From OpenSCADAWiki
Jump to: navigation, search
This page is a translated version of the page Modules/WebVision and the translation is 100% complete.

Other languages:
English • ‎российский • ‎українська
Модуль Ім'я Версія Ліцензія Джерело Мови Платформи Тип Автор Опис
WebVision Робочий користувацький інтерфейс (WEB) 2.6 GPL2 ui_WebVision.so en,uk,ru,de x86,x86_64,ARM Користувацькі інтерфейси Роман Савоченко
Максим Лисенко (2007-2012), Ксенія Яшина (2007-2008)
Робочий інтерфейс користувача, заснований на WEB — зовнішній інтерфейс до рушія СВУ.

Модуль надає до OpenSCADA механізм кінцевої візуалізації середовища візуалізації та управління (СВУ). Модуль засновано на WEB технологіях (XHTML, JavaScript, CSS, AJAX). У своїй роботі модуль використовує дані рушія СВУ — модуль VCAEngine.

Среда визуализации и управления (СВУ) является неотъемлемой составляющей SCADA системы. Она применяется на клиентских станциях с целью доступного предоставления информации об объекте управления и выдачи управляющих воздействий на объект. В различных практических ситуациях и условиях могут применяться СВУ, построенные на различных принципах визуализации. Например, это могут быть библиотеки виджетов Qt, GTK+, wxWidgets или гипертекстовые механизмы на основе технологий HTML, XHTML, XML, CSS и JavaScript или сторонние приложения визуализации, реализованные на различных языках программирования Java, Python и т.д. Любой из этих принципов имеет свои преимущества и недостатки, комбинация которых может стать непреодолимым препятствием в возможности использования СВУ в том или ином практическом случае. Например, технологии вроде библиотеки Qt позволяют создавать высокопроизводительные СВУ, что несомненно важно для станций оператора управления технологическим процессом (ТП). Однако, необходимость инсталляции данного клиентского ПО может сделать его использование невозможным в отдельных ситуациях. С другой стороны, Web-технологии не требуют инсталляции на клиентские системы и являются предельно многоплатформенными (достаточно указать ссылку на Web-сервер в любом Web-браузере), что наиболее важно для различных инженерных и административных станций. С другой стороны, производительность и надёжность таких интерфейсов ниже, что практически исключает их использование на станциях оператора ТП.

OpenSCADA имеет предельно гибкую архитектуру, которая позволяет создавать внешние интерфейсы, в том числе и пользовательские, на любой основе и вкус. Например, среда конфигурации OpenSCADA доступна как на Qt-библиотеке, так и на Web-основе.

В тоже время, независимое создание реализаций СВУ на различной основе может повлечь за собой невозможность использования данных конфигурации одной СВУ в другой. Что неудобно и ограничено с пользовательской стороны, а также накладно в плане реализации и последующей поддержки.

З метою запобігання цих проблем, а також створення у коротші терміни повного спектру різних типів СВУ, засновано проект створення концепції СВУ. Результатом цього проекту й став цей модуль безпосередньої візуалізації (на основі Web-технологій), модуль безпосередньої візуалізації Vision та рушій СВУ VCAEngine.

1 Призначення

Даний модуль безпосередньої візуалізації СВУ призначено тільки для виконання інтерфейсів СВУ у середовищі WEB-технологій!

Інтерфейс користувача формується у WEB-браузері шляхом звернення до WEB-серверу та отримання від нього XHTML-документу за протоколом HTTP. У цьому випадку, у ролі WEB-серверу виступає OpenSCADA, яка підтримує стандартні комунікаційні механізми TCP-мереж (модуль Transport.Sockets), протокол передачі гіпертексту (модуль Protocol.HTTP), а також шифрування трафіку між браузером та сервером (Transport.SSL). Виходячи з цього, для отримання доступу до інтерфейсу користувача, який надається цим модулем, потрібно у OpenSCADA налаштувати транспорт (Transport.Sockets або Transport.SSL) у поєднані з протоколом HTTP (Protocol.HTTP). Разом з OpenSCADA постачаються конфігураційні файли, які містять налаштування Transport.Sockets для портів 10002 та 10004. Відповідно, інтерфейс модуля, по замовченню, буде доступний за URL: "http://localhost:10002" та "http://localhost:10004".

