автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование и разработка универсального сервера с открытой архитектурой для информационной интеграции систем управления

На правах рукописи

Чыонг Динь Тяу

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УШШЕРСАЛЬНОГО СЕРВЕРА С ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРОЙ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНТЕГРАЦИИ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Специальности:

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (информатика)

05.13.06 -' Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и вычислительная техника» в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Давыдов Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Харазов Виктор Григорьевич

кандидат технических наук, доцент Щербина Александр Николаевич

Ведущая организация: научно-производственное предприятие

«Буревестник»

Защита диссертации состоится 17 февраля 2005 г. в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.229.18 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, корпус 9, аудитория 325.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан 15 января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. Объектом исследования в диссертационной работе являются ОРС (OLE for Process Control) -серверы и ОРС-клиенты как средство информационной интеграции компонентов в промышленной автоматизации и как компонент человеко-машинной системы управления (СУ) процессами и производствами. Используемый в них стандарт ОРС является основным промышленным стандартом взаимодействия устройств связи с объектами (УСО) и современных систем сбора данных и диспетчерского управления - Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). На сегодняшний день ОРС-стаядарт признан и поддерживается всеми ведущими фирмами-производителями SCADA-систем и оборудования промышленной автоматизации, обеспечивая их совместное функционирование. Популярным классом ОРС-приложений являются ОРС-серверы конкретных аппаратных устройств или, иначе, ОРС-серверы доступа к данным реального времени (РВ). Далее для краткости будем называть их ОРС-серверами. ОРС-серверы обеспечивают предоставление информации о состоянии параметров технологического процесса (Ш) от устройств сбора данных ОРС-клиентам (в т.ч. SCADA-системам). Производители оборудования автоматизации для стандартизации своих продуктов разрабатывают ОРС-серверы для этих устройств так, чтобы максимально продвинуть на рынок свою аппаратуру. Аппаратура же других фирм, подключение которой к ОРС-серверу не предусмотрено, в ряде случаев является более эффективной с технической и экономической точек зрения. Новые устройства сбора данных и управления (СДУ), как правило, поставляются с ОРС-серверами, но существует значительная часть используемых на промышленных предприятиях устройств более ранней разработки, которые ими не снабжены. Важно и то, что достаточно большая часть промышленных предприятий, в том числе и в России, еще не применяет SCADA-системы для автоматизации и их ожидает переход к управлению на основе SCADA-систем. Таким предприятиям важно сохранить в модифицированных СУ возможность использования уже применяемых устройств более ранней разработки

(их замена может быть невыгодной с фи: аЙвбвАН1 рибо подобные уст-

•ММ ПОТЕКА >

СП

w m>n.

ройства вообще нельзя заменить другими из-за их уникальности или по соображениям информационной безопасности). Поэтому весьма актуальной является исследование и разработка универсального ОРС-сервера с открытой архитектурой (далее сервер УСОА), позволяющего интегрировать в СУ и, в частности, в SCADA-системы любое оборудование при ограниченных затратах финансовых и временных ресурсов. Этому и посвящена данная диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка высокопроизводительного универсального ОРС-сервера с открытой архитектурой, позволяющего информационно интегрировать УСО любого вида, автоматизированные системы управления (АСУ) ТП и SCADA-системы при ограниченных финансовых и временных затратах. Цель работы достигается решением следующих задач:

1. Обзор и анализ компонентов промышленной автоматизации, COM/DCOM (Component Object Model/Distributed СОМ) -технологий, ОРС-стандарта, ОРС-серверов и ОРС-клиентов,

2. Анализ и синтез структуры сервера УСОА и его частей. Разработка теоретических положений для обоснования принятых решений по выделению общей и специализированной частей, иерархической декомпозиции сервера, моделям базовых объектов, взаимодействию между ними и разработка сервера в целом.

3. Апробация предложенных решений на ряде типовых примеров интеграции распределенных систем управления (РСУ).

Методы исследования и используемые инструментальные средства. В диссертации применяются методы системного анализа и принятия решений для ОРС-приложений - принципы системности, иерархичности, формализма; критерии синтеза, выбор на их основе наилучших решений, методы теорий распределенных и параллельных вычислений, автоматического управления и передачи данных.

Использованы подходы и технологии получения, обработки информации и программирования - объектно-ориентированный подход к анализу, проектированию и программированию, технологии COM/DCOM, ОРС-стандаргы, SCADA-система GeniDAQ и диагностический ОРС-юшент, спроектированный автором.

-rVi • -ц

V -'Я А"

Научная новизна работы определяется поставленной целью:

1. Предложена и обоснована оригинальная структура сервера УСОА, содержащая универсальную подсистему (собственно ОРС-сервер) и специализированные компоненты для подключения УСО (далее компоненты УСО). Универсальная подсистема - ОРС-сервер - разрабатывается однократно и реализует наиболее объемные, сложные и ответственные функции сервера, инвариантные к используемым на нижнем уровне УСО. Компоненты УСО дорабатываются в соответствии с конкретными разновидностями применяемых на нижнем уровне УСО.

2. Предложена и обоснована иерархическая организация сервера УСОА, дополненная новым уровнем иерархии. Для всей совокупности полученных уровней иерархии в результате декомпозиции разработан общий набор моделей базовых объектов - объекта-элемента, объекта-диспетчера, объекта-интерфейса - и модель взаимодействия между ними. Определена нотация описания моделей объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними, учитывающая особенности предметной области и снижающая трудоемкость разработки. Разработана методика построения компонентов сервера УСОА и алгоритмы их взаимодействия.

3. Для повышения быстродействия сервера УСОА в соответствии с полученной иерархической структурой предложена и использована модель трехуровневого кэша, применяемого для получения, обработки и хранения данных компонентов сервера УСОА.

4. Введен и обоснован показатель универсальности инструментальных средств разработки ОРС-серверов (далее ОРС-инструментов). Предложен и разработан новый ОРС-инструмент, обеспечивающий организацию СДУ с учетом технологических условий СУ и повышение эффективности работы за счет более полного использования ресурсов УСО и сервера УСОА.

5. Усовершенствовано понятие тэгов в СУ и разработаны новые типы тэгов, а известные тэги модифицированы в сторону расширения их возможностей.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработанный сервер УСОА обеспечивает подключение любого оборудо-

вания промышленной автоматизации к SCADA-системам (широкая возможность выбора оптимальных компонентов для СУ) при существенном снижении материальных, временных затрат. Использование сервера облегчает процесс модернизации СУ промышленных предприятий и информационной интеграции их подсистем.

2. Построенный сервер УСОА предоставляет возможность замены программируемых логических контроллеров (ПЛК) компонентами УСО, что экономически эффективнее.

Реализация и внедрение результатов. Результаты работы реализованы в виде ПО и использованы при интеграции РСУ рентгенолюминесцентными сепараторами (PJIC) и SCADA-системы (подтверждено актом об использовании, разработанный сервер приобретен Hi 111 «Буревестник»); при опросе и управлении параметрами насосов-дозаторов масла фирмы Ismatec в РСУ промышленной установкой СПУТ-1000 для получения пироуглеродной ткани (подтверждено актом об использовании); при интеграции различных типов контроллеров со SCADA-системами в лаборатории проектирования компьютерных СУ кафедры автоматики и вычислительной техники Санкт-Петербургского государственного политехнического университета - СПбГТГУ (подтверждено актом об использовании); при создании межкафедральной учебной лаборатории, возможности которой являются объединением возможностей учебных лабораторий АСУ ТП факультета технической кибернетики СПбГТГУ (подтверждено актом об использовании).

Апробация работы и публикации. Основные результаты и положения обсуждены на научно-технических советах (НТС) и ряде конференций: НТС Hi 111 «Бу- ^ ревестник» (СПб, 18 ноября 2002 г.), научной конференции студентов и аспирантов «XXXI Неделя науки СПбГТГУ» (СПб, 25 - 30 ноября 2002 г.), научно-практической конференции и школе-семинаре «Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий» (СПб, 14-16 июня 2003 г. и 17 - 20 июня 2004 г.) и международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» (СПб, 27 июня - 4 июля 2003 г.).

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них - 5 статей в

центральных журналах, одно учебное пособие.

На защиту выносятся:

1. Структура сервера УСОА, содержащая универсальную, неизменяемую часть - собственно ОРС-сервер - и специализированную, изменяемую часть - компоненты УСО.

2. Иерархическая организация сервера УСОА. Общий для полученных уровней иерархии набор моделей базовых объектов, модель взаимодействия между ними и алгоритм разработки объектов. Модель трехуровневого кэша, обеспечивающая повышение быстродействия и надежности сервера УСОА.

3. Показатель универсальности ОРС-инструментов. Более универсальный ОРС-инструмент. Способы организации СДУ, выбираемые в зависимости от технологических условий СУ и позволяющие полнее использовать ресурсы УСО и сервера УСОА. Понятие тэгов в СУ, новые типы тэгов, модификация известных тэгов в сторону расширения их возможностей и способ их разработки для использования в компонентах УСО.

