Портальное решение «ИндаСофт» для представления данных PI System
Опыт работы ПО PI System позволил специалистам компании «ИндаСофт» разработать портальное решение в качестве универсального инструмента представления информации конечному пользователю. Рассмотрены архитектура и возможности портального решения.
Ключевые слова: программное обеспечение, портальное решение, Web-сервис, «тонкие» и «толстые» мнемосхемы, отчеты.
Авторы: Эрнест СЮЧ, директор по развитию бизнеса ООО «ИндаСофт», Павел ГРИНЕВИЧ, канд. техн. наук, начальник Департамента разработки ПО
Источник: Журнал «Автоматизация в промышленности», №10 2014
Введение
C 2000 г. компания «ИндаСофт» внедряет ПО PI System компании OSIsoft [1, 2]. Большой опыт реализации проектов на базе PI System позволил специалистам «ИндаСофт» выработать комплексный подход к автоматизации процессов оперативного управления производством, интегрируя ПО PI System и собственные программные продукты для решения конкретных функциональных задач, чтобы максимально удовлетворять запросы заказчиков.
Обобщение и осмысление методологических подходов «ИндаСофт» привело к:
— выделению единой системной платформы IDS/P, в которой содержатся системные и прикладные сервисы, используемые в большинстве программных продуктов «ИндаСофт»;
— выделению универсальных рабочих мест, функциональность которых гибко настраивается и определяется автоматизируемыми рабочими процессами в конкретном решении;
— разработке портального решения как универсального способа представления информации конечному пользователю.
Портальное решение очень индивидуально для каждого проекта, и говорить о нем целесообразно в разрезе инструментов, используемых при конкретной реализации.
Структура решения
На рис. 1 представлена структура платформы «ИндаСофт», желтой рамкой выделены ключевые компоненты, реализующие портальное решение.
Платформа использует PI Server как источник данных реального времени, PI AF для хранения модели производства и разнообразных прикладных настроек, PI Event Frames для хранения событий. Базовые сервисы платформы решают в первую очередь инфраструктурные задачи и предоставляют системный функционал, используемый всеми прикладными сервисами. Прикладные сервисы решают конкретные функциональные задачи. Сервис публикации организует доступ Web-приложению (обозначенному на схеме как «Портал») к данным и функциям, предоставляемым базовыми и прикладными сервисами платформы.
Компоненты портального решения
Портальное решение «ИндаСофт» — это сложное Web-приложение, которое может быть развернуто как самостоятельный сайт под управлением Web-сервера IIS, так и в составе решения на базе портала SharePoint 2010/2013 (начиная с версии Foundation).
В состав портального решения входят следующие компоненты:
— проводник документов;
— анализ технологических параметров;
— аварийный журнал;
— диспетчерские журналы.
Проводник документов
Компонент портала «Проводник документов» предназначен для отображения технологических мнемосхем и отчетов. Общий вид интерфейса пользователя представлен на рис. 2.
Интерфейс пользователя проводника документов состоит из трех областей (рис. 3):
- структура — предназначена для отображения иерархии папок и схем, для логического упорядочивания схем, документов, отчетов и для разграничения к ним доступа пользователей;
- связанные документы — список документов, контекстно-зависимый от элемента, выбранного в структуре; предоставляют возможность быстрого просмотра для «контекстных» документов, например, нормативно-справочной информации, относящейся к отображаемой схеме;
- область просмотра — служит для отображения содержимого элемента, выбранного в структуре.
Проводником документов поддерживаются следующие типы содержимого:
- «тонкие» мнемосхемы — мнемосхемы, отображаемые с использованием возможностей, предоставляемых стандартом HTML 5;
- «толстые» мнемосхемы — классические мнемосхемы, разработанные в PI ProcessBook и отображаемые с помощью ActiveX компонента PI ActiveView;
- URL-ссылка на внешнее содержимое в формате HTML, с помощью которой, например, можно организовывать доступ к содержимому, сохраненному в библиотеках SharePoint.
- отчеты, формируемые сервером отчетов «ИндаСофт».
 |  |
| Рис. 3. Структура интерфейса проводника документов | Рис. 4. Структура "тонкой" мнемосхемы |
«Тонкие» мнемосхемы
Термин «тонкие» возник по причине того, что для отображения таких мнемосхем не требуется установки на клиентские рабочие места никакого дополнительного ПО, достаточно функциональности Internet-браузера. Для отображения «тонких» мнемосхем используются возможности тега <SVG> стандарта HTML 5. Схематично структура «тонкой» мнемосхемы показана на рис. 4.