Фінальна версія цього модуля СВУ, яка побудована на основі даного модуля, забезпечить:

Перелічимо можливості, які зможе та забезпечує СВУ, побудована на основі даного проекту:

  • три рівні складності у формуванні інтерфейсу візуалізації, які дозволяють органічно освоювати та застосовувати інструментарій за принципом — від простого до складного:
  1. формування з шаблонних кадрів, шляхом призначення динаміки та без графічної конфігурації;
  2. графічне формування нових кадрів, шляхом використання готових елементів візуалізації з бібліотеки — мнемосхеми;
  3. формування, у бібліотеці, нових: кадрів, шаблонних кадрів та елементів відображення.
  • побудова інтерфейсів візуалізації практично будь-якої складності (обмежену "дискретністю" функцій примітивів), починаючи від простих інтерфейсів моніторингу та, закінчуючи повноцінними ієрархічними інтерфейсами, що використовуються у SCADA системах;
  • надання різних способів формування та конфігурації користувацького інтерфейсу, заснованих на різних інтерфейсах графічного представлення (Qt, Web, ...), або-ж за посередництвом стандартного інтерфейсу управління OpenSCADA;
  • побудова та корекція інтерфейсу, призначення та зміна динаміки у процесі виконання;
  • побудова, на рівні користувача, нових шаблонних кадрів та формування спеціалізованих, під область застосування, бібліотек кадрів (наприклад, включення кадрів параметрів, графіків та інших елементів з ув'язкою їх один з другим), згідно до ідеї вторинного використання, накопичення та вдосконалення;
  • побудова нових користувацьких елементів візуалізації та формування спеціалізованих, під область застосування, бібліотек кадрів, згідно до ідеї вторинного використання, накопичення та вдосконалення;
  • опис логіки нових шаблонних кадрів та користувацьких елементів візуалізації як простими зв'язками, так і лаконічною, повноцінною мовою користувацького програмування;
  • можливість включення, до користувацьких елементів візуалізації, функцій (або кадрів обчислення функцій) об'єктної моделі OpenSCADA, практично зв'язуючи представлення з алгоритмом обчислення; наприклад, візуалізуючи бібліотеку моделей апаратів ТП, для подальшої візуальної побудови моделей ТП;
  • розподіл даних користувацьких інтерфейсів та інтерфейсів представлення цих даних, що дозволяє будувати інтерфейс користувача у одному середовищі, а виконувати у багатьох інших (Qt, Web, ...);
  • можливість підключення до виконуваного інтерфейсу для спостереження та корекції дій; наприклад, при навчанні операторів та контролю за його діями у реальному часі;
  • візуальна побудова різних схем з накладанням логічних зв'язків та подальшим централізованим виконанням у фоні — візуальна побудова та виконання математичних моделей, логічних схем, релейних схем та іншого;
  • надання, до OpenSCADA, функцій об'єктного API; може використовуватися для управління властивостями інтерфейсу візуалізації із користувацьких процедур;
  • побудова серверів для: кадрів, елементів візуалізації та проектів інтерфейсів візуалізації; з можливістю обслуговування множинних клієнтських підключень;
  • проста організація клієнтських станцій на різній основі (Qt, Web, ...), з підключенням до центрального серверу;
  • повноцінний механізм розподілу повноважень між користувачами, що дозволяє створювати та виконувати проекти з різними правами доступу до його компонентів;
  • гнучке формування правил сигналізацій та повідомлень, з урахуванням та підтримкою різних способів повідомлення;
  • підтримка користувацького формування палітри та шрифтових переваг інтерфейсу візуалізації, в стилях;
  • підтримка користувацького формування карт повідомлень під різне обладнання управління та переваги користувача;
  • підтримка профілів користувача, що дозволяють визначати різні властивості інтерфейсу візуалізації (гама кольорів, шрифтові особливості, переважні карти повідомлень);
  • гнучке зберігання та розповсюдження бібліотек віджетів, кадрів та проектів інтерфейсів візуалізації у БД, підтримуваних OpenSCADA; практично, користувачу треба тільки зареєструвати отриману БД з даними.


