 |
Сервер производственного контроля
|
|
|
|
Назначение сервера
Основные функции сервера производственного контроля:
1. получение и обработка информации о технологическом процессе;
2. отслеживание событий (нештатных ситуаций);
3. передача команд оператора на исполнительные механизмы;
4. передача данных удаленным серверам и программам графического отображения, прием команд от удаленных операторов;
5. сохранение параметров в базе данных, ведение журнала событий.
Анализ информационных потребностей фирмы
При работе над проектом были определены следующие функциональные требования:
1. Централизованный доступ к данным. Хранение данных на выделенном файл-сервере с разграничением прав доступа к информации;
2. Сетевые базы данных. Распределенные системы учета и автоматизация бухгалтерских расчетов;
3. Использование Internet-технологий;
4. Обеспечение информационной безопасности и сохранности данных.
Рис. 5.1. Схема работы сервера производственного контроля.
Структура информационных потоков, обрабатываемых сервером, изображена на рис. 5.1. Сервер осуществляет обмен данными со следующими устройствами:
1. Элементы однопроводной сети MicroLAN фирмы «Dallas Semiconductor». Однопроводная сеть присоединяется к компьютеру через последовательный порт. Сеть содержит 17 датчиков, 6 ключей дискретного ввода/вывода, 8 меток линии, а также мастер линии.
2. Сервер сохраняет значения параметров с произвольной периодичностью в базе данных реального времени и производит её еженедельную архивацию.
3. Сервер позволяет обмениваться данными с удаленными серверами производственного контроля с помощью семейства протоколов TCP/IP. Это может быть необходимо, например, для ведения централизованной базы данных.
|
|
|
4. Сервер позволяет передавать данные любому внешнему приложению по интерфейсу DDE.
5. Сервер позволяет обмениваться данными с программой графического отображения, которая используется для создания интерфейса оператора, оповещения о нештатных ситуация, вывода графиков параметров, журнала событий.
Выбор сетевой ОС
Ключевым звеном в сети является операционная система, своего рода «сердце сети». Рассмотрим две операционные системы: Microsoft Windows 2000 Server и ASPLinux 7.3. Следует сразу отметить, что одним из важнейших критериев выбора ОС являются затраты, необходимые на приобретение как собственно ОС, так и программных продуктов для неё.
Рассмотрим сетевую операционную систему Windows 2000 Server корпорации Microsoft, кажущаяся простота которой часто сбивает с толку начинающих системных администраторов. И хотя Microsoft позиционирует данную ОС как серверную сетевую платформу для малого и среднего бизнеса, общеизвестно, что серьезные сетевые проекты в большинстве случаев по-прежнему базируются на платформе UNIX. Следует отметить завышенные требования к аппаратному обеспечению, например, для полноценного функционирования сервера требуется не менее 128 мегабайт оперативной памяти.
Так же, на мой взгляд, большим недостатком является то, что Windows 2000 Server – коммерческий продукт, стоимость которого составляет порядка 750 долларов США. Также следует отметить тот факт, что большая часть офисных программных продуктов (Microsoft Office, Visio и т.д.) являются коммерческими, что при проектирование тепличного комбината резко повысит его себестоимость.
Итак, ОС Windows 2000 Server была отвергнута по следующим причинам:
1. Как ОС, так и большая часть прикладного программного обеспечения являются коммерческими продуктами, цена которых достаточно велика.
2. Общее недоверие к программным продуктам Microsoft, их ненадежность, большое количество ошибок.
|
|
|
3. Высокие требования к аппаратному обеспечению, при достаточно низкой производительности.
4. Определенная функциональная неполноценность Windows 2000 Server как сетевой ОС.
С другой стороны ОС Linux обладает следующими неоспоримыми преимуществами:
1. Относительно невысокие требования к аппаратному обеспечению.
2. Бесплатное распространение ОС по лицензии GNU.
3. Гибкость настроек при одновременной мощности и традиционной высокой функциональности UNIX – систем.
4. Огромное количество свободно распространяемых продуктов (в том числе в виде исходных текстов).
5. Отличная репутация ОС.
6. Полнота начальной дистрибьюции системы, позволяющая обеспечить функционирование большинства требуемых сервисов и служб.
7. Полная документированность.
ОС Linux стала привлекательной альтернативой коммерческих ОС. Лавинообразный рост интереса к Linux во всем мире подтверждает это. В ней объединены мощь и гибкость UNIX-станции, возможность использования полного набора приложений Internet и полнофункциональный графический интерфейс (например, X Window).
В качестве дистрибутива Linux возьмем ASP Linux 7.3 Server Edition.
Выбор сетевых протоколов
Протокол 1-Wire
Протокол интерфейса 1-Wire обеспечивает возможность работы с множеством iButton, подключенных параллельно к линии данных однопроводной сети сбора первичной информации тепличного комбината. Команды интерфейса позволяют определить ID всех iButton, подключенных в данный момент к линии и затем работать с конкретным прибором, переведя остальные в режим ожидания. Управление линией данных и выдачу команд производит ведущее устройство, в качестве которого может использоваться любой микроконтроллер или персональный компьютер (ПК).
