Введение

Данный релиз является плановым выпуском рабочей версии системы OpenSCADA, которые обычно осуществляются с периодичностью 3-4 месяца. Основной целью данного релиза является стабилизация и отработка ключевых функций перед выпуском следующей версии OpenSCADA продолжительной поддержки (LTS) 0.8.0. Кроме основных задач в рамках данного релиза проделана большая работа по стабилизации, чистке исходного кода, всестороннему расширению возможностей, а также опробование на встраиваемых и мобильных устройствах архитектуры ARM.

Данный документ является обработкой(компиляцией) документа "ChangeLog" системы OpenSCADA версии 0.7.2, который призван вкратце и наглядно осветить новые возможности. Детальнее ознакомиться с изменениями в системе OpenSCADA можно в файле "ChangeLog" из дистрибутива системы или здесь: http://wiki.oscada.org/Works/ChangeLog.

Ключевыми особенностями данной версии являются:

• Реализация плановых задач.
• Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы.
• Усовершенствование и стабилизация графической подсистемы.
• Расширение API пользовательского программирования.
• Общесистемные расширения.
• Публикация решений OpenSCADA.

Новые и обновленные модули:

• Archive.DBArch (0.9.5) — Добавлены лимиты запроса данных по времени запроса и ещё некоторые расширения.
• Archive.FSArch (1.5.0) — Повышение производительности чтения индексов файлов архивов значений. Адаптация хранения и чтения вещественного к ARM FPA. Добавлены лимиты запроса данных по времени запроса. Некоторые расширения. Значительная стабилизация.
• DB.FireBird (0.9.7) — Стабилизация.
• DB.MySQL (1.7.1) — Стабилизация.
• DB.PostgreSQL (0.9.2) — Стабилизация.
• DB.SQLite (1.6.4) — Стабилизация.
• DAQ.BFN (0.5.1) — Очистка кода.
• DAQ.BlockCalc (1.5.0) — Добавлено планирование вызовов по CRON. Добавлен запускающий и останавливающий вызов блоков. Стабилизация.
• DAQ.DAQGate (0.9.5) — Добавлено планирование вызовов по CRON. Стабилизация.
• DAQ.DCON (0.5.1) — Стабилизация.
• DAQ.DiamondBoards (1.2.5) — Добавлена возможность смены типа параметра. Стабилизация.
• DAQ.ICP_DAS (0.8.0) — Добавлена библиотека API "ICP DAS" libi8k.a для архитектуры ARM и включена возможность сборки модуля для ARM. Стабилизация.
• DAQ.JavaLikeCalc (1.9.5) — Добавлен прямой, динамический вызов библиотечных функций. Добавлено прямое объединение строковых констант. Добавлен условный вызов аргументов выражения (второго аргумента) с логическими операциями ||(OR) и &&(AND). Значительная стабилизация. Некоторые расширения.
• DAQ.LogicLev (1.2.0) — Стабилизация. Добавлена возможность смены типа параметра. Добавлено планирование вызовов по CRON. Некоторое расширение.
• DAQ.ModBus (1.2.0) — Добавлена поддержка типа параметра "Логический" для работы по шаблону параметра, а также функции пользовательского API для отправки произвольных-нестандартных ModBus-запросов из шаблонов. Добавлена и использована функция формирования сообщений о нарушениях в контроллере. Добавлена поддержка функций групповой записи (0x0F, 0x10). Значительная стабилизация.
• DAQ.OPC_UA (0.6.2) — Стабилизация. Адаптация хранения и чтения вещественного к ARM FPA.
• DAQ.SNMP (0.6.1) — Стабилизация. Некоторые улучшения.
• DAQ.Siemens (1.3.0) — Значительная стабилизация. Версия библиотеки LibnoDave обновлена до 0.8.4.6. Добавлено планирование вызовов по CRON. Добавлена функция переподключения для "Industrial Ethernet" соединений. Некоторые расширения.
• DAQ.System (1.7.5) — Стабилизация. Добавлено планирование вызовов по CRON.
• Transport.SSL (1.0.0) — Стабилизация. Некоторые улучшения.
• Transport.Serial (0.7.3) — Стабилизация.
• Transport.Sockets (1.5.0) — Значительная стабилизация.
• Protocol.HTTP (1.6.0) — Добавлена поддержка пользовательских шаблонов для внутреннего содержимого модуля. Добавлена генерация сообщений аутентификации пользователей. Добавлена поддержка всех основных вариантов завершения строки при разборе HTTP-запроса.
• Protocol.ModBus (0.6.3) — Стабилизация. Некоторые улучшения.
• Protocol.OPC_UA (0.6.2) — Стабилизация.
• Protocol.SelfSystem (0.9.5) — Стабилизация.
• Protocol.UserProtocol (0.6.2) — Стабилизация.
• Special.FLibComplex1 (1.1.0) — Добавлен прямой, динамический вызов библиотечных функций.
• Special.FLibMath (0.6.0) — Добавлен прямой, динамический вызов библиотечных функций.
• Special.FLibSYS (1.0.0) — Добавлен прямой, динамический вызов библиотечных функций.
• UI.QTCfg (2.1.0) — Стабилизация. Значительные расширения и улучшения. Реализация ряд функций для повышения удобства.
• UI.QTStarter (1.6.2) — Стабилизация. Шрифт сообщение в "сплеше" зафиксирован в размере 10 пикселов, для обеспечения единообразного отображения.
• UI.VCAEngine (1.2.0) — Стабилизация. Значительные расширения и улучшения.
• UI.Vision (1.2.0) — Значительная стабилизация. Значительные расширения и улучшения.
• UI.WebCfg (1.5.6) — Стабилизация.
• UI.WebCfgD (0.8.0) — Стабилизация. Значительные расширения и улучшения.
• UI.WebUser (0.6.2) — Стабилизация.
• UI.WebVision (1.0.0) — Значительная стабилизация. Значительные расширения и улучшения.

1 Реализация плановых задач

В соответствии с планом релиза были выполнены следующие задачи:

• Реализация механизма откатов изменений редактирования в Vision. — В рамках окна визуального редактирования виджетов реализован многоуровневый механизм отката изменений для всех основных операций: визуальное изменение геометрии, изменение значения атрибута виджета, добавление/удаление виджета, копирование виджета и редактирование виджетов на основе примитива "ElFigure".
• Адаптация системы OpenSCADA для работы на аппаратной платформе ARM. — В дополнении к первичной адаптации, в прошлом релизе, для планшета N800 (http://wiki.oscada.org/Works/Tests/ARM ) была выполнена сборка и адаптация OpenSCADA для сложного (очень старого) програмного окружения контроллера LP-5451, а так-же сборка для контроллера SMH2Gi и смартфонов фирма Nokia: N900, N950, N9. В рамках сборки и адаптации на различные мобильные устройства были выполнены следующие задачи:
  • DAQ.ICP_DAS: Добавлена библиотека API "ICP DAS" libi8k.a для архитектуры ARM и включена возможность сборки модуля для ARM.
  • SYS, DAQ.OPC_UA: Добавлены системные функции floatLE(), floatLErev(), doubleLE(), doubleLErev() для преобразования формата хранения вещественного числа на различных архитектурах.
  • SYS: Выполнена адаптация для сборки с GLibC версии меньше 2.5 (2.3.2).
  • Archive.FSArch:
    • Исправлено хранение вещественного числа формата LE в архиве, на архитектуре ARM.
    • В алгоритме быстрого подсчёта количества битов использовано функцию невыравненного чтения TSYS::getUnalign32().
    • Размер поля кодировки в плоском архиве сообщения расширен с 9 до 99 символов.

2 Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы

В процессе работ над данной версией, а также её практической адаптации, было обнаружено и исправлено в общей сложности около 170 ошибок. Так-же была продолжена работа по чистке кода от предупреждающих сообщений компилятора, с флагом "-Wall".

Перечислим наиболее существенные ошибки, исправление которых значительно отразилось на повышении стабильности:

• SYS:
  • Исправлены внеплановые вызовы по расписанию, связанные с рассинхронизацией значений функций time() и clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&sp_tm).
  • Исправлена проверка и ожидание потоков на доступность при перекрытии с остановкой предыдущего, одноимённого потока.
  • Отключено ожидание инициализации для отсоединяемых задач с целью предотвращения зависания на ожидании быстро закрываемых задач.
  • Исправлена работа функций невыравненного чтения getUnalign*() на ARM. Проблема обнаружена на PXA270.
• Archive.FSArch:
  • Исправлено чтение данных из буфера архива в соответствии с размером буфера в алгоритме быстрого вычисления количества битов.
  • Исправлено помещение смещения в кеш из алгоритма быстрого вычисления количества битов.
  • Исправлена некорректная обработка конца невыравненных блоков быстрого алгоритма подсчёта количества битов.
  • Добавлен монопольный ресурс к вызову функции calcVlOff() с целью предотвращения некорректной работы с кешем.
• Transport, DAQ.AMRDevs, DAQ.DCON, DAQ.ICP_DAS, DAQ.ModBus, DAQ.OPC_UA, Protocol.HTTP: Исправлено использование функции TTransportOut::messIO() при запросе хвоста и получении нулевого ответа.
• DAQ.ModBus, Transport.Serial, UI.WebCfg, UI.WebCfgD, UI.WebUser, UI.WebVision: Исправлено ошибочное использование символа завершения строки '\n' для множества программных платформ UNIX, MAC, DOS/Windows, путём замены на"\x0A" .
• Transport.*: Исправлено использование беззнакового типа в возврате функций read() и write(). Добавлены ресурсы к счётчикам входных/выходных запросов.
• Transport.Sockets: Исправлен пропуск инициализации размера возвратного значения для функции getsockopt().
• DAQ.JavaLikeCalc: Исправлено падение функции replace(), объекта "RegExp".
• DAQ.Siemens: Исправлено получение и запись значений вещественных типов. Исправлено переподключение в случае ошибки. Исправлено использование свойства размера целого, вещественного и строкового типов. Добавлена очистка связей параметра при его выключении.
• UI.Vision, UI.WebVision: Исправлен доступ за границу вектора при отрисовке графиков примитива "FormEls".
• UI.VCAEngine: Предотвращена возможность потери изменений в сервере визуализации при отображении в визуализаторах путём предварительного сохранения значения тактового счётчика в сервисном запросе "openList".
• UI.WebVision:
  • Исправлено открытие и замена корневой страницы.
  • Исправлена обработка масштаба вложенных страниц, с учётом масштаба корневой.

Оптимизация и повышение производительности:

• SYS: Механизм ресурса объекта "ResString" заменён с RW-блокировок на мютекс, с целью повысить производительность и сократить потребление памяти.
• Archive.FSArch: Обработка индексной таблицы архива значений значительно ускорена посредством использования быстрого алгоритма вычисления количества битов в 32-разрядном целом.
• UI.WebCfgD: Использован групповой запрос содержимого страниц для значительного повышения производительности на медленных и высоколатентных каналах.
• UI.Vision: Повышена производительность отрисовки заполнений примитива "ElFigure".
• UI.VCAEngine:
  • Выполнены мероприятия по повышению скорости запуска сеанса проекта в числе: пропущена инициализация базовых атрибутов ввиду их последующего наследования.
  • Удален перевод некоторых сообщений времени исполнения сеанса.
  • Реализовано включение только нужных страниц при запуске сеанса. Остальные страницы исполняющегося сеанса включаются по мере обращения к ним. Это позволило значительно повысить скорость запуска сеанса, а также уменьшить зависимость скорости запуска от сложности проекта визуализации.
  • Реализация архивного режима примитива "Документ" изменена на прямую работу с БД, что позволило расширить глубину архива до 1000000 документов и без ущерба для оперативной памяти.

3 Усовершенствование и стабилизация графической подсистемы

Заметная работа была выполнена в рамках графической подсистемы, а именно в модулях движка СВУ UI.VCAEngine, визуализаторов UI.Vision и UI.WebVision, а также конфигураторах. Внесённые изменения были направленны на стабилизацию, оптимизацию потребления памяти и улучшение пользовательских свойств.