2 Виконання інтерфейсів СВУ

Виконання інтерфейсу СВУ полягає в запуску нового сеансу проекту, або підключення до існуючого, на рівні рушія СВУ (рис.2). Перед запитом на підключення до сеансу здійснюється запит на аутентифікацію користувача (рис.1). Далі, модуль безпосередньої візуалізації відображає та керує даними сеансу. Головне вікно режиму виконання даного модуля має вигляд, наведений на рисунку 3.

Інтерфейс вікна виконання повністю будується динамічно, скриптом JavaScript та виходячи із вмісту сеансу проекту, шляхом прямих XML запитів до серверу.

Реалізовано оновлення вмісту відкритих сторінок інтерфейсу візуалізації з періодичністю виконання візуалізованого сеансу проекту візуалізації. В процесі оновлення здійснюється:

  • запит у моделі переліку відкритих сторінок, з ознакою модифікації сторінки, та перевірка відповідності реально відкритих сторінок цьому переліку;
  • запит гілки даних модифікованих сторінок;
  • оновлення вмісту модифікованих сторінок та їх віджетів у відповідності до отриманих змінених даних.

Механізм запиту тільки змінених даних засновано на абсолютному лічильнику виконання сеансу. При внесенні реальних змін до атрибутів віджетів здійснюється запам'ятовування значення цього лічильника, що й дозволяє ідентифікувати змінені атрибути. Такий підхід дозволяє підвищити продуктивність та зменшити трафік, у випадку доступу до рушія СВУ через мережу.

Ієрархічно, модулем передбачається можливість розташування сторінок проекту як на головному вікні виконання (рис.3), так і вкладаючи всередину віджетів контейнерів, а також шляхом відкриття додаткових вікон поверх основного.

Модуль підтримує багатомовність, яка вмикається динамічним перекладом повідомлень OpenSCADA. Отримана мова передається модулем Protocol.HTTP та визначається шляхом та у послідовності:

  • URL параметр "lang".
  • Мова користувача, що увійшов.
  • Мова Web-браузеру з HTTP властивості "Accept-Language".
  • Загальна мова процесу OpenSCADA.
Рис.1. Сторінка аутентифікації.
Рис.2. Підключення або створення нового сеансу виконання проекту СВУ.
Рис.3. Головне вікно режиму виконання.

3 Представлення базових елементів (примітивів)

Даною версією модуля реалізовано не всі образи примітивів, закладені проектом. Загалом, проектом закладено примітиви:

Ідентифікатор Найменування Функція
ElFigure Елементарна графічна фігура

Примітив є основою відмальовки елементарних графічних фігур зі всілякими комбінаціями їх у одному об'єкті. Передбачається підтримка наступних елементарних фігур:

  • Лінія.
  • Дуга.
  • Крива Без'є.
  • Заливка замкненого простору.

Для всіх фігур, що містяться у віджеті, встановлюються єдині властивості товщини, кольору та інше, також, передбачається можливість указання вищеперелічених атрибутів для кожної фігури окремо та їх динамізація.

FormEl Елемент форми

Включає підтримку стандартних компонентів форми:

