SHnAPCS

Software and hardware new automated process control system

Архитектурные требования к компонентам системы:

• сервер для работы с контроллером (на начальном этапе на базе EasyServer)
• сервер приложений для веб-клиентов (может горизонтально масштабироваться)
• веб-клиент для браузеров Chrome и Mozilla
• балансировщик нагрузки (Nginx)
• сервер отчетов
• сервер логирования

flowchart LR
  B1[Браузер] --> N[Nginx]
  B2[Браузер] --> N
  subgraph Web-кластер
  N --> A1[Web-сервер]
  N --> A2[Web-сервер]
  end
  A1 --> Шина
  A2 --> Шина

  subgraph Шина
    direction LR
    S[OPC]
    K[Kafka]
    ODBC[ODBC]
  end

  Шина --> P
  Шина --> R
  Шина --> E1
  Шина --> E2
  Шина --> O
  Шина --> L

  subgraph Сервисные сервера
    direction LR
    O[Сервер отчетов]
    L[Сервер логирования]
  end

  subgraph Базы данных
    direction LR
    P[(Postgres SCADA)]
    R[(Redis in-memory)]
  end

  subgraph Сервера контроллеров
    direction LR
    E1[EasyServer] 
    E2[EasyServer]
    C1[Controller1]
    C2[Controller2]
    C3[Controller3]
    C4[Controller4]
    E1 --> C1
    E1 --> C2
    E2 --> C3
    E2 --> C4
  end

Loading

Функциональные требования:

• поддержка faceplate для объектов
• наследование объектов
• группировка объектов
• объектная модель базы каналов, привязка тегов к объектам по шаблону
• история объекта (проигрыватель на основе протокола)
• возможность вносить изменения в контроллер во время его работы, без перезагрузки
• единая среда параллельной разработки проектов, включая параллельную работу с контроллером, возможность одновременной работы над проектом нескольких инженеров
• поддержка скриптов для бизнес-логики (lua, java, js, python, jexl)
• поддержка языков программирования стандарта МЭК 6-1131/3 (ST, SFC, FBD)
• встроенный отладчик скриптов
• поддержка векторной графики
• расширяемая библиотека визуальных элементов управления
• кроссплатформенность решения
• поддержка протоколов: OPC-UA, Modbus, Snap7, Profinet
• импорт данных с EPLAN, добавление в EPLAN элементов управления
• компоновка и размещение классов проекта, трассировка связей между объектами на карте
• разрабока дополнительных сценариев работы с помощью макросов
• возможность создания генеративного дизайна
• возможность генерации кода по описанию с помощью ИИ
• выполнение проверок входных данных на стороне веб-сервера перед отправкой запроса контроллеру
• журнал событий
• генератор отчетов
• авторизация, уровень доступа, администрирование
• поддержка систем контроля версий проектов
• CI/CD, тестирование и быстрое развертывание проектов

Задачи веб-клиента:

• мониторинг технологических процессов
• создание и редактирование проектов
• обмен данными с веб-сервером по REST API для запросов и через web-сокеты для оперативного обновления тегов

Задачи веб-сервера:

• обработка stateless-запросов веб-клиентов на чтение и запись тегов проекта
• чтение и запись тегов OPC при взаимодействии с серверами контроллеров
• выполнение скриптов с бизнес-логикой (выполнение предварительных условий, обработка запросов на выполнение, выполнение сценариев, блокировка ресурсов)
• чтение и запись проектов в файловое хранилище с поддержкой контроля версий
• поддержка работы веб-редактора проектов (одновременная работа инженеров АСУТП над одним проектом, блокировка объектов над которыми ведется работа)
• редактирование базы каналов, импорт данных с EPLAN

Задачи сервера для работы с контроллерами:

• чтение и запись тегов при работе с контроллерами
• чтение и запись тегов OPC при работе с веб-серверами
• чтение базы каналов

Примеры open-source систем:

• FUXA (https://frangoteam.org/)
• json-scada (https://github.com/riclolsen/json-scada)
• https://github.com/SCADA-LTS/Scada-LTS
• https://rapidscada.org/download-all-files/ https://github.com/RapidScada/scada-v6
• https://github.com/GavinYellow/SharpSCADA
• https://github.com/riclolsen/OSHMI

Замечания по текущей SCADA:

1. Самое важное. Стабильная, корректная связь с оборудованием. Нареканий нет
2. Сохранение мпк в проекте. Неудобно хранить один компонент на все проекты, без возможности правок без пересохранения.
3. Возможность корректной отладки.
4. Инспектор объектов - более удобный поиск объекта + имя свойств, а не только тега.
5. Возможность отмены действий
6. Возможно, более удобное редактирование функций проекта. в текущем варианте код для редактирования нужно открыть в конкретном обработчике и только там сохранить.