Улучшения графической подсистемы:

• UI.VCAEngine, UI.Vision, UI.WebVision:
  • Исправлено обращение за границы массива (вектора) при построении трендов, примитива "Диаграмма".
  • Добавлено и реализовано свойство ширины графика, примитива "Диаграмма".
  • Добавлена периодическая проверка дерева виджетов страницы с целью обнаружения факта удаления виджетов, путём запроса полного перечня виджетов.
  • Реализовано отображение графиков, группы графиков примитива "Диаграмма" в шкале значения в случае отличия шкал всех графиков не более чем на 20%.
  • Добавлена и реализована возможность выбора режима подтверждения для элементов редактирования строки и текста примитива "Элементы формы".
  • Исправлена возможность потери некоторых изменений в модели, при отображении их в визуализаторах.
  • Добавлено и реализовано свойство количества значений на пиксел в графиках примитива "Диаграмма", с целью управления детализацией экспорта в CSV и т.д.
  • Реализована логарифмическая шкала значений для графиков примитива "Диаграмма".
  • Добавлено и реализовано свойство сохранения соотношения сторон главной страницы при разворачивании главного окна исполнения сеанса проекта.
• UI.VCAEngine:
  • Реализовано включение страниц сеанса проекта по надобности, с целью повышения скорости запуска и оптимизации использования оперативной памяти.
  • Примитив "Документ" переделан для ведения архивов, архивного режима, полностью в БД, а также добавлена функция пользовательского API для доступа к элементам архива.
  • Добавлена периодическая (30 минут) проверка и закрытие уже неиспользованных (потерянных) сеансов проектов.
  • Удалён предыдущий (противоречивый) механизм отката удаления вложенных виджетов и заменён полноценным механизмом откатов в визуализаторе UI.Vision.
  • Выполнена оптимизация использования памяти элементами сеанса до 20%.
  • Удалена поддержка первой, устаревшей, версии структуры БД среды визуализации.
  • Добавлено ограничение на время генерации документов в примитиве "Документ" в 5 секунд.
  • Добавлена поддержка типа атрибутов "Объект" и "Текст".
  • Отключена принудительная инициализация новых пользовательских атрибутов в EVAL.
  • Примитив "Документ" переключен в режим полного разбора XML с целью полноценного сохранения разметки XHTML.
  • Добавлена индикация состояния корректности ссылок в виде "(+)" в конце.
• UI.Vision:
  • Добавлена реализация полноценных откатов и повторов изменений при визуальном редактировании виджетов.
  • Улучшения в отзывчивости и обновлении изменений в сеансе исполнения проекта: оптимизирована производительность отрисовки примитива "ElFigure", обработка изменения уровня виджета "geomZ".
  • Добавлен экспорт в CSV формат из примитивов "Диаграмма" и "Документ".
  • Введено ограничение на размер диалогов ввода и включено адаптивное определение их размеров по содержимому.
  • Полностью переписан механизм исполнения правил подсветки синтаксиса.
  • Добавлено создание нового сеанса после восстановления удалённого подключения и отсутствии предыдущего сеанса.
  • Фон окна редактируемого виджета установлен в шаблон QT::Dense7Pattern с целью устранения возможного перекрытия по цвету.
  • Добавлена обработка событий выбора виджета при нажатии в области скролинга, но за пределами виджета.
  • Примитив "Элементарная фигура":
    • Выполнена реорганизация операций из диалога свойств и контекстного меню с динамическими и статическими свойствами.
    • В процессе добавления фигуры реализована её отрисовка при перемещении курсора мыши.
• UI.WebVision:
  • Исправлена обработка масштаба вложенных кадров, а также пересмотрен механизм формирования-включения скрола.
  • Добавлена функция преобразования изображений на стороне сервера. Функцию преобразования использовано для изменения размера и обесцвечивания изображений неактивных кнопок.
  • Реализовано открытие малых окон вложенных страниц в виде DIV-блоков, что решает проблему блокировки и продолжительного открытия внешних окон многими браузерами.
  • Главная страница интерфейса отцентрована в окне браузера.
• UI.QTCfg:
  • Добавлено ограничение на высоту строк таблиц в половину высоты таблицы.
  • Введено ограничение на размер диалога ввода и включено адаптивное определение его размера по содержимому.
  • У элементов доступных для изменения высоты пользователем, для обеспечения работы везде, установлен фиксированный стиль "StyledPanel".
  • Добавлена функция полнотекстового редактирования текста ячеек таблиц.
  • Движок воспроизведения правил подсветки синтаксиса полностью переписан для упрощения и предотвращения скрытых ошибок.
• UI.WebCfgD:
  • Уменьшена яркость обесцвеченных-пассивных кнопок.
  • Все окна диалогов реализованы в виде DIV-блоков с целью исключить проблемы и задержки в открытии внешних окон различными браузерами.
  • Использован групповой запрос содержимого страниц для значительного повышения производительности на медленных и высоколатентных каналах.
  • Добавлена информация в строке статуса о текущем пользователе и возможность его смены.
  • Выполнена адаптация для работы в полную ширину экрана.

4 Расширение API пользовательского программирования

Было продолжено формирование объектного API пользовательского программирования, которое предусматривает интеграцию пользовательских функций в дерево объектов системы OpenSCADA. Кроме этого был внесен ряд изменений в существующие библиотеки функций пользовательского API.

В частности были осуществлены следующие изменения:

• SYS:
  • Добавлены функции работы с файлами: SYS.fileRead() и SYS.fileWrite().
  • К API объекта XMLNodeObj добавлена функция getElementBy() для поиска вложенных узлов по значению атрибута.
  • Добавлена функция осуществления кодирования текста между различными символьными кодировками.
  • Добавлена функция NodeObj.nodePath().
• TConfig, TBD, TTransportIn, TTransportOut, TUser, TGroup, TPrmTmplLib, TPrmTempl, TParamContr, TController, TVArchive, TVArchivator, TMArchivator: Добавлены функции пользовательского API cfg() и cfgSet() для доступа к конфигурации объектов (хранящейся в БД).
• DAQ:
  • Добавлена функция TController::alarmSet() для генерации типовых нарушений в объекте контроллера модулей подсистемы "Сбор данных".
  • Добавлена функция SYS.DAQ["Modul"]["Controller"]["Parameter"]["Attribute"].arch() для прямого обращения к объекту архива, связанного с атрибутом параметра.
  • Добавлены функции пользовательского API enable() и start() для прямого контроля за состоянием объекта контроллера.
• DAQ.JavaLikeCalc, Special.FLibComplex1, Special.FLibMath, Special.FLibSYS: Добавлена функция динамического вызова библиотечных функций SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_{Lib}"].funcId(prms, ...).
• Archive: Добавлены функции пользовательского API status(), end() и begin() для доступа к состоянию и свойствам объекта архиватора сообщений.
• DAQ.JavaLikeCalc:
  • Для типа данных "null" добавлена функция isEVal(), которая всегда возвращает "true".
  • К объектам библиотечных функций добавлена функция пользовательского API call().
• DAQ.ModBus: Добавлена функция пользовательского API messIO() в объект контроллера "ModBus" с целью предоставления возможности отправки нестандартных ModBus-запросов прямо из шаблона параметра.

5 Общесистемные расширения

В общесистемное API системы OpenSCADA были внесены значительные изменения и расширения с целью общей стабилизации и расширения:

• SYS:
  • Объект хранения строки с ресурсом "ResString" значительно расширен на предмет прозрачного преобразования из/в тип std::string.
  • Добавлена возможность сохранения в конфигурационный файл:
    • Добавлен префикс БД "<cfg>" для представления конфигурационного файла в роли источника загрузки/сохранения конфигурации.
    • Функции TDBS::dataSeek() и TDBS::dataDel() обновлены для строгой обработки конфигурационного файла.
    • Функция chkSelDB() адаптирована для поддержки записи в конфигурационный файл.
    • Добавлено сохранение больших и многострочных значений полей конфигурации в текстовом поле отдельного тега конфигурационного файла.
  • Тип "long long", обычно 64-рязрядное целое заменён везде на более определённый "int64_t" на всех архитектурах.
  • Объекты потоков OpenSCADA жёстко слинкованы со своим потоком. Добавлена статистика загрузки и вызовов периодичных потоков.
  • Реализована возможность проверки загружаемых объектов на их отсутствие в БД и удаление. Функция проверки активируется только в случае прямой загрузки из БД.
  • Добавлена системная периодическая функция perSYSCall() вызова объектов подсистем и их модулей. Используется для сервисных целей ненагруженных и редких задач модулей и подсистем.
  • Функция тестирования выражения по шаблону перемещена в объект TRegExp.
  • SYS.XMLNode:
    • Полностью удалён код использования XML-парсера "Expat".
    • Добавлена возможность загрузки текстовых частей тега в отдельные-специальные теги, в полном режиме. Предназначено для полного сохранения конфигурации тега.
    • Добавлена возможность загрузки и сохранения блоков комментариев в отдельные-специальные теги, в полном режиме.
• DOC:
  • Выполнена проверка и исправление Английских текстов в ядре OpenSCADA. Обновлены переводы ядра OpenSCADA на Немецкий, Русский и Украинский языки.
  • Выполнена проверка и исправление Английских текстов модулей OpenSCADA. Обновлены переводы модулей OpenSCADA на Немецкий, Русский и Украинский языки.
  • Обновлены все основные документы на доступных языках: openscada.pdf, build.pdf, properties.pdf, "OpenSCADA API", "Про OpenSCADA", "Библиотека TechApp", "Quick Start", "WLib Основные", "WLib Элементы мнемосхем".
• Базы данных библиотек:
  • Библиотека основных визуальных элементов дополнена кадрами реализации редактирования и исполнения "Рецептов"-"Пользовательских программ".
  • К комплекту пакета библиотек добавлено библиотеку элементов Электрических схем.
  • Кадр главной страницы дополнен механизмом "проигрывания" моделей технологических процессов (ТП).
  • Модель промышленного котлоагрегата переведено на Английский и Украинский языки.
• DB: Добавлено временное ограничение в 5 секунд и поле указания начального смещения для запроса содержимого больших таблиц.
• DAQ: Добавлена возможность выбора типа атрибута шаблона "Объект". Предназначено в первую очередь для хранения внутренних данных в объекте и не может быть использовано как тип атрибута параметра объекта контроллера источника данных.
• TArchives: Добавлена возможность использования регулярных выражений при поиске по категории посредством "/match/"
• Transport: Типы форматов исходящих запросов расширены вариантами текста с разным завершением строки: LF, CR, CR/LF.
• DAQ, DAQ.DiamondBoards, DAQ.ModBus, DAQ.LogicLev: Добавлена возможность смены типа параметра для отключенных параметров многотиповых модулей подсистемы "Сбор данных".
• DAQ.LogicLev, DAQ.Siemens, DAQ.ModBus: В случае выполнения по расписанию в атрибут "f_frq" записывается время после последнего вычисления в отрицательном значении. Добавлены инициализирующие и останавливающие вызовы при включении/выключении параметра.
• TArchives, Archive.DBArch, Archive.FSArch: Добавлена временная граница при запросе сообщений из архива.
• SYS.TConfig, Archives, DAQ, Security, Transports, Archive.*, DAQ.*, Protocol.UserProtocol, Transport.*, UI.VCAEngine, UI.WebUser: Хранение строковых конфигурационных полей переведено в объект ресурсной строки "ResString".