  • Редагування рядку.
  • Редагування тексту.
  • Прапорець.
  • Кнопка.
  • Вибір з переліку.
  • Перелік.
  • Дерево.
  • Таблиця.
  • Слайдер.
  • Стрічка прокрутки.
Text Текст Елемент тексту-мітка. Характеризується типом шрифту, кольором, орієнтацією та вирівнюванням. Передбачається підтримка аргументів.
Media Медіа Елемент відображення растрових та векторних зображень різних форматів, програвання анімованих зображень, програвання аудіо-фрагментів та перегляд відео-фрагментів.
Diagram Діаграма Елемент діаграми з підтримкою можливості відображення декількох потоків у реальному часі для: трендів (часових графіків), частотного спектру, XY діаграм.
Protocol Протокол Елемент протоколу — візуалізатор повідомлень програми, з підтримкою декількох режимів роботи.
Document Документ Елемент формування звітів, журналів та іншої документації на основі доступних даних.
Box Контейнер Містить механізм розташування-включення інших віджетів для формування нових, більш складних, віджетів та сторінок кінцевої візуалізації.
Function, у планах Функція API об'єктної моделі OpenSCADA Невізуальний віджет, на боці виконання, що дозволяє включати обчислювальні функції об'єктної моделі OpenSCADA до СВУ.

Модулем візуалізатору надається та використовується низка специфічних атрибутів загального характеру, інформацію про які наведено у таблиці. Ці атрибути автоматично створюються візуалізатором за їх відсутності та під час першого запуску, або створюються користувачем у кадрі вказаної області, за потреби.

Ідентифікатор (область) Ім'я Призначення
keepAspectRatio (головна сторінка) Зберігати пропорцію при масштабуванні Зберігати пропорцію сторінок при масштабуванні.
stBarNoShow (головна сторінка) Не показувати рядок статусу Приховати рядок статусу головного вікна.

Розглянемо реалізацію кожного примітиву більш детально.

3.1 Примітив елементарної фігури (ElFigure)

Реалізовано підтримку елементарних фігур: лінії, еліптичної дуги, кривої Без'є та заливка замкнених контурів кольором та зображенням; з властивостями:

  • Формування довільних зображень із трьох елементарних фігур та заповнень замкнених просторів кольором або зображенням.
  • Можливість визначення властивостей фігур як загалом, так і окремо для кожної: ширина, колір та стиль лінії, ширина та колір бордюру лінії, колір та зображення заповнення.
  • Довільне обертання загальної фігури довкола її центру.
  • Підтримка користувацьких атрибутів динамічних: точок, ширин, кольорів, стилів та зображень.
  • Формування подій за діями маніпулятором миші у замкненому просторі та загалом.

На рисунку представлено частину екрану з кадром, який містить елементарні фігури.

WebVision wvis run elfig.png


3.2 Примітив тексту (Text)

Реалізовано підтримку елементу тексту зі властивостями:

  • Шрифт зі властивостями: типу-класу, розміру, підсилення, нахилу, підкреслення та перекреслення.
  • Колір тексту.
  • Орієнтація тексту.
  • Автоматичний перенос за словами.
  • Вирівнювання тексту по горизонталі та вертикалі, з усіма варіантами.
  • Відображення фону у вигляді кольору та зображення.
  • Відображення бордюру довкола тексту з вказаним кольором, шириною та стилем.
  • Відображення HTML.
  • Доповнення тексту аргументами різного типу та властивостей.

На рисунку представлено частину екрана з кадром, що містить приклади тексту з використанням різних параметрів.

WebVision wvis run txt uk.png


3.3 Примітив елементу форми (FormEl)

Реалізовано підтримку елементів форми на кадрах СВУ із закладеними властивостями, включаючи наступні типи:

  • Редактор рядку — Представлено наступними видами: "Текст", "Combo", "Ціле", "Реальне", "Час", "Дата", "Час та Дата". Всі види редактору рядка підтримують підтвердження вводу.
  • Редактор тексту — Надає редактор плаского тексту з підтвердженням або відмовою від вводу.
  • Поле ознаки — Надає поле бінарної ознаки.
  • Кнопка — Надає кнопку з підтримкою кольору кнопки, зображення у кнопці та режимів:
    • стандартний;
    • перемикальний;
    • виклик меню;
    • виклик завантаження файлу;
    • виклик збереження файлу.
  • Вибір з переліку — Надає поле вибору елементу з переліку вказаних елементів.
  • Перелік — Надає поле переліку з контролем за поточним елементом.
  • Дерево — Надає елемент дерева з можливістю обрання елементів.
  • Таблиця — Надає елемент таблиці з можливістю вибору клітинок, рядків або стовпчиків, а також редагування вмісту клітинки.
  • Слайдер — Елемент слайдеру.
  • Прогрес-бар — Стрічка прогрес-бару (ідентично до Слайдер).

