Infinity Suite — объединение, хранение и представление данных

Известно, что для эффективного управления производством необходимо постоянно осуществлять сбор, обработку и хранение производственных и технологических данных, анализировать их, оперативно управлять производственными и технологическими процессами и выполнять диспетчеризацию этих процессов.

Компания «ЭлеСи» предлагает на рынке современный инструментальный пакет InfinitySuite для разработки SCADA и MES решений. InfinitySuite предоставляет широкие возможности для сбора, обработки и хранения производственных и технологических данных, обеспечивает оперативное планирование и контроль производственных и технологических ресурсов в режиме реального времени, реализует диспетчеризацию технологических и производственных процессов, гарантирует качественное формирование отчетности, сводок и балансов.

Объединение, хранение и представление данных в InfinitySuite обеспечивается следующими компонентами: InfinityWebRouter — обеспечивает объединение данных от территориально распределенных источников в единое информационное пространство; InfinityETL обеспечивает импорт/экспорт данных между информационными системами; InfinityHistoryServer — обеспечивает ведение архива оперативных данных производства; InfinityReports — обеспечивает управление отчетами в масштабе предприятия.

Рассмотрим возможности данных компонент более подробно.

In?nityWebRouter

Заинтересованным лицам (руководители, инженеры, диспетчера и т. д.), находящимся в центральных и региональных пунктах управления, необходимо владеть информацией о ходе технологических и производственных процессов, происходящих в нижестоящих или смежных территориально удаленных пунктах управления (региональные, локальные).

Основной барьер — это сама территориальная удаленность источников информации от ее потребителей. Большое количество данных, требование к скорости их передачи (данные должны поступать без потери актуальности), разные форматы данных — все это усугубляет проблему.

Понимая важность этой задачи, и имея опыт в ее решении, компания «ЭлеСи» предлагает на рынке программных продуктов свое решение — InfinityWebRouter.

InfinityWebRouter позволяет осуществлять обмен файлами (это могут быть файлы мнемосхем) и поддерживает всю линейку OPC (DA,AE, HAE, HDA). В InfinityWebRouter предусмотрена возможность построения транспортной сети произвольной структуры, а также реализованы улучшенные по скорости алгоритмы передачи данных.

В целом InfinityWebRouter обеспечивает следующий функционал:

• Сеть InfinityWebRouter:
  • объединение территориально удаленных источников данных в единое адресное и информационное пространство;
  • граф сети произвольной структуры;
  • резервирование схем подключения и узлов сети;
  • высокая скорость обмена данными и большой объем передаваемых данных.
• Поддержка типов данных, таких как:
  • оперативные технологические данные OPC DA, AE;
  • исторические технологические данные OPC HDA, HAE;
  • файлы (мнемосхемы)
• Поддержка языка запросов SQL.
• Управление безопасностью доступа к узлам сети.

В состав InfinityWebRouter входят два основных модуля: InfinityWebRouter Server (сервер WebRouter) и InfinityWebRouter Client (клиент WebRouter). Первый отвечает за сбор и хранение данных, а второй является модулем взаимодействия с клиентскими приложениями — потребителями данных.

InfinityWebRouter Server (сервер WebRouter) устанавливается в каждом подразделении предприятия и выполняет сбор данных с источников данных подразделения. Серверы WebRouter, соединенные между собой, образуют единую транспортную сеть, по которой передаются данные. Получив запрос данных от клиента, сервер WebRouter определяет, в каком источнике данных находятся запрашиваемые данные и перенаправляет ему запрос по цепочке транзитных серверов.

InfinityWebRouter Client (клиент WebRouter) устанавливается на каждое автоматизированное рабочее место и обеспечивает подключение клиентских приложений к транспортной сети. Клиент WebRouter перенаправляет запросы клиентских приложений указанному в его настройках серверу WebRouter.

Для взаимодействия между серверами и клиентами WebRouter, был разработан специальный протокол, основанный на TCP/IP — WebRouter Protocol (WRP). В отличие от технологии DCOM,WRP позволяет выполнять доставку больших объемов данных по нестабильным каналам связи (в том числе по сети Internet).

In?nityETL

Разрозненность информационных систем, порожденная локальной автоматизацией — обычное явление на предприятии. Единые информационные системы это дорогостоящее решение, и путь к ним тернистый и долгий. Тем не менее, для управления производством уже сейчас необходимо располагать сводной информацией из разных информационных систем, поскольку, только располагая полной и достоверной информацией, можно говорить об эффективности принимаемых решений.