4. Методика разработки компонентов УСО, включая практическую реализацию.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы из 80 наименований. Материал изложен на 217 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обсуждена актуальность решаемой задачи, раскрыты научная новизна и практическая значимость результатов работы, приведены сведения о внедрении и апробации результатов, публикациях, структуре и объеме диссертации и проаннотированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертационной работы является обзорной. В ней рассмотрены типовые компоненты иерархической РСУ - БС АБА-системы, УСО, ОРС-серверы, средства взаимодействия между компонентами, обобщенная структура

ОРС-сервера, интерфейсы, регламентируемые ОРС-стандартом и используемые во многих ОРС-серверах фирм-производителей УСО. Обобщенная структура ОРС-сервера содержит три уровня. На нижнем уровне находятся объекты ОРСКет, каждый из которых характеризуется значением (у), меткой времени происхождения (?) и признаком качества и состояния (д). На среднем уровне ОРС-сервера находятся объекты ОРСОгоир, которые используются для объединения объектов ОРСИет в группы. На верхнем уровне находится объект ОРСвегует, который управляет всеми объектами ОРСОгоир. Рассмотрены и проанализированы механизмы обмена данными между ОРС-клиентом и ОРС-сервером (синхронный, асинхронный, обновления и подписки).

Полученные результаты использованы в качестве отправной точки при разработке сервера УСОА.

Вторая глава является основной главой диссертационной работы, в которой на основе разработанных теоретических положений синтезируется сервер УСОА.

Для получения структуры сервера предложено учитывать зависимость компонентов сервера от подключаемых УСО. На этой основе разработана обобщенная структура сервера УСОА. В соответствии с ней сервер разделен на две части - универсальную, общую (фиксированную) и специализированную (изменяемую) части. Фиксированная часть включает большую часть разрабатываемого сервера и представляет собой сервер компонентов, который предоставляет ОРС-клиентам интерфейсы доступа к данным РВ, т.е. фиксированная часть является, по существу, ОРС-сервером. В общей части скрыты и решены все сложные задачи, инвариантные к конкретным УСО. ОРС-сервер имеет доступ к специализированной части для реализации обмена данными с УСО. Специализированную же часть предложено построить из множества программных компонентов УСО, предназначенных для сбора данных от устройств и управления ими. В каждом компоненте УСО в качестве небольшой по размеру составной части содержится код программы, написанной программистом, работающим в прикладной области, и необходимый для доступа к конкретным физическим устройствам. Анализ результатов программирования обоих частей сервера

показал, что размер программного кода ОРС-сервера (фиксированной части) занимает 80% общего объема. При этом, в соответствии с проведенными экспертными оценками, коэффициент трудоемкости разработки ОРС-сервера в 2-3 раза выше, чем для компонента УСО. В итоге получено отношение трудоемкостей разработки компонента УСО и ОРС-сервера 1:10. При этом важно отметить, что ОРС-сервер разрабатывается однократно. Таким образом, предложенное решение сокращает материальные и трудовые затраты, связанные с подключением УСО, при одновременном уменьшении сроков разработки сервера.

На полученной основе в соответствии с используемым при системном анализе принципом иерархичности и предложенными автором принципами адаптируемости, расширяемости, квалификационно-ориентированного и предметно-ориентированного разбиения и уменьшения степени зависимости между декомпозированными компонентами разработана развернутая иерархическая структура сервера УСОА (рис. 1), содержащая совместно со БСАОА-системой четыре уровня иерархии и дополненная новым уровнем - уровнем ЦМД. Для всех уровней иерархии предложено унифицированное решение. На основе декомпозиции каждого из уровней иерархии и интеграции полученных результатов предложено использовать три модели базовых объектов (объекты-элементы, объекты-диспетчеры и объекты-интерфейсы). Программная реализация подобного решения хорошо поддерживается объектно-ориентированной технологией программирования (ООТП). Объект~элемент является пассивным объектом, который может изменить свое состояние только под воздействием других объектов. Этот объект создается и управляется объектом-диспетчером (его объектом-родителем) и является терминальным объектом уровня иерархии, в котором он находится. Объект-элемент предназначен для сохранения, получения и передачи данных для другого уровня иерархии. В составе характеристик объекта-элемента имеется

ОРС- ОРС- Мониторинг, редактирование клиент клиент устройств, тэгов

* | Уровень ¡¡САМ

|ОРСчюмпонвкг|ОРСн(ОМПонвкг| Уровень ОРС

------------------

[Центр манипуляции данными (ЦМД) по внеш мим запросам]

а " Уровень ЦМД

| Компонент УСО II Коиюнвмг УСО 1 | Коор умагор|

Уровень СДУ

Рис. 1. Декомпозиция распределенной системы 5САХ>А и сервера УСОА

хронологическая характеристика (V, ц, /). Объект-диспетчер является активным объектом со своим потоком управления. Он, в общем случае, автономен, т.е. может проявлять свое поведение без воздействия со стороны других объектов и является источником управляющих воздействий. Используя объект-диспетчер, можно создавать другие объекты-продукты (объекты-диспетчеры, объекты-элементы) и объекты-интерфейсы. Объект-диспетчер обрабатывает и синхронизует запросы от объектов-интерфейсов. Особенностью объектов-диспетчеров является наличие в них таймеров, предназначенных для управления работой главных задач объекта. В объекте-диспетчере содержатся также синхронизующие переменные и очередь. В диссертационной работе разработан алгоритм работы рабочего потока объекта-диспетчера для управления главными задачами и фоновой задачей объекта, ориентированный на повышение производительности сервера. Объект-интерфейс реализует методы интерфейса и является пассивным объектом. Он создается и уничтожается объектом другого уровня иерархии - объектом-диспетчером (его объектом-родителем). Чаще всего поддерживаются следующие объекты-интерфейсы: управление объектом-родителем (УОР), управление объектами-продуктами (УОП), управление вводом/выводом (УВВ), источник генерации уведомления (ИГУ) объекту-клиенту (объекту, находящемуся в другом уровне иерархии) и приемник уведомления (ПУ). Предложенный автором процесс создания объектов и взаимодействия между ними иллюстрирует рис. 2. Модели базовых объектов и процесс взаимодействия между ними соответствуют использованным в работе принципам предметно-ориентированного разбиения, уменьшения степени зависимости между декомпозированными компонентами и расширяемости.

В соответствии с другим основополагающим принципом системного анализа -принципом формализма - в диссертационной работе предложена оригинальная нотация, обеспечивающая удобное для данной предметной области описание уровней иерархии, компонентов, объектов сервера и взаимодействия между ними. С помощью указанной нотации для всех уровней иерархии описаны модели компонентов, объектов и модель взаимодействия между ними. На основе перечисленных моделей в ра-

боте построены конкретные компоненты трех уровней сервера и исследовано их взаимодействие.

В соответствии с иерархической структурой предложено еще одно оригинальное решение - использовать трехуровневый кэш для передачи, получения, обработки и хранения данных уровней. Это решение является одним из факторов, обеспечивших повышение производительности и надежности разработанного сервера. Методы ввода/вывода объектов сервера описаны в табл. 1. Объект-интерфейс для управления вводом/выводом компонента УСО поддерживает новые, эффективные (быстродействие, универсальность) методы одиночного чтения - чтения одного значения из устройства или из первичного кэша, одиночной записи - записи одного значения в устройство или в первичный кэш, множественного чтения - чтения группы значений из устройства, множественной записи - записи группы значений в устройство. В диссертации выполнен анализ и приведено подробное описание реализации механизмов обмена данными - синхронного чтения/записи, асинхронного чтения/записи и режима подписки. Таким образом, предложенные в диссертации организация трех-

а) Созд: через 01 О |ние объектов-интерфейсов >ъект-диспетчер ^н®/5—в Ь) Управлс через созд У1 1ние объектом-диспетчером внный о&ьект-иитерфейс УОР •—{уог} —©

е)Соэда элемент: УОП О кие и управление объектами-ши через объект-интерфейс (1) Создание объекта-интерфейса ПУ и регистрация его информации через объект-интерфейс ИГУ—. _ ! -429—

е) Скнхр объект-и СЧ онныв чтение/запись через нтерфейс УВВ —© ^ 0 Обслужи и подписи методов в Тб / (пУУ* вание асинхронных запросов и путем обратного вызова бъекта-интерфейса ПУ | @ # 1

О Объект-диспетчер О Объект-интерфейс ® Объект-элемент »—Интерфейс ф----МВ> а создает В ®—КЭ А вызывает В [ Граница 2-х уровней

Рис. 2. Механизм работы базовых объектов и взаимодействие между ними

уровневого кэша, планирование выполнения задач и способы запуска потоков в компонентах сервера УСОА обеспечивают повышение производительности разработанного сервера и повышение надежности системы за счет рационального планирования параллельных задач и очередей запросов.