Реалізовано режими "Ввімкнено" та "Активний", а також передача змін та повідомлень у модель даних СВУ — рушій.

На рисунку представлено частину екрану з кадром, що містить вищеперелічені елементи форми.

WebVision wvis run formel uk.png


3.4 Примітив відображення медіа-матеріалів (Media)

Реалізовано підтримку елементу відображення медіа-матеріалів з властивостями:

  • Вказання джерела медіа даних: зображення або відео-матеріалу.
  • Перегляд зображень більшості відомих форматів з можливістю їх вписування у розмір віджету.
  • Програвання простих анімованих форматів зображень та відео з можливістю управління швидкістю програвання (недоступно).
  • Програвання повноформатного відео та аудіо (недоступно).
  • Відображення фону у вигляді кольору та зображення.
  • Відображення бордюру по периметру віджету, з вказаним кольором, шириною та стилем.
  • Формування активних областей та генерація повідомлень при їх активації.

На рисунку представлено частину екрану з кадром, що містить приклади перегляду/програвання медіа-даних.

WebVision wvis run media.png


3.5 Примітив побудови діаграм (Diagram)

Реалізовано підтримку елементу побудови діаграм для типів "Графік", "Спектр" та "XY", з властивостями:

  • Загальні властивості типів діаграми "Графік", "Спектр" та "XY":
    • можливість вибору архіватору, буферу архіву або всіх даних, при роботі з архівними даними;
    • адаптація графіку параметра до реальних значень даних шляхом підлаштування шкалы, у випадку відсутності прямо вказаного діапазону значень;
    • управління масштабом шкали значень шляхом збільшення, зменшення та зсуву;
    • широкий діапазон масштабування та адаптації шкали часу з автоматичним приведенням запитаних даних до якості достатньої до відображення, або потрібної для експорту — вказанням граничної кількості вимірів у пікселі;
    • відображення розмірної ґратки та маркерів по горизонталі та вертикалі з адаптацією до діапазону відображення;
    • слідкуючий режим за поточним часом шляхом періодичного оновлення та зміщення часу діаграми до поточного часу — часу останніх даних у буфері архіву.
  • Властивості типу діаграми "Графік":
    • побудова графіків до 100 параметрів на одній діаграмі у процентній шкалі та можливістю відображення обраних параметрів у власній шкалі;
    • побудова графіку для: поточних, архівних та користувацьких даних;
    • формування проміжного буферу відображення для поточних значень;
    • підтримка активного режиму з курсором та отриманням значень під курсором;
    • можливість побудови графіків як у лінійній, так і логарифмічній шкалі значень.
  • Властивості типу діаграми "Спектр":
    • побудова графіків частотного спектру параметрів до 100 на одній діаграмі у процентній шкалі та можливістю відображення обраних параметрів у власній шкалі;
    • побудова графіку для: архівних та користувацьких даних;
    • підтримка активного режиму з курсором та отриманням значень під курсором.
  • Властивості типу діаграми "XY":
    • побудова XY графіків параметрів до 50 на одній діаграмі у процентній шкалі та можливістю відображення обраних параметрів у власній шкалі;
    • побудова графіку для: поточних, архівних та користувацьких даних;
    • формування проміжного буферу відображення для поточних значень;
    • параметри розподіляються парами на графік, де парні за осі Y (0,2,4...) та непарні за осі X (1,3,5...);
    • можливість побудови графіків як у лінійній, так і логарифмічній шкалі значень.

На рисунку представлено частину екрану з кадром, що містить приклади діаграм: "Графік", "Спектр" та "XY".

