OpenSCADA

Модули/WebVision

This page is a translated version of the page Modules/WebVision and the translation is 90% complete.

English • ‎mRussian • ‎Українська
Модуль Имя Версия Лицензия Источник Языки Платформы Тип Автор
WebVision Рабочий пользовательский интерфейс (WEB) 6.11 GPL2 ui_WebVision.so en,uk,ru,de x86,x86_64,ARM UI Roman Savochenko
  Maxim Lysenko (2007-2012), Ksenia Yashina (2007-2008)
Description
Visual operation user interface, based on the WEB — front-end to the VCA engine.
  • Total complexity: > 50 HD[!]
  • Sponsored by, for the primitive "Media" and Notification on 1.35 HD[!]: Hadi Ramezani
  • Sponsored by, for the Notification on 0.85 HD[!]: Vinnica Poultry Farm
  • Sponsored by, for finishing the mirroring of the primitive ElFigure on 0.5 HD[!]: SVItoVYR Ltd
  • Sponsored by, for the Export on 0.8 HD[!]: Vinnica Poultry Farm
  • To Do:
* revise and unify the keyboard focus forcing on a first active element considering them specifity, to ensure the keyboard shortcuts;
- expand the primitive "Diagram" by the mouse scaling operations;
- implement own RTE-editor for the view Text of the primitive FormEl;
- ElFigure: fix some properties loss (line width at the least) at the actions processing, in the way of the primitive code common refactoring;
+ expand the status-bar, with the functions:
+ user status fields;
- printing and exporting the Diagram primitive after it moving to "SVG".
- ElFigure,Diagram: enable or make the anti aliasing, for the library GD;
- implement the primitives "Diagram", "ElFigure" in the tag "SVG";
- expand the variant "Animation" of the primitive "Media" in using the raw image files, like to PNG.

Модуль предоставляет в OpenSCADA механизм конечной визуализации среды визуализации и управления (СВУ). Модуль основан на WEB технологиях (XHTML, JavaScript, CSS, AJAX). В своей работе модуль использует данные движка СВУ — модуль VCAEngine.

Середовище візуалізації та управління (СВУ) є невід'ємною складовою SCADA системи. Воно застосовується на клієнтських станціях з метою доступного представлення інформації про об'єкт управління та видачі керуючого впливу на об'єкт. У різних практичних ситуаціях та умовах можуть застосовуватися СВУ, побудовані на різних принципах візуалізації. Наприклад, це можуть бути бібліотеки віджетів Qt, GTK+, wxWidgets або гіпертекстові механізми на основі технологій HTML, XHTML, XML, CSS та JavaScript або сторонні додатки візуалізації, реалізовані на різних мовах програмування Java, Python та інше. Будь-який з цих принципів має свої переваги та недоліки, комбінація яких може стати непереборною перепоною у можливості використання СВУ у тому або іншому практичному випадку. Наприклад, технології на кшталт бібліотеки Qt дозволяють створювати високопродуктивні СВУ, що безсумнівно важливо для станцій оператору управління технологічним процесом (ТП). Однак необхідність інсталяції даного клієнтського ПЗ може унеможливити його використання у окремих випадках. З іншого боку, Web-технології не потребують інсталяції на клієнтські системи та є гранично багатоплатформними (достатньо вказати посилання на Web-сервер у будь-якому Web-браузері), що найбільш важливо для різних інженерних та адміністративних станцій. З іншого боку, продуктивність та надійність таких інтерфейсів нижче, що практично виключає їх використання на станціях оператору ТП.

OpenSCADA має гранично гнучку архітектуру, яка дозволяє створювати зовнішні інтерфейси, у тому числі й користувацькі, на будь-якій основі та смак. Наприклад, середовище конфігурації OpenSCADA доступне як на Qt-бібліотеці, так і на Web-основі.

У той-же час, незалежне створення реалізацій СВУ на різній основі може потягти за собою неможливість використання даних конфігурації однієї СВУ на іншій. Що незручно та обмежено з користувацького боку, а також витратно у плані реалізації та подальшої підтримки.