Графическая часть схемы расположена в разделе <SVG>…</SVG>, там же с использованием специализированных атрибутов расположены активные элементы схемы, связанные с данными. «Движок» тонкой мнемосхемы, реализованный на Java Script, находит все связанные с данными элементы, формирует запросы на сервер к сервису публикации, входящему в состав платформы и визуализирует полученные с сервера данные с помощью активных элементов схемы.
Основное преимущество использования «тонких» мнемосхем заключается в том, что просматривать такие мнемосхемы можно на любых устройствах, на которых работают браузеры с поддержкой стандарта HTML 5 (iOS, Android, Windows Phone устройства).
Для разработки «тонких» мнемосхем используется продукт Microsoft Visio и специализированный add-in «ИндаСофт», расширяющий функциональность Visio. На рис. 5 представлена панель инструментов add-in «ИндаСофт», набор активных элементов для разработки «тонких» мнемосхем и пример разработанной мнемосхемы.
Во время разработки мнемосхемы у пользователя есть возможность открыть разработанную мнемосхему в режиме предпросмотра в браузере и оценить работу активных элементов «в живую», как если бы мнемосхема уже была опубликована на портале. После завершения разработки в Visio окончательный вариант «тонкой» мнемосхемы публикуется на портале в проводнике документов.
Еще одна функциональная возможность «тонких» мнемосхем, заслуживающая отдельного упоминания, — «виджеты». Это самостоятельная «тонкая» мнемосхема, у которой активные элементы связаны с атрибутами шаблона элемента. Таким образом, виджет может быть использован для визуализации любого элемента модели, созданного по связанному с виджетом шаблону элемента. Базовый функционал «тонкой» мнемосхемы визуализирует виджеты в виде всплывающих областей (popup) при клике на элементе схемы, для которого настроен виджет. Если виджетов несколько, то организуется возможность перелистывания виджетов. Пример отображения виджета приведен на рис. 6.
.jpg "Рис. 6. Отображение виджета на \"тонкой\" мнемосхеме")
С помощью механизма виджетов реализуется отображение детальной информации, необходимость в которой возникает непостоянно, а от случая к случаю, по требованию пользователя. Таким образом, удается достигнуть баланса между информативностью мнемосхемы и ее насыщенностью элементами, то есть удобством восприятия схемы пользователем.
Независимо от активных элементов, использованных при разработке «тонкой» мнемосхемы, каждая «тонкая» мнемосхема обладает следующими функциональными возможностями: масштабирование, режим просмотра истории, возможность воспроизведения исторических данных с ускоренным до 32 раз временем, отображение трендов по любому выбранному на схеме значению за настраиваемый период времени.
Доступ к большинству перечисленных функций осуществляется с помощью команд панели инструментов «тонкой» мнемосхемы. Этот базовый для всех «тонких» мнемосхем функционал реализуется движком «тонких» мнемосхем, специализированной кроссбраузерной клиентской библиотекой, написанной на JavaScript.
«Толстые» мнемосхемы
«Толстые» мнемосхемы — это классические мнемосхемы, разрабатываемые в PI ProcessBook, для отображения которых требуется установка на компьютере клиента самого PI ProcessBook или установка PI ActiveView для просмотра в браузере Internet Explorer.
Поддержка «толстых» мнемосхем важна для переходного периода, когда на портале одновременно опубликованы и просматриваются пользователями мнемосхемы, выполненные с использованием обеих технологий.
Также возможны ситуации, когда довольно трудозатратно переработать мнемосхемы из «толстых» в «тонкие», особенно в случае большого объема логики мнемосхемы, реализованной с использованием кода VBA. В таких случаях может оказаться целесообразным не перерабатывать мнемосхемы, а продолжить их использовать «как есть».
Отчеты
Проводник документов интегрирован с встроенным в платформу сервером отчетов и позволяет отображать любые отчеты, формируемые при помощи сервера отчетов (Рис. 7).
Анализ технологических параметров
Компонент портала«Анализ технологических параметров» (АТП) предназначен для построения трендов технологических параметров за произвольные промежутки времени, отображения исторических данных в виде таблиц, расчета агрегатных функций по историческим данным за требуемый период, построения графиков зависимости значений одного технологического параметра от другого (рис. 8).
Интерфейс пользователя разделен на три области: структуры производства, рабочих наборов, просмотра результатов.
Область структуры производства содержит элементы модели структуры производства, в которой пользователю необходимо выбрать анализируемые атрибуты и сформировать из них рабочий набор.
