Вступ
Реліз відкритої SCADA(Supervisory control and data acquisition) системи версії 0.6.0 позиціонується як концепт-реліз. Це пов'язано з тим, що на цей час, фактично, реалізовано основні функції концепції SCADA системи, які було сформульовано проектом OpenSCADA у 2003 році.
Головною метою даного релізу є надання спільноті користувачів та розробників вільного програмного забезпечення (ПЗ) концепції та платформи для відпрацювання рішень побудови комплексних SCADA-систем та інших суміжних рішень, з цілеспрямованим удосконаленням та стабілізацією наявних компонентів, а також розробки потрібних розширень та модулів.
Цей документ є обробкою(компіляцією) документа <ChangeLog> системи OpenSCADA версії 0.6.0, який призначено коротко та наочно освітлити нові можливості системи OpenSCADA. Детально ознайомитися зі змінами у системі OpenSCADA можна у файлі ChangeLog з дистрибутиву системи або тут: 
http://diyaorg.dp.ua/oscadawiki/Works/ChangeLog.
Ключовими особливостями даної версії є:
- Концепція середовища візуалізації та керування (СВК), а також візуалізатор СВК на основі бібліотеки QT4.
- Значне підвищення стабільності, стійкості та продуктивності системи.
- Уніфікація інтерфейсу керування та побудова транспортного протоколу взаємодії на його основі.
- Уніфікація механізму побудови параметрів підсистеми "Збір даних" за шаблоном.
- Розширення основної мови ( JavaLikeCalc (RU) ) та API рівня користувальницького програмування.
- Перехід на бібліотеку QT версії 4 у модулях, які використовують цю бібліотеку.
- Загальне покращення API ядра системи OpenSCADA.
- Загальне покращення збіркової системи, як наслідок покращення та розширення підтримуваних платформ.
- Новий сайт проекту OpenSCADA.
Нові та поновлені модулі:
- Transport.Sockets (1.3.0) -- Загальна стабілізація модуля.
- Archive.FSArch (0.9.5) -- Оптимізовано архіватор значень. Додано архівацію повідомлень у форматі плоского тексту. Модуль перейменовано з "BaseArh" у "FSArch". Виправлено багато помилок.
- Archive.DBArch (0.5.0) -- Новий модуль архівації повідомлень та значень до БД.
- DB.DBF (1.8.1) -- Загальна стабілізація модуля.
- DB.MySQL (1.3.0) -- Додано підтримку API запиту переліку наявних таблиць та структури цих таблиць. Значна стабілізація та оптимізація модуля.
- DB.SQLite (1.3.0) -- Додано підтримку API запиту переліку наявних таблиць та структури цих таблиць. Значна стабілізація та оптимізація модуля.
- DB.FireBird (0.6.0) -- Новий модуль підтримки СУБД "FireBird (RU)".
- Protocol.HTTP (1.3.0) -- Значна переробка та стабілізація модуля.
- Protocol.SelfSystem (0.7.0) -- Новий модуль власного протоколу OpenSCADA, базованого на інтерфейсі керування OpenSCADA.
- Special.FLibComplex1 (1.0.0) -- Загальна стабілізація модуля.
- Special.FLibSYS (0.5.0) -- Результат поеднання з модулем Special.FLibTime та робіт по уніфікації користувальницького API роботи з архівами.
- Special.SystemTests (1.3.5) -- Поновлено деякі тести.
- DAQ.DiamondBoards (1.0.0) -- Переглянуто механізм збору за посередництвом переривань, виправлено багато помилок, разом з бібліотекою API версії 5.91 виправлено проблеми блокування потоків та випущено фінальний реліз.
- DAQ.System (1.5.0) -- Загальна стабілізація модуля. Перейменовано з "OperationSystem".
- DAQ.BlockCalc (1.0.0) -- Деякі покращення у механізмі зв'язування, розширена функція копіювання контролерів, блоків та параметрів, виправлення помилок та фінальний реліз.
- DAQ.JavaLikeCalc (1.0.0) -- Розширено граматику мови, додано підтримку механізму прекомпіляції процедур користувача та наступного їх використання у різних частинах OpenSCADA, виправлення помилок та фінальний реліз.
- DAQ.LogicLev (0.9.0) -- Винесений до модуля код підсистеми "Параметри" OpenSCADA 0.5.0 з розширеням функціоналу та виправленням помилок.
- DAQ.CIF (0.9.0) -- Новий модуль джерела даних контролерів фірми Siemens серії S7 (300,400) за допомогою мережі ProfiBUS, протоколу MPI та комунікаційного процесору фірми Hilcher CIF50PB.