С целью избежания этих проблем, а также создания в кратчайшие сроки полного спектра различных типов СВУ, основан проект создания концепции СВУ. Результатом этого проекта и стал данный модуль непосредственной визуализации (на основе Web-технологий), модуль непосредственной визуализации Vision и движок СВУ VCAEngine.

Contents

1 Назначение

Данный модуль непосредственной визуализации СВУ предназначен только для исполнения интерфейсов СВУ в среде WEB-технологий!

Интерфейс пользователя формируется в WEB-браузере путём обращения к WEB-серверу и получения от него XHTML-документа по протоколу HTTP. В данном случае, в роли WEB-сервера выступает OpenSCADA, которая поддерживает стандартные коммуникационные механизмы TCP-сетей (модуль Transport.Sockets), протокол передачи гипертекста (модуль Protocol.HTTP), а также шифрование трафика между браузером и сервером (Transport.SSL). Исходя из этого, для получения доступа к интерфейсу пользователя, предоставляемого этим модулем, необходимо в OpenSCADA настроить транспорт (Transport.Sockets или Transport.SSL) в связке с протоколом HTTP (Protocol.HTTP). Вместе с OpenSCADA идут конфигурационные файлы, содержащие настройки Transport.Sockets для порта 10002. Следовательно, интерфейс модуля, по умолчанию, будет доступен по URL: "http://localhost:10002".

Финальная версия этого модуля СВУ, построенная на основе данного модуля, обеспечит:

Перечислим возможности, которые сможет и обеспечивает СВУ, построенная на основе данного проекта:

  1. формирование из шаблонных кадров, путём назначения динамики и без графической конфигурации;
  2. графическое формирование новых кадров, путём использования готовых элементов визуализации из библиотеки — мнемосхемы;
  3. формирование, в библиотеке, новых: кадров, шаблонных кадров и элементов отображения.


2 Исполнение интерфейсов СВУ

Исполнение интерфейса СВУ заключается в запуске нового сеанса проекта, или подключения к существующему, на уровне движка СВУ (рис.2). Перед запросом, на подключение к сеансу, выполняется запрос на аутентификацию пользователя (рис.1). Далее, модуль непосредственной визуализации отображает и управляет данными сеанса. Главное окно режима исполнения данного модуля имеет вид, представленный на рисунке 3. Административные пользователи ("root" или в группе "root") могут закрывать открытые сеансы.

Интерфейс окна исполнения полностью строится динамически, скриптом JavaScript и исходя из содержимого сеанса проекта, путём прямых XML запросов к серверу.

Реализовано обновление содержимого открытых страниц интерфейса визуализации с периодичностью исполнения визуализируемого сеанса проекта визуализации. В процессе обновления выполняется:

Механизм запроса только изменённых данных основан на абсолютном счётчике исполнения сессии. При внесении реальных изменений в атрибуты виджетов выполняется запоминание значения этого счётчика, что и позволяет идентифицировать изменённые атрибуты. Такой подход позволяет повысить производительность и уменьшить трафик, в случае доступа к движку СВУ через сеть.

Иерархически, модулем предусматривается возможность размещения страниц проекта как на главном окне исполнения (рис.3), так и вкладывая внутрь виджетов контейнеров, а также путем открытия дополнительных окон поверх основного.

Located in the status bar:

Модулем поддерживается многоязычность, которая включается динамическим переводом сообщений OpenSCADA. Полученный язык передаётся модулем Protocol.HTTP и определяется путём и в последовательности:

Рис.1. Страница аутентификации.
Рис.2. Подключение или создание нового сеанса исполнения проекта СВУ.
Рис.3. Главное окно режима исполнения.

3 Представление базовых элементов (примитивов)

Данной версией модуля реализованы не все образы примитивов, заложенные проектом. В целом, проектом заложены примитивы:

Идентификатор Наименование Функция
ElFigure Элементарная графическая фигура

Примитив является основой отрисовки элементарных графических фигур со всевозможной комбинацией их в одном объекте. Предусматривается поддержка следующих элементарных фигур:

  • Линия.
  • Дуга.
  • Кривая Безье.
  • Заливка замкнутого пространства.

