî ïîëó÷àòü áûñòðåå ÷åì îíè ïîòîì îáðàáàòûâàþòñÿ, õîòÿ è óñòóïàÿ àðõèâàöèè íà ôàéëîâóþ ñèñòåìó.
• Çàïèñü â ÁÄ îäíîé ëèøíåé êîëîíêè òàêæå çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, ÷åì îòäåëüíàÿ çàïèñü. Äàííûì ìîäóëåì ýòà îñîáåííîñòü èñïîëüçóåòñÿ â ÷àñòè àðõèâàöèè çíà÷åíèé è â ðåæèìà ãðóïïèðîâêè, ò.å. çíà÷åíèÿ îòäåëüíûõ ïàðàìåòðîâ ïèøóòñÿ â îäíó òàáëèöó êàê îòäåëüíàÿ êîëîíêà.

Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè àðõèâàöèè ñâåäåíû â òàáëèöå íèæå:

Ññûëêè