6 Публикация решений OpenSCADA

В процессе осуществления работ над данным релизом на разных конференциях и выставках были представлены решения на основе проекта OpenSCADA:

• FOSS Sea 2011 — на конференции был зачитан доклад о решениях на основе OpenSCADA, а в холе был организован мини-стенд с решениями на основе OpenSCADA вживую.
• Международный инновационный форум 2011 — в составе стенда OOO НИП "ДІЯ" и Днепродзержинского Государственного Университета (ДГТУ) было представлено оборудование и материалы с решениями на основе OpenSCADA.
• 10 Всеукраинская Конференция разработчиков и пользователей свободного ПО — на конференции был зачитан доклад о решениях на основе OpenSCADA, а в холе был организован мини-стенд с решениями на основе OpenSCADA вживую.
• Дни разработчиков QT Qt Developer Days 2011 в Мюнхене и Сан-Франциско: в рамках этих мероприятий в Qt Demo Pavilion состоялась демонстрация OpenSCADA посредством представления решений Динамическая модель парового котла №9 ДМК на ПК и Динамическая модель реального времени Анастасиевской ГЛКС на Nokia N9.

Заключение

Данным релизом системы OpenSCADA фактически завершена работа по адаптации на аппаратную архитектуру ARM, что выразится в предоставлении и публикации официальных сборок релиза 0.7.2 для мобильных устройств.

Хотя выпуск данного релиза несколько запоздал и затянулся он всё же был тщательно подготовлен и станет хорошей основой для доводки кодовой базы проекта к предстоящему ответственному релизу 0.8.0 LTS. Кроме этого данный релиз можно использовать и для повсеместного внедрения и применения в ответственных задачах с последующим плавным переходом на 0.8.0 LTS после его выхода.

Последующие усилия разработчиков будут направлены на завершения плановых заданий и подготовке к выпуску релиза OpenSCADA продолжительной поддержки (LTS) версии 0.8.0.

Изменения

• 24.10.2010 - Промышленный релиз 0.7.0.
• 19.12.2010 - Первое плановое обновление промышленного релиза. Исправлено порядка 30 ошибок.
• 01.03.2011 - Второе плановое обновление промышленного релиза. Исправлено более 30 ошибок.
• 09.05.2011 - Третье плановое обновление промышленного релиза. Исправлено более 30 ошибок.
• 09.07.2011 - Четвёртое плановое обновление промышленного релиза. Исправлено более 15 ошибок и добавлены некоторые улучшения.
• 12.10.2011 - Пятое плановое обновление промышленного релиза. Исправлено более 50 ошибок и добавлены некоторые улучшения.

Введение

Релиз открытой SCADA(Supervisory control and data acquisition) системы версии 0.7.0 является первым стабильным промышленным релизом, что связано с завершением стадии бета-тестирования, начатой с версии 0.6.4.

Основной целью данного релиза является предоставление сообществу пользователей и разработчиков свободного программного обеспечения (ПО) платформы для построения решений комплексных систем автоматизации и других смежных решений, а также предоставления коммерческих услуг на основе проекта OpenSCADA.

Данный релиз является первым стабильным релизом, для которого предоставляется техническая поддержка от разработчиков и для которого планируется выпуск исправлений в течении продолжительного времени.

Данный документ является обработкой(компиляцией) документа "ChangeLog" системы OpenSCADA версии 0.7.0, который призван вкратце и наглядно осветить новые возможности системы OpenSCADA. Детально ознакомиться с изменениями в системе OpenSCADA можно в файле "ChangeLog" из дистрибутива системы или здесь: http://wiki.oscada.org/Works/ChangeLog.

Ключевыми особенностями данной версии являются:

• Реализация плановых задач.
• Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы.
• Усовершенствование и стабилизация СВУ.
• Формирование и стабилизация API пользовательского программирования.
• Общесистемные расширения.
• Значительные улучшения и исправления отдельных модулей.
• Формирование документации и переводы документации и интерфейса.
• Унификация демонстрационной БД.

Новые и обновленные модули:

• Archive.FSArch - 1.3.1 -> 1.4.1, исправления и улучшения для повышения производительности
• Archive.DBArch - 0.9.0 -> 0.9.2, исправления и некоторые улучшения
• DB.DBF - 2.0.1 -> 2.0.2, исправления
• DB.MySQL - 1.6.1 -> 1.6.2, некоторые улучшения
• DB.SQLite - 1.6.1 -> 1.6.2, улучшения
• DB.FireBird - 0.9.1 -> 0.9.5, значительные улучшения
• DB.PostgreSQL - 0.9.0, новый модуль
• DAQ.DiamondBoards - 1.2.0 -> 1.2.1, адаптация к изменению API
• DAQ.System - 1.7.0 -> 1.7.2, очистка кода и адаптация к изменению API
• DAQ.BlockCalc - 1.2.1 -> 1.4.0, улучшения и исправления
• DAQ.JavaLikeCalc - 1.5.0 -> 1.8.0, значительные улучшения, исправления и оптимизация
• DAQ.LogicLev - 1.0.1 -> 1.1.2, улучшения и исправления
• DAQ.SNMP - 0.4.0 -> 0.4.1, адаптация к изменению API
• DAQ.Siemens - 1.2.1 -> 1.2.3, исправления и адаптация к изменению API
• DAQ.ModBus - 1.0.1 -> 1.1.1, исправления и улучшения
• DAQ.DCON - 0.3.0 -> 0.3.3, исправления и улучшения
• DAQ.ICP_DAS - 0.5.0 -> 0.7.2, значительные улучшения и исправления
• DAQ.DAQGate - 0.8.0 -> 0.9.1, значительные улучшения и исправления
• DAQ.SoundCard - 0.6.0 -> 0.6.1, адаптация к изменению API
• DAQ.OPC_UA - 0.6.0, новый модуль
• Transport.Sockets - 1.4.0 -> 1.4.5, улучшения и исправления
• Transport.SSL - 0.8.2 -> 0.9.5, улучшения и исправления
• Transport.Serial - 0.5.0 -> 0.7.1, значительные улучшения и исправления
• Protocol.HTTP - 1.4.1 -> 1.5.0, значительные улучшения
• Protocol.SelfSystem - 0.9.1 -> 0.9.3, исправления и адаптация к изменению API
• Protocol.UserProtocol - 0.6.0, новый модуль
• Protocol.ModBus - 0.5.0 -> 0.6.1, исправления и улучшения
• Protocol.OPC_UA - 0.6.0, новый модуль
• Special.FLibComplex1 - 1.0.4 -> 1.0.6, исправления и улучшения
• Special.FLibMath - 0.5.1 -> 0.5.2, адаптация к изменению API
• Special.FLibSYS - 0.9.0 -> 0.9.2, исправления и улучшения
• Special.SystemTests - 1.3.7 -> 1.5.0, переработка и унификация тестов
• UI.QTStarter - 1.5.3 -> 1.6.0, улучшения
• UI.QTCfg - 1.8.1 -> 1.9.0, значительные улучшения и исправления
• UI.WebCfg - 1.5.3 -> 1.5.4, исправления и адаптация к изменению API
• UI.WebCfgD - 0.6.2 -> 0.6.5, исправления
• UI.VCAEngine - 0.9.0 -> 1.0.0, значительные улучшения, исправления и оптимизация
• UI.Vision - 0.9.0 -> 1.0.0, значительные улучшения, исправления и оптимизация
• UI.WebVision - 0.7.0 -> 0.9.0, значительные улучшения и исправления
• UI.WebUser - 0.6.0, новый модуль

1 Реализация плановых задач

В соответствии с планом релиза были выполнены следующие задачи:

• Реализация примитивов "Связь" и "Функция" СВУ. - Ввиду непринципиальности для промышленного релиза и невостребованности на данный момент эта задача была вынесена за пределы первого промышленного релиза.
• Стабилизация и выпуск промышленной ветки OpenSCADA. - Проделана большая работа по стабилизации и оптимизации промышленного релиза, о чём подробнее в следующем разделе.
• Реализация модуля БД ОДБС, PostgresSQL и транспортного модуля БД. - Максимом Лысенко была выполнена реализация модуля БД "PostgresSQL". Реализация модуля БД "ODBC" была признана нецелесообразной, поскольку технология "ODBC" фактически является интерфейсом SQL-запросов, который не учитывает особенностей SQL-диалектов реальных БД, а значит не может прямо, без оглядки на тип БД, использоваться в OpenSCADA при решении её основных задач. Перспектива использования "ODBC" остаётся для реализации доступа к БД, у которых нет "родного" API прямого доступа к БД, но есть драйвер ODBC, или для предоставления простого интерфейса SQL-запросов в OpenSCADA. Реализация транспортного модуля БД была вынесена за пределы первого промышленного релиза.
• Реализация нового механизма/модуля тестов системы OpenSCADA. - Для выполнения внутрисистемных тестов OpenSCADA механизм модуля тестирования был реализован в виде функций пользовательского API, что с одной стороны сохранило возможность автономного вызова статичных тестов и с другой стороны предоставило возможность вызова тестов по одному, вручную, а также из пользовательских скриптов в любом порядке и в нужном количестве отдельных задач.

2 Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы.

В процессе работ над данной версией, а также её практической адаптации, было обнаружено и исправлено в общей сложности около 200 ошибок.

Кроме исправления множества ошибок была проделана работа по оптимизации различных компонентов OpenSCADA. Особенно заметной оптимизации по-прежнему подверглась среда визуализации и управления (СВУ) и её визуализаторы.

Перечислим наиболее существенные ошибки, исправление которых значительно отразилось на повышении стабильности:

• Общесистемные:
  • Исправлена некорректная установка политики реального времени для потоков. Не был установлен флаг потока PTHREAD_EXPLICIT_SCHED.
  • Исправлен контроль за двойным захватом ресурса в одном потоке и захват ресурса по таймауту.
  • Механизм предотвращения многократного запуска исправлен на предмет проверки PID заблокированного процесса по причине удаления системой lock-файлов из директории /tmp.
  • Отключена упаковка данных структуры классов с помощью #pragma pack(push,1) по причине появления неявной ошибки с зависанием одного из потоков и блокирования остальных в прошивке OpenSCADA для ПЛК LP8x81.
  • Код инициализации и обновления модулей обновлен для исключения двойной инициализации разделяемых библиотек.
  • Функция создания задачи исправлена для предотвращения падения при создании автоматически закрываемых задач при быстром закрытии.
  • Исправлено зависание функции cron() в случае указания пустого расписания.
• Транспорты:
  • Serial, DAQ.DCON, DAQ.ModBus: Транспорт последовательного интерфейса оптимизирован, сделан типовым и исправлен на предмет нескольких ошибок. Клиенты транспорта адаптированы для использования нового механизма.
  • Sockets, SSL: Исправлена возможность неполной записи функцией write(). При записи в сокет эта функция пишет только часть размером в свой буфер (50кБ). Для полной записи больших сообщений добавлен повтор записи.
  • Transport.SSL: Окончательно исправлено ожидание данных ответа сервера путём дожидания обработки данных в функции BIO_read().
  • Transport.Sockets: Исправлена обработка нулевого результата ожидания хвоста сообщений для исключения зависания на запросах в DAQ.System.HDDTemp.
  • Transport.Serial: Исправлено использование флага "CSTOPB" для указания количества стоп-битов.
• Сбор данных:
  • ModBus: Исправлена потеря ресурса во время сбора данных. По этой причине исключена возможность присвоения строки прямо к объекту ресурсной строки.
  • JavaLikeCalc: Исправлено использование функций для параметров контроллеров DAQ из IO функций для первого использования.
  • DAQ, BlockCalc, JavaLikeCalc, LogicLev, Siemens: Исправлено получение ошибочных данных по схеме резервирования в нерезервированных задачах и при отсутствии резервных станций.
• Protocol.HTTP, UI.WebCfg, UI.WebCfgD, UI.WebUser, UI.Vision: Значение HTTP-параметра "Content-Type" исправлено для элемента "Charset".
• UI.VCAEngine: Исправлено падение движка визуализации при изменении мутированных атрибутов, которые многократно унаследованы.

