Платформа

Архитектура оперативно-информационного комплекса СК‑2007 является сетевой распределенной. Выделяется серверное и клиентское программное обеспечение комплекса. Серверная часть отвечает за хранение всех общих ресурсов и реализацию всей общей прикладной функциональности, а клиентское программное обеспечение обеспечивает одновременный многопользовательский доступ к ресурсам и функциям сервера для решения частных задач.

ИНТЕГРАЦИОННАЯ ПЛАТФОРМА

СК‑2007 является открытой платформой для интеграции приложений и систем автоматизации в единый комплекс, позволяющий эффективно и наиболее полно решать задачи, стоящие перед заказчиком.

Для решения задач интеграции разнородных приложений и автоматизированных систем в единую среду, обеспечивающую комплексный подход к решению задач автоматизации тех или иных бизнес-процессов предприятия, СК‑2007 предоставляет следующие средства:

• серверы приложений;
• платформу клиентских приложений;
• единое информационное пространство для работы с оперативной информацией;
• единое информационное пространство для работы с условно-постоянной информацией.

В зависимости от степени интеграции приложений и автоматизированных систем с СК‑2007 используются различные способы размещения компонентов единого комплекса, управления их работой, организации информационного взаимодействия между ними.

Сервер приложений

СК‑2007 построен на базе современной модульной архитектуры. Каркасом, обеспечивающим работу серверных приложений комплекса в рамках этой архитектуры, является сервер приложений СК‑2007 — пакет специализированных инфраструктурных программ комплекса, который обеспечивает:

• полное горячее резервирование функциональности серверных приложений с поддержкой многократного дублирования и автоматической смены ролей серверов;
• управление регламентом запуска, остановки приложений в зависимости от роли сервера, на котором они работают;
• мониторинг работы серверных приложений и потребляемых ими ресурсов с обеспечением перезапуска приложений при возникновении сбоев в их работе;
• обеспечение распределения нагрузки на вычислительные ресурсы комплекса между серверами.

Возможности сервера приложений СК эффективно используются для работы приложений сторонних разработчиков во многих системах автоматизации.

Платформа клиентских приложений

Клиентское программное обеспечение СК‑2007 включает средства для интеграции сторонних приложений, обеспечивающие:

• возможность централизованного хранения актуальных версий программных компонент стороннего приложения на сервере СК‑2007 с обеспечением проверки актуальности версий и автоматической загрузкой новых версий при запуске приложения на рабочем месте пользователя;
• публикацию документов внешнего приложения для централизованного хранения и многопользовательского доступа на сервере ОИК;
• запуск внешнего приложения при открытии файла этого приложения в среде СК‑2007 с использованием технологии ассоциации MS Windows;
• запуск внешних приложений из централизованной панели управления отображением информации СК‑2007 — «Монитор отображения СК‑2007»;
• запуск внешних приложений из контекстного меню на стандартных пользовательских формах отображения (мнемосхемах) СК‑2007 с передачей в качестве параметров запуска приложению информации о контексте: объект мнемосхемы, значения и идентификаторы связанных с ним параметров;
• открытые документированные интерфейсы для подключения сторонних специализированных форм отображения к панели управления «Монитор отображения СК‑2007».

Единое информационное пространство для работы с условно-постоянной информацией

Можно выделить следующие категории условно-постоянной информации, которую включает информационная модель современной SCADA/EMS/DMS/MMS-системы:

• модель объекта управления (состав, структура, связи, параметры, характеристики);
• конфигурационная и справочная информация отдельных приложений;
• конфигурационная информация системы в целом.

Современные стандарты автоматизации предполагают выделение ОБЩЕЙ части информационной модели автоматизированной системы. Суть технологии заключается в обеспечении единообразного описания и хранения в одном месте всей условно-постоянной информации, предназначенной для использования несколькими приложениями или пользователями.

CK-2007 обеспечивает ведение общей информационной модели и предоставление доступа к ней в соответствии с группой стандартов CIM (Common Information Model):

• IEC 61970-301(версия 14) — системы производства и передачи электроэнергии (EMS);
• IEC 61968 (версия 10) — системы распределения электроэнергии (DMS);
• IEC 61970-403 — описание общего интерфейса доступа (GID).

