Области применения и состояние разработок
В настоящее время общепризнанным стандартом является только спецификации OPC DA и OPC HDA, а остальные спецификации только начинают завоевывать себе место под солнцем. Для других спецификаций существует отставание интерфейсов автоматизации от желаемых заказчику интерфейсов. В последние годы активно развивается стандарт OPCHDA. OPC HDA (Historical Data Access) —OPC Data Access предоставляет доступ к данным изменяющимся в реальном времени, OPC Historical Data Access предоставляет доступ к уже сохраненным данным.
Разновидность OPC-сервера — шлюз к сети полевой шины, такой, как Profibus или LonWorks. Реализация этой схемы очень похожа на предыдущие случаи. Скорее всего, на компьютере с ОС Windows будет установлен адаптер fieldbus-сети, а OPC-сервер будет взаимодействовать с этой сетью через драйвер адаптера. В Internet можно найти немало таких примеров. OPC DX (Data eXchange) — предоставляет функции организации обмена данными между OPC-серверами через сеть Ethernet. Основное назначение — создание шлюзов для обмена данными между устройствами и программами разных производителей.
ModbusOPC/DDE сервер – для связи приборов и контроллеров ОВЕН, работающих по протоколу Modbus, со SCADA-системами. Он обеспечивает связь с устройствами по протоколу Modbus RTU/ASCII, используя последовательный интерфейс RS-232C или RS-485;
Другие места применения OPC: для работы с базами данных в качестве вспомогательных или промежуточных OPC-серверов. Поэтому для привлечения к OPC-технологии Internet-технологий используется такой путь: расширение Web-сервера является OPC-клиентом, собирающим данные от OPC-серверов баз данных или СКАДА. А на стороне клиентов запускается динамическая html- или xml-страница, получающая данные от этого Web-сервера. Так сделано, например, на предприятиях VKG. OPC XML-DA (XML-Data Access) — предоставляет гибкий, управляемый правилами формат обмена данными через HTTP.
Почти все известные SCADA-продукты являются OPC-клиентами, например, AggreGate SCADA/HMI (Tibbo Technology Inc.), ЭНТЕК (ЭНТЕЛС), MasterSCADA (ИнСАТ), TRACE MODE (AdAstra), КРУГ-2000 (КРУГ), InTouch (Wonderware), Vijeo Citect (Schneider Electric), CitectSCADA (Schneider Electric), Genesis32 (ICONICS), PcVUE(Arc Informatique), КАСКАД (Каскад-АСУ) а большинство из них и OPC-серверами (в частности, CiTect, MasterSCADA, КРУГ-2000 и TRACE MODE, FlexOPC (RealFlex), PcVUE, КАСКАД). Поддержка OPC HDA из российских полнофункциональных SCADA-систем реализована только в SCADA TRACE MODE, MasterSCADA, и КАСКАД. Другое ПО подвержено влиянию OPC в гораздо меньшей степени - например, для приложений уровня управления ресурсами предприятия (АСУП) известна только реализация OPC-клиента с поддержкой OPC DA и OPC HDA спецификаций для систем, построенных на базе платформы 1С.
Из операционных систем технологию COM/DCOM поддерживают следующие:
ОС Windows, начиная с Windows 95 (с установленным компонентом DCOM) и до Windows 2000. Начиная с WindowsXP модель DCOM поддерживается только для целей обеспечения совместимости; Корпорация Microsoft больше не развивает COM/DCOM, который заменяется более современной технологией, например .NET. Технологию COM/DCOM поддерживает большинство Unix-подобных ОС, включая Linux; поддерживаемый фирмой GESoftware; ОС реального времени QNX; OPC реализуется при помощи решения OPCDataHub компании Cogent; ОС реального времени VxWorks; обеспечивается фирмой-разработчиком WindRiver; имеется поддержка OPC, встроенного в систему разработки Tornado. Драйверы TRACE MODE бесплатны, а OPC-серверы как правило нет; Драйверы для ряда конретных приборов, счетчиков, модулей встроены непосредрственно в SCADA TRACE MODE, а OPC-серверы это отдельные программные модули.
Технология WorldWideWeb
Ethernet ([ˈiːθərˌnɛt]—семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровнемодели OSI. В настоящее время практически всегда подключение происходит через коммутаторы (switch), так что кадры, отправляемые одним узлом, доходят лишь до адресата— это повышает скорость работы и безопасность сети. В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем стали использовать витую пару и оптический кабель. Витая пара обеспечивает подключение «звезда». Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей
При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер (MAC-адрес), прошитый в ней при изготовлении. При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер (MAC-адрес), прошитый в ней при изготовлении.
