1.2. Применение интернет-технологий

Когда часть компонентов системы автоматизации выходит за границы локальной сети и переходит на уровень глобальной сети WAN, стоимость каналов связи резко возрастает вследствие высоких тарифов на дальнюю телефонную связь. В этих условиях наиболее экономически выгодным оказывается применение интернета [Wang - Branch]. Стоимость его оказывается на порядки ниже благодаря коммутации пакетов, а не каналов, что позволяет существенно улучшить эффективность использования пропускной способности сети связи.

Вторым существенным преимуществом применения интернет-технологий в АСУ ТП является возможность использования на компьютере диспетчера любого веб-браузера (например, Internet Explorer), независимо от его производителя, типа аппаратной платформы или операционной системы. Например, компьютер диспетчера может работать под Windows, Linux, Unix, QNX, Windows CE и др.

Управление и мониторинг (наблюдение) через интернет привлекательны еще тем, что могут осуществляться из любой точки земного шара с помощью компьютера или мобильного телефона (коммуникатора). Такая возможность особенно важна для высшего руководства, которое часто бывает в командировках, а также для корпораций, имеющих подразделения в разных городах или странах.

Другими достоинствами автоматизированных систем, использующих интернет, являются:

• снижение стоимости функционирования АСУ ТП вследствие удаленного управления (отсутствует необходимость присутствия человека на трудно доступном объекте);

• снижение стоимости обслуживания благодаря удаленной диагностике, отладке и обновлению программного обеспечения через интернет - уменьшаются затраты на командировки;

• возможность контроля состояния производственного или технологического процесса или управления им через мобильный телефон;

• возможность автоматического вызова аварийной службы в случае срабатывания датчиков газа, дыма, пламени, затопления и пр.;

• широкий выбор готовых (имеющихся в продаже) технических решений, аппаратных и программных продуктов для работы с интернетом.

Этот же подход может использоваться и в интранете (интранет - это локальная сеть, которая содержит веб-сервер и работает по тем же протоколам, что и интернет).

1.2.1. Проблемы и их решение

При коммутации пакетов, используемой в интернете, необходима промежуточная буферизация данных, которая вносит в процесс доставки сообщений задержку неопределенной величины, а при переполнении промежуточных буферов возможны потери данных. Интернет имеет также низкую надежность связи и плохую защищенность от несанкционированного доступа.

В настоящее время активно разрабатываются методы обеспечения качества обслуживания QoS (Quality of Service), призванные ослабить остроту перечисленных проблем. Тем не менее, неопределенность времени доставкисообщений и наличие задержки являются основными недостатками связи через интернет. Частичным решением этой проблемы в системах мониторинга является посылка данных вместе с метками времени [Liu]. Синхронизировать метки можно с помощью системы GPS (Global Positioning System). Однако это не решает проблемы в задачах с реальным временем, например, когда интернет-канал входит в контур обратной связи.

Существует достаточно много областей, где указанные ограничения не являются существенными. Кроме того, в правильно спроектированной распределенной системе управления интенсивность информационного обмена между ее компонентами спадает по мере удаления компонентов друг от друга, достигая минимума для случая удаленного обмена через интернет. Обратные связи в такой системе являются только локальными, за исключением контура управления с диспетчером, где время доставки сообщений сравнимо со временем реакции человека.

Примером задачи управления, в которой не требуется гарантированное время доставки сообщений, является дистанционное управление системами вентиляции, кондиционирования и обогрева зданий [Lin]. В системе устанавливают датчики температуры наружного воздуха, температуры в комнатах, датчики тока исполнительных устройств, датчики влажности, датчики света, а также исполнительные устройства для подачи электроэнергии в здание, для включения/выключения вентиляторов, обогревателей, кондиционеров, осушителей, увлажнителей, приточной вентиляции, вентиляции внутри помещения.

Наиболее безопасным применением интернета являются системы мониторинга, например, публикация на вэб-страничке информации о параметрах технологического процесса, действиях оператора, а также сводных отчетов и графиков. Такая интернет-система может быть полностью автономной, поскольку перечисленные данные могут быть взяты непосредственно из базы данных АСУ ТП без воздействия на сам технологический процесс. Возможность работы с базами данных поддерживается всеми современными веб-серверами.