Страница заморожена, Функциональные характеристики и требования системы OpenSCADA
Страница содержит информацию позволяющую получить общее представление о функциях, которые может выполнять система OpenSCADA на текущий момент. Функции сгруппированы по сферам применения системы OpenSCADA. Для получения картины в целом включены также функции запланированные или реализуемые на данный момент. Страница также содержит требования системы OpenSCADA для её исполнения и сборки.
1. Сфера применения системы OpenSCADA
Разбиение на сферы применения выполнено для упрощения восприятия функциональных возможностей системы в свете традиционной области для проекта OpenSCADA — автоматизация технологических процессов. Хотя возможна как смешанная, так и более специализированная конфигурация систем работы с данными в реального времени, например, в сферах: ERP, Билинг, Умный дом и др.
Рис. 1. Роли системы OpenSCADA
1.1. Сервер SCADA системы
- Визуальный контроль и управление посредством интерфейсов:
- Удалённый сервер визуализации на основе движка визуализации и управления СВУ VCAEngine. Локальный запуск модуля UI.Vision, подключенный к серверу визуализации.
- Удалённый WEB интерфейс. Посредством WEB-браузера, модуля визуализации WebVision и модуля ядра среды визуализации и управления VCAEngine.
- Простые удалённые Web-интерфейсы пользователя. Посредством WEB-браузера и UI-модуля WebUser.
- Сбор данных (DAQ) из источников:
- Информации о платформе(программно-аппаратной) на которой работает сервер. Посредством DAQ-модуля System.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол SNMP (Simple Network Management Protocol). Посредством DAQ-модуля SNMP.
- Сбор данных промышленных контроллеров фирмы Siemens серии S7. Посредством DAQ-модуля Siemens.
- Сбор данных промышленных контроллеров по протоколу ModBus. Посредством DAQ-модуля ModBus.
- Сбор данных промышленных контроллеров по протоколу DCON. Посредством DAQ-модуля DCON.
- Формирование производных структур параметров на основе шаблонов параметров и данных других источников данных. Посредством DAQ-модуля LogicLev.
- Сбор данных из других серверов и PLC основанных на OpenSCADA, возможно для дублирования. Посредством DAQ-модуля DAQGate.
- Сбор данных через входные каналы звуковых контроллеров. Посредством DAQ-модуля SoundCard.
- Сбор данных оборудования фирмы
ICP DAS. Посредством DAQ-модуля ICP_DAS.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол OPC_UA. Посредством DAQ-модуля OPC_UA.
- Сбор данных из автоматики птицеводства фирмы "Big Dutchman". Посредством DAQ-модуля BFN.
- Сбор данных из источников DAQ-плат на шинах ISA, PCI, PCMCIA и USB посредством библиотеки проекта Comedi и DAQ-модуля Comedi.
- Сбор данных из источников различного типа, которые имеют утилиты для доступа к данным или доступны посредством простых специализированных сетевых протоколов. Осуществляется путём написания процедуры получения данных на языке пользовательского программирования DAQ-модуля JavaLikeCalc, а также модуля транспортного протокола User Protocol. Реализация наиболее известных протоколов как Протокол пользователя EN: SMS, SMTP, Elemer TM510x, EDWARDS TURBOMOLECULAR PUMPS (SCU750), Компьютер учёта тепла VKT7, Sycon Multi Drop Protocol, Блок питания турбо-молекулярных насосов (TMP-xx03), Измеритель температуры IT-3, OWEN, IVE-452HS-02, OPTRIS CT/CTL, CTR 100-101, IEC-60870-104, I2C Чипы (PCF8591, PCF8574, DS3231, AT24CXX), 1Wire Чипы через адаптеры DS9097 и DS9097U (DS1820, DS1820/DS18S20/DS1920, DS1822, DS2413, DS2408, DS2450, DS2438), Низкоуровневые устройства через GPIO (DHT, 1602A), другое.
- Предоставление данных системам верхнего уровня:
- Посредством интерфейсов:
- Посредством протоколов:
- Собственный протокол OpenSCADA, с помощью модуля транспортного протокола SelfSystem.