Оптимизация и повышение производительности:

• SYS.XML: Функция преобразования дерева XML в строку оптимизирована по времени.
• SYS.Archive: Добавлен механизм адаптивной генерации запросов к архивам различного качества в случае общего запроса. Предотвращает продолжительную обработку в случае запроса больших интервалов времени и наличия менее качественных архивов.
• DAQ, DAQ.DAQGate: Выполнена оптимизация запросов между резервными станциями по размеру запросов и по времени. Запрашиваются только архивные атрибуты параметров DAQ и атрибуты, запланированные к запросу.
• Archive.FSArch: Добавлено создание информационных файлов упакованных архивов без хранения этих данных в БД. Эта функция позволяет обеспечить быстрое подключение больших архивов к другим станциям.
• UI.Vision: В примитиве "ElFigure" для отрисовки вместо QImage использован QPixmap, что значительно повысило производительность.
• UI.Vision: Для построения изображения примитива "Diagram" использован QImage вместо QPicture, что значительно повысило производительность.
• TFunction, DAQ.JavaLikeCalc: Добавлен вложенный контекст функций с целью повышения производительности внешних вызовов.

Оптимизации использования памяти:

• SYS: Система переключена на использование традиционного "map" вместо "hash_map" во всех объектах с целью уменьшения потребления памяти.
• UI.VCAEngine: Объект атрибута "Attr" оторван от объекта "TCntrNode" с целью уменьшения потребления памяти до 25%.

3 Усовершенствование и стабилизация СВУ.

Заметные изменения были выполнены в рамках среды визуализации и управления (СВУ), а именно в модулях движка СВУ UI.VCAEngine, визуализаторов UI.Vision и UI.WebVision. Внесённые изменения были направленны на стабилизацию, оптимизацию потребления памяти и улучшение пользовательских свойств СВУ.

Улучшения СВУ:

• Добавлена полная поддержка вертикального масштабирования диаграмм.
• Добавлена поддержка альфа-канала в атрибуты цвета всех примитивов.
• UI.VCAEngine:
  • Включено и сделано безопасным наследование описания мутирующих атрибутов.
  • Добавлены новые функции пользовательского API для сеансов wdgAdd(), wdgDel(), link(), linkSet(). Добавление этих функций позволило реализовать концепцию полностью динамического формирования интерфейса пользователя.
  • Свойства прав доступа к виджету реализованы атрибутами "owner" и "perm" для повышения гибкости управления.
  • Добавлен механизм автоматического создания и запуска сеанса при загрузке.
• UI.Vision:
  • В инспектор атрибутов добавлена возможность групповой установки одноимённых атрибутов разных виджетов. Установка производится в групповом контейнере свойств инспектора атрибутов, который появляется при выделении одновременно нескольких виджетов.
  • В примитиве "ElFigure" для отрисовки вместо QImage использован QPixmap, что значительно повысило производительность.
  • Для построения изображения примитива "Diagram" использован QImage вместо QPicture, что значительно повысило производительность.
  • Добавлена поддержка свойств пользовательского интерфейса. Добавлено управление и сохранение размера иконок панелей инструментов.
  • Добавлена возможность копирования значений атрибутов и связей посредством контекстного меню инспекторов атрибутов и связей.
  • Добавлена функция поиска по элементу "TextEdit".
• UI.WebVision:
  • Добавлена поддержка поворота примитива "Text".
  • Добавлена генерация основных событий мыши. Для обработки некоторых событий добавлен стек функций обработчиков.
  • Для пользователя-отправителя адаптирован доступ к его сеансу и управление.

4 Формирование и стабилизация API пользовательского программирования.

В значительной степени было произведено формирование нового объектного API пользовательского программирования, которое предусматривает интеграцию пользовательских функций в дерево объектов системы OpenSCADA. Кроме этого, был внесен ряд изменений в существующие библиотеки функций пользовательского API.

В частности были осуществлены следующие изменения:

• SYS:
  • SYS, Special.FLibSYS: Объект пользовательского API XMLNodeObj перемещён в ядро OpenSCADA (файлы tvariant.h, tvariant.cpp).
  • Пользовательское системное API OpenSCADA основанное на объекте TCntrNodeObj расширено для контроля прав доступа пользователя.
  • Объект TAreaObj переименован в TArrayObj.
  • Свойства объектов, вызовы функций и обработка исключений пользовательского API унифицировано.
  • SYS.TVarObj: Добавлена функция propList() для возможности сканирования атрибутов.
• DAQ.JavaLikeCalc:
  • Функции пользовательского API добавлены: insert(), replace(), toReal(), toInt(), parse(), parsePath() и path2sep() в объект значения строкового типа.
  • Добавлена функция isEVal() к базовым типам, для обнаружения EVAL-значений.
• Special.FLibComplex1: Функция ПИД расширена новыми параметрами: Kd, Tzd и followSp. Удалён параметр Tf.
• Объектное API пользовательского программирования:
  • SYS: Функции пользовательского API: system(), message(), XMLNode(), cntrReq(), time(), localtime(), strftime(), strptime(), cron(), messDebug(), messInfo(), messNote(), messWarning(), messErr(), messCrit(), messAlert(), messEmerg() и strFromCharCode() добавлены в корневой объект ядра OpenSCADA.
  • DB: Функция пользовательского API SQLReq() добавлена в объект БД.
  • Transport: Функция пользовательского API messIO() добавлена для объекта исходящего транспорта.
  • UI.VCAEngine:
    • Функции пользовательского API: user(), alrmSndPlay() и alrmQuittance() добавлены в объект сеанса проекта.
    • В объект "Widget" добавлены функции пользовательского API: ownerSess(), ownerPage(), ownerWdg(), attrPresent(), attr(), attrSet(), wdgAdd(), wdgDel(), link() и linkSet().
    • Добавлен специальный атрибут "this" во все скрипты СВУ для доступа к объекту виджета и последующего вызова его функций пользовательского API.
  • Archives: Функция пользовательского API messGet() добавлена для объекта подсистемы "Архивы".
  • DAQ.Value: Добавлены функции пользовательского API get() и set() для атрибутов.

5 Общесистемные расширения.

В общесистемное API системы OpenSCADA были внесены значительные изменения и расширения с целью повышения функциональности и общей стабилизации:

• SYS:
  • Добавлен механизм предотвращения повторного запуска в скрипты: demo-start и user-start.
  • Добавлены глобальные функции для создания (регистрации) taskCreate() и закрытия taskDestroy() потоков. Все компоненты OpenSCADA используют новое API.
  • Добавлены файлы debian/* для поддержки построения Debian пакетов.
  • Добавлена функция strParse() для расширения функции strSepParse() на предмет поддержки многосимвольных разделителей и объединения односимвольных.
  • Добавлена инфраструктура счётчиков отладки.
  • Добавлена возможность назначения процессоров для потоков OpenSCADA на много-процессорных системах и много-ядерных процессорах.
  • Добавлен менеджер задач. Добавлено поле идентификатора процесса потока в менеджер задач.
  • Для реализации специфических функций добавлена обёртка над задачами OpenSCADA. Добавлена обработка исключений "TError" для задач внутри обёртки.
  • Код ядра системы OpenSCADA помещён в область имён "OSCADA". Версия библиотеки ядра OpenSCADA повышена до 1:0:0.
  • Унифицированы права доступа ко всем элементам интерфейса управления.
  • Добавлена проверка на версию более 2.0 утилиты сборки libtool. Включена сборка только разделяемых библиотек для модулей.
  • Идентификатор модуля помещён в класс конструктора для упрощения инициализации перевода текстовых сообщений модулей.
  • Для всех переводов использовано параметры утилиты xgettext "-C --no-location --no-wrap -k_". Использовано для очистки от мусора файлов переводов.
  • Версии API всех модульных подсистем установлено в 5.
• SYS.Function, DAQ.BlockCalc, DAQ.LogicLev, UI.VCAEngine: Добавлен механизм контроля за изменениями параметров контроллеров подсистемы "Сбор данных".
• DB:
  • Добавлено автоматическое открытие доступных таблиц по запросу к ним.
  • Добавлено управление транзакциями в функцию sqlReq(), а также добавлена функция transCloseCheck().
• TFunction, DAQ.JavaLikeCalc: Добавлен вложенный контекст функций с целью повышения производительности внешних вызовов.
• DAQ: Код ошибки добавлен в статус контроллера, что позволяет идентифицировать состояние и отображать его.
• Protocol, Transport, DAQ.ModBus, Protocol.UserProtocol: Добавлена функция itemListIn() для выбора элементов протокола. Добавлен выбор элементов протокола посредством функции TProtocol::itemListIn().

6 Значительные улучшения и исправления отдельных модулей.

В процессе работы над данным промышленным релизом значительных изменений, улучшений и стабилизации претерпели отдельные модули OpenSCADA:

• DB.MySQL:
  • Добавлена поддержка неограниченных значений типов данных "Вещественное" и "Целое".
  • Добавлено преобразование значения EVAL для вещественного типа.
• DB.SQLite: Улучшен механизм транзакций для поддержки внутрипользовательских SQL-запросов и закрытия старых транзакций.
• DB.FireBird: Добавлена поддержка многоязыковости текстовых переменных. Унифицирована поддержка транзакций.
• DAQ:
  • DAQGate: Добавлена поддержка возможности запроса отдельных атрибутов. Использовано для запроса архивируемых и часто запрашиваемых атрибутов. Все остальные атрибуты запрашиваются с периодом синхронизации путём полного запроса. Используется для уменьшения нагрузки и времени при обмене DAQGate с удалённой OpenSCADA станцией.
  • ICP_DAS: Добавлен статус DIP-переключателя для ПЛК LP-8781. Функции отправки сообщений по последовательному интерфейсу перемещены в общую функцию serReq() и все запросы используют её.
  • ModBus: Добавлены суффиксы "i2,i4,f,b0" к регистрам (R и RI) для гибкого доступа посредством различных типов данных.
  • JavaLikeCalc:
    • Добавлена поддержка обзорного цикла для сканирования свойств объекта "for( <i> in <obj> ) <code>;".
    • Свойства объектов, вызовы функций и обработка исключений пользовательского API унифицировано.
• Transport:
  • Serial:
    • Добавлена возможность выбора типа управления потоком. Поддерживается аппаратное (CRTSCTS) и программное (IXON IXOFF) управление потоком.
    • Добавлена поддержка режима модема для всех входных и выходных транспортов.
  • SSL:
    • Добавлена поддержка KeepAlive лимитов. Добавлена поддержка переподключения после потери соединения и для предотвращения потери сообщений.
    • Добавлено получение адреса отправителя.
  • SSL, Sockets: В исходящий транспорт добавлены тайминги для отдельного управления временем соединения и временем ожидания последующих ответов.
  • Protocol.HTTP:
    • Добавлена функция исходящего протокола.
    • Добавлена поддержка автоматического входа.
• Archive.FSArch: Добавлено создание информационных файлов упакованных архивов без хранения этих данных в БД. Эта функция позволяет обеспечить быстрое подключение больших архивов к другим станциям.
• UI.QTCfg:
  • Добавлена подстройка строк для таблиц, после добавления новых строк. Добавлена поддержка копирования содержимого таблицы в буфер обмена.
  • Добавлена функция поиска по элементу "TextEdit".
  • Добавлена возможность копирования списка выбранных узлов.

7 Формирование документации и переводы документации и интерфейса.

Поскольку данный релиз позиционируется как промышленный релиз с продолжительным периодом поддержки, то к его выходу было закончено написание на Русском языке, а также перевод на Английский язык всей основной документации. Кроме того, завершён перевод интерфейса программы на Английский, Русский, Украинский и Немецкий языки:

• Добавлен перевод README на Украинский.
• Добавлен перевод документа DAQ и обобщающего документа на Английский.
• Добавлен документ "Быстрый старт".
• Выполнен перевод документа "Быстрый старт" на Английский язык.
• Общий документ "OpenSCADA" на Английском обновлен для включения частей "Быстрый старт" и DAQ.OPC_UA.
• Обновлен перевод интерфейса ядра системы на Русский, Украинский и Немецкий языки.
• Для всех переводов использовано параметры утилиты xgettext "-C --no-location --no-wrap -k_". Использовано для очистки от мусора файлов переводов.