Табл. 1. Математическая интерпретация методов ввода/вывода объектов в сервере УСОА

Уровень Объект Ввод Вывод Комментария

ОРС Объект-интерфейс УВВ х = г( У, а), X = тг(!, х) у = н(1,г), У = гт/(1,Х) г - чтение, м> - запись, тг - множественное чтение, тм> - множественная запись, У = {<}.0, ,5 - источник данных, г - идентификатор объекта, X, У, 2,1 - векторы из х,у, г, /

Объект-элемент х = т(в) у = ч(г)

ЦМД Объект-интерфейс УВВ Х=г(1,в) у = у/(1,г)

Объект-элемент Х = г(з) у = у»(г)

СДУ Объект-интерфейс УВВ х = г(г), тг(1) У = у(г,г)%

Объект-диспетчер тг( I) ты(1)

Объект-элемент Х = Т(8) у = уе(з,г)

В заключительной части второй главы на основе анализа взаимосвязей между базовыми объектами каждого из уровней иерархии сервера предложены следующие этапы разработки его компонентов, направленные на использование ООТП: формирование иерархической структуры объектов на соответствующем уровне иерархии и взаимодействия между ними (1); выделение в соответствии с синтезированной структурой отдельных классов объектов - объектов-элементов, объектов-диспетчеров и объектов-интерфейсов (2); создание атрибутов и методов выделенных классов, сначала для класса объектов-элементов (3); затем для класса объектов-диспетчеров (4); создание интерфейсов для класса объектов-диспетчеров (5); добавление методов в классах объектов-диспетчеров, предназначенных для реализации созданных интерфейсов (6); реализация интерфейсов на основе созданных на шаге 6 методов (7). В диссертации выполнена полная разработка наиболее трудоемкой общей, фиксированной части сервера, включающая его однократное программирование и отладку.

Качество разработанного сервера УСОА для конкретных УСО зависит не только от фиксированной части сервера, но и от реализации (модификации) компонентов УСО программистом, работающим в прикладной области. В связи с этим третья глава диссертационной работы посвящена разработке компонентов УСО.

Для разработки компонентов УСО в диссертации предложен ОРС-инструмент, отличительной особенностью которого являются универсальность (возможность подключать любые УСО) при снижении финансовых и временных затрат. Для разработки ОРС-серверов или их частей, в принципе, можно использовать существующие ОРС-инструменты, наиболее представительными из которых являются ОРС-инструменты корпорации WINPASO (США) и Ба^е! (Россия). Для сравнения предложенного ОРС-инструмента с аналогами введены понятия - закрытый и открытый модули. Закрытый модуль - готовая программа, поставляемая производителем (исходный код недоступен). Открытый модуль - программа, написанная программистом, для которой исходный код доступен. Примером закрытого модуля является разработанная в предыдущей главе общая, фиксированная часть сервера, а примерами открытых модулей являются разработанные в диссертации компоненты УСО. Для сравнения предложенного ОРС-инструмента с его аналогами автор предложил использовать характеристику (показатель) универсальности вида и-ка*а + кр*0 + кг*у+кб*5 + кс*£ где а - степень независимости тэгов открытого и закрытого модулей, Р - степень упорядоченности списка тэгов закрытого модуля; у - степень изоляции тэгов открытого модуля от закрытого модуля, 8 -степень взаимодействия сервера с УСО, с — степень взаимодействия УСО и тэгов с оператором. Здесь ^(х > ^0' ^у > >

ке - весовые коэффициенты. Большее значение показателя универсальности V является предпочтительным и соответствует более универсальному решению. На основе выполненного анализа в диссертации получены значения показателя универсальности для предложенного ОРС-инструмента (/¡ = 1.00, а для аналогов лишь С/2 =0.31 (ОРС-инструмент Рав^е!) и и3 = 0.75 (ОРС-инструмента АОТИРАБО). Таким образом, в соответствии с критерием принятия решения тах{и[}, г = 1,3 обоснованно выбран предложенный в диссертационной работе ОРС-инструмент. Использование этого инструмента, наряду с возможностью подключения любых УСО и обеспечением быстрой разработки компонента УСО, предоставляет более широкую свободу реализации компонента УСО, его

адаптации к конкретному устройству и возможность конфигурирования или интерактивного взаимодействия пользователя с УСО и тэгами.

В соответствии с архитектурной концепцией компонент УСО является компонентом сервера, содержащим объект-диспетчер, объект-элемент и объекты-интерфейсы. С целью построения эффективных классов объектов-элементов на основе анализа требований БСАОА-систем и ОРС-стандарта расширено понятие тэга (абстракция параметра ТП). В работе предложено различать следующие типы тэгов - аналогового ввода (модифицирован), аналогового вывода (модифицирован), дискретного ввода (модифицирован), дискретного вывода (модифицирован), тревоги и события (новый тип), тренда (новый тип), алгоритмического (новый тип), конфигурирования тэга (новый тип), конфигурирования устройства (новый тип), состояния устройства (новый тип) и технического параметра устройства (новый тип). Подобный прием обеспечивает эффективную обработку, хранение, передачу данных параметров ТП и управления ими в системе БСАБА - сервер УСОА. На этой основе построены различные классы объектов-элементов с использованием ООТП, выполнен анализ и предложена методика разработки классов объекта-диспетчера и объектов-интерфейсов, представляющих собой средство общения между ОРС-сервером и компонентом УСО. Классы объектов-элементов и объекта-диспетчера спроектированы как расширяемые классы (свойство расширяемости сервера). Последнее очень важно, так как эти классы подлежат модификации при выполнении привязки к конкретному УСО или конкретным параметрам ТП.

Предложенные в диссертации решения обеспечивают модификацию параметров устройств (объектов-диспетчеров компонентов УСО), характеристик тэгов, добавление, удаление и модификацию тэгов, выбор методов ввода/вывода, наиболее подходящих для конкретных УСО во время работы системы (свойство универсальности сервера УСОА).

В диссертации предложены способы организации СДУ в компоненте УСО, выбираемые в зависимости от условий работы СУ, и алгоритмы работы задач компонента УСО - задачи обновления первичных тэгов и задачи заполнения трендов

тэгов. Проанализированы три способа задания периода Т3 запуска задачи обновления первичных тэгов - фиксация Т3, ручное задание Т3 оператором и динамическая коррекция Т3 во время работы в зависимости от интенсивности работы сервера. На рис. 3 приведены результаты физических экспериментов для различных алгоритмов динамической коррекции Т3.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена изложению методики подключения устройств УСО к разработанному серверу и экспериментальной проверке предложенных в работе решений на представительной совокупности примеров. Методика подключения устройств УСО к серверу состоит в последовательном выполнении следующих этапов -анализ и определение физической конфигурации УСО (1), определение и изучение методов доступа к данным УСО (2), определение характеристик и требований к СУ (3), исследование и разработка классов тэгов каждого УСО (4), исследование и разработка классов устройств компонентов УСО (5), назначение способов чтения/записи методов интерфейса ввода/вывода (6) и интеграция компонентов УСО в состав сервера (7). Реализация этапов 4-6 базируется на использовании ООТП. При этом возможны следующие варианты реализации этих этапов, ориентированные на сокращение трудоемкости и времени разработки: для простых случаев - модификация подходящих классов из имеющейся библиотеки классов (пополняемая библиотека) в сторону сужения их возможностей; для более сложных случаев - использование наследования абстрактных базовых классов и методов (модифицируемые методы перегружаются в производном классе, неиспользуемые - удаляются из базового класса, а отсутствующие - добавляются в производный класс).

Для экспериментальной проверки предложенной методики компоненты УСО разработаны для представительной группы устройств - эмулятора сигналов, нестандартного устройства связи с объектом с платами АЦП и ЦАП и промышленного контролера типа 7188Е2 фирмы ICP DAS и фирменных модулей. Для комплексной

о 1500 алгоритм 1

Рис. 3. Изменение Т3 при разных алгоритмах его динамической коррекции

экспериментальной апробации предложенных в диссертационной работе решений на основе разработанного сервера выполнены интеграция РСУ РЛС (НПП «Буревестник») и двух типов БСАВА-систем, а также интеграция двух учебных лабораторий АСУ ТП (СПбГПУ) и БСАОА-системы ОешОАС). При экспериментальной проверке интеграции учебных лабораторий, функционирующими в разных локальных вычислительных сетях, выполнено планирование эксперимента и на его основе получена оценка величины запаздывания передачи данных тэгов между разработанными серверами, расположенными в разных лабораториях - величина запаздывания не превышала 600-700 мс в наихудшем случае при погрешности измерения не более 10 мс. Указанное значение запаздывания приемлемо для мониторинга в человеко-машинной системе.

В заключительной части главы выполнен сравнительный анализ производительности разработанного автором сервера с его аналогом - ОРС-сервером фирмы Ра^е! (рис. 4). Эксперимент был спланирован таким образом, что в обоих случаях использовались одинаковые инструментальные средства (ЭВМ, ПО, УСО). Результаты эксперимента показали, что в СУ со средним и большим количеством параметров ТП разработанный сервер имеет производительность в 5-10 раз более высокую, чем ОРС-сервер фирмы РаБ^е!, а при небольшом количестве параметров ТП они имеют практически одинаковую производительность. По сравнению с ОРС-сервером фирмы Рая^е! предложенный автором сервер позволяет подключать любые устройства УСО при меньших финансовых и временных затратах.

