From OpenSCADAWiki
Jump to: navigation, search
This page is a translated version of the page Documents/Release 0.9 and the translation is 100% complete.
Other languages:
English • ‎mRussian • ‎Українська

Contents

1 Вступ

Реліз OpenSCADA, відкритої SCADA(Supervisory control and data acquisition) системи, версії 0.9 є стабільним промисловим релізом тривалої підтримки (LTS).

Основною метою релізу є надання оновленої та стабільної платформи побудови рішень комплексних систем автоматизації та інших суміжних рішень для співтовариства користувачів та розробників вільного програмного забезпечення. Також, реліз призначено стати актуальним та міцним підґрунтям у побудові комерційних рішень.

Реліз є наступною версією стабільної гілки для якого, протягом тривалого часу, надається технічна підтримка від розробників та забезпечується випуск виправлень у вигляді публічних збірок для основних та стабільних оточень Linux, а також оперативних збірок для власників пакетів технічної підтримки. Життєвий цикл попереднього релізу 0.8.0 LTS припиняється його останнім поновленням, безпосередньо перед першими збірками пакетів 0.9 LTS.

Саме на цій версії відбувся остаточний перехід на схему розробки Work/LTS, тобто, розробка здійснюється у межах робочої версії та на її основі періодично випускаються стабільні релізи, які, своєю чергою та паралельно розробці, оновлюються шляхом зворотнього портування сумісних змін із робочої версії. Ініціюючий перехід відбувся у 2013 році, коли поточною стабільною версію визнано 0.8.0 LTS, а робочою 0.9 Work. Наразі, стабільною версію стає анонсована 0.9 LTS, а робочою 1 Work.

Загалом, нова стабільна версія є результатом шести років роботи з розробки, впровадження у різні рішення, стабілізації та експлуатації OpenSCADA у її робочій гілці, яка наразі випускається поточною стабільною. Весь цей час оновлення для 0.8.0 LTS продовжували випускатися та що буде здійснюватися для анонсованої 0.9 LTS.

Цей документ є узагальненням протоколу змін (ChangeLog), починаючи з нульової ревізії попередньої LTS версії, через її оновлення та закінчуючи поточною. Документ покликано коротко та наочно освітлити нові можливості OpenSCADA. Детально ознайомитися зі змінами можна у файлі "ChangeLog" дистрибутивних пакетів або із першоджерела: http://oscada.org/svn/tags/openscada_0.9/ChangeLog.

1.1 Загальна інформація

Проєкт OpenSCADA засновано Савоченко Романом у 2003 році як вільну реалізація Системи Диспетчерського Контролю та Збору Даних (SCADA) або Людино Машинний Інтерфейс (HMI), на основі її ґрунтовного проєктування протягом 2002 року та досвіду використання і розробки комерційної SCADA-системи до цього.

SCADA або HMI системи загалом призначені та використовуються для здійснення людиною оперативного контролю за роботою складного та відповідального технологічного обладнання та процесів різноманітних виробничих підприємств.

На час анонсу 0.9 LTS, OpenSCADA є розвиненою SCADA/HMI системою, яка доволі широко застосовується як за прямим призначенням, так, завдяки своїй гнучкості, і у багатьох суміжних галузях, та яка із впевненістю може називатися більш загально — динамічна система роботи із даними реального часу.

Номер стабільної версії OpenSCADA менше за одиницю тільки через те, що її метою була заявлена багатоплатформність, досягти якої у запланованому об'ємі планується наступним стабільним релізом з номером 1. Загалом, цілями OpenSCADA є:

  • відкритість — переважно GPLv2;
  • масштабованість, гнучкість, розширюваність — модульність та внутрішня динамічність;
  • виконавча надмірність — резервування;
  • доступність — відкриті вихідні тексти; багатомовність; динамічна багатомовність; автоматичне складання архівів, пакетів, живих дисків, ...; складання та виконання на Linux оточеннях у широкому віковому діапазоні, від 2002 року (2009-ALTLinux 6, LP8x81, Fedora 12; 2012-Debian 7) по сучасні;
  • надійність — практичне застосування, швидке вирішення проблем;
  • безпечність — розподіл прав, SSL;
  • багатоплатформність — x86_32, x86_64, ARM, Web, Android, QNX (преадаптовано), MS Windows (заплановано);
  • єдиний, уніфікований, зручний та розвинутий інтерфейс користувача — Qt, Web, прозоре та багаторівневе віддалене керування;
  • широкий спектр джерел даних — універсальні, плати DAQ та низькорівневі шини, створені у оточені OpenSCADA.

1.2 Застосування

Ролі OpenSCADA.