При построении автоматизированных систем для центров управления и предприятий электроэнергетики подсистема ведения CIM СК-2007 решает основную задачу, определенную для неё стандартом:

"Общая информационная моедль есть абстрактная модель, которая все множество элементов электроэнергетической системы представляет стандартным образом в виде описания объектов, их свойств и связей между ними. Такое единое описание позволяет осуществлять интеграцию различных приложений, выполненных независимыми изготовителями"(IEC 61970-301).

Однако, подсистема ведения общей информационной модели СК-2007 спроектирована таким образом, что позволяет описывать любые объекты и системы в соответствии с общими принципами семантики стандартов CIM. Для этих целей в состав пакета программ включен редактор профиля информационной модели.

По сути, СК-2007 предоставляет набор инструментальных средств, задачей которых является единое унифицированное представление структур условно-постоянных данных, независимо от источника происхождения данных и целей их использования.

CIM-подсистема СК‑2007 является первичным источником информации о модели объекта управления для приложений комплекса и его пользователей, при этом, как и в большинстве систем такого рода, обеспечивается внутренний слой хранения данных информационной модели.

В этом слое консолидируется вся условно-постоянная информация, необходимая для работы приложений ОИК СК. Внутренний слой информационной модели СК‑2007 позволяет организовать работу приложений с актуальной условно-постоянной информацией в темпе процесса, обеспечить независимость оперативного контура прикладных подсистем комплекса от инфраструктурной системы ведения общей информационной модели автоматизированной системы центра управления.

Возможности СК‑2007 по ведению базы данных информационной модели широки. Помимо модели объекта управления внутренний слой информационной модели СК‑2007 содержит конфигурационную, дополнительную нормативно-справочную информацию и обеспечивает:

• хранение документов любого формата с привязкой к объектам информационной модели и организацией оперативного многопользовательского доступа к этим документам;
• ведение универсального справочника параметров и характеристик объектов информационной модели с возможностью задания структуры данных (в виде XSD-схемы), а также способа представления данных в стандартных пользовательских интерфейсах ОИК СК (в виде схемы XSLT-преобразования) для каждой категории объекта информационной модели.

Описание конфигурационной, нормативно-справочной информации, настройка универсального справочника осуществляются с помощью набора специализированных редакторов, входящих в общий пакет редакторов комплекса, — «Студии НСИ».

Важной особенностью комплекса является наличие в составе Студии НСИ всех необходимых средств для описания информационной модели объекта управления в терминах внутреннего слоя информационной модели СК‑2007. Таким образом обеспечивается возможность использования СК‑2007 без подсистемы ведения общей информационной модели в системах автоматизации, где она не требуется.

Необходимость применения CIM-подсистемы СК‑2007 в составе автоматизированной системы определяется исходя из ее назначения, структуры и требований к интеграции.

Доступ к информации CIM для приложений обеспечивается следующими способами:

• CIM XML-импорт — для слабо связанных приложений и автоматизированных систем;
• интерфейс GDA (Generic Data Access, IEC 61970-403) — для приложений, которым необходимо оперативно получать информацию об актуальной версии модели.

Кроме того, обеспечивается документированный программный интерфейс для работы с информационной моделью в терминах объектов и свойств CIM.

Единое информационное пространство для работы с оперативной информацией

Коммуникационные и интеграционные возможности СК‑2007 в части обмена оперативными данными с внешними системами и приложениями обширны, они включают технологии сбора данных, их интеллектуального хранения и предоставления доступа к текущим, ретроспективным и данным на будущее.

Под оперативными данными понимается структурированная тем или иным образом информация с метками времени. К такой информации относятся мгновенные и агрегированные аналоговые измерения, дискретные измерения, сигналы событий, отчетные параметры, плановые параметры и другие данные с метками времени, относящимися к прошлому, настоящему или будущему относительно текущего времени процесса, мониторинг и управление которым осуществляется.

RTPlatform

Ядром, вокруг которого строится единое информационное пространство для работы с оперативной информацией, является платформа реального времени (RTPlatform) СК‑2007.

RTPlatform включает:

• высокопроизводительную подсистему хранения и извлечения оперативных данных и событий (ISR¹), построенную на базе промышленной СУБД MS SQL Server 2005/2008;
• высокопроизводительную интеграционную шину (HSB²), обеспечивающую коммутацию и обработку запросов, запись и предоставление данных и событий, буферизацию.

