Москва (495) 980-64-06
Санкт-Петербург (812) 326-20-02
Все города
Москва (495) 980-64-06
Санкт-Петербург (812) 326-20-02
Новосибирск (383) 330-05-18
Екатеринбург (343) 311-90-07
Алматы (727) 346-97-17
0
Продукция
Корзина пуста
30.03.2015

Новый OPC-сервер от Моха способен повысить эффективность любой SCADA-системы

В настоящее время модули ввода/вывода способны получать данные как с помощью опросов, так и в результате приёма оповещения о произошедших событиях. Существуют некоторые общие правила, которые позволяют определить, какой метод обновления данных лучше подходит для конкретных задач.

Около десяти лет назад модули ввода/вывода сигналов были простыми неинтеллектуальными устройствами. Они могли делать только две вещи: измерять показания (температуры, давления, событий и др.) и по запросу отправлять полученные данные в цифровом виде. По этой причине стандарт OPC (технология OLE для управления процессами) представляла собой модель опроса «клиент-сервер», то есть центральный OPC-сервер настраивался на опрос датчиков сигналов. Но поскольку сервер мог и не знать заранее об изменениях в показаниях датчиков, его можно было запрограммировать на опрос различных устройств с определенной периодичностью, что в итоге могло привести к большим нагрузкам на сети.

В это же время компании, являющиеся лидерами в производстве систем сбора данных, представили интеллектуальные устройства удаленного ввода/вывода, которые способны самостоятельно инициировать установку соединения с OPC-сервером. Например, модули серии ioLogik от компании Moxa способны отслеживать значение сигналов и самостоятельно передавать эти данные в программу Active OPC Server, в которой используется «технология связи по событию». Это позволяет нагружать сеть связи исключительно в моменты изменения состояния сигналов.

Позднее, уже в 2008 году, OPC Foundation сумел стандартизировать в едином OPC-стандарте (OPC UA) схему «оповещение по событию» (report by exception), использующую систему «подписка и мониторинг элемента» (subscription and monitored item). Это создало множество новых способов построения распределенных систем сбора данных. OPC UA является совершенно новым стандартом, который позволяет настраивать вид взаимодействия OPC-сервера с различными устройствами ввода/вывода непосредственно в SCADA-системе.

В данной статье мы объясним разницу между «обновлением данных в результате опроса» и «обновлением данных в связи с возникновением события», а также озвучим некоторые общие правила, которые позволяют определить, какой метод больше подходит для конкретных устройств ввода/вывода. Кроме того, мы представим Вашему вниманию новое решение от компании Moxa – сервер MX-AOPC UA.

Обновление данных в результате опроса или события

В течение многих лет «обновление данных путем опроса» было промышленным стандартом связи между OPC-серверами и клиентами. Сегодня же перед инженерами стоит выбор между обновлением данных путем проведения опроса или в результате возникновения события. Выбор зависит от частоты изменения контролируемых сигналов, а также от уровня необходимой точности. Если показания датчиков часто меняются, то и записываться в SCADA они должны постоянно – это позволит получить полную картину изменений данных. С другой стороны, для датчиков, которые меняют свои показания довольно редко, требуется совсем небольшая пропускная способность сети.

Для управления передачей данных между OPC-сервером и SCADA-клиентами в технологии OPC UA используется функция «подписки и мониторинга элемента». С помощью нее SCADA-клиенты могут присоединяться к набору наблюдаемых элементов, после чего сервер «публикует» показания, получаемые с предварительно настроенной частотой (Рисунок 1). В данном случае «публикует» означает, что сервер отправляет полученные показания клиенту.


Рисунок 1: Функция управления и мониторинга устройств

Для того чтобы данная функция работала на устройствах ввода/вывода должны быть настроены два режима: интервал выборки и интервал публикации (Рисунок 2). Интервал выборки представляет собой скорость, с которой сервер проверяет наличие изменений в контролируемых устройствах. А интервал публикации – скорость, с которой сервер отсылает уведомления клиенту. Интервал выборки может быть короче, чем интервал публикации, и зарегистрированные данные могут вставать в очередь на сервере до тех пор, пока не истечет интервал публикации. В этот момент сервер посылает клиенту все уведомления.