Проблема разрозненности информационных систем усугубляется тем, что данные в этих системах имеют разную структуру, формат, доступ к данным происходит по разным интерфейсам (OPC, SQL). Эти информационные барьеры не позволяют просто взять данные, объединить их и представить заинтересованному лицу, необходимы специальные интеграционные решения. InfinityETL обеспечивает интеграцию разрозненных информационных систем в единое информационное пространство.

Структура InfinityETL представлена двумя основными модулями InfinityETL Server и InfinityETL Management Console:

Рис. 1. Интеграция территориально удаленных источников данных в единое информационное пространство

InfinityETL Server

InfinityETL Server — сервер исполнения сценариев импорта/экспорта данных:

• Позволяет организовать обмен информацией между различными источниками данных: реляционными СУБД, поддерживающими интерфейсы OLE DB, ODBC, ADO; OPC-серверами, бизнес-компонентами InfinityApplicationServer.
• Обеспечивает возможность запуска процессов импорта/экспорта данных по требованиям, расписаниям, событиям.
• Осуществляет выполнение сценариев импорта/экспорта данных.
• Осуществляет трассировку выполнения процессов импорта/экспорта: фиксируется дата и время начала каждого действия процесса, результат выполнения действий.
• Реализует функции управления настройками сценариев импорта/экспорта данных.
• Предоставляет интерфейсы доступа к истории выполнения процессов импорта/экспорта.
• Предоставляет статистическую информацию о работоспособности системы, предоставляет возможность мониторинга за выполнением сценариев.
• Обеспечивает контроль прав доступа к функциям и объектам системы импорта/экспорта данных.

In?nityETL Management Console

InfinityETL Management Console — консоль управления сервером исполнения сценариев импорта/экспорта:

• Предоставляет средства навигации по сценариям, зарегистрированным в системе.
• Позволяет осуществлять управление сценариями импорта/экспорта: добавление, редактирование, удаление сценариев
• Предоставляет графический редактор для описания логики сценария импорта/экспорта данных в виде диаграммы активности, которые позволяют определить действия, порядок их выполнения и условия, при которых действия выполняются. Логика условий базируется на классическом логическом аппарате исчисления предикатов первого порядка. Для описания действий применяются два подхода:
  • Скрипты. Система предоставляет текстовый редактор для разработки скриптов с синтаксической проверкой и подсветкой ключевых и зарезервированных фраз. Для унификации часто использующихся в скриптах преобразований предусмотрена библиотека скриптов и возможность управления библиотеками скриптов: добавление, удаление библиотек, изменение состава скриптов, входящих в библиотеку.
  • Диаграммы преобразования данных или функцональные диаграммы. Система предоставляет графический редактор для описания правил преобразования данных. Редактор позволяет описывать действие процесса импорта/экспорта в соответствии со схемой, состоящей из этапов выборки данных из представления источника, преобразования данных и загрузки данных в представление приемника. Графическое описание этапа выборки данных состоит в указании связи с нужным представлением источника данных, этапа загрузки — указания связи с нужным представлением приемника данных. Графическое описание этапа преобразования данных позволяет визуально отображать структуры представления данных источника и приемника и настраивать правила отображения данных из представления источника в представление приемника. Правила преобразования задаются с помощью функциональных блоков. В состав редактора входит библиотека элементарных функциональных блоков, соответствующих арифметическим, логическим, битовым операциям. Библиотека функциональных блоков может быть расширена пользователем путем добавления новых блоков, функция преобразования которых определяется через другие функциональные блоки либо с помощью скриптового языка.
• Позволяет осуществлять управление источниками (приемниками) данных: добавление, редактирование, удаление источников (приемников), настройка представлений для источников (приемников).
• Позволяет осуществлять настройку расписаний запуска сценариев.
• Предоставляет средства мониторинга запущенных процессов импорта/экспорта (список выполняющихся процессов, время запуска, режим запуска, списки завершенных, активных и невыполненных действий процесса; общее количество выполняющихся процессов; текст, время и место последней ошибки).
• Позволяет осуществлять запуск процессов импорта/ экспорта по требованию пользователя, принудительный останов пользователем запущенных процессов.
• Предоставляет средства для просмотра истории выполнения процессов.
• Предоставляет инструменты для настройки прав и правил аудита доступа к функциям и объектам системы импорта/экспорта данных.
• Предоставляет средства для просмотра данных аудита.

