3.2. Властивості відкритих систем

Відкриті системи володіють наступними позитивними властивостями, завдяки яким системні інтегратори виявляють до них велику цікавість:

• модульність;

• платформенна незалежність;

• взаємозамінюваність з компонентами інших виробників;

• інтероперабельність (можливість спільної роботи) з компонентами інших виробників;

• масштабованість.

Відзначимо, що закриті системи теж можуть бути модульними, інтероперабельними, масштабованими. Відмінність відкритих систем полягає в тому, що всі перераховані властивості повинні виконуватися для компонентів, виготовлених різними виробниками і наявних у вільному продажі.

До систем з відкритою архітектурою пред'являють також загальноприйняті вимоги: економічності, безпеки, надійності, грубості (робастності), простоти обслуговування і відповідності умовам експлуатації, здібності до самодіагностики і наявності рекомендацій по ремонту. Система повинна забезпечувати максимальний час роботи без збою і відмови, а також мінімальний час, необхідний для виконання технічного обслуговування або ремонту.

Модульність — це здібність апаратного або програмного забезпечення до модифікації шляхом додавання, видалення або заміни окремих модулів (компонентів системи) без дії на її частину, що залишилася.

Модульність забезпечується при проектуванні системи на архітектурному рівні. Базою для побудови модульного програмного забезпечення є об'єктно-орієнтоване програмування. Головним досягненням у напрямі розвитку модульності програмного забезпечення АСУ ТП є виділення в ньому незалежних підсистем: програми в ПЛК, ОРС сервера, баз даних, операторського інтерфейсу і алгоритмічної частини, що реалізовується на мовах стандарту IEC 61131-3, а також ділення SCADA на серверну і клієнтську частини.

Платформенна незалежність. Можливість виконання програм на різних апаратно-програмних платформах забезпечує незалежність від постачальника цих платформ і дає наступні переваги:

• розширення вибору устаткування шляхом збільшення числа постачальників;

• незалежність від постачальника апаратного і програмного забезпечення. Відсутність цих властивостей приводить до того, що система, залежна від одного виробника, припиняє свій розвиток у випадках, коли фірма-виробник раптово йде з ринку, збільшує вартість продукту або знімає його з виробництва.

Застосування ОС Windows є одним з шляхів підвищення відкритості систем, оскільки ця операційна система може бути встановлена на максимальне число типів вироблюваних комп'ютерів. В даному випадку монополія фірми Microsoft компенсується її розмірами і стабільністю.

Платформенну незалежність програмних засобів і, як наслідок, підвищення відкритості забезпечує також мова Java, хоча вона і поступається C++ по швидкодії додатків.

Для поліпшення відкритості при компіляції виконуваних модулів програм важливо уникати «поліпшень» компілятора, застосування плагінів, надбудов, викачаних «звідкись з Інтернету», оскільки вони можуть зробити неможливим виконання програми на інших платформах.

Важливим кроком на шляху забезпечення платформенної незалежності з'явилося застосування Інтранет-технологій в автоматизації, коли передача інформації до робочої станції здійснюється за допомогою мови xml, а її представлення користувачеві виконується за допомогою будь-якого веб-браузера. Веб-браузер дозволяє в якості робочої станції АСУ ТП використовувати комп'ютер і операційну систему будь-якого виробника з наявних у вільному продажі.

Платформенною незалежністю володіє також база даних з мовою запитів SQL (Structured Query Language), якщо виключити з нього по можливості всі нестандартні розширення. Доступ до бази даних за допомогою SQL здійснимо незалежно від програмно-апаратної платформи, на якій вона знаходяться.

Взаємозамінюваність — це можливість заміни будь-якого модуля (компоненту) системи на аналогічний компонент іншого виробника, наявний у вільному продажі, і можливість зворотної заміни. Ця властивість дозволяє прискорити заміну модуля, що відмовив, поліпшити якість вже працюючої системи, виключити цінову залежність від постачальника.

Інтероперабельність — це здатність відкритих систем використовувати програми, що виконуються одночасно на різних платформах в загальній мережі, з можливістю обміну інформацією між ними. Інакше кажучи, програмні компоненти системи, розташовані на різних апаратних платформах в загальній мережі, повинні бути здатні працювати як частина єдиної системи.

Інтероперабельність важко досяжна, але вона забезпечує можливість вибирання апаратних і програмних засобів з величезної різноманітності, представленої на ринку, замість обмеженого вибору компонентів монопольного виробника закритої системи.

Відкрита інтероперабельна система повинна володіти здатністю комунікації і з іншими рівнями АСУ підприємства, забезпечуючи одночасно безпеку інформації, що поступає ззовні.

Одним з методів забезпечення інтероперабельності Windows і Unix платформ може бути застосування стандарту CORBA (Common Object Request Broker Architecture).

Масштабованість — це можливість застосування одного і того ж апаратного і програмного забезпечення (баз даних, призначених для користувача інтерфейсів, засобів комунікації) для систем різного розміру (великих і малих). Для забезпечення масштабованості досить, щоб програмне забезпечення великих і малих систем було сумісне по операторському інтерфейсу, мовам програмування, а також інтерфейсу з апаратними засобами і не вимагало додаткового навчання персоналу. Масштабована система повинна забезпечувати можливість простого нарощування функціональних можливостей і розмірів шляхом включення нових компонентів як в апаратну, так і програмну частину системи без модифікації старих, випробуваних програмних і апаратних модулів.

Масштабованість дозволяє застосовувати одні і ті ж апаратні і програмні засоби як для великих, так і для малих систем в межах однієї організації. Прикладом масштабованих програмних систем є сучасні SCADA-пакети TraceMode і MASTERSCADA, які продаються як єдиний пакет, але що має градації залежно від кількості тегів.

До появи відкритих систем забезпечення масштабованості досягалося шляхом проектування системи з великим запасом по габаритах, кількості слотів, інтерфейсів. Наращуваність відкритої системи має на увазі інший шлях, що не вимагає запасу ресурсів (і пов'язаних з ним надмірних фінансових вкладень). Зокрема, система, що володіє властивістю платформенної незалежності і інтероперабельності, вже є розширюваною, оскільки вона дозволяє додавати нове устаткування або замінювати старе новими модифікаціями, зокрема устаткуванням інших виробників.

Стандартність призначеного для користувача інтерфейсу. Відкриті системи повинні мати стандартний призначений для користувача інтерфейс, щоб виконати вимогу про можливість інтеграції з іншими системами (в даному випадку під «іншою системою» розуміється людина). Стандартизація призначеного для користувача інтерфейсу знімає необхідність навчання операторів при переході від однієї відкритої системи до іншої.