- Протоколов семейства ModBUS (TCP, RTU и ASCII), с помощью модуля транспортного протокола ModBUS.
- Протокола "OPC UA", с помощью модуля транспортного протокола OPC UA.
- Простых специализированных протоколов, разработаных посредством модуля транспортного протокола User Protocol.
- Выполнение пользовательских вычислений на языках:
- Язык блочных схем. Посредством DAQ-модуля BlockCalc.
- На Java-подобном языке высокого уровня. Посредством DAQ-модуля JavaLikeCalc.
- Архивирование сообщений, ведение протоколов по различным категориям и уровням, посредством механизмов:
- Архивирование значений собранных данных посредством механизмов:
- Конфигурация и управление сервером через:
- WEB-интерфейс. Посредством WEB-браузера и UI-модуля WebCfgD или WebCfg.
- С удалённой конфигурационной станции. Посредством UI-модуля на конфигурационной станции QTCfg и интерфейса управления OpenSCADA отражённого в протоколе SelfSystem.
- Хранение данных сервера в БД типов:
- MySQL. Посредством DB-модуля MySQL.
- SQLite. Посредством DB-модуля SQLite.
- PostgresSQL. Посредством DB-модуля PostgreSQL.
- DBF. Посредством DB-модуля DBF.
- FireBird. Посредством DB-модуля FireBird.
- В планах. БД доступные на другом сервере основанном на OpenSCADA.
- В планах. LDAP.
1.2. Станция оператора технологического процесса, пульт диспетчера, панель мониторинга и др.
- Визуальный контроль и управление посредством интерфейсов:
- Локальный (быстрый) интерфейс основанный на библиотеке QT. Посредством модуля визуализации Vision и модуля ядра среды визуализации и управления VCAEngine с возможностью визуализации из удалённого движка СВУ, сервера визуализации.
- Удалённый WEB интерфейс. Посредством WEB-браузера, модуля визуализации WebVision и модуля ядра среды визуализации и управления VCAEngine.
- Простые удалённые Web-интерфейсы пользователя. Посредством WEB-браузера и UI-модуля WebUser.
- Сбор данных (DAQ) из источников:
- Сбор данных из других серверов и PLC основанных на OpenSCADA, для проброса данных серверов и дублирования. Посредством DAQ-модуля DAQGate.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол SNMP (Simple Network Management Protocol). Посредством DAQ-модуля SNMP.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол OPC_UA. Посредством DAQ-модуля OPC_UA.
- Выполнение пользовательских вычислений на языках:
- Язык блочных схем. Посредством DAQ-модуля BlockCalc.
- На Java-подобном языке высокого уровня. Посредством DAQ-модуля JavaLikeCalc.
- Архивирование локальных сообщений, ведение протоколов по различным категориям и уровням посредством механизмов:
- Конфигурация и управление станцией через:
- WEB-интерфейс. Посредством WEB-браузера и UI-модуля WebCfgD или WebCfg.
- QT-интерфейс. Посредством UI-модуля QTCfg.
- С удалённой конфигурационной станции. Посредством UI-модуля на конфигурационной станции QTCfg и интерфейса управления OpenSCADA отражённого в протоколе SelfSystem.
- Хранение данных станции в БД типов:
- MySQL. Посредством DB-модуля MySQL.
- SQLite. Посредством DB-модуля SQLite.
- PostgresSQL. Посредством DB-модуля PostgreSQL.
- DBF. Посредством DB-модуля DBF.
- FireBird. Посредством DB-модуля FireBird.
- В планах. БД доступные на другом сервере основанном на OpenSCADA.
- В планах. LDAP.
1.3. Среда исполнения контроллеров (PLC)
- Сбор данных (DAQ) из источников:
- Платы сбора данных фирмы Diamond Systems. Посредством DAQ-модуля DiamondBoards.
- Информации о платформе(программно-аппаратной) на которой работает сервер. Посредством DAQ-модуля System.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол SNMP (Simple Network Management Protocol). Посредством DAQ-модуля SNMP.
- Сбор данных промышленных контроллеров по протоколу ModBus. Посредством DAQ-модуля ModBus.