До актуальних галузей застосування, де відоме хоча-б одне впровадження та із коротким переліком яких від учасників проєкту можна ознайомитися за цим посиланням, відносяться:

Із деякими обмеженнями та доробками, значним чином у внутрішньому оточенні користувача, OpenSCADA може використовуватися й у таких галузях:

  • керування ресурсами підприємства (ERP);
  • Geo-локація та відстеження положення;
  • торговельні системи;
  • медичні діагностичні системи;
  • бухгалтерський облік;
  • білінгові системи.

2 Результати попереднього релізу 0.8.0 LTS

Реліз 0.8.0 LTS випущено у квітні 2012 року та протягом цих шести років він отримав 20 оновлень, якими, загалом, виправлено більше 500 помилок та додано багато вдосконалень, які не порушують сумісності бібліотечних БД та конфігурації.

Конфігурація та бібліотечні БД 0.8.0 LTS були загалом заморожені, через великі несумісні зміни у 0.9 Work, для методів запуску OpenSCADA, та недосконалість розповсюдження бібліотечних БД на момент випуску 0.8.0 LTS. Тому, оновлення та перехід на версію 0.9 LTS буде нетривіальним, хоча у 0.9 LTS передбачено все можливе для спрощення цієї процедури. Оновлення-же 0.9 LTS до запланованої у майбутньому 1 LTS вже не буде таким складним і фактично може перетворитися виключно у формальну зміну версії робочої гілки, оскільки тепер планується оновлення всього, включно з бібліотечними БД.

3 Планові завдання релізу

Розвиток OpenSCADA, після попередньої LTS версії та у межах робочої гілки, переважно здійснювався шляхом глибокої стабілізації та через практичну адаптацію з елементами розширення існуючого функціоналу, націлені на надання стабільного та надійного оточення автоматизації промислових та суміжних завдань, а відтак і не існувало чітко визначеного плану. Та за три роки до цього релізу такий план з'явився і склав наступні завдання, що видно із загального плану розвитку:

  • Повна ревізія основної документації та підготовка анонсу цього релізу.
  • Адаптація до роботи на програмній платформі "Android".
  • Перенесення бази знань OpenSCADA, та Wiki-ресурсу документування, на новий рушій із уніфікацією структури під багатомовність із пріоритетом: Англійська, Українська, mRussian; та генерації автономної (offline) документації за її зміни.
  • Ревізія, актуалізація та деяке розширення Web-модулів OpenSCADA.
  • Розширення та адаптація OpenSCADA до прямої роботи із низькорівневими шинами та пристроями на кшталт 1Wire, I2C та реалізація проєкту розумного будинку у власному помешканні.
  • Формальне створення та документування проєкту дистрибутиву Linux автоматизації із OpenSCADA.
  • Створення автоматизованої системи складання пакетів OpenSCADA.
  • Перенесення серверної інфраструктури OpenSCADA на власне обладнання та канал у інтернет.
  • DAQ.OPC_UA: Спрощення, збільшення функціональності та перенесення протокольного коду у окрему LGPL v3 бібліотеку.

Ці завдання виконано та деякі деталі щодо них наведено далі.

4 Загальносистемні властивості

Нова стабільна версія OpenSCADA отримала помітні загальносистемні розширення, набула більшої стабільності у роботі та збільшення продуктивності, а також отримала помітні удосконалення графічного інтерфейсу та оточення довкола неї на кшталт: розширеного налаштування, документації, доступної прямо з програми (offline та online), та яку значним чином переглянуто і актуалізовано.

Основну частину документації проєкту перенесено на нову Wiki, на основі MediaWiki, та значний об'єм цієї частини було відревізовано та перекладено на три мови — Англійська, Українська, mRussian. Для перенесення було створено процедуру конвертації статей з діалекту рушія WackoWiki на MediaWiki, яку було повністю написано на внутрішній мові OpenSCADA та яку повсякчасно використано для перенесення великого об'єму старої Wiki. Формат автономної (offline) документації було змінено зі статичних PDF-файлів, які не оновлювалися після попередньої LTS версії, на HTML-файли, які динамічно генеруються з актуальної бази знань проєкту (Wiki), а також мають актуальні крос-посилання між сторінками та посилання на online-документацію, для виключно зовнішніх матеріалів. Генерація offline-документації також здійснюється спеціально написаною процедурою на внутрішній мові OpenSCADA, що, разом із процедурою конвертації Wiki-діалекту та комплексного тестування релізу OpenSCADA, є яскравою ознакою потужності та поточного рівня розвиненості внутрішньої мови OpenSCADA.