В заключении перечислены основные результаты и изложены выводы по диссертационной работе.

В приложениях представлены программы эмулятора сигналов и реализация классов компонентов УСО для эмулятора и нестандартного УСО.

■Ь 2000

и 1000

I •

О

...............ШУША

I ■ .........ПРавй««!

I 1 11 т

100 200 500 1000 2000 Одиночное чтение '•влотэгев

ц-800000

| 600000 А

¿400000 л

и 200000

I о

о

I

10000 15000 20000 29000 №000 Число тэгов

Множественное чтение

Рис. 4. Сравнение производительности сервера УСОА и универсального ОРС-сервера фирмы Рая^е]

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Структура сервера УСОА для информационной интеграции компонентов СУ промышленной автоматизации, содержащая универсальную подсистему, инвариантную к используемым на нижнем уровне УСО, и специализированные компоненты УСО. Предложенный сервер обеспечивает подключение как вновь разрабатываемых, так и существующих УСО к вСАОА-системам, позволяет снизить материальные и трудовые затраты на подключение устройств автоматизации, повысить производительность сервера в 5-10 раз для задач средней и большой размерности при одновременном повышении надежности работы.

2. Иерархическая организация сервера УСОА, дополненная новым уровнем иерархии. Модели базовых объектов и взаимодействия между ними, модель трехуровневого кэша. Нотация описания моделей объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними, учитывающая особенности предметной области. Методика использования моделей базовых объектов для построения компонентов сервера.

3. Новый ОРС-инструмент, обеспечивающий организацию СДУ с учетом технологических условий СУ и повышение эффективности работы за счет более полного использования ресурсов УСО и сервера УСОА. Новые типы тэгов и модификация известных тэгов в сторону расширения их возможностей.

4. Спланирована и проведена экспериментальная проверка сервера УСОА на представительной совокупности практически значимых примеров, подтвержденная четырьмя актами использования из трех организаций.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРАТАЦИИ

1. Чыонг Д.Т. Взаимодействие открытых систем промышленной автоматизации - состояние и проблемы И Информационно-управляющие системы. 2003. №2-3. С. 52-57.

2. Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. ОРС-серверы с открытой архитектурой - средства взаимодействия компонентов в промышленной автоматизации // Автоматизация в промышленности. 2003. №7. С. 10-15.

3. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. Организация обмена данными между ОРС-приложениями // Автоматизация в промышленности. 2003. №10. С. 23-27.

4. Чыног Д.Т., Давыдов В.Г. Метод подключения нестандартных контроллеров к современным 8САГ)А-системам // Материалы межвузовской конференции «XXXI недели науки СПбГПУ». СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 87-88.

5. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. ОРС-серверы - средства организации взаимодействия между компонентами в промышленной автоматизации // Труды УП Между-нар. науч.-техн. конф. «Системный анализ в проектировании». СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 548-557.

6. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. ОРС-сервер с открытой архитектурой как основа информационной интеграции сложных систем автоматизации // Материалы науч.-практ. конф. «Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий». СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 424-430.

7. Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. Проектирование компьютерных систем управления на основе БСАБА-систем: Учеб. пособие. СПб.: СПбГПУ, 2004. 102 с.

8. Владимиров Е.Н, Волк Е.Б., Давыдов В.Г., Морозов В.Г., Таткин Л.З., Чыонг Д.Т. Интеграция системы автоматического управления рентгенолюминесцент-ными сепараторами и ЯСАВА-систем // Автоматизация в промышленности. 2004. №9. С. 19-23.

9. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. ОРС-сервер и организация обмена данными между ОРС-приложениями // Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2004. №1. С. 194-202.

Ю.Чыонг Д.Т. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП // Материалы науч.-практ. конф. «Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий». СПб.: СПбГПУ, 2004. С. 376-382.

П.Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. Непосредственный обмен данными между несколькими клиентами и общей аппаратурой // Сборник научных трудов аспирантов и молодых ученых факультета технической кибернетики СПбГПУ. СПб.: СПбГПУ, 2004. С. 88-95.

Подписано в печать«^ &. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Уч. печ. л. 4,0 . Тираж 400 , Заказ &Ъ .

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.

»■-66 0

РНБ Русский фонд

2006-4 1974

Список обозначений и сокращений.

Введение.

В.1. Актуальность темы.

В.2. Цель работы.

В.З. Методы исследования и используемые инструментальные средства.

В.4. Научная новизна.

В.5. Практическая ценность.

В.6. Реализация и внедрение результатов.

В.7. Апробация и публикации.

В.8. Основные положения, выносимые на защиту.

В.9. Структура и объем диссертации.

Глава 1. Анализ компонентов промышленной автоматизации и ОРСсерверов доступа к данным реального времени.

Ф 1.1. SCADA-система и ее взаимодействие с устройствами сбора данных и управления.

1.2. ОРС-серверы доступа к данным реального времени.

1.2.1. Общие характеристики ОРС-серверов.

1.2.2. Сущность ОРС и архитектура СОМ-серверов.

1.2.3. Обобщенная структура ОРС-серверов.

1.3. Выводы.

Глава 2. Теоретическое обоснование и разработка структуры сервера

УСОА и его универсальной части.

2.1. Нотация для описания объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними.

2.2. Обобщенная архитектура сервера УСОА. Критерии декомпозиции.

2.3. Развернутая иерархическая структура сервера УСОА.

2.4. Модели базовых объектов сервера и модель их взаимодействия.

2.4.1. Классификация объектов сервера УСОА.

2.4.2. Модель объекта-элемента.

2.4.3. Модель объекта-диспетчера и алгоритм рабочего потока.

2.4.4. Модель объекта-интерфейса.

2.4.5. Модель поведения и взаимодействия объектов в системе.

2.5. Компоненты сервера УСОА.

2.5.1. Компонент У СО.

2.5.2. Компонент ЦМД.

2.5.3. Компонент ОРС.

2.6. Модель трехуровневого кэша сервера УСОА и организация обмена данными между ОРС-клиентами и сервером.

2.6.1. Синхронный обмен данными.

2.6.2. Асинхронный обмен данными.

2.6.3. Режим подписки.

2.6.5. Планирование выполнения задач в иерархических уровнях сервера УСОА.

2.7. Этапы разработки компонентов сервера УСОА.

2.8. Выводы. Преимущества сервера УСОА — взгляд изнутри.

Глава 3. Исседование и разработка специализированной части сервера

УСОА. Синтез контура сбора данных и управления.

3.1. Анализ существующих ОРС-инструментов и требования к разработке компонентов УСО.

3.2. Характеристика универсальности ОРС-инструмента и синтез структуры компонента УСО.

3.2.1. Основные понятия и терминология.

3.2.2. Анализ аспектов универсальности в серверах, разработанных с помощью существующих ОРС-инструментов.

3.2.3. Синтез структуры компонента УСО с помощью нового ОРС-инструмента.

3.3. Подготовка к синтезу компонента УСО.

3.3.1. Декомпозиция компонента УСО.

3.3.2. Тэг в системе управления: новые типы и модификация существующих типов.

3.4. Синтез компонента УСО.

3.4.1. Анализ и методика разработки реального тэга компонента УСО

3.4.2. Анализ и методика разработки реального устройства компонента УСО. Язык общения между ОРС-сервером и компонентом УСО (интерфейсы).

3.5. Организация сбора данных и управления в компонентах УСО.

3.5.1. Способы организации сбора данных.

3.5.2. Планирование работы задач сбора данных и управления.

3.6. Выводы. Преимущества сервера УСОА - взгляд со стороны.

Глава 4. Практические применения сервера УСОА.

4.1. Методика подключения УСО к серверу УСОА.

4.2. Примеры разработки компонентов УСО.

4.2.1. Разработка компонента УСО для эмулятора сигналов.

4.2.2. Разработка компонента для нестандартного УСО.

4.2.3. Разработка компонента УСО для промышленного контроллера и модулей ввода/вывода.

4.3. Интеграция системы автоматического управления рентгенолюминесцентными сепараторами и SCADA-систем.

4.4. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП.

4.4.1. Недостатки ОРС-стандарта и новое интеграционное решение.

4.4.2. Программные средства, используемые для интеграции лабораторий

4.4.3. Связывание ЛВС лабораторий.

4.4.4 Интеграция по управлению и информационное объединение лабораторий.

4.4.5. Расчет запаздывания передачи данных между серверами У СО А, расположенными в разных ЛВС.

4.5. Исследование производительности сервера УСОА.

4.6. Выводы. Преимущества сервера УСОА - взгляд из практики.

В настоящее время информационная автоматизированная система управления (АСУ) промышленным предприятием (ПП) имеет иерархическую структуру (рис. В. I), включающую следующие неотъемлемые уровни [2, 6, 27, 40, 56, 67, 68,71,76].