Основными особенностями платформы реального времени СК‑2007 являются:

• уникальные показатели производительности — на уровне лучших аналогичных решений, представленных сегодня в мире;
• единая технология записи, хранения и чтения данных за прошлое, текущее и будущее время — единое хранилище для всех типов оперативной информации, обеспечивает для клиентов (пользователей/приложений) прозрачную единообразную работу с данными (например, пользователь (приложение) может в одном интерфейсе с помощью единой технологии отобразить (обработать) одновременно плановое значение параметра и его фактическое значение);
• использование в качестве хранилища промышленной СУБД, что позволяет обеспечить прозрачность, надежность и гибкость ядра реального времени, обеспечить полный SQL-доступ к хранилищу оперативной информации;
• использование для записи меток времени формата универсального мирового времени UTC, что позволяет избежать проблем, связанных с эксплуатацией комплекса в различных часовых поясах и с переводом локальных часов на зимнее и летнее время (в сутках СК‑2007 может быть от 23 до 25 часов).

RTPlatform обеспечивает обработку и хранение событий комплекса. Все события записываются в виде объектов в хранилище оперативной информации, делятся на различные категории и по уровням важности. При получении события от генератора высокопроизводительная шина RTPlatform — HSB уведомляет о его наступлении всех заинтересованных подписчиков.

Генератором событий может выступать любая программа, имеющая соответствующее разрешение в системе. Подписаться на получение событий может любая программа, имеющая соответствующие права доступа к комплексу.

Хранение данных

Хранилище оперативных данных СК‑2007 предназначено для работы с большими потоками информации, которую необходимо хранить в течение длительных периодов.

Накопленные архивы или отдельные их фрагменты со временем могут терять свою актуальность. В этом случае отпадает потребность в хранении всей ранее поступившей в ОИК СК информации и возникает необходимость выделения той части архива, которая по-прежнему остается полезной.

СК‑2007 обеспечивает следующие технологии сокращения объемов архивных данных:

• удаление с возможностью задания индивидуальной/групповой глубины хранения для каждого параметра/группы параметров;
• прореживание с возможностью задания индивидуальных/групповых правил. Процесс прореживания не снижает производительности хранилища и выполняется с сохранением формы кривой в пределах заданной пользователем погрешности;
• сжатие информации в хранилище — осуществляется для всех поступающих данных с использованием современных специализированных алгоритмов, позволяющих сократить объемы хранения данных до 4-х раз.

Обеспечивается гибкая настройка стратегий хранения данных. Пользователь может использовать неограниченное количество таких стратегий, использовать их как для групп параметров, так и для отдельно взятого параметра. Каждая стратегия позволяет определить три уровня хранения данных для всей глубины архива с различными параметрами хранения для каждого уровня, временные границы уровней могут быть различными для каждой стратегии.

В СК‑2007 предусмотрена возможность создания импульс-архивов для хранения в неизменном виде значений параметров оперативной информации за заданный интервал времени в течение неограниченного срока. На этом интервале времени не применяется стратегия хранения, определенная для данного параметра оперативной информации.

Интерфейсы доступа

Интеграция приложений и автоматизированных систем в части оперативных данных обеспечивается на базе стандартных протоколов и технологий информационного обмена.

В зависимости от плотности интеграции приложений и автоматизированных систем выбирается та или иная технология информационного взаимодействия.

ОИК СК позволяет организовать обмен информацией с использованием широкого спектра стандартных протоколов на базе стека TCP/IP. Такой механизм обмена обычно используется для интеграции независимых систем.

Для приложений, более плотно интегрированных с платформой реального времени СК‑2007, используется группа интерфейсов межпрограммного взаимодействия. Эти интерфейсы обеспечивают доступ к RTPlatform с функциями чтения, записи данных, подписки на события из любой среды разработки. Кроме того, обеспечиваются:

• использование технологии Microsoft Messages Queue для асинхронной записи данных с внешней буферизацией;
• полный SQL-доступ к оперативным данным как с функциями чтения временных рядов, так и с функциями чтения срезов данных по набору параметров за определенное время.

На рисунке «Коммуникационные возможности СК‑2007» приведена общая схема возможностей СК‑2007 в части организации информационного взаимодействия, включающая слой коммуникационных адаптеров и слой интеграции на уровне межпрограммного взаимодействия.

---

• Печать