- Сбор данных промышленных контроллеров по протоколу DCON. Посредством DAQ-модуля DCON.
- Формирование производных структур параметров на основе шаблонов параметров и данных других источников данных. Посредством DAQ-модуля LogicLev.
- Сбор данных из других серверов и PLC основанных на OpenSCADA, возможно для дублирования. Посредством DAQ-модуля DAQGate.
- Сбор данных через входные каналы звуковых контроллеров. Посредством DAQ-модуля SoundCard.
- Сбор данных оборудования фирмы ICP DAS. Посредством DAQ-модуля ICP_DAS.
- Сбор данных из источников поддерживающих протокол OPC_UA. Посредством DAQ-модуля OPC_UA.
- Сбор данных из источников DAQ-плат на шинах ISA, PCI, PCMCIA и USB посредством библиотеки проекта Comedi и DAQ-модуля Comedi.
- Сбор данных из источников различного типа, которые имеют утилиты для доступа к данным или доступны посредством простых специализированных сетевых протоколов. Осуществляется путём написания процедуры получения данных на языке пользовательского программирования DAQ-модуля JavaLikeCalc, а также модуля транспортного протокола User Protocol. Реализация наиболее известных протоколов как Протокол пользователя EN: SMS, SMTP, Elemer TM510x, EDWARDS TURBOMOLECULAR PUMPS (SCU750), Компьютер учёта тепла VKT7, Sycon Multi Drop Protocol, Блок питания турбо-молекулярных насосов (TMP-xx03), Измеритель температуры IT-3, OWEN, IVE-452HS-02, OPTRIS CT/CTL, CTR 100-101, IEC-60870-104, I2C Чипы (PCF8591, PCF8574, DS3231, AT24CXX), 1Wire Чипы через адаптеры DS9097 и DS9097U (DS1820, DS1820/DS18S20/DS1920, DS1822, DS2413, DS2408, DS2450, DS2438), Низкоуровневые устройства через GPIO (DHT, 1602A), другое.
- Платы сбора данных фирмы
- Предоставление данных системам верхнего уровня:
- Посредством интерфейсов:
- Посредством протоколов:
- Собственный протокол OpenSCADA, с помощью модуля транспортного протокола SelfSystem.
- Протоколов семейства ModBUS (TCP, RTU и ASCII), с помощью модуля транспортного протокола ModBUS.
- Протокола "OPC UA", с помощью модуля транспортного протокола OPC UA.
- Простых специализированных протоколов, разработаных посредством модуля транспортного протокола User Protocol.
- Управление, регулирование и выполнение других пользовательских вычислений на языках:
- Язык блочных схем. Посредством DAQ-модуля BlockCalc.
- На Java-подобном языке высокого уровня. Посредством DAQ-модуля JavaLikeCalc.
- Архивирование сообщений, ведение протоколов по различным категориям и уровням посредством механизмов:
- Архивирование значений собранных данных посредством механизмов:
- Конфигурация и управление PLC через:
- WEB-интерфейс. Посредством WEB-браузера и UI-модуля WebCfgD или WebCfg.
- С удалённой конфигурационной станции. Посредством UI-модуля на конфигурационной станции QTCfg и интерфейса управления OpenSCADA отражённого в протоколе SelfSystem.
- Хранение данных PLC в БД типов:
- Все данные в конфигурационном файле (фиксированно).
- MySQL. Посредством DB-модуля MySQL.
- SQLite. Посредством DB-модуля SQLite.
- PostgresSQL. Посредством DB-модуля PostgreSQL.
- DBF. Посредством DB-модуля DBF.
- FireBird. Посредством DB-модуля FireBird.
- В планах. БД доступные на другом сервере основанном на OpenSCADA.
- В планах. LDAP.
1.4. Универсальный OPC-UA сервер
Благодаря реализации протокола OPC-UA в режиме агента OpenSCADA может предоставлять распространённую функцию OPC-сервера на клиентские протоколы, поддерживаемые и прямо реализуемые в OpenSCADA. Данная функция широко используется на платформе MS Windows®, а многие SCADA-системы на ней работают исключительно с OPC—серверами, как источниками данных. Таким образом OpenSCADA может выступать универсальным OPC-сервером на платформе Linux (рис.2).