Рис. В. I. Архитектура информационной автоматизированной системы управления промышленным предприятием

Контроллерный уровень, представляющий собой устройства сбора данных и управления (далее устройства связи с объектом — УСО): датчики, механизмы, локальные контроллеры и т.д. 11оток информации от контроллерного уровня должен быть предоставлен устройствам вышележащего уровня, пользователям или приложениям, использующим их посредством цифровых коммуникационных протоколов связи. [ 1ри этом в системе не должно возникать проблем несовместимости.

Уровень контроллеров верхнего уровня. Информация с локальных контроллеров может направляться в приложения вышележащего уровня непосредственно, а также через контроллеры верхнего уровня. Контроллеры верхнего уровня реализуют различные функции, например, сбор данных с локальных контроллеров, вторичную обработку данных, поддержание единого времени в системе, обмен информацией между локальными контроллерами и приложением следующего уровня и др. При этом в системе также не должно возникать проблем несовместимости.

Операторский уровень - уровень работы систем типа SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) для сбора данных и диспетчерского управления технологическими процессами (ТП) на производстве. Этот уровень обеспечивает вторичную обработку данных, которые получены с нижнего уровня - визуализацию, интерфейс с оператором, сохранение истории процесса и доступность данных и результатов их обработки приложениям и пользователям верхнего уровня.

Уровень приложений управления ресурсами предприятия. Информация с уровня SCADA-систем должна быть доступной для этого уровня, т.е. доступ к данной информации из прикладных программ не должен вызывать проблем.

Для обеспечения совместимости между уровнями и создания эффективной интегрированной системы управления (СУ) предприятием системный интегратор или разработчик АСУ ТП должен обеспечить извлечение данных ТП в реальном масштабе времени (РМВ) с самого нижнего уровня и построить "прозрачный" путь получаемым данным к самым верхним уровням. Чтобы получить систему, отвечающую всем потребностям заказчика, системному интегратору или разработчику необходимо использовать инструментальные средства управления различных уровней - SCADA-пакеты, базы данных, электронные таблицы. Ключ к этому - открытая и эффективная коммуникационная архитектура взаимодействия между приложениями, которую предлагает стандарт OLE for Process Control - OPC.

OPC - стандарт [17, 66, 69, 71], основанный на технологии COM/DCOM (Component Object Model/Distributed COM) фирмы Microsoft [18, 19, 32, 60] для СУ в промышленной автоматизации (ПА) и предназначенный для обеспечения универсального механизма обмена данными (ОД) между датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами и системами представления технологической информации, оперативного диспетчерского управления, а также СУ базами данных.

ОРС-стандарт создан консорциумом ОРС Foundation [69], в котором участвуют практически все мировые ведущие производители аппаратного оборудования и программного обеспечения (ПО) для ПА. На сегодняшний день ОРС-стандарт в определенной степени реализован и продолжает развиваться. Консорциум ОРС Foundation пытается охватить все аспекты, связанные с взаимодействием между компонентами ПО, между ПО и между системами типа SCADA и технологическим оборудованием. В настоящее время насчитывается порядка десяти ОРС-спецификаций - Data Access (доступ к данным реального времени) [67, 68], Alarms & Events (обработка тревог и событий) [65], Historical Data Access (доступ к историческим данным) [71] и т.д. Поэтому ОРС можно определить как стандарт взаимодействия между программными компонентами сбора данных и управления (СДУ). Через ОРС-интерфейсы одни приложения могут читать или записывать данные в другие приложения, обмениваться информацией о событиях, оповещать друг друга о нештатных ситуациях, осуществлять доступ к данным, зарегистрированным в архивах. Указанные приложения могут располагаться как на одном компьютере, так и быть распределенными в сети. При этом независимо от фирмы поставщика, ОРС-стандарт, признанный и поддерживаемый всеми ведущими фирмами-производителями SCADA-систем и оборудования, обеспечит их совместное функционирование [35].

Популярный класс ОРС-приложений представляют собой специализированные ОРС-серверы конкретных аппаратных устройств или ОРС-серверы доступа к данным РВ [53, 63, 67, 68, 73, 74], обеспечивающие предоставление информации о состоянии параметров ТП от УСО ОРС-клиентам на локальном компьютере или в компьютерной сети. Современные SCADA-системы поддерживают ОРС-спецификации доступа к данным РВ, являясь ОРС-клиентами. В этом смысле зачастую специализированные ОРС-серверы разрабатывают фирмы-производители УСО. ОРС-спецификация доступа к данным РВ поддерживается во многих современных SCADA-системах. В настоящее время, консорциум OPC Foundation набирает силу в разработке открытых промышленных стандартов на основе ОРС-стандарта на базе операционных систем (ОС) фирмы Microsoft. Сейчас в состав консорциума входят более 350 членов [69, 73], среди которых практически все мировые ведущие производители технологического оборудования, систем автоматизированного управления и ПО. Членами консорциума являются, например, фирмы Iconics (США), Wonderware (США), Adastra (Россия), Siemens (Германия), Rockwell Software (США), Intellution (США), Ci Technologies (Австралия), Indusoft Russia (Россия), Fastwel (Россия), ABB Automation (США), Fieldbus Foundation (США), Toshiba (Япония), Hitachi (Япония), National Instruments (США), и др. [9, 36, 37]. Ведущие производители, с учетом своего опыта, стараются предоставить абсолютно всё необходимое тому, кто будет использовать ОРС. Этот факт показывает большой авторитет ОРС-стандарта, который является перспективным и для использования в АСУ. В табл. В.1 перечислены некоторые из популярных на мировом и российском рынках SCADA-систем, которые поддерживают ОРС.

Табл. В. 1. Популярные на мировом и российском рынках SCADA-системы, поддерживающие ОРС

SCADA-система Фирма-изготовитель Страна

InTouch Wonderware США

GenieDAQ Advantech США

Genesis32 Iconics США

Trace Mode AdAstra Россия

Vijeo Look Schneider Electric Франция

Citect Ci Technologies Австралия

Factory Link United States DATA Co. США

RSView Rockwell Software Inc. США

Lookout National Instruments США iFIX Intellution США

Master SCADA InSAT Россия

COMPLICITY GE Fanuc США

Контур Объединение ЮГ Украина

Wizcon Axeda США

Kpyr-2000 НПФ "Круг" Россия

Elipse SCADA Elipse Software США

В настоящее время существуют много ОРС-серверов, которые поставляются вместе с продуктами ведущих производителей УСО, разработанных самими производителями [73]. Такими производителями являются, например,

Advantech, ABB, Alen-Bradley, Ci Technologies, Fisher-Rosemount Systems, Siemens, Omrom, Schneider Electric, ICP-DAS, Fastwel [6, 38, 46, 73] и т.д. Большинство из существующих ОРС-серверов разрабатывается производителями только для модулей или группы модулей ввода/вывода, т.е. только для пассивных устройств. В имеющихся ОРС-серверах поддерживается фиксированное количество тэгов, определяющихся физическими каналами ввода/вывода этих модулей. При этом ОРС-серверы собирают данные в РМВ и предоставляют полученные данные SCADA-системам. В подобных случаях в SCADA-системе работают алгоритмы мониторинга и управления с большой нагрузкой для обработки сырых данных, получаемых от ОРС-серверов и распределенная система управления (РСУ) выглядит не лучше, чем ранняя централизованная СУ [13], т.к. при выключении SCADA-станций система перестает функционировать. Для построения эффективной интегрированной СУ в данном случае требуется в системе предусмотреть дополнительный уровень работы SCADA-системы, называемой мини SCADA-системой. Обе указанные SCADA-системы предоставляются одним поставщиком для обеспечения их совместимости. Это объясняет, почему в СУ ПП используются монолитные средства из одной ведущей компании. Конечно, при этом и предприятия-потребители целиком зависят от ведущей компании (финансовые и технические факторы).

На нижнем (контроллерном) уровне АСУ ТП предприятий часто используются У СО разных производителей. Из-за ограниченных аппаратных ресурсов предприятий указанные устройства зачастую соединяются общим интерфейсом (кабелем). Например, устройства соединяются интерфейсом RS-485 и затем с помощью конвертора RS-232/RS-485 устройства могут подключаться к одному СОМ-порту компьютера, на котором работают ОРС-серверы (далее host-компьютер), снабжающие эти устройства. Однако данное решение не приемлемо из-за конфликта между ОРС-серверами при обращении к общему СОМ-порту [16].

Для стандартизации своих продуктов (устройств) производители оборудования автоматизации разрабатывают ОРС-серверы для этих устройств. Многие фирмы-производители УСО в корпоративных целях сознательно разрабатывают ОРС-серверы так, чтобы максимально продвинуть на рынок свою аппаратуру. Например, разрабатываются ОРС-серверы для специализированных контроллеров сбора данных, для плат сбора данных, для контрольно-измерительных приборов и т.д. Однако разработка ОРС-серверов является далеко не тривиальной задачей [25]. Производители оборудования должны получать нужную ОРС-спецификацию доступа к данным РВ и прилагаемые программные компоненты. Затем они должны изучить СОМ-интерфейсы СОМ-объектов, используемых в ОРС-спецификации доступа к данным РВ. И, наконец, они должны привлечь к разработке ОРС-сервера опытного программиста, способного реализовать требуемые интерфейсы, а значит и ОРС-сервер. Уместно еще раз подчеркнуть, что сами ОРС-объекты и их ОРС-интерфейсы достаточно сложны и громоздки [19, 32]. В частности, при разработке ОРС-сервера возникают вопросы ОД, управления памятью, многозадачности, синхронизации и т.п.

