24.2. Орс da-сервер
Сервер ОРС DA є найширше використовуваним в промисловій автоматизації. Він забезпечує обмін даними (запис і читання) між клієнтською програмою і фізичними пристроями. Дані складаються з трьох полів: значення, якість і тимчасова мітка. Параметр якості даних дозволяє передати від пристрою клієнтській програмі інформацію про вихід вимірюваної величини за межі динамічного діапазону, про відсутність даних, помилку зв'язку та інші.
Існують чотири стандартні режими читання даних з ОРС-сервера:
синхронний режим: клієнт посилає запит серверу і чекає від нього відповідь;
асинхронний режим: клієнт відправляє запит і відразу ж переходить до виконання інших завдань. Сервер після виконання функції запиту посилає клієнтові повідомлення і той забирає надані дані;
режим підписки: клієнт повідомляє серверу список тегів, значення яких сервер повинен відправляти клієнтові тільки у разі їх зміни. Для того, щоб шум даних не був прийнятий за їх зміну, вводиться поняття «Мертвої зони», яка злегка перевищує максимально можливий розмах перешкоди;
режим оновлення даних: клієнт викликає одночасне читання всіх активних тегів. Активними називаються всі теги, окрім позначених як «пасивні». Таке ділення тегів зменшує завантаження процесора оновленням даних, що приймаються з фізичного пристрою.
У кожному з цих режимів дані можуть читатися або з кеша ОРС-сервера, або безпосередньо з фізичного пристрою. Читання з кеша виконується набагато швидше, але дані до моменту читання можуть застаріти. Тому сервер повинен періодично освіжати дані з максимально можливою частотою. Для зменшення завантаження процесора використовують параметр частоти оновлення, який може бути встановлено для кожної групи тегов індивідуально. Крім того, деякі теги можна зробити пасивними, тоді їх значення не оновлюватимуться даними з фізичного пристрою.
Запис даних у фізичний пристрій може бути виконано тільки двома методами: синхронним і асинхронним і причому виконується відразу в пристрій, без проміжної буферизації. У синхронному режимі функція запису виконується до тих пір, поки з фізичного пристрою не поступить підтвердження, що запис виконано. Цей процес може займати багато часу, протягом якого клієнт знаходиться в стані очікування завершення функції і не може продовжувати виконання своєї роботи. При асинхронному записі клієнт відправляє дані серверу і відразу продовжує свою роботу. Після закінчення запису сервер відправляє клієнтові відповідне повідомлення.
ОРС DA-сервер може мати (не обов'язково) призначений для користувача інтерфейс, який дозволяє виконувати будь-які допоміжні функції для полегшення роботи з устаткуванням.
Відповідно до стандарту, ОРС-сервер під час інсталяції автоматично реєструється в реєстрі Windows. Запуск сервера здійснюється так само, як будь-якої іншої програми, або автоматично з клієнтської програми.
На рис. 24.1 показано діалогове вікно ОРС-сервера. Сервер дозволяє виконати пошук фізичних пристроїв, підключених до СОМ-ПОРТУ комп'ютера.
Рис. 24.1. Приклад діалогового вікна ОРС-сервера.
На рис. 24.1 вікно сервера зліва показує, що до комп'ютера підключено три модулі введення: NL16HV, NL8TI і NL8AI. Для зручності представлення вимірюваних величин (тегів) на об'єкті автоматизації імена тегів можуть бути складеними і шлях до тегу може бути представлений у вигляді дерева, як показано на рис. 24.1. Ім'я виділеного на малюнку тега виглядає як «NL8TI.Laboratory32.Top.Vin4». Всі імена і їх структура задаються за допомогою засобів вікна ОРС-сервера.
При використанні ОРС-клієнта (наприклад, SCADА), імена тегів, доступні через ОРС-сервер, представляються в аналогічній формі у вікні навігатора тегов (рис. 24.2). Клієнт показує всі ОРС-сервери, встановлені на комп'ютерах і доступні через мережу Ethernet, і дозволяє використовувати всі теги цих серверів.
Рис. 24.2. Приклад діалогового вікна навігатора тегів ОРС-кліента
Приклади архітектури систем, що включають ОРС-сервери і ОРС-клієнти, показані на рис. 24.3 і 24.4. Як ОРС-клієнт може виступати програма на мові С++ (наприклад, SCADA-пакет) або програма на мові Visual Basic, VBA, Delphi або будь-яка інша програма, що підтримує впровадження СОМ-ОБ'ЕКТІВ (рис. 16.3). Програма на мові C++ взаємодіє з ОРС-сервером через інтерфейс ОРС Custom, а програма на Visual Basic, VBA, Delphi — через інтерфейс автоматизації ОРС Automation. ОРС-сервер і ОРС-клієнти можуть працювати тільки на комп'ютерах і контролерах з операційними системами, що підтримують технологію DCOM (наприклад, Windows ХР і Windows CE).