8 Унификация демонстрационной БД.

В процессе подготовки промышленного релиза значительное внимание было уделено улучшению демонстрационной БД как яркой демонстрации функций системы OpenSCADA:

• Значительное обновление для поддержки новых возможностей и включения новых улучшений из системы автоматизации шаровых мельниц.
• Добавлена поддержка пользовательского вызова демонстрационной БД в полноценном режиме на запись.
• Добавлено масштабирование существующих элементов в случае отсутствия строк и колонок для обзорного кадра и сводной таблицы.
• Обновлено для включения новых моделей аппаратов технологических процессов и адаптации всех остальных моделей.
• Обновлено для:
  • Добавления объектов сигнализации компрессоров: KM201, KM301, KM202 и KM302.
  • Поддержки ручного ввода переменных с панели управления.
  • Обновления перевода.
  • Исправления нескольких ошибок.
• Скрипт главной страницы проекта переписан для использования новых функций пользовательского API.
• Использован новый механизм доступа к элементам пользовательского интерфейса. Предоставлен реальный доступ на чтение для простого пользователя ("user").

9 Решения, построенные на основе OpenSCADA

На основе проекта OpenSCADA построен фактически весь спектр решений автоматизации, которые ярко демонстрируют возможности, а также являются сигналом готовности системы для широкого промышленного применения.

В целом, на основе OpenSCADA авторами проекта решались задачи: полного динамического моделирования технологических процессов (ТП), управление ТП на уровне программируемого логического контроллера (ПЛК) и формирование человеко-машинного интерфейса ТП.

Моделирование ТП представлено решениями: «Библиотека моделей аппаратов технологических процессов», «Динамическая модель реального времени Анастасиевской ГЛКС» и «Динамическая модель парового котла №9 ДМК». Причём решение «Динамическая модель реального времени Анастасиевской ГЛКС» было положено в основу демонстрационной БД проекта и распространяется со всеми дистрибутивами OpenSCADA.

Сфера управления ТП на уровне программируемого логического контроллера (ПЛК) представлена решениями: «OpenSCADA в программируемом логическом контроллере (ПЛК)» и «Среда исполнения ПЛК LP-8x81 фирмы ICP DAS на основе OpenSCADA».

Сфера формирование человеко-машинного интерфейса ТП представлена решениями: «Библиотеки графических элементов пользовательских интерфейсов» и «АСУ ТП шаровых мельниц ШБМ 287\410 котлоагрегата БКЗ 160–100 ПТ».

Нужно также отметить наличие ряда решений, не вошедших в вышеприведенный перечень, и выполненных разработчиками системы для третьих лиц или непосредственно её пользователями.

Заключение

Система OpenSCADA готова для практического использования в сложных промышленных условиях и выполнения широкого спектра задач автоматического управления технологическими процессами.

С целью предоставления качественного сервиса на основе решений OpenSCADA, а также развития в направлении поддержки специализированного оборудования, протоколов и интерфейсов; разработчиками планируется и активно ведётся работа по формированию политики предоставления услуг на коммерческой основе. В число коммерческих услуг будет входить: техническая поддержка, консультации и целевая разработка расширений, интеграция и внедрение решений, а также разработка специализированных решений и продуктов на основе OpenSCADA.

Версия 0.7.0 предоставляет решения OpenSCADA только для платформы Linux x86 и x86_64. Для осуществления поддержки других аппаратных и программных платформ, запланированных проектом, работа будет продолжена. Так, к версии 0.8.0 планируется расширить поддержку аппаратных платформ минимум на платформу АРМ, как представителя RISC архитектур.

В появлении первой промышленной версии системы OpenSCADA активное участие приняли:

• Савоченко Роман: Основной объём работ по проектированию, разработке, документированию и тестированию.
• Лысенко Максим: Разработка примитива "Элементарная фигура" среды визуализации и управления (СВУ), создание модуля поддержки БД PostgreSQL и перевод большей части документации на Английский язык.
• Яшина Ксения: Разработка примитива "Элементарная фигура" СВУ.
• Попкова Ирина: Перевод интерфейса системы OpenSCADA и её модулей на Немецкий язык.
• Алмаз Каримов: Разработка модуля поддержки протокола DCON и активное тестирование.
• Попков Алексей: Активное тестирование и участие.
• Многие другие пользователи системы OpenSCADA, посредством всестороннего тестирования.

• Динамические модели технологических процессов и систем управления ими: Газо-лифтная компрессорная станция на шесть компрессоров, Многотопливный паровой котлоагрегат БКЗ-160.
• Модель и контроллер (ICP_DAS) САУ шаровой барабанной мельницы помола угля для котлоагрегатов ТЭЦ.
• OpenSCADA на мобильном устройстве: Nokia N800, N950.
• OpenSCADA на промышленных контроллерах: ICP_DAS LP-8781, LP-5141.

ICP_DAS

До последнего момента был ряд причин, препятствующих созданию сборки OpenSCADA для ARM-контроллеров ICP DAS:

• отсутствие на руках одного из ARM-контроллеров;
• неготовность OpenSCADA для работы на ARM-архитектуре;
• крайне устаревшее окружение Linux ARM-контроллеров фирмы "ICP DAS".

На данный момент все эти препятствия были устранены. Так, благодаря Петру Литковцу на руках появился контроллер LP-5141, а к этому моменту OpenSCADA в значительной степени была уже адаптирована к работе на ARM-архитектуре, посредством отработки и стабилизации на наладонном компьютере фирмы Nokia - N800. В последствии же работы с контроллером LP-5141 было устранено последнее препятствие путём обновления исходного программного окружения с сохранением изначального функционала.

В общем, целью данного проекта является отработка механизмов и создание сборки OpenSCADA для контроллеров семейства ARM фирмы "ICP DAS", а также создание прошивок под контроллеры "ICP DAS", которые будут попадать в руки разработчиков OpenSCADA.

1. ПЛК LP-5141

ПЛК конструктивно выполнен в виде моноблока, который не содержит встроенного УСО, а подключение внешнего осуществляется посредством встроенного интерфейса RS-485, например, в виде модулей серии I-7000 фирмы "ICP DAS".

Процессор контроллера имеет следующие технические характеристики:

2. Программное окружение на основе OpenSCADA.

Программное окружение, основанное на ОС Linux, для ARM контроллеров фирмы ICP DAS обычно имеет: ядро Linux 2.6.19, GLibC 2.2.5 и GCC 2.95. Для сборки стороннего ПО фирмой ICP-DAS предоставляется SDK с кросскомпилятором, набором библиотек и заголовков к ним (Linux toolchain). Как можно видеть, версии GLibC и GCC очень старые, а именно времён 2001 года. Сборка OpenSCADA в таком окружении фактически невозможна. Если использование GLibC версии 2.2.5 ещё возможно, то GCC версии 2.95 имеет C++ компилятор, который на сборке кода OpenSCADA просто рушится, а стандартная библиотека C++ или STL крайне ограничена и под неё требуется значительная и главное бессмысленная адаптация. По этой причине потребовалось обновление исходного программного окружения до версии GCC компилятора или библиотеки C++ не менее 3.

Поскольку внутренняя флешь-память имеет сравнительно небольшой объём (64 Мб), а полная пересборка исходного программного окружения контроллера — достаточно трудоёмкий процесс, то решено было обеспечить совместимость базовых библиотек нового и старого окружения. А именно, возможность использовать библиотеки вроде fontconfig, i8k из исходного окружения и работу программ исходного окружения с новыми библиотеками.

В процессе подбора нового программного окружения для процессора PXA-270 контроллера "ICP DAS" было опробовано несколько вариантов, поскольку часть из них обладала теми или иными недостатками:

• crosstool-0.43 — интересный хотя и устаревший проект (последняя версия 2006 года) по сборке Linux кроссокружения под нужное оборудование. Был отложен после нескольких неудачных попыток собрать новое окружение для работы с "Software FP" и "VFP". Как в последствии оказалось для объектных файлов исходного окружения некорректно показывается информация о якобы наличии там "Software FP" и "VFP", хотя на самом деле операции с вещественными числами там осуществляются посредством "FPA". Следовательно, можно в последствии вернуться к этому варианту.
• PXA-Linux Project — проект по созданию независимого набора инструментов Linux для сборки под процессор PXA. Имеет бинарную сборку 02-25-2005/bin/arm-linux-toolchain-bin-12-15-04-driscoll.tar.gz. Оказалось, что эта сборка собрана с "Software FP" и "VFP", а также имеет проблемы в виде отключения ряда расширение компилятора gcc, например: __attribute__((packed)).
• Voipac — бинарная сборка инструментов кросскомпиляции (arm-linux-gcc-3.4.1.tar.gz) от фирмы "Voipac" для собственного оборудования на процессоре PXA-270. Данный набор подошёл идеально по всем параметрам и последующая сборка проводилась с помощью него.

Результирующее окружение контроллера с OpenSCADA было сформировано путём замены базовых библиотек исходного окружения на библиотеки из набора инструментов от "Voipac", сборки OpenSCADA и помещения файлов OpenSCADA в дерево исходного окружения.

OpenSCADA была собрана с отключением ряда библиотек и модулей. Так, были собраны и проверены модули и функции OpenSCADA:

• Ядро OpenSCADA — собрано с библиотекой LibGD2 (работа проверена). В процессе проверки и адаптации расширены функции хранения конфигурации OpenSCADA в конфигурационном файле.
• DB.SQLite — БД SQLite (работа проверена). Собрана библиотека и модуль OpenSCADA для работы с БД SQLite. В процессе проверки обнаружена и выполнен обход ошибки в GLibC 2.3.2, связанной с отсутствием проверки на взаимо-блокирование "rw"-ресурсов.
• DB.DBF — БД DBF (работа проверена). Модуль работы с DBF-файлами версии 3.
• Transport.Sockets — Модуль транспорта Сокетов TCP, UDP и Unix (работа проверена). В процессе использования TCP-сокетов обнаружена и устранена неинициализация структуры проверки состояния сокета.
• Transport.SSL — Модуль транспорта безопасных сокетов: SSL, TLS (работа проверена).
• Transport.Serial — Модуль транспорта последовательных интерфейсов (работа проверена). Выяснилось, что COM3 почему-то расположен на устройстве /dev/ttySA3.
• Protocol.SelfSystem — Модуль собственного протокола OpenSCADA (работа проверена).
• Protocol.HTTP — Модуль реализации протокола HTTP (работа проверена).
• Protocol.ModBus — Модуль реализации протокола ModBus (работа проверена). Конфигурация станции как сервера данных посредством протокола ModBus.
• Protocol.OPC_UA — Модуль реализации протокола OPC UA (работа проверена). Конфигурация станции как сервера данных посредством протокола OPC UA. Обнаружена проблема различия представления вещественного на x86 и ARM FPA!
• Protocol.UserProtocol — Модуль свободной реализации простых протоколов пользователем посредством языка программирования OpenSCADA (работа проверена).
• DAQ.System — Модуль данных операционной системы (работа проверена). Собран без использования библиотеки LibSensors.
• DAQ.JavaLikeCalc — Модуль реализации Java-подобного пользовательского языка и вычислений на его основе (работа проверена).
• DAQ.BlockCalc — Модуль реализации блочных вычислений (работа проверена).
• DAQ.LogicLev — Модуль реализации источников данных логического уровня (работа проверена).
• DAQ.ModBus — Модуль работы с источниками данных посредством протокола ModBus (работа проверена).
• DAQ.DCON — Модуль работы с источниками данных посредством протокола DCON (работа проверена). Например, с устройствами ICP_DAS серии I-7000. Обнаружено и исправлено падение при получении отрицательного размера ответа. Результат ответа возвращается теперь всегда >= 0.
• DAQ.ICP_DAS — Модуль источников данных ICP_DAS (нет оборудования для проверки). Последовательные серии: I-87000 и I-7000; параллельные (быстрые): серии I-8000. Модуль собран с библиотекой libi8k.a для ARM-архитектуры.
  