Наряду с последними по времени разработки устройствами, снабженными ОРС-серверами, существует значительная часть устройств более ранней разработки, которые не снабжены ОРС-серверами. Такими устройствами могут быть, например, нестандартные платы ввода/вывода, АДП/ЦАП [39], контрольно-измерительные приборы (насосы-дозаторы, преобразователи частоты, и т.д.), генераторы случайных чисел и т.д. В качестве примера можно назвать российские фирмы L-card [7], РИУС [29], которые занимаются производством нестандартных плат ввода/вывода. До сих пор устройства этих фирм еще не снабжаются ОРС-серверами.

В настоящее время существует часть 1111, в том числе в России, которые еще не применяют SCADA-системы для автоматизации своих СУ. Что же должны сделать предприятия, если они задались целью модернизации своих СУ? Они должны обратиться к крупному ведущему поставщику современных средств ПА и получить от этого поставщика предложение на комплексную модернизацию СУ с заменой как всех аппаратных, так и всех программных компонентов, которые уже много лет активно использовались на предприятиях. Но подобное решение затруднительно или даже неприемлемо по следующим причинам. Во-первых, подобная модернизация невыгодна с финансовой точки зрения. Во-вторых, иногда устройства предприятий затруднительно или вообще нельзя заменить другими из-за проблемы, связанной с уникальностью этих устройств или по соображениям информационной безопасности. Хорошим выходом из подобной ситуации является исследование и разработка универсального ОРС-сервера с открытой архитектурой (далее сервер УСОА), позволяющего интегрировать в СУ любое оборудование при минимальных затратах финансовых и временных ресурсов).

С целью снижения затрат финансовых и временных ресурсов можно избежать разработки ОРС-серверов с нуля, если воспользоваться так называемыми ОРС-инструментами. До сих пор существуют фирмы, которые реализацию ОРС-спецификаций избрали своим бизнесом [5, 34, 39, 57, 72, 75, 77, 80]. Они в той или иной степени уже "наступили на все грабли" и предлагают средства, позволяющие более или менее безопасно и легко создавать ОРС-серверы [25]. В табл. В.2 приведены ОРС-инструменты, популярные на российском и мировом рыках. Однако разработка ОРС-серверов с использованием таких инструментов имеет ряд недостатков.

Табл. В.2. Популярные инструменты для разработки ОРС-серверов доступа к данным РВ

ОРС-инструмент Фирма-изготовитель Страна

Универсальный ОРС-сервер Fastwel Россия

OPC Toolbox Softing Германия

OPC Server Development Toolkit WIN PASO США

Light OPC Server Lab34 Россия

OPC Server Toolkit Intel lution США Стоимость ОРС-инструментов высока. Например, данные стоимости, полученные из OPC Programmers' connection [72], показывают, что для ОРС-инструмента, позволяющего генерировать полуоткрытый код ОРС-сервера стоимость составляет $1250, а при генерации полностью открытого кода $4500. ОД между ОРС-сервером (закрытая часть) и частью, написанной программистом, производится по принципу "из бутылки в бутылку" (рис. В.2), что приводит к ограничению методов доступа к УСО из ОРС-сервера (например, ОРС-инструменты фирмы Fastwel [9, 34, 39], Softing [75]).

Закрытая часть (ОРС-сервер) Открытая часть Устройство написана сбора пользователем данных и

ОРС-инструмента) управления

Рис. В.2. Проблемный принцип "из бутылки в бутылку" в существующих ОРС-инструментах

Программный код, реализованный программистом для получения конечного ОРС-сервера, занимает большую часть (например, ОРС-инструменты фирм Lab34 [5, 57], WINPASO [39, 80]).

Пользователю открывается незначительная часть кода ОРС-сервера (Softing, Fastwel).

Обеспечивается подключение узкой номенклатуры УСО ПА (Fastwel).

Разработанный с использованием указанных инструментов ОРС-сервер чрезмерно перегружен фирменными чертами, т.е. разрабатывается не сервер как таковой, а фирменный драйвер, открытый остальному миру через ОРС-интерфейсы [35] (ОРС-инструмент фирмы Intellution).

Большинство ОРС-инструментов обеспечивает пользователям возможность структурного программирования. При этом программирование с помощью объектно-ориентированного подхода обеспечило бы создание более гибких и легко измененяемых ОРС-серверов, сократило бы риск разработки, лучше бы воспринималось человеческим сознанием [8].

Основными областями исследований в диссертационной работе являются следующие.

Теоретические основы, формализация, постановка задач и методы обработки и предоставления информации для информационной интеграции компонентов ПА, функциональных задач ОРС-приложений и их алгоритмизация.

Методы эффективной организации специализированного информационного и ПО ОРС-приложений.

Разработка критериев и анализ на их основе существующих ОРС-инструментов, включая разработку нового ОРС-инструмента.

В.2. Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование и разработка высокопроизводительного универсального ОРС-сервера с открытой архитектурой, позволяющего информационно интегрировать УСО любого вида, АСУ ТП и SCADA-системы при небольших финансовых и временных затратах.

Цель работы достигается решением следующих задач.

Обзор и анализ компонентов ПА, COM/DCOM-технологий, ОРС-стандарта, ОРС-серверов и ОРС-клиентов, исследование методов обмена данными между ОРС-приложениями с целью их использования при исследовании и разработке сервера УСОА.

Анализ и синтез структуры сервера УСОА и его частей. Разработка теоретических положений для обоснования принятых решений по выделению общей и специализированной частей, иерархической декомпозиции сервера, моделям базовых объектов, взаимодействию между ними и разработка сервера в целом.

Экспериментальная проверка характеристик сервера УСОА.

Разработка ОРС-серверов доступа к данным РВ на базе сервера УСОА для: программного эмулятора сигналов; нестандартного УСО фирмы ТезоРИУС, Санкт-Петербург; промышленной сети программируемого логического контроллера (ПЛК) и модулей ввода/вывода тайванской фирмы ICP DAS; системы рентгенолюминесцентных сепараторов (РЛС) - промышленных установок для обогащения алмазосодержащей руды научно-производственного предприятия (HI 111) "Буревестник", Россия. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП Санкт-Петербургского государственного технического университета (СПбГПУ).

В.З. Методы исследования и используемые инструментальные средства

В диссертации применяются методы системного анализа и принятия решений для ОРС-приложений (принципы системности, иерархичности, формализма; критерии синтеза, выбор на их основе наилучших решений), методы теорий распределенных и параллельных вычислений, автоматического управления и передачи данных.

Использованы подходы и технологии получения, обработки информации и программирования (технологии COM/DCOM, ОРС-спецификации и ОРС-стандарты, объектно-ориентированный подход к анализу, проектированию и программированию, SCADA-система GeniDAQ, диагностический ОРС-клиент, спроектированный автором, диагностический ОРС-клиент американской фирмы TechnoSoftware, SCADA-система Intouch американской фирмы Wonderware, SCADA-система Genesis32 американской фирмы Iconics, SCADA-система RSView американской фирмы Rockwell Software.

В.4. Научная новизна Научная новизна работы состоит в следующем: 1. Предложена и обоснована структура сервера УСОА, содержащая универсальную подсистему (собственно ОРС-сервер) и специализированные компоненты для подключения УСО (далее компоненты УСО). Универсальная подсистема - ОРС-сервер - разрабатывается однократно и реализует наиболее объемные, сложные и ответственные функции сервера, инвариантные к используемым на нижнем уровне УСО. Компоненты УСО дорабатываются программистом в соответствии с конкретными разновидностями применяемых на нижнем уровне УСО.

2. Предложена и обоснована иерархическая организация сервера УСОА, дополненная новым уровнем иерархии. Для всей совокупности полученных уровней иерархии в результате декомпозиции предложен и разработан общий набор моделей базовых объектов (МБО) - объекта-элемента, объекта-диспетчера, объекта-интерфейса - и модель взаимодействия между ними. Для повышения быстродействия сервера УСОА в соответствии с полученной иерархической структурой предложена и использована модель трехуровневого кэша (МТК), применяемого для получения, обработки и хранения данных компонентов УСОА. Разработана методика построения компонентов сервера УСОА и алгоритмы их взаимодействия.

3. Предложен и обоснован показатель универсальности ОРС-инструментов, используемых при разработке компонентов УСО. Поставлена задача оптимального выбора ОРС-инструмента по значению показателя универсальности. Предложен и разработан новый ОРС-инструмент, обеспечивающий организацию СДУ с учетом технологических условий СУ и повышение эффективности работы за счет более полного использования ресурсов УСО и сервера УСОА. Для компонентов УСО предложены и разработаны новые типы тэгов, а известные тэги модифицированы в сторону расширения их возможностей.

4. Предложена новая нотация описания моделей объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними, учитывающая особенности предметной области и снижающая трудоемкость разработки.