In?nityHistoryServer

В производстве стоят такие задачи, как контроль производственной деятельности, разбор нештатных ситуаций и анализ их последствий, формирование отчетов, планирование производственных процессов и пр. Объединяет эти задачи одно: для их решения необходимо располагать историей изменения состояния технологического процесса. Традиционно для сбора и управления историей данных реального времени используют так называемые сервера истории.

Высокие требования к скорости записи/чтения, необходимость хранить и обрабатывать большие объемы данных, разные варианты и сложность запросов к данным, всем этим требованиям должен отвечать сервер истории для того, чтобы решать вышеупомянутые задачи.

InfinityHistoryServer 3.0 — специализированная СУБД реального времени, где все структуры данных и алгоритмы работы оптимизированы для эффективного хранения временных рядов и выполнения запросов к ним.

Структура InfinityHistoryServer представлена двумя модулями: Infinity History Collector — модуль сбора данных от источников; Infinity History DBMS — модуль управления базой исторических данных.

InfinityHistoryCollector предназначен для обеспечения функций сбора первичных данных от источников, фильтрации данных, временного кэширования и передачи данных в хранилище истории.

InfinityHistoryDBMS предназначен для хранения истории данных технологического процесса, управления хранилищем данных и предоставления доступа к нему.

InfinityHistoryServer обладает очень высокими техническими характеристиками:

• средняя скорость чтения/записи: 150 тыс. записей/с;
• пиковые нагрузки: 2 млн записей/с;
• высокая плотность записи: 20 байт на сигнал.

Такие характеристики позволяют организовывать центры хранения и обработки данных, что актуально для автоматизированных крупных систем в части анализа данных и оценки тенденций производства в целом.

In?nityReports

InfinityReports 3.0 обеспечивает управление отчетами в масштабе предприятия. Это и создание отчетов разной сложности (линейные отчеты, кросс-отчеты, динамическая развертка), и многоуровневая разработка отчетов, и декларативный язык описания шаблонов отчетов, и средства графической разработки, а также многое другое.

Декларативный графический язык разметки отчетов RDL

Используя RDL при разработке шаблонов отчетов, пользователь говорит, что нужно сделать, а не как это нужно сделать, т.е. не надо думать об объявлении переменных, разработке процедур, циклов и пр., как это требуется в классических языках программирования, например VB.

Язык RDL обеспечивает следующие возможности для разработки шаблонов отчетов:

• специальные конструкции, позволяющие разрабатывать табличные отчеты разной сложности:
  • простые линейные табличные отчеты;
  • отчеты с кросс таблицами;
  • отчеты с динамической разверткой строк, столбцов и таблиц (к примеру, в Excel для этого пришлось бы прибегнуть к «серьезному» программированию);
• более 100 встроенных функций: математические, статистические, текстовые, логические и т.п.;
• расчет промежуточных итогов;
• построение разного вида диаграмм;
• условное форматирование столбцов, строк, ячеек на основе данных;
• описание стиля отчета: шрифты, цвет, линии и пр.

Для разработки шаблонов отчетов на языке RDL используется графический редактор ReportDesigner. В редакторе применяются технология Drag&Drop, подсветка синтаксиса формул и прочие возможности, облегчающие процесс разработки. Для отладки шаблона предусмотрен предварительный просмотр внешнего вида отчета.

Двухуровневая разработка

Разработка разделяется на два уровня: уровень бизнес-представлений и уровень источников данных. На уровне бизнес-представлений разработку шаблонов ведут специалисты, обладающие знанием предметной области (бизнес-аналитики), на уровне источников данных — администраторы БД. Такое распараллеливание задач ускоряет и упрощает процесс разработки и сопровождения. К примеру, бизнес-аналитик сначала определяет бизнес-объект на уровне бизнес-представлений, оперируя при этом терминами и структурами, которые соответствуют бизнесу, и не задумывается о том, где и как хранятся данные, необходимые для отчета. Далее, базируясь на созданных бизнес-объектах, он создает шаблон отчета, используя графический редактор. Администратор БД обеспечивает отображение бизнес-объектов на структуру источников данных, поскольку он знает, где как хранятся данные, и обладает специальными знаниями для работы на этом уровне.