Для всех фигур, содержащихся в виджете, устанавливаются единые свойства толщины, цвета и т.д., также, предусматривается возможность указания вышеперечисленных атрибутов для каждой фигуры отдельно и их динамизация.

FormEl Элемент формы

Включает поддержку стандартных компонентов формы:

  • Редактирование строки.
  • Редактирование текста.
  • Флажок.
  • Кнопка.
  • Выбор из списка.
  • Список.
  • Дерево.
  • Таблица.
  • Слайдер.
  • Строка прокрутки.
Text Текст Элемент текста-метка. Характеризуется типом шрифта, цветом, ориентацией и выравниванием. Предусматривается поддержка аргументов.
Media Медиа Элемент отображения растровых и векторных изображений различных форматов, проигрывания анимированных изображений, проигрывание аудио-фрагментов и просмотр видео-фрагментов.
Diagram Диаграмма Элемент диаграммы с поддержкой возможности отображения нескольких потоков в реальном времени для: трендов (временных графиков), частотного спектра, XY диаграмм.
Protocol Протокол Элемент протокола — визуализатор сообщений программы, с поддержкой нескольких режимов работы.
Document Документ Элемент формирования отчётов, журналов и другой документации на основе доступных данных.
Box Контейнер Содержит механизм размещения-включения других виджетов для формирования новых, более сложных, виджетов и страниц конечной визуализации.
Function, в планах Функция API объектной модели OpenSCADA Невизуальный виджет, на стороне исполнения, позволяющий включать вычислительные функции объектной модели OpenSCADA в СВУ.

The visualizer module provides and uses set of specific attributes of the generic means, the information of which is given in the table. These attributes are automatically created by the visualizer in their absence and during the first run, or created by the user in the frame of the specified area, as needed.

Identifier (area) Name Appointment
keepAspectRatio (main page) Keep aspect ratio on scale Keep aspect ratio of the pages on scale.
stBarNoShow (main page) Do not show the status bar Hide the status bar of the main window.
notify{N}, notifyVisWebVision{N} (page) Notification: type {N} At.png Create manually with the type "Text"!

Specifies a notifier and a procedure of the notification resource obtaining according to the "Signalling (Alarms)" conception.

statLine (main page) Status line items At.png Create manually with the type "Text"!

Text field with description of the status line item in the string form "{Id}:{Label}:{ToolTip}:{Color}:{Img}", where:

  • "Id" — identifier, uses also to form events from the widget "stIt_{Id}".
  • "Label" — visual label of the status element.
  • "ToolTip" — context help about the element.
  • "Color" — label color.
  • "Img" — image of the status element, instead the label.
userSetVis (main page) Setting the user At.png Create manually with the type "String"!

Change the user or call a dialog to select it. Variants of the value:

  • "*" — call for a selecting dialog of the user;
  • "$" — change the user to the default one;
  • "{user}[:{password}]" — direct change to user with password; for empty password, the user is changed only if its permission is lesser or equal; a useful example of changing to the "user" after one minute inactivity:
if((SYS.time()-this.ownerSess().userActTm()) < 60)userSetVis = "";
else if(this.ownerSess().reqUser() != "user") userSetVis = "user";
prjDoc (main page) Project document At.png Create manually with the type "String"!

Specifying the project documentation of call from the status line's button with a possibility of disabling-concealing the button at empty value. The documentation specified in view "{OffLine}|{OnLineOpenSCADAWiki}", for example for the AGLCS project — "AGLCS|Using/Model_AGLKS". The online part is used in first order at its specifying!

vs_goHttpUrl (view "Button" of the primitive "FormEl") Go to the HTTP URL At.png Create manually with the type "String"!

Go to the specified URL at the button press.

vs_background (views "Line edit", "Text edit", "Combo box", "List", "Tree", "Table" of the primitive "FormEl") Custom background At.png Create manually with the type "String"!

