Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo

TIRSWeb – vizualizační a řídicí systém pro průmyslovou automatizaci

Automa 6/2001

Mgr. Robert Dastych, Ing. Antonin Hofmann, Coral, s. r. o.

TIRSWeb – vizualizační a řídicí systém pro průmyslovou automatizaci

S vizualizačním a řídicím systémem TIRSWeb již měli čtenáři možnost se na stránkách odborných časopisů několikrát seznámit. Zde si klademe za cíl stručně shrnout základní vlastnosti systému a poskytnout tak zájemcům o tuto problematiku ucelený pohled.

Obr. 1.

Zařazení systému TIRSWeb
Systém TIRSWeb spadá do kategorie SCADA HMI (Supervisory Control and Data Acquisition – Human-Machine Interface, supervizní řízení a sběr dat – rozhraní člověk-stroj). Nejširší uplatnění nachází v oblasti dispečerského řízení. Otevřená architektura a podpora standardních rozhraní však umožňuje i realizaci aplikací na úrovni MES (Manufacturing Execution Systems).

Koncepční model
TIRSWeb vychází z internetových technologií. Celá aplikace dispečerského pracoviště se buduje jako běžný projekt v HTML. To znamená, že obraz jednotlivých technologických schémat je prezentován příslušnými stránkami v HTML. Tradiční vizualizační nástroj je tak nahrazen internetovým prohlížečem a taktéž jeho vnitřní datová struktura je nahrazena standardem HTML. Proces budování aplikace SCADA se tak omezuje na tvorbu technologických webových stránek. Poznamenejme, že tvorba stránek v HTML je celosvětově známý, mnoha firmami podporovaný a mezinárodním konsorciem unifikovaný proces.

Architektura TIRSWebu
Architekturu systému TIRSWeb znázorňuje již několikrát prezentovaný obr. 2. TIRSWeb tvoří dva základní stavební kameny – TIRSWebSource a klientský počítač s internetovým prohlížečem.

Obr. 2.

TIRSWebSource je jednotka, která poskytuje procesní proměnné z PLC ostatním klientům TIRS. Klient TIRS je koncová uživatelská brána pro zobrazení procesních proměnných. Koncovou aplikací „front-end“ pro zobrazení dat z technologie na straně uživatele je internetový prohlížeč.

Distribuovaný model
Jak je patrné z architektury systému TIRSWeb, jeho jednotlivé komponenty mohou být rozprostřeny na různých počítačích propojených sítí. Sítí je zde myšlena jak lokální síť v rámci jednoho podniku, tak globální síť Internet. Pomocí TIRSWebu je tedy možné postavit informační systém s měřicí jednotkou v počítači např. v Hradci Králové a uživatelem např. v Praze (ale i kdekoliv ve světě). Uživatel spustí internetový prohlížeč, připojí se do internetu a „okamžitě“ (s časovým zpožděním daným propustností sítě) vidí hodnoty veličin měřicí stanice v Hradci Králové. Samozřejmě je možné umístit klient i TIRSWebSource na jeden počítač.

Tenký klient
Nespornou výhodou systému TIRSWeb je minimální požadavek na softwarové vybavení klientských počítačů. Jediným požadavkem je nainstalovat internetový prohlížeč, nic jiného. Tato vlastnost se využívá především u takových technologických informačních systémů, jejichž data jsou zpřístupněna velkému množství klientů. Těžko si lze představit takové řešení, které by např. u tisíce uživatelů vyžadovalo instalovat a konfigurovat speciální softwarové klienty.

Spojení s více servery a provoz s více klienty
Obě možnosti uvedené v titulku kapitoly vyplývají přímo z koncepce systému. Provoz s více klienty představuje běžnou možnost internetu. Data z technologie mohou být v jednom okamžiku prostřednictvím stránek HTML přístupna libovolnému počtu připojených klientů, které si příslušnou webovou stránku vyžádají.

Spojení s více servery představuje možnost připojit se z jedné stránky HTML k více serverům TIRSWebSource. Jestliže např. jeden TIRSWebSource bude umístěn v Praze a druhý v Hradci Králové, je možné v jednom okamžiku na jedné stránce HTML vizualizovat technologická data z obou lokalit.