Стек протоколов TCP/IP
Протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - основное средство современного сетевого и межсетевого взаимодействия. Не секрет, что большинство современных систем поддерживают данный протокол. Распространению данного протокола способствовало, в частности, развитие сети Internet и использование TCP/IP в качестве универсального транспорта. TCP/IP предоставляет пользователям однородный интерфейс, обеспечивающий взаимодействие с сетевыми аппаратными средствами различных типов. Этот протокол гарантирует возможность обмена данными между системами, невзирая на многочисленные различия, существующие между ними. TCP/IP, кроме того, позволяет соединять на программном уровне отдельные физические сети в более крупную и более гибкую логическую сеть.
|
|
|
В состав комплекта TCP/IP входит несколько компонентов [7]:
· межсетевой протокол (Internet Protocol, IP), который обеспечивает транспортировку без дополнительной обработки данных с одной машины на другую;
· межсетевой протокол управления сообщениями (Inernet Control Message Protocol, ICMP), который отвечает за различные виды низкоуровневой поддержки протокола IP, включая сообщения об ошибках, содействие в маршрутизации, подтверждение получения сообщения;
· протокол преобразования адресов (Adsress Resolution Protocol, ARP), выполняющий трансляцию логических сетевых адресов в аппаратные;
· протокол пользовательских дейтаграмм (User Datagram Protocol, UDP) и протокол управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP), которые обеспечивают пересылку данных из одной программы в другую с помощью протокола IP. Протокол UDP обеспечивает транспортировку отдельных сообщений без проверки, тогда как TCP более надежен и предполагает проверку установления соединения.
Протокол РРР
В качестве альтернативы аппаратным сетевым соединениям, таким как Ethernet, можно воспользоваться модемом и телефонными линиями. Существуют два протокола, которые позволяют передавать IP-пакеты по коммутируемым телефонным каналам. Это SLIP (Serial Line Internet Protocol - межсетевой протокол для последовательного канала) и протокол РРР (Point-to-Point Protocol - протокол "точка-точка"). SLIP - старый протокол, а РРР - более современный и очень стабильный. В АСУ тепличного комбината этот протокол используются для соединения сервера производственного контроля с Internet-провайдером. РРР - это "универсальный" протокол оформления (инкапсуляции) пакетов. Он позволяет передавать мультипротокольные пакеты по одному каналу. Описание этого протокола приведено в RFC 1331. Он отличается большей гибкостью, чем SLIP, который обрабатывает только IP-пакеты. Подключение АСУ тепличного комбината к Internet дает возможность отправки с помощью TRACE MODE sms-сообщений на мобильный телефон стандарта GSS900/1800 о нарушении в технологическом процессе. А также возможность организации на базе сервера производственного контроля WEB-сервера для размещения рекламы в сети Internet.
|
|
|
В состав протокола РРР входят три компонента:
1. процедура инкапсуляции дейтаграмм для передачи их по последовательным каналам;
2. протокол управления каналом" (Link Control Protocol, LCP), предназначенный для установления, конфигурирования и тестирования соединения на канальном уровне;
3. семейство "протоколов управления сетью" (Network Control Protocols, NCP), обеспечивающий конфигурирование и функционирование различных протоколов сетевого уровня.
Протокол РРР отличается рядом интересных особенностей, которыми не обладает протокол SLIP. В частности, РРР может инкапсулировать пакеты, соответствующие различным протоколам, для передачи их по одной последовательной линии. В нем есть встроенные средства коррекции ошибок и компрессии.
Использование протокола РРР достигается его встроенными реализациями в ядре Linux и программными компонентами, основу которых составляет демон pppd.
Web-сервер
Для размещения рекламы в сети Internet с целью сбыта выращиваемой продукции используется Web-сервер. WWW (World Wide Web) является, пожалуй, самой популярной технологией современного Internet. Когда пользователи просматривают "информационное пространство" WWW, они плавно перемещаются от странице к странице в пределах одного сервера и между серверами. Технология WWW основана на концепции документов с гипертекстовыми ссылками, обогащенной богатым языком форматирования документов и более удобной моделью доступа. Клиентская же часть представлена "браузерами" ("browsers"). Среди них надо отметить двух бесспорных лидеров Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer (они существуют для большинства современных систем с графическим интерфейсом). Помимо графических браузеров существуют и текстовые (например, lynx для UNIX, OS/2). Браузеры позволяют просматривать содержимое гипертекстовых документов, перемещаться по ссылкам, сохранять различные документы и файлы.
Собственный Web-сервер построен на системе Apache-1.3.23-11.asp. Apache - один из самых популярных Web-серверов. Он разрабатывается и поддерживается Apache Group и распространяется в рамках лицензии GNU. Он содержит обширный API для расширения с помощью модулей, множество способностей и большое количество подключаемых модулей; очень гибок, работает на большом количестве популярных операционных систем, имеет активное сообщество пользователей. В проекте используется русская версия Apache, поддерживаемая российскими участниками Apache Group. Главным достоинством русской версии является возможность автоматического распознавания кодировки клиентской стороны с последующим перекодированием страниц в требуемую кодировку. Так, например, если HTML-ресурсы сервера хранятся в кодировке KOI8, а к серверу обращается браузер Windows-машины, то Apache на лету перекодирует страницу в кодировку 1251 и "отдает" содержимое страницы клиентской стороне.
|
|
|
|
|
|