ОРС-сервер підключається до фізичних пристроїв будь-яким способом; ці способи стандартом не передбачені. Наприклад, сервер NLopc фірми НІЛ АП використовує для кожного фізичного пристрою свій драйвер (рис. 24.3).
Клієнтська програма і ОРС-сервер можуть бути встановлені на одному і тому ж комп'ютері, як показано на рис. 16.3, або на різних комп'ютерах мережі Ethernet (рис. 24.4). За наявності декількох комп'ютерів кожен з них може містити ОРС-сервер і підключені до нього фізичні пристрої.
Рис. 24.3. Простій приклад взаємодії прикладних програм і фізичних пристроїв через ОРС-сервер на одному комп'ютері.
У такій системі будь-який ОРС-клієнт з будь-якого комп'ютера може звертатися до будь-якого ОРС-серверу, зокрема до розташованого на іншому комп'ютері мережі. Це досягається завдяки технології DCOM, що використовує видалений виклик процедур (RPC — Remote Procedure Call). Наприклад, SCADA на рис. 24.4 може звернутися за даними до модуля введення-виводу шляхом, вказаним на рис. 24.4 штриховою лінією. Звернемо увагу, що комп'ютери і контролери в такій архітектурі можуть працювати з різними промисловими мережами. Обмін даними з ПЛК, що працюють з ОС Windows СЕ, виконується точно так, як з комп'ютерами.
Рис. 24.4. Приклад застосування ОРС-технології для мережевого доступу до даних в системах автоматизації
У такій системі будь-який ОРС-клієнт| з будь-якого комп'ютера може звертатися | до будь-якого ОРС-серверу|, зокрема до розташованого | на іншому комп'ютері мережі|. Це досягається завдяки технології DCOM|, що використовує |віддалений| виклик процедур (RPC| — Remote| Procedure| Call|). Наприклад, SCADA| на мал. 24.4 може звернутися за даними до модуля введення-виводу за напрямком|, вказаному на мал. 24.4 штриховою лінією. Звернемо увагу, що комп'ютери і контроллери в такій архітектурі можуть працювати з| різними промисловими мережами||. Обмін даними з| ПЛК, що працюють з| ОС Windows| СЕ|, виконується так само, як і з іншими комп'ютерами.
При використанні устаткування різних виробників на комп'ютері (контролері) може бути встановлено декілька ОРС-серверів різних виробників, проте ОРС-сервер монопольно займає СОМ-порт комп'ютера (оскільки безперервно виконує оновлення даних), тому число портів повинне бути рівне числу ОРС-серверів. Для нарощування кількості СОМ-ПОРТІВ можна використовувати перетворювачі інтерфейсу USB в RS-232. До різних портів комп'ютера можуть бути підключені різні промислові мережі. В цьому випадку ОРС-сервери виконують функцію міжмережевих шлюзів.
24.3. OPC-HDA-сервер
Завданням ОРС HDA-сервера| (сервера передісторії процесу) є| надання клієнтській програмі єдиного інтерфейсу для обміну даними з будь-якими сховищами даних, у якості яких може бути| нестандартний файл з| даними, стандартна СУБД, ОРС DA-сервер| або інший ОРС HDA-сервер|. Стандарт розповсюджується|поширюється| тільки|лише| на інтерфейси для взаємодії HDA-сервера| з|із| клієнтськими програмами і не встановлює способів отримання|здобуття| або зберігання даних.
Специфікація ОРС HDA| встановлює стандарт на інтерфейси СОМ-ОБ'ЕКТА і методи його використання. Структура сервера і методи взаємодії з клієнтами |цілком| аналогічні загальній| ідеології ОРС і описаному вище ОРС DA| зокрема. Наприклад, ОРС клієнт може під'єднуватися до декількох ОРС HDA-серврів| різних виробників і бути встановлений| на різних комп'ютерах в мережі Ethernet|.
Існує два типи HDA-серверів|:
простій сервер даних передісторії для побудови| графіків (трендів);
сервер для зберігання даних в упакованому| вигляді| з | можливістю| їх обробки і аналізу. До функцій обробки і аналізу даних відносяться знаходження середнього, мінімального і максимального значення тощо. Робота з| даними полягає в зчитуванні, записі або зміні даних.
ЛЕКЦІЯ 25. МОДИФІКАЦІЇ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ОРС UA –СЕРВЕРІВ