Specifies for the custom background in the form {color}-{transp} {image}.

vs_border (views "Line edit", "Text edit", "Combo box", "List", "Tree", "Table" of the primitive "FormEl") Custom border At.png Create manually with the type "String"!

Specifies for the custom border in the standard CSS-form {wdth}px {style} {color}.

vs_winTitle (the view "Box") Window title At.png Create manually with the type "String"!

Dynamic window title value.

Рассмотрим реализацию каждого примитива более детально.

3.1 Примитив элементарной фигуры (ElFigure)

Реализована поддержка элементарных фигур: линии, эллиптической дуги, кривой Безье и заливка замкнутых контуров цветом и изображением; со свойствами:

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим вышеперечисленные элементарные фигуры.

WebVision wvis run elfig.png


3.2 Примитив текста (Text)

Реализована поддержка элемента текста со свойствами:

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим примеры текста с использованием различных параметров.

WebVision wvis run txt ru.png


3.3 Примитив элемента формы (FormEl)

Реализована поддержка элементов формы на кадрах СВУ с заложенными свойства, включая следующие типы:

Реализованы режимы "Включен" и "Активен", а также передача изменений и событий в модель данных СВУ — движок. Режим "Активный" приводит к установке курсора активности для непустого фона и дополнительных условий различных видов "Text", "Media" и "Box":

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим вышеперечисленные элементы формы.

WebVision wvis run formel ru.png


3.4 Primitive of the displaying the media-materials (Media)

Support of the element of the displaying of the media-materials with the following properties is provided:

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим примеры просмотра/проигрывания медиа-данных.

WebVision wvis run media.png


3.5 Примитив построения диаграмм (Diagram)

Реализована поддержка элемента построения диаграмм для типов "График", "Спектр" и "XY", со свойствами:

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим примеры диаграмм: "График", "Спектр" и "XY".

WebVision wvis run diag.png


3.6 Примитив формирования протокола (Protocol)

Реализована поддержка элемента формирования протокола со свойствами:

На рисунке представлена часть экрана с кадром, содержащим пример протокола.

WebVision wvis run prot ru.png


3.7 Примитив формирования отчётной документации (Document)

Реализована поддержка элемента формирования отчётной документации со свойствами:

В основе любого документа лежит XHTML-шаблон. XHTML-шаблон это тег "body" WEB-страницы, содержащий статику документа в стандарте XHTML 1.0, и элементы исполняемых инструкций на одном из языков пользовательского программирования OpenSCADA в виде <?dp {procedure} ?>. Результирующий документ формируется путём исполнения процедур и вставки их результата в документ.

Источником значений исполняемых инструкций являются атрибуты виджета этого примитива, а также все механизмы языка пользовательского программирования. Атрибуты могут добавляться пользователем и линковаться на реальные атрибуты параметров или-же являться автономными, значения которых будут формироваться в скрипте виджета. В случае со слинкованными атрибутами могут извлекаться значения из истории, архива.

На рисунке представлен кадр, содержащий пример документа.

WebVision wvis run doc ru.png


3.8 Примитив контейнера (Box)

Реализована поддержка примитива контейнера, по совместительству выполняющего роль страниц проектов. Данный примитив является единственным элементом-контейнером, который может включать в себя ссылки на кадры из библиотеки, формируя тем самым пользовательские элементы нужной конфигурации. Примитив реализует предусмотренные проектом свойства. Перечислим, по пунктам, свойства данного примитива:


4 Общая конфигурация модуля

Для конфигурации и управления этим модулем, предоставляется конфигурационная страница интерфейса управления OpenSCADA (Рис.4) где Вы можете осуществлять:

Рис.4. Страница конфигурации модуля.

You can deeply customise main interface of the module overriding and adding the HTML and JavaScript code by placing to folder of your OpenSCADA project files WebVisionVCA.html and WebVisionVCA.js which initially you can obtain from the module source code — UI.WebVision.