В планах. С адаптацией OpenSCADA для работы на платформе MS Windows® и реализацией работы с OPC-DA посредством системного DCOM, появится возможность применения OpenSCADA в роли шлюза OPC-DA -> OPC-UA, а значит и доступной интеграции устаревших систем в новые или аккумулирующие системы.
Рис. 2. Роль системы OpenSCADA как "OPC-UA Сервер".
Источники данных и протоколы, доступные посредством универсального OPC-UA сервера:
- Промышленные контроллеры фирмы Siemens GMBH серии S7, DAQ.Siemens.
- Оборудование фирмы ICP DAS, DAQ.ICP_DAS.
- Платы сбора данных фирмы Diamond Systems, DAQ.DiamondBoards.
- Широкий спектр DAQ-плат УСО разных производителей на шинах ISA, PCI, PCMCIA и USB посредством библиотеки проекта Comedi, DAQ.Comedi.
- Широкий спектр промышленные контроллеров и других источников данных по протоколу ModBus, DAQ.ModBus.
- Широкий спектр промышленные контроллеров и других источников данных по протоколу DCON, DAQ.DCON.
- Широкий спектр данных сетевого оборудования по протоколу "Simple Network Management Protocol (SNMP)", DAQ.SNMP.
- Источники данных поддерживающие протокол OPC_UA (шлюзование "OPC UA") или широкий спектр источников данных доступных для всех разновидностей OPC, посредством соответствующего шлюза в OPC UA, DAQ.OPC_UA.
- Широкий спектр промышленные контроллеров и других источников данных по протоколу MMS(IEC-9506), DAQ.MMS.
- Данные других серверов и ПЛК, основанных на OpenSCADA, DAQ.DAQGate.
- Работа внутри контроллера SMH 2Gi фирмы Segnetics, с его УСО, DAQ.SMH2Gi.
- Автоматика птицеводства фирмы Big Dutchman, DAQ.BFN.
- Данные устройств коммерческого учёта и просто учёта ресурсов с достаточно сложными протоколами обмена, DAQ.AMRDevs.
- Сенсоры платформы(программно-аппаратной) на которой работает сервер, DAQ.System.
- Данные входов звуковых контроллеров ПК, DAQ.SoundCard.
- Расчётные, внутренние или промежуточные данные посредством внутреннего языка программирования высокого уровня (DAQ.JavaLikeCalc) и языка блочных схем (DAQ.BlockCalc).
- Производные структуры параметров-объектов на основе шаблонов параметров и данных других источников, DAQ.LogicLev.
- Источники данных различных типов, которые имеют консольные утилиты для доступа к этим данным или доступны посредством простых специализированных сетевых протоколов. Осуществляется путём написания процедуры получения данных на языке пользовательского программирования (DAQ.JavaLikeCalc), а также модуля транспортного протокола (Protocol.UserProtocol), см. библиотеку (EN).
2. Требования OpenSCADA
2.1. Исполнение
Аппаратные требования системы OpenSCADA для её исполнения в различных ролях приведены в таблице 1. Программные требования для исполнения системы OpenSCADA и её модулей представлены в таблице 2.
Таблица 1. Аппаратные требования системы OpenSCADA и её модулей.
| Роль | Требование |
| Сервер SCADA системы | CPU: x86_32 (более i586), x86_64 или ARM, частотой более 500 МГц MEM: 128 МБ HDD: 10 ГБ включая ОС и место для архивов |
| Станция оператора технологического процесса, пульт диспетчера, панель мониторинга и др. | CPU: x86_32 (более i586), x86_64 или ARM, частотой более 1 ГГц MEM: 512 МБ HDD: 4 ГБ включая ОС и без архивов |
| Среда исполнения контроллеров (PLC) | CPU: x86_32 (более i586),x86_64 или ARM, частотой более 133 МГц MEM: 32 МБ HDD: 32 МБ включая ОС и без архивов. |
Таблица 2. Программные требования системы OpenSCADA и её модулей.