• DAQ.DAQGate — Модуль реализации шлюзования источников данных других станций OpenSCADA (работа проверена).
• DAQ.OPC_UA — Модуль работы с источниками данных посредством протокола OPC_UA (работа проверена). Обнаружена проблема различия представления вещественного на x86 и ARM FPA - добавлено преобразование при передаче!
• DAQ.Siemens — Модуль работы с контроллерами Siemens, посредством Industrial Ethernet (ISO_TCP) (работа проверена).
• DAQ.SNMP — Модуль сбора данных сетевого оборудования по протоколу SNMP (работа проверена).
• Archive.DBArch — Модуль архивирования на БД (работа проверена).
• Archive.FSArch — Модуль архивирования на файловую систему (работа проверена). Обнаружена проблема при проверке архива, выдача сообщения при запуске: "Error archive file structure: <ARCHIVES/VAL/1s/CPULoad_load 2011-09-12 17:47:17.val>. Margin = -8 byte. Will try fix it!". В результате выяснено, что алгоритм быстрого подсчёта битов не выравнен на 4 байта при чтении буфера памяти - исправлено.
• UI.WebCfg — Модуль Web конфигуратора OpenSCADA (работа проверена).
• UI.WebCfgD — Модуль Web динамического конфигуратора OpenSCADA (работа проверена).
• UI.VCAEngine — Модуль движка визуализации (работа проверена).
• UI.WebVision — Модуль визуализатора пользовательских интерфейсов в UI.VCAEngine посредством Web-интерфейса (работа проверена).
• UI.WebUser — Модуль свободной пользовательской визуализации посредством Web-интерфейса (работа проверена).
• Special.FLibComplex1 — Библиотека функций совместимости с Complex1(ООО НИП "ДІЯ") (работа проверена). Используются для блочного программирования.
• Special.FLibMath — Библиотека стандартных математических функций (работа проверена).
• Special.FLibSYS — Библиотека системных функций расширения OpenSCADA (работа проверена).

С целью удобного распространения и применения полученной сборки OpenSCADA для ARM-контроллеров фирмы "ICP DAS" был выполнен разбор формата прошивок для этих контроллеров и формирование новой, включающей OpenSCADA. Прошивка ARM-контроллеров "ICP DAS" представляет из себя бинарный файл с именем вроде "lp5x4x_1.1.bin". Структурно этот файл содержит ядро и корневую файловую систему типа JFFS2. Узнать точное их расположение можно с помощью команды в исходном окружении контроллера, например, для LP-5141:

Из полученного результата команды можно сделать вывод, что точка соединения образа ядра и файловой системы находится по смещению файла прошивки 0x280000, а размер блока стирания флеши составляет 0x80000 (512кБ). Имея эту информацию мы можем разобрать прошивку и внести изменения в образ её файловой системы:

Таким образом мы получаем новую прошивку с OpenSCADA в файле lp5x4x_oscada_1.0.bin, которую можно загрузить в контроллер стандартным образом, описанным в документации "ICP DAS".

3. Замечания

Поскольку выяснилось, что операции с вещественными числами выполняются посредством команд сопроцессора FPA (Float Point Acceleration), которого в данном процессоре просто нет, а вызовы самих команд осуществляются через исключение имитацией в ядре Linux, то производительность математических вычислений оказывается крайне низкой, даже в сравнении с прямым "Software FP", "VFP". Например, вычисление одной операции sin(pi) осуществляется ~200 мкс, в сравнении с ~20 мкс на N800 с VFP и ~2 мкс на x86, детальнее в таблице ниже. Таким образом, рассматривать данный контроллер как платформу для хоть сколь-нибудь серьёзных вычислений нельзя! Мало того, вещественные числа при работе с FPA хранятся по-другому, а именно - особый big-endian, что требует преобразования в случае с бинарным внешним обменом в типовое little-endian представление, например, для DAQ.OPC_UA.

Значительная разница во времени вычисления на ARM при прямом вызове математической операции из виртуальной машины JavaLikeCalc возможно связана с невыравненным чтением из области памяти при чтении команд виртуальной машины, с чем имеет смысл позже разобраться и возможно как-то скомпенсировать.

В исходной конфигурации порт COM1 (/dev/ttySA0) используется в роли консоли, которая инициализируется командой ядра "console=/dev/ttySA0". Однако, после настройки это не нужно, а часто и желательно освободить ещё один COM-порт для других целей. Освободить COM1 от работы на консоль можно переназначив другое устройство для этой роли, например, командой: $ busybox setconsole /dev/tty1. Однако, этот способ не полностью освобождает COM-порт и запросы теряются, вычитываясь параллельным подключением.

4. Заключение

В результате была получена сборка OpenSCADA для Linux контроллеров ARM-архитектуры фирмы "ICP DAS". Сборку можно загрузить прямо на любой Linux-ARM контроллер, распаковав её в корне работающей исходной системы. При этом, однако, останутся дубликаты старых базовых библиотек (/lib/*), которые после удачной перегрузки можно удалить.

Для контроллеров семейства LP-5x4x создана прошивка со сборкой OpenSCADA, которую можно загрузить стандартным для данных контроллеров образом, который описан в фирменной документации "ICP DAS". Прошивка для LP-5x4x возможно подойдёт и для LP-5x3x, однако это не проверялось!

• Динамические модели технологических процессов и систем управления ими: Газо-лифтная компрессорная станция на шесть компрессоров, Многотопливный паровой котлоагрегат БКЗ-160.
• Модель и контроллер (ICP_DAS) САУ шаровой барабанной мельницы помола угля для котлоагрегатов ТЭЦ.
• OpenSCADA на мобильном устройстве: Nokia N800, N950.
• OpenSCADA на промышленных контроллерах: ICP_DAS LP-8781, LP-5141.

Площадь объекта автоматизации ≈ 300 м2. Температура воздуха в помещениях, предназначенных для установки сервера, датчиков и исполнительных механизмов: от 10 до 25 градусов Цельсия. Температура воздуха вне помещениях, где устанавливаются датчики и исполнительные механизмы: от - 30 до 30 °С.

Уровни загрязненности, влажности, освещенности, шума и ионизирующих излучений соответствуют санитарно-эпидемиологическим требованиям к жилым зданиям и помещениям (САНПИН 2.1.2.1002-00).

На объекте присутствует электромагнитное излучение, индуцируемое бытовыми приборами, а также средствами электронно-вычислительной техники (Bluetooth, Wi-Fi, GSM).

Система “Умный дом. Сервер управления” представляет собой программно-аппаратный модуль, являющийся основным управляющим центром объекта автоматизации. Сервер принимает и обрабатывает сигналы от различных датчиков, формирует и передает сигналы управления исполнительным устройствами, осуществляет связь с пользователем через сеть GSM. Управление системой пользователями осуществляется через веб-интерфейс.

Система “Умный дом. Сервер управления” включает следующие подсистемы:

1. Подсистема контроля доступа.
2. Подсистема управления освещением.
3. Подсистема управления микроклиматом.
4. Подсистема управления водопроводной сетью.
5. Подсистема управления бытовой и мультимедийной электротехникой.
6. Подсистема обработки информации, поступающей с датчиков.
7. Подсистема обеспечения интерактивного взаимодействия с пользователем через Web-интерфейс и через сеть GSM.
8. Подсистема авторизации.
9. Подсистема формирования отчетов.
10. Подсистема конфигурации обеспечивает механизмы добавления, извлечения и редактирования информации в используемой базе данных, для работы подсистем 1-8.

Структурная схема системы домовой автоматики приведена на рис.1.

Для управления различным оборудованием жилого дома был разработан концентратор и выстроена беспроводная сеть ZigBee из устройств управления оборудованием. Общий контроль оборудованием, а также предоставление пользовательского Web-интерфейса и иные способы уведомления осуществляются выделенным сервером домовой автоматики. Концентратор сети ZigBee при этом подключается к серверу посредством интерфейса RS-232 и протокола ModBus/RTU. Нарушения в области контроля автоматики высылаются пользователю в виде SMS-уведомлений через подключенный GSM-модем.

Контроллер беспроводной связи имеет следующие технические характеристики:

• Наличие приемо-передатчика ZigBee;
• Скорость передачи данных по протоколу ZigBee не менее 200 Кб/с;
• Наличие USB или COM – порта для соединения с сервером;
• Питание от сети 220 В.

GSM-модуль обладает следующими техническими характеристиками (Siemens TC65):

• Поддержка стандарта GSM-900;
• Наличие USB или COM – порта для соединения с сервером;
• Поддержка AT команд стандарта GSM 07.05 и GSM 07.07;
• Питание от сети 220 В.

Аппаратная часть сервера:

• процессор архитектуры x86_32 или x86_64 (не ниже Intel Core2 Duo);
• оперативная память класса DDR3, в объёме 2ГБ;
• наличие не менее трех USB - портов.

В качестве программного окружения, для выполнения функции автоматизации жилых помещений - "Умный дом" использовано открытую SCADA систему OpenSCADA, в окружении которой разработан пользовательский Web-интерфейс "Умный дом", а также реализован опрос и контроль устройствами посредством ZigBee концентратора.

2. Система автоматизации

Система OpenSCADA имеет несколько способов формирования пользовательских интерфейсов визуализации, начиная от интегрированных инструментов разработки типовых интерфейсов контроля различных областей автоматизации и заканчивая низкоуровневыми механизмами библиотек и интерфейсов графических концептов.

В лице интегрированных интерфейсов OpenSCADA содержит:

• Модуль «UI.VCAEngine» — движок визуализации для построения унифицированных интерфейсов и представлением (конечной визуализации) с помощью различных типов графических интерфейсов, а также возможностью работы как сервер интерфейсов визуализации.
• Модуль «UI.Vision» — визуализатор «UI.VCAEngine» и графический интерфейс разработки пользовательских интерфейсов на основе библиотеки построения реактивных графических интерфейсов QT4.
• Модуль «UI.WebVision» — визуализатор «UI.VCAEngine» на основе Web-интерфейсов: XHTML, XML, CSS, JavaScript, DOM и AJAX.

К низкоуровневым механизмам построения пользовательских интерфейсов можно отнести любые другие графические библиотеки, в которых есть инструменты быстрой разработки пользовательских интерфейсов. При этом кооперация с OpenSCADA производится как с источником данных и интерфейсом унифицированного управления оборудованием по различным протоколам.

Для предоставления возможности свободного формирования пользовательских Web - интерфейсов, непосредственно в окружении OpenSCADA, предусмотрен модуль «UI.WebUser». В целом OpenSCADA содержит все основные функции типового Web-сервера, а именно:

• Приём клиентских подключений по стандартным транспортным протоколам: TCP, UDP, Unix, а так-же защищённым соединениям SSL и TLS.
• Поддержка основных функций протокола HTTP, в объёме запросов GET и POST.
• Динамическое формирование пользовательского контента посредством внутреннего JavaScript (JavaLikeCalc) языка в виде потоков с содержимым: языков HTML, XHTML, XML, CSS, JavaScript, изображений различных форматов и т. д.

Следовательно, для построения произвольного пользовательского интерфейса контроля достаточно иметь инсталлированную систему OpenSCADA с модулями: Transport.Sockets,Transport.SSL, Protocol.HTTP и UI.WebUser.

2.1. Структура и размещение файлов

С целью уменьшения нагрузки на полностью динамическое формирование пользовательского интерфейса, а также для упрощения последующего расширения и модификации стиля Web-интерфейс был поделён на статическую и динамическую части.