WebVision wvis run diag.png


3.6 Примітив формування протоколу (Protocol)

Реалізовано підтримку елементу формування протоколу з властивостями:

  • Формування протоколу з архіву повідомлень на вказаний час та глибину.
  • Запит даних з вказаних архіваторів повідомлень.
  • Вибірка даних з архівів за рівнем важливості та шаблоном категорії повідомлень.
  • Підтримка режиму слідкування за появою повідомлень у архіві повідомлень.

На рисунку представлено частину екрану з кадром, що містить приклад протоколу.

WebVision wvis run prot uk.png


3.7 Примітив формування звітної документації (Document)

Реалізовано підтримку елементу формування звітної документації з властивостями:

  • Гнучке формування структури документу на основі мови гіпертекстової розмітки, що надає підтримку широких можливостей форматування документів.
  • Формування документів за командою або розкладом, що необхідно для формування звітної документації до архіву, з подальшим переглядом архіву.
  • Формування документів у режимі реального часу, для надання їх повністю динамічно та на основі архівів за вказаний час.
  • Використання атрибутів віджету для передачі у документ значень та адрес на архіви, що дозволяє використовувати віджет документу як шаблон, при формуванні звітів з іншими вхідними даними.

У основі будь-якого документу лежить XHTML-шаблон. XHTML-шаблон це тег "body" WEB-сторінки, що містить статику документу у стандарті XHTML 1.0 та елементи виконувальних інструкцій на мові користувацького програмування OpenSCADA, у вигляді <?dp {procedure} ?>. Результуючий документ формується шляхом виконання процедур та вставки їх результату у документ.

Джерелом значень виконуваних інструкцій є атрибути віджету цього примітиву, а також всі механізми мови користувацького програмування OpenSCADA. Атрибути можуть додаватися користувачем та лінкуватися на реальні атрибути параметрів або-ж бути автономними, значення яких будуть формуватися у процедурі віджету. У випадку зі злінкованими атрибутами, значення можуть вийматися з архіву-історії.

На рисунку представлено кадр, який містить приклад документу.

WebVision wvis run doc uk.png


3.8 Примітив контейнеру (Box)

Реалізовано підтримку примітиву контейнеру, що, за сумісництвом, виконує роль сторінок проектів. Даний примітив є єдиним елементом-контейнером, який може включати у себе посилання на кадри з бібліотеки, формуючи тим самим користувацькі елементи потрібної конфігурації. Примітив реалізує передбачені проектом властивості. Перелічимо, по пунктах, властивості даного примітиву:

  • Контейнер — Дозволяє формувати потрібні об'єкти шляхом групування базових у межах даного примітиву.
  • Сторінка — Елементи, побудовані на даному примітиві, можуть виконувати роль сторінки користувацького інтерфейсу.
  • Контейнер сторінок — Властивість заміщення, у процесі виконання, власного вмісту іншою сторінкою. Використовується для формування фреймів на сторінках користувацького інтерфейсу. Наприклад, головна сторінка типової SCADA-системи з об'єктами сигналізації будується саме таким чином.
  • Фон — Підтримує можливість указання фону у вигляді кольору та зображення.
  • Бордюр — Підтримує можливість зображення бордюру з вказаним кольором, товщиною та стилем.


4 Загальна конфігурація модуля

Для налаштування загальної поведінки, модулем надається можливість налаштування низки параметрів за посередництвом інтерфейсу управління OpenSCADA (рис.4):

  • Час життя сеансів, у хвилинах.
  • Обмеження на загальну кількість сеансів.
  • Рівень компресії PNG-зображень. Більш оптимальним є мінімальний рівень 1, оскільки без стиснення виходять великі файли, а більші рівні стиснення створюють більш високе навантаження на процесор.
Рис.4. Сторінка конфігурації модуля.

5 Зауваження

На цьому етапі модуль може бути використаний для побудови реальних інтерфейсів користувача з підтримкою основних функцій. Однак, окремі проблеми можуть виникати як з причини недопрацьованості, так й різниці браузерів. На цей час достатньо якісно забезпечено працездатність на браузерах: Chromium (Google Chrome), FireFox, Opera, Konqueror.