5 Эффективность и масштабируемость

31.07.2019
GROUNDS: The Web-sessions may create many objects servicing the VCA-session for generating images, processing documents and performing other background functions of the end user Web-interface. Moreover, in difference to Vision, the VCA-sessions may be created, closed and recreated again multiple times for different users and remote hosts. In the time the memory heap is affected by the memory fragmentation, so the program consumes more memory than at the start. The table below represents the phenomenon for different environments and the first page of the DemoDB (AGLKS) project reopening:

Environment Initially, MB Iter. 1, MB Iter. 2, MB Iter. 3, MB Iter. 4, MB Iter. 5, MB Resume
Complete creation the Web- and VCA-sessions
Debian 10 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 + MALLOC_ARENA_MAX=2 181 189 190 195 195 194 Satiated on the iteration 3, base consumption 8 MB, extra consumption 5 MB (62.5 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.75 MB
Debian 10 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 + MALLOC_ARENA_MAX=1 177 185 186 186 185 186 Satiated on the iteration 2, base consumption 8 MB, extra consumption 1 MB (13 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.75 MB
Debian 9 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 + MALLOC_ARENA_MAX=1 160 168 168 168.5 168.5 168.5 Satiated on the iteration 1, base consumption 8 MB, extra consumption 0.5 MB (6 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.75 MB
Debian 10 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 + optional background objects in WebVision 184 194.5 200 207 207 212.5 Satiated on the iteration 5, base consumption 10.5 MB, extra consumption 18 MB (171 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.75 MB
Debian 10 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 182 191.5 199 206 212 212 Satiated on the iteration 4, base consumption 9.5 MB, extra consumption 20 MB (200 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.74 MB
Debian 9 amd64, GLibC 2.24, GCC 6.3.0 160 170 178 179 183 185 Satiated on the iteration 5, base consumption 10 MB, extra consumption 15 MB (150 %), liboscada.so 3.5 MB, ui_WebVision.so 0.72 MB
Debian 8 amd64, GLibC 2.19, GCC 4.9.2 125.5 133 139 139 139 139 Satiated on the iteration 2, base consumption 7.5 MB, extra consumption 6 MB (80 %), liboscada.so 3.8 MB, ui_WebVision.so 0.79 MB
Debian 7 amd64, GLibC 2.13, GCC 4.7.2 101 108 111 112 112 112 Satiated on the iteration 2, base consumption 7 MB, extra consumption 4 MB (57 %), liboscada.so 3.4 MB, ui_WebVision.so 0.85 MB
Debian 10 i386, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 + MALLOC_ARENA_MAX=1 144 152 152 152 152 152 Satiated on the iteration 1, base consumption 8 MB, extra consumption 0 MB (0 %), liboscada.so 3.7 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
Debian 9 i386, GLibC 2.24, GCC 6.3.0 + MALLOC_ARENA_MAX=1 126.5 132.5 133 133 133 133 Satiated on the iteration 1, base consumption 6 MB, extra consumption 0.5 MB (8 %), liboscada.so 3.7 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
Debian 10 i386, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 151 158 162.5 166 166 166 Satiated on the iteration 3, base consumption 7 MB, extra consumption 8 MB (114 %), liboscada.so 3.7 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
Debian 9 i386, GLibC 2.24, GCC 6.3.0 125 131 132 136 136 139 Satiated on the iteration 5, base consumption 6 MB, extra consumption 8 MB (133 %), liboscada.so 3.7 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
Debian 8 i386, GLibC 2.19, GCC 4.9.2 92.5 99 101.5 103 103.5 103.5 Satiated on the iteration 2, base consumption 6.5 MB, extra consumption 4.5 (69 %), liboscada.so 3.6 MB, ui_WebVision.so 0.94 MB
Debian 7 i386, GLibC 2.13, GCC 4.7.2 70 76 76 76 77 77 Satiated on the iteration 2, base consumption 6 MB, extra consumption 1 MB (16 %), liboscada.so 3.6 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
ALTLinux 6 i386, GLibC 2.11.3, GCC 4.5.4 69 74 75 75 75 75 Satiated on the iteration 2, base consumption 5 MB, extra consumption 1 MB (20 %), liboscada.so 2.3 MB, ui_WebVision.so 0.9 MB
Creation only VCA-session, from remote connection to the visualizer server
Debian 10 amd64, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 180 186 186 186 186 186 Satiated on the iteration 1, extra consumption 0.2 MB (3 %)
Debian 7 amd64, GLibC 2.13, GCC 4.7.2 100 104 105 105 105 105 Satiated on the iteration 1, extra consumption 1 MB (25 %)
Debian 10 i386, GLibC 2.28, GCC 8.3.0 148 154 155 155 155 155 Satiated on the iteration 1, extra consumption 1 MB (16 %)
Debian 7 i386, GLibC 2.13, GCC 4.7.2 69 72 72 72 72 72 Satiated on the iteration 1, extra consumption 0 MB (0 %)