В зависимости от скорости передачи данных, и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех нижеперечисленных вариантах.
Хаб (англ. hub) — в общем смысле, узел какой-то сети. В хабе имеется определенное количество разъемов (портов), к которым подключаются все ПК сети. Обычно для этого используется кабель витая пара, обжатая определенным образом. Свитч – от английского «switch» (переключатель), сетевой коммутатор. Как и хаб, свитч предназначен для объединения множества компьютеров в одну локальную сеть. Хотя на первый взгляд свитч очень похож на сетевой концентратор Хаб, он принципиально отличается от своего предшественника способом передачи данных между компьютерами. Получив пакет от одного компьютера, сетевой коммутатор не передает его без разбору всем остальным ПК в сети, а направляет по адресу – именно тому компьютеру, с которым необходимо установить контакт. Ответ от ПК свитч также транслирует исключительно отправителю, т.е. ПК1. Для работы внутри сети при подключении к свичу у каждого компьютера должна быть правильно настроена пара адреса и маски подсети.
Роутер – от английского «router», маршрутизатор, который умеет передавать данные между различными сетями, например сетью вашего интернет провайдера и вашей домашней локальной сетью. Маршрутизатор также имеет разъемы для подключения к нему посредством кабеля других устройств, например компьютеров, модемов или сетевого коммутатора. Роутер является связующим звеном между двумя различными сетями и передает данные, основываясь на определенном маршруте, указанном в его таблице маршрутизации. Эти таблицы позволяют роутеру определить, куда следует направлять пакеты.Принцип маршрутизации на узле отправителе прост. Когда требуется отправить пакет узлу с определенным IP-адресом, то узел-отправитель выделяет с помощью маски подсети из собственного IP-адреса и IP-адреса получателя номера сетей. Далее номера сетей сравниваются и если они совпадают, то пакет направляется непосредственно получателю, в противном случае – маршрутизатору, чей адрес указан в настройках протокола IP.Выбор пути на маршрутизаторе осуществляется на основе информации, представленной в таблице маршрутизации. Таблица маршрутизации – это специальная таблица, сопоставляющая IP-адресам сетей адреса следующих маршрутизаторов, на которые следует отправлять пакеты с целью их доставки в эти сети. Обязательной записью в таблице маршрутизации является так называемый маршрут по умолчанию, содержащий информацию о том, как направлять пакеты в сети, адреса которых не присутствуют в таблице, поэтому нет необходимости описывать в таблице маршруты для всех сетей. Таблицы маршрутизации могут строиться «вручную» администратором или динамически, на основе обмена информацией, который осуществляют маршрутизаторы с помощью специальных протоколов.
В компьютерных магазинах вы можете найти ADSL-роутеры, Wi-Fi роутеры и множество других моделей. ADSL-роутер подходит для подключения нескольких компьютеров к глобальной сети, если у вас интернет через телефонную линию. Wi-Fi роутер прекрасно впишется в вашу домашнюю сеть, если у вас кабельный интернет. При этом кабель от интернета подключается к роутеру, а домашние компьютеры смогут получать интернет уже по беспроводной
Для обмена информацией взаимодействующие устройства должны иметь одинаковый протокол обмена. В простейшей форме протокол - это набор правил, которые управляют обменом информацией. Он определяет синтаксис и семантику сообщений, операции управления, синхронизацию и состояния при коммуникации. Протокол может быть реализован аппаратно, программно или программно-аппаратно. Название сети обычно совпадает с названием протокола, что объясняется его определяющей ролью при создания сети.