Совокупность вышеперечисленных признаков научной новизны обеспечивает возможность подключения к серверу УСОА любых УСО при небольших материальных и временных затратах, а также повышение производительности и надежности сервера.

В.5. Практическая ценность

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработан сервер УСОА, использование которого обеспечивает подключение любого оборудования ПА к SCADA-системам (широкая возможность выбора оптимальных компонентов для СУ) при существенном снижении материальных, временных затрат и повышении производительности и надежности работы сервера. Использование сервера облегчает процесс модернизации систем управления ПП и информационной интеграции их подсистем.

2. Применение сервера УСОА позволяет заменить ПЛК компонентами УСО, что экономически эффективнее.

В.6. Реализация и внедрение результатов Результаты работы реализованы в виде ПО и использованы при выполнении следующих работ:

1. Интеграция РСУ PJIC - промышленными установками для обогащения алмазосодержащей руды, выпускаемыми НПП "Буревестник", г. Санкт-Петербург, и SCADA-системами.

2. Опрос и управление параметрами насосов-дозаторов масла немецкой фирмы Ismatec в клиент/серверной архитектуре РСУ промышленной установкой СПУТ-1000 для получения пироуглеродной ткани.

3. В лаборатории кафедры "Автоматики и вычислительной техники (АВТ)" СПбГПУ с 2003-2004 учебного года в учебном процессе студентами специальности 21.01 "Информатика и управление в технических системах" при изучении курса "Проектирование компьютерных систем управления" успешно используется сервер УСОА. Используемый ОРС-сервер обеспечивает в учебной лаборатории информационную интеграцию различных типов контроллеров (специализированный, полуспециализированный и промышленный) со SCADA-системами.

4. Сервер УСОА является важным программным компонентом в работе межкафедральной (факультетской) учебной лаборатории, возможности которой являются объединением возможностей учебных лабораторий АСУ ТП кафедры АВТ и кафедры "Системы автоматического управления (САУ)" СПбГПУ, находящихся в отдельных локальных вычислительных сетях (ЛВС) факультета технической кибернетики СПбГПУ.

В.7. Апробация и публикации

Основные результаты и положения обсужданы на научно-технических советах (НТС) и ряде конференций:

1. НТС НЛП "Буревестник" (Санкт-Петербург, 18 ноября 2002 г.).

2. Научной конференции студентов и аспирантов "XXXI Неделя науки СПбГПУ" (Санкт-Петербург, 25 - 30 ноября 2002 г.).

3. Научно-практической конференции и школе-семинаре "Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий" (Санкт-Петербург, 14-16 июня 2003 г.).

4. Международной научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении" (Санкт-Петербург, 27 июня - 4 июля 2003 г.).

5. Научно-практической конференции и школе-семинаре "Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий" (Санкт-Петербург, 17 - 20 июня 2004 г.).

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них - 5 статей в центральных журналах, одно учебное пособие, тезисы доклада, 4 статьи в сборниках материалов научно-практических конференций.

В.8. Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся:

1. Критерий синтеза и разработанная на его основе структура сервера УСОА, содержащая универсальную, неизменяемую часть - собственно ОРС-сервер - и специализированную, изменяемую часть - компоненты УСО.

2. Иерархическая организация сервера УСОА, дополненная новым уровнем иерархии. Общий для полученных уровней иерархии набор МБО: объекта-элемента, объекта-диспетчера, объекта-интерфейса, модель взаимодействия между ними и алгоритм разработки объектов. МТК, обеспечивающая повышение быстродействия и надежности сервера УСОА. Нотация описания моделей объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними, учитывающая особенности предметной области.

3. Критерий оптимального выбора ОРС-инструмента, используемого при разработке компонентов УСО. Более эффективный ОРС-инструмент. Способы эффективной организации СДУ, выбираемые в зависимости от технологических условий СУ и позволяющие максимально использовать ресурсы УСО и сервера УСОА.

4. Новые типы тэгов, модификация известных тэгов в сторону расширения их возможностей и способ их разработки для использования в компонентах УСО.

5. Методика разработки компонентов УСО, включая практическую реализацию.

В.9. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 80 наименований.

Заключение

В диссертационной работе выполнено исследование и разработка универсального ОРС-сервера с открытой архитектурой, являющегося важным компонентом информационной интеграции СУ ПА.

Получены следующие основные результаты:

1. Рассмотрены компоненты СУ в ПА и взаимодействие между ними. Выполнен обзор ОРС-стандарта и рассмотрена обобщенная структура ОРС-сервера доступа к данным РВ, соответствующая ОРС-стандарту.

2. Исследован и разработан универсальный ОРС-сервер с открытой архитектурой, для чего были выполнены перечисленные далее работы, в процессе которых получены новые результаты.

Предложена и обоснована структура сервера УСОА, содержащая универсальную часть (собственно ОРС-сервер) и специализированную часть (компоненты УСО). ОРС-сервер (универсальная часть) разрабатывается однократно и реализует наиболее объемные, сложные и ответственные функции сервера, инвариантные к используемым на нижнем уровне УСО. Компоненты УСО дорабатываются в соответствии с конкретными разновидностями применяемых на нижнем уровне УСО. ОРС-сервер разработан в рамках диссертационной работы и реализован в форме ПО.

Предложена и обоснована иерархическая организация сервера УСОА, дополненная новым уровнем иерархии - уровнем ЦМД.

Для всех уровней иерархии предложен и разработан общий набор МБО - объекта-элемента, объекта-диспетчера, объекта-интерфейса - и модель взаимодействия между ними, на основе которых были построены компоненты сервера УСОА.

Предложенные модель трехуровневого кэша и разработанные алгоритм работы рабочего потока объекта-диспетчера, динамического планирования выполнения потоков и способ планирования задач в объектах-диспетчерах сервера УСОА, обеспечили повышение производительности и надежности работы сервера УСОА. Разработано математическое описание методов (функций) объектов сервера УСОА и способ организации ОД между ОРС-клиентами и сервером УСОА.

Разработана методика построения компонентов сервера УСОА и алгоритмы их взаимодействия.

Введена нотация описания моделей объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними, учитывающая особенности предметной области и снижающая трудоемкость разработки.

3. Синтезирована структура компонента УСО, предложен технологический цикл разработки компонента УСО и синтезирован метод организации контура СДУ ТП.

Выполнен анализ ОРС-инструментов для разработки ОРС-серверов, существующих на рынках ПА. С этой целью предложена и обоснована характеристика универсальности ОРС-инструментов, используемых при разработке компонентов УСО. На ее основе сформулирован критерий и поставлена задача оптимального выбора ОРС-инструмента. Предложен и разработан новый ОРС-инструмент.

Для использования при синтезе компоненты УСО предложены и разработаны новые типы тэгов, а известные тэги модифицированы в сторону расширения их возможностей. Описаны способы организации СДУ, которые по-зволлили полно использовать ресурсы УСО и сервера УСОА. Спланирована работа задач сбора данных и предложен алгоритм автоматической корректировки периода запуска задачи сбора данных от УСО в зависимости от нагрузки сервера.

4. Предложена методика разработки компоненты УСО для информационной интеграции УСО в систему управления. Предложенная методика успешно апробирована путем проектирования и использования сервера УСОА для следующего представительного ряда применений:

ОРС-серверы для программного эмулятора сигналов, нестандартного

УСО, промышленного контролера и модулей ввода/вывода; интеграция системы РСУ PJIC и SCADA-системы; интеграция учебных лабораторий АСУ ТП с помощью сервера УСОА.

5. Продолжение диссертационной работы возможно и актуально в следующих направлениях.

Разработка и пополнение расширяемой библиотеки классов, используемой при проектировании компонентов УСО для конкретных УСО.

Исследование и разработка системы автоматизированного проектирования специализированной части сервера УСОА (компонентов УСО).

Исследование и разработка архивного сервера.

Исследование и разработка сервера тревог и событий.

1. Авдеев С.Е., Владимиров Е.Н, Морозов В.Г., Романовская Т.Е. Автоматизация рентгенолюминесцентных сепараторов // Современные технологии автоматизации. 2001. №3. С. 44-50.

2. Анашкин А.С., Кадыров Э.Д., Харазов В.Г. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. СПб.: Изд-во «П-2», 2004. 400 с.

3. Андреева Е.Б., Куцевич Н.А. SCADA-система взгляд изнутри. URL: http://www.scada.rn/publication/book/.

4. АОЗТ "РИУС". Программно-аппаратный комплекс МАИС-К2: Система сбора данных и управления, Руководство системного программиста, МАИС 7.3 Д9.0. Санкт-Петербург, 1995. 28 с.

5. Бондаренко Т. Руководство по программированию LightOPC. Лаборатория сетевых информационных систем, 2003. URL: http://www.ipi.ac.ru/lab43/lopc/frame-man-ru.html.

6. Буткевич В., Невзоров В. Изделия L-CARD: отечественные платы АЦП/ЦАП с сигнальным процессором // Электроника НТБ. 1999. №3. С. 32-33.