- DAQ.SNMP (0.3.0) -- Новий модуль базової підтримки протоколу Simple Network Management Protocol у режимі читення.
- DAQ.ModBus (0.4.0) -- Новий модуль підтримки джерел даних, які доступно за протоколом ModBus.
- DAQ.Transporter (0.3.0) -- Новий модуль підтримки механізму відображення даних підсистеми "Збір даних" віддалених OpenSCADA станцій на локальні.
- UI.QTStarter (1.5.0) -- Перехід на бібліотеку QT версії 4, загальна стабілізація та виключення зовнішніх викликів функцій QT.
- UI.QTCfg (1.5.0) -- Перехід на бібліотеку QT версії 4, підтримка зображень у інтерфейсі керування, загальна стабілізація та отимізація.
- UI.WebCfg (1.5.0) -- Загальна стабілізація модуля.
- UI.VCAEngine (0.5.0) -- Новий модуль рущія середовища візуалізації та керування (СВК).
- UI.Vision (0.5.0) -- Новий модуль візуалізатора середовища візуалізації та керування (СВК) на бібліотеці QT.
- UI.WebVision (0.2.0) -- Новий модуль візуалізатора середовища візуалізації та керування (СВК) на основі WEB-технологій (XHTML, JavaScript, CSS, AJAX).
1 Концепція середовища візуалізації та керування (СВК), а також візуалізатор СВК на базі бібліотеки QT4.
Основним нововведенням релізу 0.6.0 системи OpenSCADA стала базова реалізація гнучкого середовища візуалізації та керування (СВК). СВК OpenSCADA побудована за концепцією «модель даних» - «вигляд», де «модель даних» описує структуру та обчислення візуального інтерфейсу (ВІ), а «вигляд» реалізує безпосередне представлення та контакт з користувачем. Такий підхід дозволяє реалізовувати візуалізацію з використанням різних графічних бібліотек та оточень інтерфейсу користувача. Реалізована підтримка режиму розробки та виконання інтерфейсу користувача на основі відомої графічної бібліотеки QT4. На основі WEB-технологій створена базова реалізація візуалізатора з підтримкою режиму виконання (RunTime).
Концепцією передбачена можливість формування широкого діапазону інтерфейсів користувача різної складності. В основу всіх цих інтерфейсів покладено обмежений набір базових примітивів. Комбінуючи ці примитиви можна створювати як похідні кадри елементів візуалізації користувача, так і сторінки кінцевих інтерфейсів візуалізації. Визначено наступний набір базових примітивів:
- ElFigure -- Елементарні графічні фігури.
- FormEl -- Елементи форми.
- Text -- Текст.
- Media -- Медіа.
- Diagram -- Діаграма.
- Protocol -- Протокол.
- Document -- Документ.
- Function -- Функція API объектной моделі OpenSCADA.
- Box -- Контейнер.
- Link -- Лінії зв'язку.
З числа перелічених примітивів у даному релізі залишилися не реалізованими: "Document", "Function" та "Link". Їх реалізацію заплановано після виходу версії 0.6.0.
Реалізуємий проект СВК передбачає підтримку наступних функцій:
- три рівні складності у формування інтерфейсу візуалізації, дозволяє органічно освоювати та застосовувати інструментарій за методикою від простого до складного:
- формування з шаблоних кадрів шляхом призначення динаміки (можливо і без графічної конфігурації);
- графічне формування нових кадрів шляхом використання готових елементів візуалізації з бібліотеки (мнемосхеми);
- формування нових кадрів, шаблоних кадрів та елементів відображення в бібліотеці.