12.1 Огромная популярность Всемирной паутины (WWW), придуманной Бернер-сом-Ли из Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) в Женеве привела к очень быстрому росту сети Internet. Страницы WWW размещены на Web-серверах. Каждая страница обычно содержит графику и ссылки на другие страницы. Web-страница создается с помощью языка разметки, например широко распространенного языка HTML (Hyper Text MarkupLanguage – язык разметки гипертекста). Язык HTML интерпретируется браузерами и отображается в виде документа в удобной для человека форме. Язык HTML является приложением SGML (стандартного обобщённого языка разметки) и соответствует международному стандарту ISO 8879. HTML справляется с проблемами путём определения небольшого набора структурных элементов — дескрипторов (описателей). Дескрипторы также называют «тегами». С помощью HTML можно легко создать простой, красиво оформленный документ. Дополнительно в HTML внесена поддержка гипертекста. Мультимедийные возможности были добавлены позже. Используется также язык XML (eXtensible Markup Language – расширяемый язык разметки) - это подмножество SGML. В отличие от HTML, вместо использования ограниченного набора определённых элементов вы имеете возможность создавать ваши собственные элементы и присваивать им любые имена по вашему выбору. XML решает ряд проблем, которые не решает HTML, например: 1. Представление документов любого (не только текстового) типа, например, музыки, математических уравнений и т.д. 2. Сортировка, фильтрация и поиск информации. 3.Представление информации в иерархическом виде. Язык XHTML является более строгим вариантом HTML, он следует всем ограничениям XML
Типичная веб-страница представляет из себя текстовый файл в формате HTML, который может содержит теги и ссылки на файлы в других форматах (текст, графические изображения, видео, аудио, мультимедиа). Несколько веб-страниц, объединённых общей темой, а также связанных между собой ссылками, образуют веб-сайт. При этом образующие веб-сайт страницы могут находиться на одном или нескольких веб-серверах, которые могут располагаться в одном дата-центре или удалённо друг от друга, зачастую в разных странах.
Динамическая страница — веб-страница, которая меняется программно другим комплексом программ с заданой переодичностью, в отличие от обычной статичной страницы, которая является просто файлом, лежащим на сервере. Динамический сайт — сайт, состоящий из динамичных страниц — шаблонов, и прочего (контента, скриптов), представленного в виде отдельных файлов. Страница сайта, показываемая в итоге браузеру пользователя, формируется на стороне сервера динамически, по запросу, из страницы-шаблона и отдельно хранимого содержимого (информации, скриптов и др.). Как правило для отображения любого количества однотипных страниц используется одна страница-шаблон, в которую подгружается соответствующее содержимое, это позволяет единомоментно корректировать внешний вид сайта, редактируя всего лишь один шаблон.
Лекция. Для динамических страниц контент (информацию) содержат в базе данных. Сервер получает запрос от Клиента (например, page.ru/index.php) и запускает обработку файла-скрипта (в данном случае - index.php) программой – интерпретатором, также называемую Веб-сервером. На этой стадии происходит выборка необходимой информации из баз данных и наполнение ею страницы, после чего готовая страница передаётся Клиенту. Наполнение происходит путем реализации написанных программистов скриптов (кусочков кодов), которые работают с базой данных. Языки программирования на Серверной стороне используются разные, наиболее часто встречаются, например: Java, PHP, Perl, ASP.NET.
Наиболее популярные на данный момент технологии (Веб-сервера) для генерациидинамических страниц: Для ApacheHTTP-серверов под управлением ОС GNU/Linux , Мас и т.д. используется технология JSP (JavaServer Pages) со скриптовым языком PHP.
Для ОС Microsoft Windows с Веб-сервером управления IIS используется ASP.NET. Сервер IISпозволяет размещать в Интернете созданныесайты. Он поддерживает сетевые протоколыHTTP, HTTPS, FTP, POP3, SMTP, NNTPииспользует скрипты созданные на языке ASP.NET. Разработчики могут писать и включать в ASP.NET коды, используя практически любые языки программирования, входящие в комплект NET Framework (C#, Visual Basic.NET и JScript .NET)
Сервер получает запрос от Клиента (например, page.ru/index.php) и запускает обработку файла-скрипта (в данном случае - index.php) интерпретатором. Сервер генерирует HTML-код динамической страницы для обработки браузером или другим агентом пользователя.
Каждая страница помечается унифицированным указателем ресурса (URL), который используется в составе любой ссылки на эту страницу. Когда пользователь хочет просмотреть страницу, браузер берет из URL адрес сервера и обращается к нему с просьбой загрузить необходимые данные. Во всемирной паутине HTML-страницы, как правило, передаются браузерам от сервера по протоколам HTTP или HTTPS, в виде простого текста или с использованием шифрования.
В клиентской части веб-приложений используется встроенные в браузер JavaScript-ы. Одним из преимуществ такого подхода является тот факт, что клиенты не зависят от конкретной операционной системы пользователя, поэтому веб-приложения являются кроссплатформенными сервисами.
Внешний модуль, или вставка (plug-in), – это программа, которая помещается в браузер и расширяет его возможности – скажем, позволяет обрабатывать аудио- и видеоданные, посылаемые сервером. Внешний модуль может входить в дистрибутив браузера или загружаться отдельно с определенного сервера. С появлением WWW и Web-браузеров в начале 90-х годов браузер стал распространенным пользовательским интерфейсом для распределенных приложений. Рост популярности Всемирной паутины вывел на авансцену язык программирования Java, который широко применяется для создания апплетов.