| Компонент | Описание |
| Зависимости ядра системы OpenSCADA | |
| ОС Linux | Дистрибутив операционной системы Linux (ALTLinux, SuSELinux, Mandriva, ASPLinux, Fedora, Debian, Ubuntu ...) |
| "Стандартные библиотеки" | Стандартный набор библиотек: GLibC (>= 2.3) или uCLibC (>= 0.9.32) и libstdc++ (>= 3.3). Обычно уже доступны в установленном дистрибутиве. Особое требование это использование нативной библиотеки потоков NPTL, уже используется во всех современных дистрибутивах ОС Linux. |
| zlib | Библиотека компрессии. |
| libpcre | Библиотека работы с регулярными выражениями, совместимая с Perl. |
| libgd (опц: --enable-LibGD) | Графическая библиотека GD версия 2, желательно без поддержки XPM (исключена зависимость на библиотеку X-сервера) и с поддержкой FontConfig. |
| Модуль DB.MySQL | |
| libMySQL | Библиотека доступа к СУБД MySQL. |
| Модуль DB.SQLite | |
| libsqlite3 | Библиотека доступа к встраиваемой БД SQLite версии 3. |
| Модуль DB.PostgreSQL | |
| libpq | Библиотека доступа к СУБД PostgreSQL версии более 8.3.0. |
| Модуль DB.FireBird | |
| FirebirdSS | СУБД FireBird версии 2. Часто отсутствует в дистрибутивах Linux и требует индивидуальной загрузки с официального сайта (http://www.firebirdsql.org)! |
| Модуль Transport.SSL | |
| libssl | Библиотека шифрования OpenSSL. |
| Модуль DAQ.SNMP | |
| libsnmp | Библиотека доступа к данным сетевых устройств по протоколу SNMP. |
| Модуль DAQ.System | |
| libsensors (опц: авт.) | Библиотека сенсоров аппаратуры версии 2 или 3. |
| Модуль DAQ.SoundCard | |
| libportaudio | Библиотека кросплатформенного доступа к звуковым контроллерам версии 19 и более (не 18). |
| Модуль DAQ.OPC_UA | |
| libssl | Библиотека шифрования OpenSSL. |
| Модуль DAQ.Comedi | |
| libcomedi | Библиотека реализации поддержки DAQ-плат различных производителей на шинах ISA, PCI, PCMCIA и USB. |
| Модули: UI.QTStarter, UI.QTCfg | |
| libQT4 (libQtGui) или libQt5 (libQt5Widgets,libQt5PrintSupport) | Библиотеки построения пользовательского графического интерфейса QT версии 4.3 и выше или 5.1 и выше. |
| Модуль: UI.Vision | |
| libQT4 (libQtGui) или libQt5 (libQt5Widgets,libQt5PrintSupport) | Библиотеки построения пользовательского графического интерфейса QT версии 4.3 и выше или 5.1 и выше. |
| libQtWebKit (опц: авт.) | Библиотека движка Web-рендеринга WebKit. |
| libfftw3 (опц: авт.) | Библиотека быстрого разложения сигналов в ряд Фурье. |
| libphonon (опц: авт.) | Библиотека движка воспроизведения полноформатного видео и аудио. |
| Модули: UI.WebVision, Special.FLibSYS | |
| libfftw3 (опц: авт.) | Библиотека быстрого разложения сигналов в ряд Фурье. |
* "опц: авт." — предусматривает отключение использования библиотеки в случае отсутствия её при сборке.
2.2. Сборка
Программные требования системы OpenSCADA для сборки ядра OpenSCADA и её модулей приведены в таблице 3.