- побудова інтерфейсів візуалізації практично будьякої складності починаючи від простих плоских інтерфейсів моніторингу і закінчуючи повноціними ієрархічними інтерфейсами, які використовуються в SCADA системах;
- надання різних способів формування та конфігурації користувальницького інтерфейсу, які основано на різних інтерфейсах графічного представлення (QT, Web, Java ...) або-ж за посередництвом стандартного інтерфейсу керування системою OpenSCADA;
- зміну динаміки у процесі виконання;
- побудова нових шаблоних кадрів на рівні користувача та формування спеціалізованих, під галузь застосування, бібліотек кадрів (наприклад включення кадрів параметрів, графіків та інших елементів з ув'язкою їх один з одним), у відповідністтю з концепцією вторинного використання та накопичення;
Переклад триває
- построение новых пользовательских элементов визуализации и формирование, специализированных под область применения, библиотек кадров, в соответствии с теорией вторичного использования и накопления;
- описание логики новых шаблонных кадров и пользовательских элементов визуализации как простыми связями так и лаконичным, полноценным языком пользовательского программирования;
- возможность включение в пользовательские элементы визуализации функций (или кадров вычисления функций) объектной модели OpenSCADA, практически связывая представление с алгоритмом вычисления (например, визуализируя библиотеку моделей аппаратов ТП для последующего визуального построения моделей ТП);
- разделение данных пользовательских интерфейсов и интерфейсов представления этих данных, позволяющее строить интерфейс пользователя в одной среде, а исполнять во многих других (QT, Web, Java ...);
- возможность подключения к исполняющемуся интерфейсу, для наблюдения и коррекции действий (например, при обучении операторов и контроля в реальном времени за его действиями);
- визуальное построение различных схем, с наложением логических связей и последующим централизованным исполнением в фоне (визуальное построение и исполнение математических моделей, логических схем, релейных схем и иных процедур);
- предоставление функций объектного API в систему OpenSCADA, может использоваться для управления свойствами интерфейса визуализации из пользовательских процедур;
- построение серверов кадров, элементов визуализации и проектов интерфейсов визуализации с возможностью обслуживания множественных клиентских соединений;
- простая организация клиентских станций на различной основе (QT, Web, Java ...) с подключением к центральному серверу;
- полноценный механизм разделения полномочий между пользователями, позволяющий создавать и исполнять проекты с различными правами доступа к его компонентам;
- гибкое формирование правил сигнализаций и уведомления, с учётом и поддержкой различных способов уведомления;
- поддержка пользовательского формирования палитры и шрифтовых предпочтений для интерфейса визуализации (темы);
- поддержка пользовательского формирования карт событий под различное оборудование управления и пользовательские предпочтения;
- поддержка профилей пользователей, позволяющая определять различные свойства интерфейса визуализации (цветовая гамма, шрифтовые особенности, предпочтительные карты событий);
- гибкое хранение и распространение библиотек виджетов, кадров и проектов интерфейсов визуализации в БД, поддерживаемых системой OpenSCADA; практически пользователю нужно только зарегистрировать полученную БД с данными.
Более детально ознакомиться с проектом концепции СВУ можно по ссылке: http://diyaorg.dp.ua/oscadawiki/Doc/KoncepcijaSredyVizualizacii
2 Значительное повышение стабильности, устойчивости и производительности системы.
В процессе работ над версией 0.6.0 было выполнено ряд мероприятий по общей стабилизации системы OpenSCADA, а также по повышению производительности системы. Перечислим наиболее важные из них:
- Исправлена глобальная проблема недостаточного покрытия ключевых переменных ресурсами. Проблема отчётливо выявила себя на многоядерных архитектурах.
- Исключена возможность прямого вызова QT-методов из не QT-потоков во всех QT-модулях. Приводило к падению OpenSCADA при остановке.
- Механизм захвата ресурсов пересмотрен, исправлен для работы в многоядерных системах и оптимизирован. В результате повысилась общая стабильность и производительность.
- Исправлены функции TSYS::addr2str() и TSYS::str2addr(). Приводило к непонятным падениям модуля QTCfg.
- Внедрение ассоциативных контейнеров (map и hash_map) в наиболее ответственные узлы OpenSCADA. Значительно повысило скорость доступа к элементам больших массивов, например:
- при доступе к динамическим объектам динамического дерева во время разбора полного пути динамического объекта;
- при работе со свойствами элементов конфигурации и таблиц БД.
- Систематизирован и унифицирован интерфейс управления системой и его язык. Повысило функциональные качества и реактивность интерфейсов и протоколов построенных на нём.
- Добавлена возможность адресации отдельных элементов записи таблиц БД. Повысило производительность доступа к БД путём запроса только нужных элементов записи.
- Добавлен механизм запоминания смещения в строке, для основных функций, при разборе пути или адреса с разделителем. Исключило геометрический рост затрат времени на разбор строки, от количества элементов в ней.
- Оптимизация реализации запросов в модулях БД: SQLite и MySQL. Значительно повысило эффективность доступа к БД этих типов.
- Оптимизирован механизм проверки прав доступа. Позволило снизить время проверки прав доступа.
3 Унификация интерфейса управления и построение протокола взаимодействия на его основе.