У межах старої Wiki, після випуску 0.8.0 LTS було додано та оновлено деякі документи, а з перенесенням на нову Wiki, окрім ревізії та перекладу основної частини документації, було здійснено загальну уніфікацію її структури з міркувань: багатомовності (Англійської як первинної мови), логічності організації, зручності перекладу та можливості прибрати дублювання статей з офіційним сайтом, які на разі просто використовуються із Wiki. Окремо відзначимо значно-розширені головні документи:

Первинну мову (Англійську) було повністю відревізовано у оригінальних повідомленнях програми та багато у основних статтях документації-Wiki OpenSCADA, що наразі робить OpenSCADA адекватно сприятливою для аудиторії, що не розуміє вихідних мов — Української або mRussian. Та, разом із реалізація у повному обсязі механізму динамічного перекладу, робить можливим побудову на основі OpenSCADA динамічно багатомовних інтерфейсів користувача, що Ви можете, зокрема, побачити на публічно доступному Web-інтерфейсі динамічних моделей ТП: АГЛКС, Котел.

Робочою версією, у основі цієї стабільної, вперше було визначено поняття проєкту OpenSCADA та реалізовано сценарій командного рядку для запуску та створення проєктів OpenSCADA. Безпосередньо перед випуском цієї версії, поняття проєкту OpenSCADA було остаточно закріплено за текою з даними окремого проєкту та конфігураційним файлом OpenSCADA, а реалізацію менеджеру проєкту було інтегровано безпосередньо у OpenSCADA. Відтак, ця LTS версія має розвинуте поняття менеджеру проєктів, що дозволяє гнучко з ними працювати та виключити небезпечну можливість багаторазового запуску із загальними даними одного проєкту.

Робочою версією, також, запроваджено зміну версій модулів за змінами у коді модуля та безпосередньо перед їх вивантаженням до репозиторію вихідних текстів, а відтак, версії модулів OpenSCADA цього релізу наочно відзеркалюють загальний рівень їх розвинутості та стабільності.

Живі диски дистрибутиву Linux автоматизації проєкту OpenSCADA.

У процесі здійснення робіт над робочою гілкою, у основі цієї стабільної, було запроваджено формування репозиторіїв пакетів дистрибутивів Linux зі збірками OpenSCADA, які до цього надавалися лише як окремі пакети. Що помітно спростило розгортання OpenSCADA та утримання її актуальною. Потім було створено автоматичний складальник цих пакетів, який наразі нараховує до 100 цілей, та що значно спростило випуск оновлень як для робочої гілки так і для цієї стабільної. Відтак, до цієї LTS версії надаються збірки пакетів для основних оточень Linux та всю історію публічних оновлень буде збережено.

До пакетів збірок OpenSCADA надаються також і збірки живих дисків швидкого ознайомлення та розгортання OpenSCADA разом із системним оточенням. Які до цього моменту отримали формальне підґрунтя у вигляді Linux дистрибутиву автоматизації проєкту OpenSCADA.

Основний сервер OpenSCADA.

Збірки та пакети OpenSCADA супроводжуються низкою відкритого та вільного матеріалу внутрішнього оточення програми, а саме, це: напрацювання шару збору та обробки даних, елементи графічного представлення та цілі-комплексні проєкти моделей ТП. Ці матеріали надаються у вигляді файлів БД SQLite та включають:

  • Бібліотеки функцій (OscadaLibs), "LibsDB/OscadaLibs.db" — містить всі напрацювання проєкту OpenSCADA у шарі збору та обробки даних включно з елементами джерел даних користувацького протоколу.
  • СВУ: Головні бібліотеки (vcaBase), "LibsDB/vcaBase.db" — містить основні елементи графічного представлення та елементи мнемосхем проєкту OpenSCADA.
  • СВУ: Тести (vcaTest), "LibsDB/vcaTest.db" — містить елементи тестів примітивів графічного представлення.
  • СВУ: Бібліотека електро-елементів мнемосхем користувацького інтерфейсу (vcaElectroEls), "LibsDB/vcaElectroEls.db" — містить елементи графічного представлення компонентів електричних схем.

Хостинг проєкту загалом та матеріалів 0.9 LTS зокрема, було перенесено на власний сервер проєкту, де додатково було розгорнуто: демонстраційні Web-інтерфейси моделей OpenSCADA, проєкт моніторингу серверу та розумного будинку на основі OpenSCADA та складальник пакетів репозиторію OpenSCADA.

4.1 Внутрішні

Роздільну здатність внутрішніх даних цілого типу оточення OpenSCADA збільшено до 64 розрядів. Загалом-же, внутрішні дані OpenSCADA, з резервуванням значення помилки (EVAL) для кожного, уніфіковано загальними типами: логічне, ціле, реальне, рядок та об'єкт. Що в першу чергу стосується джерел даних.