7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд. / Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», СПб.: «Невский диалект», 1999. 560 с.

8. Ю.Владимиров Е. Н, Волк Е. Б., Давыдов В. Г., Морозов В.Г., Таткин JI. 3., Чы-онг Д.Т. Интеграция системы автоматического управления рентгенолюми-несцентными сепараторами и SCADA-систем // Автоматизация в промышленности. 2004. №9. С. 19-23.

9. Григорьев А.Б. Взаимодействие с ОРС-серверами через Интернет // Мир компьютерной автоматизации. 2002. №5. С. 50-52.

10. Густав Олссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский Диалект, 2001. 557 с.

11. Гэри А. Минтчелл. Информационный обмен и программные стандарты // Мир компьютерной автоматизации. 2002. №1. С. 46-50.

12. Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. ОРС-серверы с открытой архитектурой средства взаимодействия компонентов в промышленной автоматизации // Автоматизация в промышленности. 2003. №7. С. 10-15.

13. Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. Непосредственный обмен данными между несколькими клиентами и общей аппаратурой // Сборник научных трудов аспирантов и молодых ученых факультета технической кибернетики СПбГПУ. СПб.: СПбГПУ, 2004. С. 88-95.

14. Давыдов В.Г., Чыонг Д.Т. Проектирование компьютерных систем управления на основе SCADA-систем: Учеб. пособие. СПб.: СПбГПУ, 2004. 102 с.

15. Джон Пьюполо. OLE: создание элементов управления. / Пер. с англ. К.: Издательская группа BHV, 1997. 432 с.

16. Дональд Бокс. Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста. СПб.: Питер, 2001. 400 с.

17. Контур SCADA системы в АСУТП и диспетчеризации зданий, URL: http://contour.com.ua.

18. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы. М.: «Нолидж», 1999. 320 с.

19. Крикун Е.С., Щербина А.Н. Разработка человеко-машинного интерфейса комплексной автоматизации технологического процесса // Материалы межвузовской конференции "XXXI недели науки СПбГПУ". СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 143-144.

20. Кузнецов А. SCADA-системы: программистом можешь ты не быть. // Современные технологии автоматизации. 1996. №1. С. 32-35.

21. Куцевич И.В., Григорьев А.Б. Стандарт ОРС путь к интеграции разнородных систем // Мир компьютерной автоматизации. 2001. №1. С. 46-52.

22. Куцевич Н.А. SCADA-системы, или муки выбора // Мир компьютерной автоматизации. 1999. №1. С. 72-78.

23. Куцевич Н.А., Жданов А.А. Программное обеспечение систем контроля и управления и Windows-технологии. // Мир компьютерной автоматизации. 1999. №3. С. 9-17.

24. Лекарев М.Ф., Давыдов В.Г. Разработка Windows-приложений: Учеб. пособие. СПб.: СПбГПУ, 2002. 222 с.29,Описания и технические характеристики модулей. Риус, 2004. URL: http://www.oll.spb.ru/pro/rius/product/prfr.htm.

25. Орлов С. Технология разработки программного обеспечения: Учебник. СПб.: Питер, 2002. 464 с.

26. Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win32приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows / Пер. с англ. 4-е изд. СПб.: Питер; М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2001. 752 с.

27. Роджерсон Д. Основы СОМ / Пер. с англ. М.: Издательский отдел «Русская редакция», 1997. 376 с.

28. Руководство пользователя Genie 3.0. Prosoft Ltd., 1998.

29. Руководство пользователя универсального ОРС-сервера. Версия 1.0. Fastwel, Inc., 2001.

30. Теркель Д. OLE for Process Control —свобода выбора. // Современные технологии автоматизации. Москва. 1999. №3. С. 28-32.

31. Харазов В.Г. Выставка "Автоматизация 2003" и "Радиоэлектроника и приборостроение" // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. №3. С. 67-69.

32. Харазов В.Г. Осенний смотр средств автоматизации в Санкт-Петербурге // Автоматизация в промышленности. 2003. №2. С. 57-61.

33. Харазов В.Г., Рудакова И.В., Севергин М.В., Фокин A.JI. Экономичная АСУ ТП на базе промышленного контроллера фирмы Matsushita // Промышленные АСУ и контроллеры. 2001. №7. С. 11-13.

34. Чыног Д.Т., Давыдов В.Г. Метод подключения нестандартных контроллеров к современным SCADA-системам // Материалы межвузовской конференции "XXXI недели науки СПбГПУ". СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 87-88.

35. Чыонг Д.Т. Взаимодействие открытых систем промышленной автоматизации состояние и проблемы // Информационно-управляющие системы. 2003. №2-3. С. 52-57.

36. Чыонг Д.Т. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП // Материалы науч.-практ. конф. "Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий". СПб.: СПбГПУ, 2004. С. 376-382.

37. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. ОРС-сервер и организация обмена данными между ОРС-приложениями // Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2004. №1. С. 194-202.

38. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. ОРС-серверы средства организации взаимодействия между компонентами в промышленной автоматизации // Труды VII Междунар. науч.-техн. конф. "Системный анализ в проектировании". СПб.: СПбГПУ, 2003. С. 548-557.

39. Чыонг Д.Т., Давыдов В.Г. Организация обмена данными между ОРС-приложениями // Автоматизация в промышленности. 2003. №10. С. 23-27.46.0РС-сервер для контроллеров ROC. Технический проект ОРС-серверов ROC. Fisher-Rosemount Systems Inc., 2000.

40. Advantech GeniDAQ User's Manual. Advantech Co. 2000.

41. Chen D., Мок A.K., Nixon M. Providing real-time support through component object model. // Microprocessor and Microsystems. 1999. №23. P. 145-154.

42. Clemens Szyperski. Emerging component software technologies a strategic comparison // Software - Concepts & Tools. 1998. №19. P. 2-10.

43. Courtois, P. On time and space decomposition of complex structures // Communication of the ACM. 1985. Vol. 28, №6. P 596.

44. David A. Rehbein. OLE for Process Control (OPC) Primer. Fisher-Rosemount System, Inc. Austin, 2000.

45. DCOM, OPC and Performance Issues, Intellution Inc., 1998. URL: http://www.opcfoundation.org/07download/performance.doc.

46. Frank Iwanittz, Jtirgen Lange. OPC: fundamentals, implementation, and application/ Sotting. Heidelberg: Huthig. 2002. 221 p.

47. Klaus Feldmann, Thomas Stockel, Bernd Haberstumpf. Conception and implementation of an object request broker for integration of the process level in manufacturing systems // Journal of systems architecture. 2001. №10. P. 169-180.

48. LightOPC Architecture. Networking Systems Laboratory, 2003. URL: http ://www. ipi.ac.ru/lab43/lopc/architecture.html.

49. M. Pendleton, G. Desai, @Bench Test Report: Performance and Scalability of Windows 2000, Doculabs, 2000. URL: http://www.duculabs.com.5 9. Mark Russinovich. Win2K Quantums. Sysinternal. 1997. URL: http://www.sysinternals.com/ntw2k/info/nt5.shtml.

50. Microsoft, DCOM, URL: http://www.microsoft.com/com/.

51. Mike Santory. OPC: OLE for Process Control // Real-Time Magazine. 1997. №4. P. 78-81.

52. Modicon Modbus Protocol Reference Guide. MODICON Inc., Industrial Automation Systems, 2000. URL: http://www.modicon.com/techpubs/toc7.html.

53. Nikkan Kogyo Shimbun. ABC's OPC Applications. OPC Council Japan, 2001. 150 p.

54. One Guy Coding. Automachron 5.001, 2003. URL: http://www.oneguycod-ing.com/automachron.

55. OPC Alarms and Events Custom Interface Standard Version 1.02. OPC Foundation. Austin, Texas, November 1999.

56. OPC Common Definitions and Interfaces Version 1.0. OPC Foundation. Austin, Texas, October 1998.

57. OPC Data Access Custom Interface Standard Version 2.05. OPC Foundation. Austin, Texas, December 2001.

58. OPC Overview Version 1.0. OPC Foundation. Austin, Texas, October 1998.

59. OPC programmers' connection. URL: http://www.opcconnect.com.

60. OPC Servers, OPC Clients, Drivers. Matrikon Inc., 2004. URL: http ://www.matrikon.com/dri vers.74.0PC Specification Version 1.0. OPC Foundation. Austin, Texas, September 1998.

61. OPC Toolbox. Version 3.1. Softing AG, 2002. URL: http://softing.com.

62. Shengwei Wang, Junlong Xie. Integrating building Management system and facilities management on the Internet // Automation in Construction. 2002. №11. P. 707-715.

63. Software solution for OPC server, client and Diagnostic tools. URL: www.opctoolkit.com.

64. The Component Object Model Specification. Microsoft Corp. URL: http://www.microsoft.com/com/resources/comdocs.asp.

65. Txomin Nieva, Alain Wegmann. A conceptual model for remote data acquisition system// Computers in industry. 2002. №47. P. 215-237.

66. WinTECH Software design. WINPASO Inc, 2000. URL: http://www.win-tech.com.