Рисунок 2: Пример настройки для управления и мониторинга устройств

Используя механизм «оповещения по событию», можно существенно экономить сетевой трафик в тех ситуациях, когда состояние системы на протяжении длительного времени не меняется и, соответственно, показания устройств ввода/вывода не передаются. Это особенно актуально, когда частота изменения значений гораздо ниже, чем интервал опроса, например, при мониторинге открытия/закрытия редко используемой двери. Этот механизм, оповещения при возникновении события, экономит вычислительные ресурсы как клиента, так и серверов, поскольку уменьшается обработка тайм-аутов и повторных попыток передачи данных. Кроме того, если частота изменения значений выше, чем интервал опроса, а точность данных имеет решающее значение, обновление данных в виде исключения станет наилучшим решением для такой системы.

Стоит учитывать, что этот метод может привести к возникновению проблем, если в течение короткого промежутка времени будет необходимо передать большой объем данных. Это может вызвать перегрузку сети. Эту проблему можно решить, установив, например, «мертвую зону» для аналоговых данных или «обрезав» данные с числовыми вычислениями еще до момента их отправки.

С другой стороны, если частота изменения значений оказывается выше интервала опроса, а точность данных не является критически важным параметром (например, при контроле температуры жидкости), обновление данных путем опроса является наиболее подходящим. Таким образом, выбор метода опроса зависит от частоты изменения значений и критичности точности данных, которые поступают от контролируемых элементов.

Для того чтобы получать данные с подключенных устройств большинство серверов OPC UA используют протоколы опросного типа, например, Modbus. Но опрос, производимый по сотням или даже тысячам тегов, не будет эффективным. Если оборудование поддерживает передачу данных как в результате опроса, так и события, то у Вас появляется возможность выбрать наиболее подходящий способ чтения данных по классификатору (Рисунок 3), тем самым увеличивая эффективность работы.

Точность данных
Частота изменения данных
Критично Не критично
Высокая частота Обновление данных по событию
(с установлением соответствующей «мертвой зоны»)
Обновление данных методом опроса
(с коротким интервалом выборки)
Низкая частота Обновление данных в результате события Обновление данных методом опроса

Рисунок 3: Выбор метода передачи данных: по опросу или по событию

Сервер Moxa OPC UA - MX-AOPC UA

В сервере MX-AOPC UA расширена запатентованная компанией Moxa технология мониторинга «Active OPC». Кроме того, сервер поддерживает протокол Modbus и обеспечивает надежность передачи данных между устройствами и удаленной SCADA-системой.

Компания Moxa была инициатором создания технологии сбора данных «по событию», представив свой сервер «Active OPC». Запатентованный сервер MX-AOPC UA позволяет получать данные, собранные как с помощью опросов, так и в результате произошедших событий (Рисунок 4).


Рисунок 4: Выбор типа связи MX-AOPC UA

Логика проектирования сервера была основана на выполнении пользовательских задач. На рисунке 5 показано, каким образом пользователи могут создавать группы устройств, например, под названиями «SiteA» и «SiteB». В данном примере каждый узел использует один и тот же модуль ввода/вывода ioLogik E1210, чтобы контролировать состояние насоса.


Рисунок 5: Группировка устройств на основе задач пользователя

При настройке SCADA-системы имена тегов (Рисунок 6) представлены наиболее удобным для чтения способом.


Рисунок 6: Удобные имена тегов

Широкий выбор оборудования Moxa для сбора данных

Компания Moxa представляет широкий спектр надежных промышленных решений, предназначенных для сбора данных, в том числе простое в использовании программное обеспечение, позволяющее выполнять задачи в области промышленной автоматизации. Дополнительно к ставшим популярным модулям ioLogik серий Ethernet E1200 и E2200, а также GPRS/3G-серии ioLogik W53xx, в 2015 году стали доступны для заказа следующие модули удаленного ввода/вывода серии ioLogik E2500:

  • ioLogik 2512: модули с 8 x DI, 8 x DIO, программирование Click&Go Plus
  • ioLogik 2512-T: модули с 8 x DI, 8 x DIO, программирование Click&Go Plus, с диапазоном рабочих температур -40° ~ +75 C°
  • ioLogik 2542: модули с 4 x AI, 12 x DIO, программирование Click&Go Plus
  • ioLogik 2542-T: модули с 4 x AI, 12 x DIO, программирование Click&Go Plus, с диапазоном рабочих температур -40° ~ +75 C°

Получить более подробную техническую консультацию, взять на тестирование и приобрести оборудование MOXA в России можно у официального партнера производителя – компании «Ниеншанц-Автоматика»: (495) 980-64-06, (812) 326-20-02, (343) 311-90-07, (383) 330-05-18 или e-mail: sales@moxa.ru,support@moxa.ru.

Оригинал новости представлен на сайте компании Moxa Inc.