Далее в области рабочего набора для выбранных атрибутов настраиваются параметры отображения:
- период времени, за который будут загружены данные для анализа. Возможно использование как абсолютного периода от даты начала до даты окончания, так и относительного, например, на 2 часа назад;
- период обновления данных — интервал времени, через который загруженные данные будут обновлены. Эта настройка актуальна только для относительного периода, с ее помощью организуется постоянный просмотр последних полученных на текущий момент данных;
- прочие параметры отображения: дополнительный график, расположение осей ординат и т. п.
Рабочие наборы анализируемых атрибутов, сформированные пользователем, могут быть сохранены для последующего использования. Поддерживаются как приватные наборы, доступные только для создавшего их пользователя, так и публичные наборы, доступные для всех пользователей.
В области просмотра результатов размещено несколько закладок. Закладка «График» (рис. 8) содержит представление в виде графиков. Закладка «Таблица» содержит табличное представление данных в формате: метка времени – значение. Закладка «Статистика» содержит таблицу с результатами расчета агрегатных функций: минимум и максимум за анализируемый период. Закладка «График относительной зависимости» позволяет визуально проанализировать наличие зависимости между значениями двух атрибутов за указанный период.
Аварийный журнал
Аварийный журнал – компонент портала, предназначенный для формирования и отображения технологических событий и аварий.
Аварийный журнал спроектирован с учетом ряда требований.
- Анализировать возникновение технологических аварий по заданному набору правил в реальном времени: от простых (контроль границы, тренд) до сложных, анализирующих состояние нескольких единиц оборудования.
- Отслеживать зависимости правил, формирующих события в журнале, для исключения ложных аварий. Например, событие выключение насоса блокирует возникновение аварии падения давления.
- Решение должно быть расширяемым по типам правил, формирующим события, и конфигурироваться без привлечения разработчиков.
Структурная схема модулей, входящих в состав аварийного журнала, представлена на рис. 9.
 |
| Рис. 9. Структурная схема модулей аварийного журнала |
Аварийный журнал строится на следующих продуктах компании OSIsoft:
- PI Asset Framework используется для хранения конфигурации и гибкой настройки;
- Модульная БД используется для хранения и управления контекстами выполнения правил;
- PI Advanced Computing Engine (PI ACE) используется для выполнения универсальной логики расчета и анализа зависимости правил;
- PI Event Frames используется для регистрации событий.
Специалистами «ИндаСофт» разработаны сервисы конфигурирования правил, сервисы представления событий и Web-приложение, реализующее интерфейс администрирования и просмотра.
Интерфейс пользователя для просмотра событий аварийного журнала представлен на рис. 10.
По каждому событию доступна детальная информация, возможен просмотр трендов для атрибутов, участвующих в формировании события. Пользователь может указывать комментарии к каждому возникшему событию или аварии. Все изменения, выполненные пользователем, сохраняются в истории изменений.
Диспетчерские журналы
Компонент портала «Диспетчерские журналы» предназначен для регистрации диспетчерской активности: сообщения, команды, нештатные и аварийные ситуации.
Диспетчерские журналы построены на базе списков Microsoft SharePoint и могут быть развернуты только в портальных решениях на платформе Microsoft SharePoint. Основной интерфейс работы с журналом — форма просмотра списка (рис. 11), содержащая настраиваемый перечень колонок. Диспетчер с помощью панели инструментов в верхней части окна может регистрировать различные типы записей в журнале.
В зависимости от типа регистрируемой активности диспетчеру предлагается к заполнению разный набор информационных полей. На рис. 12 приведен пример диалога регистрации нештатной или аварийной ситуации.
Рис. 12. Регистрация нештатной и аварийной ситуации
Заключение
Приведен краткий обзор возможностей компонентов, входящих в портальное решение компании «ИндаСофт» (рис. 13), позволяющих реализовать функционально насыщенные портальные решения и легко адаптировать их под изменяющиеся требования конкретных прикладных задач.
Дальнейшие планы развития портального решения предполагают его функциональное обогащение дополнительными компонентами, а также более тесную интеграцию с прикладными системами автоматизации бизнес-процессов оперативного управления производством — планирования, диспетчеризации, производственного учета и т. д.
Список литературы
- Сюч Э.О. OSIsoft RtPortal – новый уровень анализа и применения информации // Автоматизация в промышленности. 2004. №2.
- Баскур О., Тюняткин А.В., Хертлер К. Мониторинг состояния оборудования в реальном времени // Автоматизация в промышленности. 2012. №9.