Efektivní komunikace – minimalizace rozesílaných informací
Jedním z rozhodujících kritérií pro skutečně reálné aplikace může být propustnost sítě. TIRSWeb používá velmi efektivní způsob komunikace, jenž je založen na principu minimalizace rozesílaných informaci. Velmi jednoduše řečeno: nové hodnoty jsou do vizualizační stránky poslány skutečně jen jako čísla a nemusí se znovu po síti přenášet celá grafická podoba veličiny, nebo dokonce znovu vykreslovat celá stránka.

Obr. 3.

Podporované platformy operačních systémů
TIRSWebSource může být provozován na operačních systémech Windows NT nebo 2000 (Server i Workstation). Zde běží jako tzv. služba (service), tzn. nezávisle na přihlášeném uživateli. Novinkou je možnost provozovat TIRSWebSource na OS Linux.

Klient může být spuštěn na operačních systémech Windows NT, Windows 2000 (Server i Workstation), Windows 9x nebo Linux. Nejpodporovanějšími internetovými prohlížeči jsou MS Internet Explorer (MSIE) a Netscape Navigator.

Bezpečnostní standard
Aplikace, jejichž TIRSWebSource je provozován na Windows NT nebo 2000, využívají bezpečnostní standard úrovně C2. Tento standard byl definován ministerstvem obrany USA. Systémový administrátor může definovat přístup do systému TIRSWeb až na úroveň procesních proměnných. Pro každou procesní proměnnou může být definováno právo zápisu a čtení podle přihlášeného uživatele.

Aplikace, jejichž TIRSWebSource je provozován na OS Linux, využívají standardní zabezpečení tohoto systému.

Archivace a správa dat
Nejpoužívanějšími prostředky pro archivaci a správu dat jsou procesní relační databáze MS SQL Server a Oracle. Obě databáze dávají k dispozici otevřený univerzální přístup k uloženým datům a výkonné dotazovací relační jádro, MS SQL navíc těsnou integraci s rodinou produktů MS Office.

Architektura internetového projektu TIRSWebu
Na obr. 3 je zobrazena možná internetová architektura aplikace na bázi TIRSWebu. Velkou výhodou je možnost centrální správy projektu. Poznamenejme, že pro správu technologického projektu HTML je možné použít zcela standardní webový MS IIS (na platformě operačních systémů Microsoft) nebo webový server Apache (na platformě OS Linux), bez dalšího softwarového vybavení. Požadavky na klient jsou – jak již bylo řečeno a jak je patrné z obr. 3 – internetový prohlížeč bez dalšího přídavného softwaru.

Podpora standardu OPC
TIRSWeb poskytuje širokou škálu komunikačních rozhraní pro komunikaci s PLC. Navíc na platformě Windows podporuje specifikaci OPC, čímž se sada připojitelného řídicího hardwaru značně rozšiřuje.

TIRSWeb pro Linux
Novinkou v rodině programů TirsWeb je úprava pro operační systém Linux. Klientská pracoviště bylo možné provozovat na platformě Linux již v minulosti, a to s použitím základních vlastností internetové technologie – nezávislosti platformy klientů a serverů. Serverová pracoviště byla budována pomocí MS IIS na Windows.

Novinkou je budování serverových stanic TirsWebu na Linuxu. Velmi populární operační systém, který se stává světovým fenoménem, lze použít k budování serverových pracovišť připojených prostřednictvím PLC různých typů na reálné prvky technologie, jako jsou čidla a akční členy. Linux jako operační systém je v současné době používán mnoha firmami především v síťových a internetových serverech. Jeho webovský server Apache patří k nejrozšířenějším serverům pro internet. PLC (výkonné jednotky reálné technologie) mohou být připojeny k Linuxu stejně jako v případě Windows NT. K dispozici jsou sériové kanály, paralelní rozhraní či spojení typu IP jak přes TCP, tak UDP. Základní správa procesních proměnných je zabezpečena prostřednictvím databáze MySQL a nad ní pracujících konfiguračních zobrazení. Navíc ke standardnímu internetovému serveru Apache, který je zdrojem předloh podoby reálné dispečerské aplikace, běží na straně serveru jeden nebo více démonů (tj. programů, které na pozadí čekají na definovanou událost, aby spustily svou činnost) pro komunikaci s daným typem technologického automatu. Démony jsou z historických důvodů systému TIRSWeb nazývány konektory a jejich funkce je zcela identická jako funkce konektorů v systémech Windows NT.

CORAL s. r. o.
Veverkova 1631
500 02 Hradec Králové
tel.: 049/581 34 69
fax: 049/581 34 35
coral@coral.cz
www.coral.cz