В данной версии произведена унификация интерфейса управления OpenSCADA в направлении формализации языка запросов, упрощения формирования информационной части и обработки командных запросов, а также с целью упрощения формирования транспортных протоколов на основе данного интерфейса. Результатом данной унификации стало повышений общей производительности запросов по данному интерфейсу, а так-же создание транспортного протокола SelfSystem. За основу этого протокола взяты запросы к интерфейсу управления OpenSCADA, обёрнутые в тонкий слой управляющего протокола.
Посредством данного протокола реализовано взаимодействие между различными станциями OpenSCADA в сети. Например, модуль конфигурации на библиотеке QT, QTCfg?, получил возможность конфигурации удалённых станций, позволяя строить распределённые системы с единым конфигурационным центром. Визуализатор пользовательских интерфейсов на основе библиотеки QT, Vision?, также, получил возможность формирования пользовательского интерфейса и исполнение сеансов пользовательских интерфейсов, расположенных на удалённых OpenSCADA станциях, формируя тем самым конфигурацию с сервером визуализации. Ко всему этому был реализован первый модуль отражения данных удалённых станций OpenSCADA на локальных, им стал модуль отражения данных подсистемы "Сбор данных". В последствии планируется создание таких, транспортных, модулей для остальных модульных подсистем.
А следом за данными решениями был добавлен механизм сервисных функций интерфейса управления. Данный механиз позволяет получить доступ к данным со сложным форматированием и больших объёмов в приоритетном режиме запроса и оптимальной для передачи форме.
4 Унификация механизма построения параметров подсистемы "Сбор данных" по шаблонам.
В версию 0.5.0 был внедрён механизм формирования параметров подсистемы "Сбор данных" с нужной пользователю структурой, т.е. по шаблону. Данный механизм был реализован в виде отдельной подсистемы "Параметры". В данном релизе идея формирования параметров подсистемы "Сбор данный" по шаблонам была расширена на все остальные модули подсистемы "Сбор данных". При этом ранее существующая подсистема "Параметры" была преобразована в равноценный модуль логического уровня параметров "LogicLev?", а шаблоны стало возможным формировать на уровне подсистемы "Сбор данных", группируя их по библиотекам шаблонов. Фактически, любой модуль, предоставляющий доступ к данным высокоинтеллектуальных источников, может включать поддержку парметров, формируемых по шаблону, внося свой смысл в ссылку внутреннего уровня. Примером такого модуля стал модуль доступа к данным контроллеров фирмы Siemens серии S7 по протоколу MPI сети ProfiBUS CIF?.
Шаблоны параметров стали формироваться независимо от существующих функций, путём формирования собственной функции обработки параметров и последующей её компиляции в модуле, предоставляющем механизм компиляции языка пользовательского программирования. Шаблон может быть сформирован вообще без пользовательской процедуры, если нужно только пассивное, выборочное отражение параметров.
5 Расширение основного языка ( JavaLikeCalc ) и API уровня пользовательского программирования.
Компилирующий интерпретатор Java-подобного языка, вместе с библиотеками функций пользовательского программирования фиксированного типа (API) формируют среду пользовательского программирования системы OpenSCADA.
В данном релизе Java-подобный язык обзавёлся:
- полноценной поддержкой циклов while и for;
- механизмом прерывания зациклившихся процедур;
- операциями префиксного и постфиксного инкремента и декремента;
- механизмом прекомпиляции пользовательских программ различных подсистем;
- прямым механизмом адресации параметров подсистемы "Сбор данных".
API функций пользовательского программирования было унифицировано и определяется библиотеками функций:
- FLibSYS -- Библиотека системного API, на момент данного релиза содержит функции для работы с временем и датой, а также архивами сообщений и значений.
- FLibMath -- Библиотека математических функций.
- FLibComplex1 -- Библиотека функций совместимости со SCADA "Complex1".
6 Переход на библиотеку QT версии 4 в модулях, использующих эту библиотеку.
В виду выхода новой версии библиотеки QT (версия 4) и повсеместного её распространения, а также начала работ над средой визуализации и управления (СВУ), решено было перевести существующие модули, основанные на QT, на новую версию.
Такая работа была полностью выполнена и модули подсистемы "Пользовательские интерфейсы": QTCfg?, QTStarter и Vision? функционируют на основе библиотеки QT версии 4. В виду наличия в ранних версиях определённых проблем и отсутствия некоторых функций рекомендуется использовать версию библиотеки не менее 4.3.
В результате перехода на библиотеку QT4 удалось добиться большей стабильности и расширить функциональные характеристики модулей её использующих.
7 Общие улучшения API ядра системы OpenSCADA.