Статическая часть представляет из себя набор шаблонных HTML-файлов, с метками размещения динамики, и ресурсные файлы: CSS, JavaScript и изображения. В целом, статическая часть представлена файлами, которые описаны в таблице ниже:

Динамическая часть реализована скриптами OpenSCADA на внутреннем языке JavaLikeCalc, которые описаны в таблице ниже:

В целом алгоритм обработки запросов к страницам следующий (на примере localhost/WebUser/temperature):

• запрос поступает в скрипт /sub_UI/mod_WebUser/hs из транспорта /sub_Transport/mod_Sockets/in_WEB_1, посредством модуля протокола Protocol.HTTP;
• грузится файл шаблона temperature.html;
• осуществляется поиск скрипта страницы "devMon" (/sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/lib_web/devMon). Если аргумент script отсутствует то осуществляется поиск скрипта по имени страницы (/sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/lib_web/temperature);
• осуществляется передача шаблона страницы в найденный скрипт для формирования динамики;
• результат выполнения скрипта страницы помещается в главный шаблон;
• если скрипт страницы не обнаруживается, то шаблон страницы помещает её содержимое прямо в главный шаблон.

2.2. Менеджер устройств

Менеджер устройств доступен только суперпользователю и формирует форму редактирования, добавления и удаления устройств двух типов: бинарный и десятичный.

Создаваемые устройства непосредственно помещаются в список атрибутов параметра конкретно взятой подсистемы контроллера «ZigBee» модуля источника данных "ModBus" (/sub_DAQ/mod_ModBus/cntr_ZegBee/

• «R:0:r:cond:Кондиционер:bin:10:Включен:0:Выключен:(120|100)» — для бинарного датчика:
  • R — регистр ModBus;
  • 0 — адрес регистра ModBus;
  • r — только чтение;
  • cond — идентификатор атрибута-датчика;
  • Кондиционер — наименование датчика;
  • bin — тип датчика - «Бинарный»;
  • 10 — первое значение;
  • Включен — имя первого значения;
  • 0 — второе значение;
  • Выключен — имя второго значения;
  • (120|100) — координаты размещения ({x}|{y}) датчика на схеме жилого помещения.
• «R:3:rw:tGhost1:Температура в гостинной 1:dec:град. С:y=2*x;:(120|100)» — для десятичного датчика:
  • rw — только чтение;
  • dec — тип датчика - «Десятичный»;
  • град. С — единица измерения переменной;
  • y=2*x; — формула пересчёта считанной переменной для отображения;
  • (120|100) — координаты размещения ({x}|{y}) датчика на схеме жилого помещения.

Кроме непосредственно датчиков осуществляется конфигурация и формирование нарушений в виде текста процедуры. Программа формирования помещается в атрибут «var» параметра контроллера нарушений /sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/cntr_alarms/prm_rules. Атрибут «var» содержит XML дерево вида: 

В соответствии с этим XML-деревом осуществляется формирование нарушений и отправка SMS-уведомлений подписанным пользователям в задаче контроллера/sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/cntr_alarms, которая исполняется с периодом 1 минута.

SMS-уведомления отсылаются через последовательный транспорт /sub_Transport/mod_Serial/out_GSM и посредством пользовательского SMS-протокола (/sub_Protocol/mod_UserProtocol/up_SMS).

Предусмотрена также функция отложенной выдачи управляющего воздействия. Для этого пользователь устанавливает нужное время, в виде: {Min}:{Sec}. Обработка отложенного управления осуществляется в контроллере /sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/cntr_timers посредством установки атрибута «var» параметра «rules» запросами в виде XML дерева:

2.3. Подсистемы

Все подсистемы визуализации обслуживаются скриптом /sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/lib_web/devMon. В этом скрипте осуществляется обработка запросов от скрипта динамической визуализации Web-браузера и передача ему данных об устройствах подсистемы, необходимых для визуализации. Данные об устройствах передаются в соответствии с правами доступа вошедшего пользователя.

Конфигурация датчиков читается из параметра, соответствующего подсистеме, контроллера «ZigBee» (/sub_DAQ/mod_ModBus/cntr_ZegBee). Значения читаются и записываются в атрибуты датчиков этих параметров или через контроллер отложенного управления.

Задача контроллера «ZigBee» исполняется с периодом 1 секунда, в процессе чего осуществляется запрос текущих значений всех сконфигурированных датчиков. Запись значений осуществляется по факту модификации независимо от задачи периодического опроса или через контроллер отложенного управления, в случае установки ненулевого времени таймера.

Связь контроллера «ZigBee» осуществляется через последовательный исходящий транспорт /sub_Transport/mod_Serial/out_ZegBee.

2.4. Менеджер пользователей

Менеджер пользователей предназначен для создания, удаления и редактирования учётных записей обычных пользователей.

Пользователи условно делятся на администраторов и простых пользователей. Идентификация пользователя как администратора, в системе OpenSCADA, осуществляется включением его в группу «WebRoot» (/sub_Security/grp_WebRoot). Обычный пользователь включается в группу «Web» (/sub_Security/grp_Web).

В системе OpenSCADA у каждого пользователя (/sub_Security/usr_test1/) есть текстовое поле описания, которое, в данном случае, служит для хранения его специализированных параметров в виде:

В случае с администратором записи прав доступа к подсистемам отсутствуют, но присутствуют общесистемные параметры вроде времени жизни сеанса (/sub_Protocol/mod_HTTP).

2.5. Сообщения

Список сообщений формируется, исходя из перечня активных нарушений по их категории «ALARM:House:*» в виде таблицы с временем, категорией, уровнем и сообщением нарушения.

2.6. Отчёты

В формировании отчёта указывается временной диапазон и выбираются типы сообщений. Предусмотрена генерация сообщений для типов:

• «Системные события» — включает сообщения об авторизации и выходе пользователей на ресурсе, посредством категории сообщений «/\/sub_Protocol\/mod_HTTP\//».
• «События подсистем мониторинга и управления» — включает нарушения и запись новых значений по датчикам, посредством категории сообщений «/(ALARM|SET)\:House\/:».

Протокол формируется в виде таблицы с временем, категорией, уровнем и сообщением нарушения, которая также записывается в отдельный файл отчёта, в последствии доступный по ссылке для отдельного открытия.

Введение

Данный релиз является плановым выпуском рабочей версии системы OpenSCADA, которые обычно осуществляются с периодичностью 3-4 месяца. Основной целью данного релиза является реализация коммерческого сервиса на основе OpenSCADA и адаптации к аппаратной платформе ARM. Кроме основных задач в рамках данного релиза проделана большая работа по стабилизации, чистке исходного кода, а также всестороннему расширению возможностей.

Данный документ является обработкой(компиляцией) документа <ChangeLog> системы OpenSCADA версии 0.7.1, который призван вкратце и наглядно осветить новые возможности системы OpenSCADA. Детально ознакомиться с изменениями в системе OpenSCADA можно в файле ChangeLog из дистрибутива системы или здесь: http://wiki.oscada.org/Works/ChangeLog.

Ключевыми особенностями данной версии являются:

• Реализация плановых задач.
• Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы.
• Усовершенствование и стабилизация графической подсистемы.
• Формирование и стабилизация API пользовательского программирования.
• Общесистемные расширения.

Новые и обновленные модули:

• Archive.FSArch (1.4.5) - Значительная стабилизация.
• DB.MySQL (1.7.0) - Стабилизация. Добавлена возможность указания таймаутов подключения.
• DB.SQLite (1.6.3) - Стабилизация.
• DB.FireBird (0.9.6) - Стабилизация.
• DB.PostgreSQL (0.9.1) - Стабилизация.
• DAQ.DiamondBoards (1.2.2) - Стабилизация.
• DAQ.System (1.7.3) - Стабилизация. Зависимость от библиотеки "Libsensors" сделана опциональной.
• DAQ.BlockCalc (1.4.1) - Стабилизация. Добавлена подсветка синтаксиса.
• DAQ.JavaLikeCalc (1.9.0) - Стабилизация. Добавлена подсветка синтаксиса. Выполнена адаптация к аппаратной архитектуре ARM. Добавлена реализация регулярных выражений и ряда расширений API пользователя. Добавлена возможность записи символов строки с помощью восьмеричного "\041" и шестнадцатеричного "\x21" числа.
• DAQ.LogicLev (1.1.3) - Стабилизация. Некоторое расширение.
• DAQ.SNMP (0.6.0) - Стабилизация. Реализация полной поддержки клиентской части протокола. Добавлена поддержка всех типов значений. Добавлена поддержка записи значений. Улучшена обработка ошибок. Добавлены дополнительные параметры конфигурации подключения.
• DAQ.Siemens (1.2.4) - Стабилизация.
• DAQ.ModBus (1.1.2) - Стабилизация. Добавлена подсветка синтаксиса списка атрибутов. Некоторые улучшения.
• DAQ.DCON (0.5.0) - Модуль полностью переписан на предмет поддержки смешанных модулей, посредством выбора команд запроса.
• DAQ.ICP_DAS (0.7.3) - Стабилизация.
• DAQ.DAQGate (0.9.2) - Стабилизация. Добавлен кеш параметров для их инициализации при автономной работе.
• DAQ.SoundCard (0.6.2) - Стабилизация.
• DAQ.OPC_UA (0.6.1) - Стабилизация. Добавлена подсветка синтаксиса списка атрибутов.
• DAQ.BFN (0.5.0) - Новый модуль.
• Transport.Sockets (1.4.6) - Стабилизация.
• Transport.SSL (0.9.6) - Стабилизация.
• Transport.Serial (0.7.2) - Стабилизация. При инициализации порта использованы предыдущие настройки и реализована возможность опускать указание некоторых настроек.
• Protocol.ModBus (0.6.2) - Стабилизация. Некоторые улучшения.
• Protocol.OPC_UA (0.6.1) - Стабилизация.
• Protocol.HTTP (1.5.1) - Стабилизация. Добавлена поддержка переменной HTTP "Transfer-Encoding=chunked" в исходящем транспорте.
• Protocol.SelfSystem (0.9.4) - Стабилизация.
• Protocol.UserProtocol (0.6.1) - Добавлена подсветка синтаксиса.
• Special.SystemTests (1.5.1) - Небольшие улучшения.
• UI.QTStarter (1.6.1) - Стабилизация. Адаптация для ARM.
• UI.QTCfg (2.0.0) - Стабилизация. Использован групповой запрос к интерфейсу управления с целью оптимизации удалённого доступа к OpenSCADA станциям. Адаптация для ARM. Добавлена функция ручного изменения высоты для элементов текста и таблиц (схватил за нижний край и потащил). Добавлена многоуровневая подсветка синтаксиса.
• UI.WebCfg (1.5.5) - Стабилизация.
• UI.WebCfgD (0.6.6) - Стабилизация.
• UI.VCAEngine (1.1.0) - Стабилизация. Добавлена контекстная подсказка к атрибутам примитивов виджетов. Добавлена подсветка синтаксиса к текстовым атрибутам примитивов виджета.
• UI.Vision (1.1.0) - Значительная стабилизация. Заметные улучшения. Адаптация для ARM. Добавлено отображение и восстановление потери связи при удалённом исполнении сеанса. Добавлен отдельный полнотекстовый редактор для текстовых атрибутов. Добавлена контекстная подсказка к атрибутам примитивов виджетов. Добавлена подсветка синтаксиса к текстовым атрибутам примитивов виджетов. Добавлен диалог установки свойств отдельно выбранных фигур.
• UI.WebVision (0.9.1) - Значительная стабилизация. Небольшие улучшения.
• UI.WebUser (0.6.1) - Стабилизация. Добавлена подсветка синтаксиса процедур.