CONCLUSION: We see obvious degradation in the memory effectivity on the last Debian releases starting at Debian 8 (GLibC 2.19) on I386 and Debian 9 (GLibC 2.24) on AMD64, when the memory consumption increased up to 200% after 3,4 free-allocate iterations of the same data. To more presenting of the problem there have built follow images on the data basis:

Fig.5. Memory effectivity on AMD64 platform.
Fig.6. Memory effectivity on I386 platform.
Fig.7. Absolute initial size of OpenSCADA "AGLKS" on the platform AMD64.
Fig.8. Absolute initial size of OpenSCADA "AGLKS" on the platform I386.

MEASURES:

  1. The optional background objects were implemented for the primitives "FormEl" and "Text", what will have most effect on mnemonic-schemes with these elements and wont have many effect for other, see the measuring data above.
  2. There were some tries to tune the memory allocator of GLibC using "Memory Allocation Tunables" without any significant effect, so we will notify the Debian community, firstly.
  3. The problem was detected in arenas of the memory allocator, setting whose number to 1 (MALLOC_ARENA_MAX=1) completely resolves the problem and the effect you may see on Figures 9, 10, for a real big application.
Fig.9. Tendency of the memory consumption on a real big application at the default conditions.
Fig.10. Tendency of the memory consumption on a real big application at the environment variable MALLOC_ARENA_MAX=1.

20.06.2013
GROUNDS: At working with the board MOPSlcdLX, attention was drawn to the heavy load of the task of forming full-size trends. As it turned out later, a large load is created by the formation of a PNG image in the GD2 library, or rather, the packing procedure of ZLib. The subject analysis of the performance of the formation of images of various formats on this board is summarized in the table below:

Format Trend building, milliseconds Converting to the image format, milliseconds Size of the image, bytes
PNG (0) 200 800 1700365
PNG (1) 200 690 24000
PNG (-1) 200 1000 14800
PNG (9) 200 1900 13354
JPEG (-1) 200 180 53157
GIF 200 380 14300

CONCLUSION: As can be seen from the table above, the operation of forming PNG as a whole is resource-intensive and the most optimal level of compression is "1". At the same time, the formation of JPEG and GIF is much faster, but these image formats have a number of critical flaws, namely: JPEG does not have an alpha channel (transparency), and GIF is limited by the number of colors, which in both cases leads to loss of transparency and distortion of text smoothing and images in general.

MEASURES: The ability to select the compression level for the generated PNG images is added, and the default value is set to the optimal level "1". The implementation of the formation of the "Diagram" primitive on the browser side in the "svg" or "canvas" tags is planned.


6 Замечания

На данном этапе модуль может быть использован для построения реальных интерфейсов пользователя с поддержкой основных функций. Однако, отдельные проблемы могут возникать как по причине недоработанности, так и различия браузеров. Сейчас достаточно качественно обеспечена работоспособность на браузерах: Chromium (Google Chrome), FireFox, Opera, Konqueror.

7 Ссылки

Modules/WebVision/ru - GFDLNovember 2024OpenSCADA 1+r2996