В случае изменения структуры данных на уровне источника не надо будет менять шаблон отчета, поскольку он привязан к бизнес-объекту, надо изменить только отображение бизнес-сущности на новую структуру источника данных.

В состав InfinityReports входит InfinityReport Server (сервер генерации отчетов), InfinityReport Designer (среда разработки шаблонов отчетов) и InfinityReport Navigator.

InfinityReport Server

InfinityReport Server — серверное приложение, реализующее функции построения отчетов на основе шаблонов и управления объектами системы формирования отчетов.

Infinity Report Server:

• Обеспечивает генерацию отчетов. Формирование каждого отчета осуществляется на основе задания, которое определяет шаблон отчета, значения параметров отчета, стилевое оформление отчета, формат хранения данных отчета, расписание генерации отчета. В системе поддерживаются следующие форматы хранения данных отчетов: xls, xml, csv. Расписание генерации отчетов позволяет определять моменты времени и события, при наступлении которых должны создаваться отчеты. В качестве источников данных для отчетов могут выступать реляционные БД, OPC-сервера, бизнескомпоненты системы Infinity Factory. Для определения шаблонов отчетов используется специализированный язык RDL (Report Definition Language), который позволяет создавать отчеты, имеющие сложную структуру. RDL допускает применение формул для вычисления промежуточных итогов и значений величин, используемых в отчете. RDL также позволяет определить параметры отчета, внешний вид отчета.
• Обеспечивает сохранение построенных отчетов в репозитории.
• Реализует функции управления объектами системы формирования отчетов: управление шаблонами отчетов, управление заданиями на генерацию отчетов, управление репозиторием отчетов.
• Предоставляет статистическую информацию о работоспособности системы, предоставляет возможность мониторинга за процессом генерации отчетов.
• Обеспечивает авторизацию и аудит доступа к функциям и объектам системы формирования отчетов.

InfinityReport Designer

Infinity Report Designer — клиентское приложение, предназначенное для разработки шаблонов отчетов и управления репозиторием шаблонов отчетов.

InfinityReport Designer:

• Предоставляет средства навигации по объектам, используемым для настройки шаблонов отчетов. К числу этих объектов относятся: источники данных, стили и шаблоны отчетов.
• Позволяет создавать, редактировать, удалять шаблоны отчетов, осуществлять группировку шаблонов отчетов по логическим папкам.
• Позволяет создавать, удалять источники данных, редактировать атрибуты источников данных.
• Позволяет создавать, удалять стили, редактировать атрибуты стилей.
• Предоставляет редактор шаблонов отчетов, который позволяет создавать шаблоны отчетов на языке RDL.
• Предоставляет инструменты для настройки прав и правил аудита доступа к шаблонам отчетов.

InfinityReport Navigator

InfinityReport Navigator — клиентское приложение, предназначенное для создания заданий на генерацию отчетов и управления репозиторием отчетов.

InfinityReport Navigator:

• Предоставляет графические средства для создания заданий на генерацию отчетов. InfinityReport Navigator позволяет создавать, удалять задания, редактировать атрибуты заданий, осуществлять группировку заданий по логическим папкам.
• Реализует средства поиска заданий.
• Позволяет осуществлять мониторинг процесса генерации отчетов: просматривать список выполняющихся заданий, получать информацию о степени завершенности задания, получать статистические характеристики процесса генерации отчетов.
• Позволяет осуществлять запуск выполнения заданий по требованию, отмену выполнения заданий.
• Предоставляет средства навигации по содержимому репозитория отчетов, средства поиска отчетов.
• Позволяет просматривать данные отчетов, отправлять отчеты на печать.
• Позволяет удалять отчеты, редактировать атрибуты отчетов, осуществлять группировку отчетов по логическим папкам.
• Предоставляет инструменты для настройки прав и правил аудита доступа к заданиям, отчетам, функциям системы формирования отчетов.
• Предоставляет средства для просмотра данных аудита.

Заключение

InfinitySuite позволяет создавать гибкую и чуткую информационную инфраструктуру, чрезвычайно быстро реагирующую на любые изменения в производстве, обеспечивая оперативность, необходимую для успешного ведения бизнеса в современных условиях высокой конкуренции, когда для руководителей предприятий все более актуальным становится задача добиться успеха в условиях растущей конкуренции.