Таблица 3. Зависимости сборки системы OpenSCADA и её модулей.
| Компонент | Описание |
| Общие требования для сборки OpenSCADA | |
| ОС Linux | Дистрибутив операционной системы Linux (ALTLinux, SuSELinux, Mandriva, ASPLinux, Fedora, Debian, Ubuntu ...) |
| g++ | Компилятор языка C++ версии 3.3 или более из коллекции компиляторов GCC, включая библиотеку GLibC (>=2.3) или uCLibC (>= 0.9.32). |
| autotools (autoconf, automake, libtool, pkg-config) | Инструменты формирования сборочной среды OpenSCADA. Нужны только в случае изменения сборочной среды OpenSCADA, например для добавления нового модуля или изменения фиксированных параметров сборки. Automake >= 1.9. |
| gettext | Группа утилит для подготовки и компиляции переводов интерфейса программ на различные языки в соответствии со стандартом интернационализации I18N. |
| sqlite3 | Утилита управления файлами БД SQLite3. |
| zlib (devel) | Библиотека компрессии, пакет для разработки. |
| libpcre (devel) | Библиотека работы с регулярными выражениями, совместимая с Perl, пакет для разработки. |
| libgd (devel, опц: --enable-LibGD) | Графическая библиотека GD версия 2, пакет для разработки, желательно без поддержки XPM (исключена зависимость на библиотеку X-сервера) и поддержкой FontConfig. Используется для построения трендов и других изображений в формате PNG, GIF и JPEG. |
| Модуль DB.MySQL | |
| libMySQL (devel) | Библиотека доступа к СУБД MySQL, пакет для разработки на языке C. |
| Модуль DB.SQLite | |
| libsqlite3 (devel) | Библиотека доступа к встраиваемой БД SQLite версии 3, пакет для разработки. |
| Модуль DB.PostgreSQL | |
| libpq | Библиотека доступа к СУБД PostgreSQL версии более 8.3.0, пакет для разработки. |
| Модуль DB.FireBird | |
| FirebirdSS | СУБД FireBird версии 2, пакет для разработки. Часто отсутствует в дистрибутивах Linux и требует индивидуальной загрузки с официального сайта (http://www.firebirdsql.org)! |
| Модуль Transport.SSL | |
| libssl (devel) | Библиотека шифрования OpenSSL, пакет для разработки. |
| Модуль DAQ.JavaLikeCalc | |
| bison | Программа генерации синтаксических анализаторов на основе грамматики языка. |
| Модуль DAQ.SNMP | |
| libsnmp (devel) | Библиотека доступа к данным сетевых устройств по протоколу SNMP, пакет для разработки. |
| Модуль DAQ.System | |
| libsensors (devel, опц: авт.) | Библиотека сенсоров аппаратуры версий 2 или 3, пакет для разработки. |
| Модуль DAQ.Siemens | |
| glibc-kernheaders | Заголовки ядра Linux библиотеки GLibC. |
| Модуль DAQ.SoundCard | |
| libportaudio (devel) | Библиотека кросплатформенного доступа к звуковым контроллерам, пакет для разработки версии 19 и более (не 18). |
| Модуль DAQ.OPC_UA | |
| libssl (devel) | Библиотека шифрования OpenSSL, пакет для разработки. |
| Модуль DAQ.Comedi | |
| libcomedi (devel) | Библиотека реализации поддержки DAQ-плат различных производителей на шинах ISA, PCI, PCMCIA и USB, пакет для разработки. |
| Модули: UI.QTStarter, UI.QTCfg | |
| libQT4 или libQT5 (devel) | Библиотека построения пользовательского графического интерфейса QT версии 4.3 и выше или 5.1 и выше, пакет для разработки. |
| Модуль: UI.Vision | |
| libQT4 или libQT5 (devel) | Библиотека построения пользовательского графического интерфейса QT версии 4.3 и выше или 5.1 и выше, пакет для разработки. |
| libQtWebKit (devel, опц: авт.) | Библиотека движка Web-рендеринга WebKit, пакет для разработки. |
| libfftw3 (devel, опц: авт.) | Библиотека быстрого разложения сигналов в ряд Фурье, пакет для разработки. |
| libphonon (devel, опц: авт.) | Библиотека движка воспроизведения полноформатного видео и аудио, пакет для разработки. |
| Модули: UI.WebVision, Special.FLibSYS | |
| libfftw3 (devel, опц: авт.) | Библиотека быстрого разложения сигналов в ряд Фурье, пакет для разработки. |
* "опц: авт." — предусматривает отключение использования библиотеки в случае отсутствия её при сборке.
3. Ссылки