До ядра OpenSCADA, власного протоколу та всіх вузлів що працюють з віддаленими станціями OpenSCADA; додано можливість "підняття" вузлів OpenSCADA, що знаходяться за іншими вузлами та, як правило, у іншій мережі. Що загалом дозволяє централізовано керувати мережею станцій OpenSCADA на будь-якому рівні ієрархії.

4.2 Вдосконалення та адаптація до різних платформ

OpenSCADA на Android.

Ця версія OpenSCADA набула поглибленої підтримки та здібності до адаптації до різноманітних платформ. Це переважно сталося завдяки адаптації до роботи на програмній платформі Android та відновлення збірки і роботи з ucLibC, та що планується використати у подальшій адаптації до роботи на програмних платформах QNX та MS Windows.

Raspberry Pi.
Orange Pi.

Роботу на одноплатних ПК було розширено платами Raspberry Pi та Orange Pi.

Nokia N9.

Підтримку Linux смартфорнів Nokia доповнено останнім, заснованим на MeeGo 1.2, це — Nokia N9. Або це було оновлення підтримки Nokia N950.

Окрім безпосередньої роботи (нативно) на різних платформах, було значно розширено Web-інтерфейс, який наразі реалізує всі загальні можливості концепції середовища візуалізації та управління (СВУ).

4.3 Оптимізація, стабілізація та продуктивність

Значної стабілізації ядра OpenSCADA, та програми загалом, досягнуто через уніфікацію контролю внутрішніх ресурсів та розширення можливостей налагодження користувачем. Загалом, користувацьку діагностику та налагодження розширено:

  • загальним ввімкненням-вимкненням налагодження та цільовим контролем вузлів налагодження;
  • особливим налагодженням об'єктів контролерів джерел даних;
  • особливим налагодженням виконання проєктів СВУ;
  • формуванням поглибленої статистики виконання динамічних об'єктів OpenSCADA, як то: об'єкти контролерів джерел даних та їх параметрів, вхідних та вихідних транспортів, сеансів СВУ з деталізацією до віджетів;
  • протоколюванням вхідного та вихідного трафіку транспортів.

Глибокої та всебічної стабілізації притерпіли майже всі модулі OpenSCADA та багато було оптимізовано, з яких особливо треба відзначити:

  • Всі модулі БД — додано обробку та перевірку помилок БД або СУБД, та видачу повідомлень про ці помилки у випадку користувацького завантаження та запису; збільшено продуктивність (до порядку) БД що підтримують SQL, через реалізацію режиму предзавантаження сканувального запиту;
  • Обчислювач на основі Java-подібної мови (DAQ.JavaLikeCalc) — збільшено продуктивність через: збереження контексту виконання функції, предзавантаження постійних та прямий доступ до рядку.
  • Архіватор на БД (Archive.DBArch) — значно оптимізовано запис та читання БД, а саме це: гуртовий запис декількох архівів до однієї таблиці та читання блоками (кратними десяти) у одному запиті.
  • Всі транспорти — загально підвищено продуктивність.
  • Робочий користувацький інтерфейс (WEB) (UI.WebVision) — збільшено чутливість інтерфейсу використанням асинхронних запитів у загальному циклі оновлення.
Резервування OpenSCADA станцій.

Надійність резервованої станції у масштабі комплексного рішення, точніше збереження даних історії, було вдосконалено розширенням механізму резервування, який потенційно передбачає резервування будь-якої підсистеми та реалізує наразі резервування підсистем "Збір даних" та "Архіви-Історія".

Та, для програми загалом, було виконано низку формальних всебічних тестів, які було попередньо розширено у внутрішній процедурі комплексного тестування релізу OpenSCADA. За підсумком цих тестів було виявлено декілька помилок, які виправлено.

4.4 Збір даних

Користувацька об'єктна модель ядра OpenSCADA.

Враховуючи ключову роль збору даних у програмах такого роду, ця функція, у особі підсистеми "Збір даних" та її модулів, отримала значні вдосконалення, з яких особливо треба відзначити: зміщення акценту у розширені підтримуваних джерел даних з реалізації окремих модулів підсистеми "Збір даних" на системній мові "C/C++", на їх реалізацію у оточені OpenSCADA та на її внутрішній мові — логічний рівень OpenSCADA. Тобто, на логічному рівні OpenSCADA, може та реалізується все, що: для доступу до даних використовує мережу, не потребує використання специфічних бібліотек та функцій та не є дуже складним. Наразі, таким чином реалізовано:

Низькорівневі пристрої підключ