В процессе работ над данным релизом были внесены определённые изменения в API системы OpenSCADA. В большей мере это связано с процессами: стабилизации, оптимизации, фиксации ошибок и общим улучшением API и в меньшей степени с добавлением новых функций. Перечислим наиболее значительные изменения:
- Унификация API интерфейса управления OpenSCADA. Детальнее об этом в разделе 3.
- В подсистеме безопасности, у пользователей и групп пользователей, устранена индексация пользователей и групп пользователей. Также, устранена группа пользователя по умолчанию. Выполнено с целью устранения двойной идентификации, поскольку присутствует быстрая идентификация по символьному идентификатору/имени.
- Упразднена подсистема "Параметры", а её функции вынесены в модуль логического уровня "LogicLev?" подсистемы "Сбор данных". Шаблоны параметров сгруппированы по библиотекам и размещены в подсистеме "Сбор данных". Детальнее об этом в разделе 4.
- Добавлен механизм компиляции процедур в модулях подсистемы "Сбор данных", для использования пользовательского программирования в различных узлах OpenSCADA.
- Добавлен шаблон функции локализации сообщений _() с целью унификации, повышения читабельности исходного текста и уменьшения насыщенности.
- Добавлены шаблоны функций для формирования сообщений в OpenSCADA и повышения читабельности исходного текста, а так-же уменьшения насыщенности. Добавлены шаблоны функций: message(), mess_err(), mess_info() и подобные.
- Унифицированы точки состояний контроллеров подсистемы. Теперь состояние «Включен» подразумевает установку всех связей, а «Запущен» только фактический сбор данных.
- Практически все функции установки параметров переименованы к виду setMethod().
- Добавлена поддержка атрибута видимости полей записи БД. Это позволяет повысить производительность работы с БД за счёт получения только нужных данных.
- Добавлена поддержка глобального кода ошибки в объекте TError. Используется для избирательной обработки ошибок.
- Механизм захвата ресурсов пересмотрен, исправлен для работы в многоядерных системах и оптимизирован.
- Добавлен механизм предварительной инициализации создаваемых архивов значений в модулях сбора данных. Удалось добиться исключения дополнительной настройки архива при конфигурации атрибутов параметров.
- Добавлена поддержка механизмов запроса перечня доступных в БД таблиц и их структуры, а также редактирования их содержимого посредством интерфейса управления и конфигураторов OpenSCADA.
- Реализована поддержка исходящих протоколов. Внутренний интерфейс протокола реализован потоковым, со специализированной для протокола структурой.
Детальнее ознакомиться с API данной версии можно в соответствующем документе "API системы OpenSCADA".
8 Общее улучшения сборочной системы, как следствие, упрощение и расширение поддерживаемых платформ.
С целью реализации функции полноценного, раннего, уведомления об отсутствии нужных для сборки зависимостей сценарий проверки окружения был дополнен кодом проверки основных зависимостей сборки. В результате этого, уведомления о всех неудовлетворённых зависимостях будут выданы на стадии конфигурации сборочной системы, что ускоряет разрешение зависимостей или принятие решения об отключения сборки того или иного модуля.
Формат документации, размещённой в дереве исходного текста и тарболе проекта, был изменён на pdf, в виду более простой манипуляции с ним на стадии установки.
9 Новый сайт проекта OpenSCADA.
В процессе работы над данным релизом, для проекта OpenSCADA был создан новый сайт (http://oscada.diyaorg.dp.ua), основанный на CMS-движке Typo3. Сайт является многоязычным и содержит основную информацию о проекте OpenSCADA, сохраняя большой потенциал по расширению. Для этого сайта были выполнены переводы основных информационных материалов на Украинский и Английский языки.
Запланировано добавление следующих функций на главном сайте: форума, галереи скриншотов и других медиа-материалов, почтовой рассылки, трекера изменений и работ ведущихся по проекту.
10 Планы дальнейшего развития
Планируются последующие, частые релизы в пределах версии 0.6.0, с целью оперативного отслеживания процесса прикладной адаптации и стабилизации. В финале планируется выпуск стабильной-промышленной версии 0.7.0 для платформы Linux x86, x86-64.
Для реализации к версии 0.7.0, по промежуточным версиям 0.6.0, можно определить следующие важные задачи:
- Web-визуализатор СВУ.
- Модульный механизм уведомлений и сигнализации.
- Разработка и реализация примитивов СВУ: Документ, Функция и связь.
- Реализация механизма: "Темы оформления" и "Карты событий" для СВУ.
- Расширение перечня поддерживаемых источников данных.
Посилання
Англійська версія
Російська версія