1 Реализация плановых задач

В соответствии с планом релиза были выполнены следующие задачи:

• Формирование предоставления коммерческих услуг на основе OpenSCADA. - Выстроена концепция и созданы механизмы предоставления коммерческих услуг разработчиками на основе OpenSCADA (http://oscada.org/ru/uslugi ).
• Адаптация системы OpenSCADA для работы на аппаратной платформе ARM. - Осуществлена сборка, адаптация и полномасштабное тестирование OpenSCADA к архитектуре ARM; на интернет планшете фирмы Nokia - N800(http://wiki.oscada.org/Works/Tests/ARM ). А также частные мероприятия по адаптации:
  • SYS: Прототипы функций TMess::put(), TMess::get(), TCntrNode::grpSize(), TCntrNode::grpId(), TCntrNode::grpAt() изменены для исправления использования беззнакового типа "char" на ARM как знакового.
  • SYS.TVariant, DAQ.AMRDevs, DAQ.OPC_UA: Исправлен невыравненный доступ к данным.
  • SYS.TCntrNode: Исправлено использование беззнакового "char" в ARM как знакового.
  • Archive: Прототипы функций TArchiveS::messPut() и TArchiveS::messGet() изменены для исправления переменной уровня сообщения как знакового числа.
  • DAQ.JavaLikeCalc: Виртуальная машина переписана для прямого использования структур команд, с целью исключения проблемы выравнивания, а также для некоторого повышения производительности.
  • DAQ.Siemens: Исправлена проблема библиотеки NoDave на предмет глобального вызова команды упаковки структур "#pragma pack(1)".
  • UI.QTCfg: Добавлено кратковременное засыпание после закрытия всех окон в функции отключения. С целью предоставить время окончательно разрушиться объектам всех окон и предотвратить падение.

2 Оптимизация, повышение стабильности, устойчивости и производительности системы

В процессе работ над данной версией, а также её практической адаптации, было обнаружено и исправлено в общей сложности около 90 ошибок. В целом была проделана работа по чистке кода от предупреждающих сообщений компилятора, с флагом "-Wall":

• удаление неиспользованных переменных;
• добавление возврата во всех функциях;
• инициализация переменных с возможностью их использования неопределёнными;
• исключение неполной обработки перечислимых типов в операции выбора;
• сравнение знакового с беззнаковым целым.

Перечислим наиболее существенные ошибки, исправление которых значительно отразилось на повышении стабильности:

• Общесистемные:
  • Команда сборочной системы "$ make dist" исправлена и адаптирована для корректного создания дистрибутивов OpenSCADA.
  • Функция TSYS::cron(), для вызова по расписанию, неоднократно исправлена.
  • Тип переменной для хранения результата функции find(), строки, везде изменён на корректный "size_t".
  • Function: Исключена возможность утечки памяти в случае попытки установить объект в необъектный параметр функции.
• Базы данных:
  • DB.PostgreSQL: Исправлена обработка адреса БД на предмет определения пустых полей.
• Транспорты и протоколы:
  • Transport: Исправлена загрузка всех транспортов из БД, в случае наличия записей про транспорт, модуль которого отсутствует.
  • Transport.Serial: Установлен флаг O_NONBLOCK для функции open() последовательного устройства с целью предотвращения блокирования открытия порта на некоторых USB->RS485 преобразователях.
  • Transport.Sockets, Transport.SSL: Добавлена очистка входного буфера для предотвращения повторного использования на высоколатентных каналах, после таймаута.
  • Transport.Sockets: Исправлено закрытие клиентского соединения по таймауту времени жизни, для подключений при отсутствии данных.
  • Transport.Sockets: Unix-сокет установлен в неблокирующий режим посредством флага O_NONBLOCK. Исправлено формирование сообщений об ошибках для исходящих транспортов.
  • Protocol.HTTP, UI.WebCfg, UI.WebCfgD, UI.WebVision, UI.WebUser: Исправлен разбор элементов POST-запроса на предмет разбора всех атрибутов каждого элемента.
• Сбор данных и архивы:
  • Archive: Исправлено использование буфера мягкой сетки с низким и высоким разрешением времени в архивах значений.
  • Archive.FSArch: Исправлено создание файлов архива сообщений при помещении множества старых сообщений. Добавлен параметр предотвращения дубликатов.
  • Archive.FSArch: Результат функции fgetc() записан в целочисленную переменную, вместо символьной, что исправило обнаружение "EOF".
  • DAQ.System: Исправлено падение при выходе для источника "Hddtemp".
  • DAQ.ModBus: Режим установки значений атрибутов параметров изменён на активный и улучшена обработка ошибок.
  • DAQ.JavaLikeCalc: Добавлена проверка индекса при доступе к символу строки по индексу, с целью предотвращения выхода за диапазон.
• Интерфейсы визуализации:
  • UI.VCAEngine: Исправлено блокирование сеанса для динамически активных проектов при динамическом доступе к собственным атрибутам виджета.
  • UI.Vision: Исправлено падение сеанса для проектов с периодом исполнения более 500 мс.
  • UI.Vision: Реализована доводка координат фигур примитива "Элементарная фигура" к остатку положения виджета.
  • UI.Vision: Масштабирование текста примитива "Текст" изменено на изменение размера шрифта вместо масштабирования конечного изображения, что повысило общее качество отображения шрифта.
  • UI.Vision, UI.WebVision: Повышено разрешение координат всех виджетов до трёх знаков после запятой, с целью обеспечения нормального позиционирования на больших масштабах.
  • UI.WebVision, UI.Vision: Исправлено обновление изображения примитива "Элементарная фигура" при изменении масштаба.
  • UI.WebVision: Удалена проверка попадания точек фигур в область отображения примитива "Элементарная фигура". Данная функция переложена на библиотеку GD.
  • UI.WebVision: Исключена возможность падения для примитивов "Diagram" или "ElFigure", в случае передачи некорректных значений атрибутов изображения "xSc" или "ySc" из Web-браузера.

Оптимизация и повышение производительности:

• UI.WebCfgD: Добавлено изменение размера иконок на стороне сервера с целью снижения трафика.
• UI.QTCfg: Использован групповой запрос к интерфейсу управления для повышения производительности на медленных и высоколатентных соединениях.
• UI.QTCfg: Исключён многократный запрос элементов выборных колонок таблиц.

3 Усовершенствование и стабилизация графической подсистемы

Заметная работа была выполнена в рамках графической подсистемы, а именно в модулях движка СВУ UI.VCAEngine, визуализаторов UI.Vision и UI.WebVision, а также конфигураторах. Внесённые изменения были направленны на стабилизацию, оптимизацию потребления памяти и улучшение пользовательских свойств.

Улучшения графической подсистемы:

• SYS, DAQ.JavaLikeCalc, UI.QTCfg, UI.VCAEngine, UI.Vision: Добавлено API подсветки синтаксиса. На основе данного API подсветка синтаксиса добавлена:
  • DAQ.BlockCalc: подсветка синтаксиса в описании атрибутов параметров.
  • DAQ.JavaLikeCalc: подсветка синтаксиса к компилятору языка JavaLikeCalc.JavaScript, а также ко всем текстовым полям, использующим этот язык внутри модуля.
  • DAQ.ModBus, DAQ.OPC_UA: подсветка синтаксиса списка атрибутов.
  • Protocol.UserProtocol: подсветка синтаксиса к текстам процедур протокола.
  • UI.QTCfg: отображение многоуровневой подсветки синтаксиса, передаваемой из модели данных в виде правил регулярных выражений.
  • UI.VCAEngine: подсветка синтаксиса к текстовым атрибутам примитивов виджета, для которых это нужно.
  • UI.Vision: подсветка синтаксиса к текстовым атрибутам примитивов виджета, а также текстам программ виджетов.
  • UI.WebUser: подсветка синтаксиса процедур формирования Web-интерфейса.
• UI.QTCfg:
  • Добавлена возможность ручного изменения высоты текстовых и табличных полей. Изменение осуществляется схватыванием и перетаскиванием нижнего края поля.
  • Групповой запрос "CntrReqs" использован для запроса контекста страницы.
• UI.VCAEngine: Добавлены специфические свойства к атрибутам примитивов, вроде помощи и подсветки синтаксиса.
• UI.Vision:
  • Добавлено отображение помощи по атрибутам виджета.
  • Добавлена индикация сообщения о потери соединения с сервером визуализации, а также восстановление при удалённой визуализации.
  • Для примитива "Элементарная фигура" добавлен диалог установки свойств отдельно выбранных фигур.
  • Добавлен отдельный полнотекстовый редактор для текстовых атрибутов.
• UI:WebVision: Добавлена поддержка gif и jpg изображений в элементах примитива "Элементарная фигура".

4 Формирование и стабилизация API пользовательского программирования

Было продолжено формирование объектного API пользовательского программирования, которое предусматривает интеграцию пользовательских функций в дерево объектов системы OpenSCADA. Кроме этого, был внесен ряд изменений в существующие библиотеки функций пользовательского API.

В частности были осуществлены следующие изменения:

• SYS: Пользовательское API для объекта TArrayObj расширено на предмет возможности использования объектных свойств, если свойства не числа.
• SYS: В дерево объектов OpenSCADA пользовательского API добавлена функция SYS.Security.access() для контроля доступа пользователя OpenSCADA к ресурсам с нужными правами.
• SYS, DAQ.JavaLikeCalc: Добавлена реализация поддержки пользовательского API регулярных выражений, основанной на PCRE, посредством объекта TRegExp. Реализован интерфейс функций RegExp.exec() и RegExp.test() в стандарте для языка JavaScript. Для DAQ.JavaLikeCalc реализована "new RegExp()" инициализация для объекта TRegExp. Для DAQ.JavaLikeCalc реализованы дополнительные функции с использованием RegExp: int search(); Array match(); Array split(RegExp pat, int limit); string replace(string substr, string str); string replace(RegExp pat, string str).
• TFunction, DAQ.JavaLikeCalc: Добавлен объект пользовательского API "TFuncArgObj" для получения аргументов функции.
• DB: Добавлены функции пользовательского API fieldStruct(), fieldSeek(), fieldGet(), fieldSet() и fieldDel() для объекта таблицы, с целью предоставить пользовательский доступ к БД посредством интерфейса БД OpenSCADA.
• DAQ.JavaLikeCalc: Добавлена встроенная функция typeof() для проверки типа значения.

5 Общесистемные расширения

В общесистемное API системы OpenSCADA были внесены значительные изменения и расширения с целью общей стабилизации и ввиду общих мероприятий по чистке кода, а также реорганизации дерева исходных текстов:

• SYS:
  • Реализована новая структура дерева исходных текстов.
  • Все ресурсы проекта перемещены в отдельный архив.
  • Для создания архивов исходных текстов и ресурсов можно использовать команды "$ make dist-lzma" и "$ make dist-reslzma".
  • Документация выполнена статичной для модулей и поделена по языкам. Для каждого языка документации формируется отдельный пакет. В документации каждого языка создан индексный файл по всему перечню локальной и сетевой документации. Общий перечень локальной документации значительно расширен новыми документами, а также вспомогательной сетевой документацией.
  • Добавлены пакеты библиотечных БД *-LibDB.Main и *-LibDB.VCA, помещены в data/LibsDB.
  • Вместо DemoDB пакета добавлены пакеты моделей "AGLKS" и "Boiler", помещены в data/ModelsDB.
  • Конфигурационные файлы для построения RPM и DEB пакетов обновлены.
  • Зависимость на библиотеку PCRECPP глобально заменена на PCRE.
  • Добавлена новая функция TSYS::time2str() для преобразования интервалов времени в строку вроде "1час 23мин 10сек". Эта функция использована везде.
  • Добавлена реализация собственного XML-парсера, вместо Expat. Собственный XML-парсер решает проблему поддержки различных кодировок, отличных от UTF, а также безопасной обработки ситуации наличия недопустимых для текущей кодировки символов.
• SYS.TMess: Общие сообщения интерфейса управления перемещены в одну функцию TMess::lab*.
• Transport, Transport.*: Добавлена функция TTransportS::traf2str() для преобразования значения счётчика трафика в строку вроде "12.5КиБ"

Заключение

Система OpenSCADA получила толчок для осуществления реальной аппаратной многоплатформенности, посредством чего код проекта был в значительной степени вычищен и сделан многоплатформенным. Эти наработки позволят продолжить движение проекта в сторону аппаратной многоплатформенности, а также реализации программной, что запланировано после следующего LTS релиза 0.8.0.

Также продолжена работа по улучшению общей функциональности, простоты и удобству использования с общим повышением качества предоставления услуг на основе системы OpenSCADA.