2014-02-24
935
Основным стандартом технологии взаимодействия между приложениями в архитектуре клиент- сервер является стандарт OPC.
В основу технология взаимодействия распределенных приложений были положены три базовых принципа:
1. Независимость от физического размещения объектов. Компоненты программного обеспечения не обязаны находиться в одном исполняемом файле, выполняться в рамках одного процесса или размещаться на одной аппаратной системе.
2. Независимость от платформы. Компоненты могут выполняться на разных аппаратных и операционных платформах.
3. Независимость от языка программирования. Различие в языках, использованных для создания компонентов, не должно препятствовать их взаимодействию.
Идея стандарта ОРС возникла на основе эволюции канонической модели архитектуры открытых систем ISO-OSI, представленной на рис. 1.9.
На рисунке 1.9, а стандартное приложение MMS (Manufacturing Message Specification, ISO 1090) занимает прикладной уровень – уровень 7. Для организации связи между приложениями на этом уровне используется метод ACSE (Association Control Service Element), позволяющий проверить идентичность и контекст приложений.
|
|
|
Рисунок 1.9 - Каноническая модель ISO-OSI и ее эволюция
Проблема использования этой модели заключается в том, что если потребуется создать распределенную систему управления, то такая система превратится в совокупность взаимодействующих виртуальных устройств – VMD (Virtual Manufacturing Device). При этом стек протоколов VMD, который охватывает все другие уровни ISO-OSI, станет слишком сложным.
На рисунке 1.9, б показано решение, которое использует на третьем уровне ISO-OSI протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) и технологию межсетевого взаимодействия, т.е. технологию Іnternet. Как эмулятор ISO-OSI услуг над протоколами TCP/IP на уровнях 2 и 3 применяется система удаленных запросов RFC 1006 (Remote Function Call).
На рисунке 1.9, в система MMS-услуг выстроена непосредственно над сокетами TCP/IP. Сокет (socket) – это объект, который является конечным элементом соединения, обеспечивающим взаимодействие между процессами транспортного уровня сети. Переходной вариант показан на рисунке 1.10, г. Здесь использована система дистанционного вызова RPC (Remote Procedure Call).
И, в конце концов, сравнительно стойкий вариант решения проблемы показан на рисунке 1.9, д. Здесь протоколы TCP/IP в принципе необязательны.
Открытое управление допускает максимальное использование стандартов, как сетевых, так и на уровне каждой отдельной системы управления. При этом большая роль принадлежит интерфейсным стандартам, поскольку именно они разрешают построить открытые распределенные системы управления, такие, как COM/DCOM/OLE/OPC. Для осуществления информационного обмена в системах ЧПУ используется ряд специфических стандартов, которые охватывают все уровни системы ЧПУ – от терминала до исполнительных устройств.
|
|
|
В системах ЧПУ применяются следующие стандарты.
· Стандарты терминальных функций.
Здесь применяются стандарты информационного обмена с внешними устройствами: DXF, IGES, STEP (AP203, AP213, AP214, AP224), ISO 10303-41, ASCII, COM/DCOM/OLE/OPC, CORBA, DDE. В сетевых коммуникациях используются стандарты: TCP/IP, OSI/Ethernet, а также стандартные приложения MMS (в NC и PLC).
· Стандарты в логическом управлении ЧПУ.
В решении логической задачи управления применяются стандарты IEC 6133-3 (языки программирования логических контроллеров), а для передачи сигналов управления исполнительными устройствами – RS-267C.
· Коммуникация на уровне аппаратуры (BUS,VME, ISA, PCI).
Ввод-вывод дискретных сигналов осуществляется согласно требованиям стандартов RS-232, RS-485, SERCOS, ISA fieldbus, ISO 4336: «Числовое программное управление станков. Технические требования к сигналам взаимосвязи между устройством числового управления и электрооборудованием станков с числовым управлением»,OBIOS (объектно-ориентированная система входов-выходов), OPC-SP95, IEEE P 145-1.2, DIM 1245, Profibus, Interbus, DeviseNet.
Цель стандартов - обеспечить общую работу и взаимозаменяемость промышленных устройств от разных производителей. Имея утвержденный в стандарте набор интерфейсов, конечный пользователь может организовать взаимодействие и обмен данными между любыми распределенными компонентами системы.
На рисунке 1.10 приведена система ЧПУ, которая включает в себя совокупность ОРС-серверов, поставляющих данные, и ОРС-клиентов уровня SCADA, потребляющих эти данные. В системе используются объектно-ориентированные интерфейсы.
Рисунок 1.10 - Пример системы ЧПУ с объектно-ориентированными интерфейсами
Клиенты системы SCADA могут быть потребителями данных ЧПУ, доступ к которым осуществляется с использованием стандартного механизма сообщения DA (Data Access). ОРС-клиент предварительно спрашивает, может ли он работать с нужным ему интерфейсом ОРС-сервера. DA-механизм сообщения клиенту сведен к стандартному механизму COM/DCOM.
С появлением стандарта ОРС упростилось построение открытых распределенных систем управления. Разработка ОРС-серверов и ОРС-клиентов поддерживается сегодня многочисленными инструментальными средствами. ОРС-серверы, расположенные на компьютерах всего производственного предприятия, могут стандартным способом поставлять данные в программы визуализации, базы данных и т.п. Благодаря этому исчезли проблемы объединения систем.
Еще одна функция ОРС-сервера – это обеспечение доступа к периферийной шине (Fieldbus) устройства ЧПУ. Для этого в системе ЧПУ, построенной на базе операционной системы Windows, устанавливается Fieldbus-адаптер, через который ОРС-сервер будет работать с сетью Fieldbus. Таким образом, ОРС-клиент типа.NET получает доступ к данным сети Fieldbus через ОРС-сервер типа.NET.
