«eOctopus» — платформа информационно-управляющей системы города

Организация эффективной работы предприятий, как на технологическом, так и на управленческом уровне требуют глубокой интеграции множества различных телекоммуникационных и информационных сервисов, систем управления технологическими и бизнес-процессами, средств поддержки бизнес-решений. Для решения задачи быстрого и эффективного развертывания систем управления в различных предметных областях нами разработана высокопроизводительная и масштабируемая платформа, использующая современные подходы, инструменты, сервисы и web – технологии. При этом, на основе открытых стандартов, протоколов связи и интерфейсов программирования (АPI) обеспечивается глубокая интеграция разработанной платформы с технологическим оборудованием и программным обеспечением различных производителей.

Платформа eOctopus может применяться для реализации задач диспетчеризации (АСДУ), управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизации системы контроля и учета ресурсов (АСКУР) и интеграции технологических систем управления со средствами автоматизации бизнес-процессов на предприятии. Модульная архитектура платформы обеспечивает хорошую масштабируемость и высокую производительность, позволяя создавать недорогие и эффективные территориально - распределенные системы мониторинга, диспетчеризации и управления для предприятий или группы предприятий различных отраслей.

Наиболее эффективной и полезной областью применения платформы является комплексная задача по интегрированию и автоматизации различных процессов протекающих в городской среде, так как системы автоматизации городского жизнеобеспечения (теплосети, электросети, уличное освещение, водоснабжение и водоотведение и другие), как правило, централизованы и управляются обычно по однотипным технологическим и организационным схемам. Платформа предоставляет возможность выполнять множество однотипных по своему содержанию процессов на одной и той же программно-аппаратной системе, предоставляя необходимую информацию о состоянии технологического процесса на разные уровни управления и принятия решения. Современное технологическое оборудования, оснащенное программируемыми микроконтроллерами и интерфейсами для подключения к сети Интернет («интернет вещей)», позволяет создавать гибкие «интеллектуальные» системы автоматизации, а встроенные в платформу программные приложения дают возможность быстро создавать инструменты для управления городским хозяйством.

Основные компоненты платформы:

Средства для создания корпоративных сетей передачи данных.

Корпоративная сеть передачи данных (корпоративное «облако») в современных условиях может быть достаточно просто реализована на развитой инфраструктуре СПД общего пользования или как выделенная сеть предприятия. Современное телекоммуникационное оборудование позволяет реализовывать надежные сети передачи данных любой сложности, отвечающие технологическим и организационным задачам предприятия. Однако при разработке конкретных решений в области проектирования корпоративных сетей передачи данных часто приходится сталкиваться с большим числом ограничений, связанных с отсутствием инфраструктурных возможностей для реализации общепринятых типовых решений.

Для расширения возможностей по интеграции различного сетевого и технологического оборудования, в том числе использующего нестандартные интерфейсы и протоколы связи, повышения уровня защиты технологической сети в различных узлах и на различных уровнях иерархии территориально-распределенной корпоративной сети передачи данных компанией АртЭКС разработан программный маршрутизатор для встраивания в специализированные аппаратные платформы или платформы общего назначения в зависимости от специфики решаемой задачи.

Маршрутизатор обеспечивает создание защищенной сетевой инфраструктуры внутри технологического периметра предприятия, а также защиту от внешних сетевых угроз при взаимодействии с публичными сетями (пакетный фильтр, брандмауэр, разграничение прав доступа, шифрование, организация интерфейсов к различным системам информационной безопасности). Функционал сетевого конфигуратора, встроенный в маршрутизатор, позволяет оперативно включать в сетевую инфраструктуру различные сетевые устройства и осуществлять их мониторинг.

В зависимости от варианта исполнения маршрутизатор может использоваться как основной элемент для построения беспроводных сетей передачи данных (СПД), межсетевой мост и/или конвертор интерфейсов в другие физические сетевые среды. Использование маршрутизатора при интеграции локальных управляющих или измерительных систем не оборудованных сетевыми интерфейсами позволяет создавать современные решения используя морально устаревшее, но исправно функционирующее технологическое оборудование.

Универсальный программируемый контроллер.

Контроллер используется для подключения различных датчиков, детекторов, исполнительных модулей и устройств управления, сенсорных панелей, мониторов, контроллеров или серверов автоматизации. Широкий набор интерфейсов позволяет организовать гибкую и эффективную систему сбора данных и управления, как на локальных, так и на территориально-распределенных технологических площадках, а широкая номенклатура поддерживаемого периферийного оборудования, позволяет реализовать самые разнообразные системы АСДУ, АСУТП, АСКУР, АСУЗ и т.д.

Таким образом, УПЛК позволяет легко интегрировать практически любые современные интеллектуальные изделия («интернет вещей») в единую систему мониторинга и управления.

Стандартная конфигурация контроллера позволяет подключить до 100 внешних устройств по шине RS-485, логическое подключение периферийных устройств других типов через шлюзы в Ethernet и Wi-Fi среды практически не ограничено. Контроллер имеет плату расширения, через которую возможно подключение приборов управления с нестандартными интерфейсами.

В стандартный состав УПЛК включены:

  • встроенные средства конфигурирования и диагностики подключаемого оборудования;
  • встроенный веб-сервер, управление устройством осуществляется через браузер (тонкий клиент);
  • расширяемая библиотека драйверов подключаемых устройств сторонних производителей.
  • встроенный графический редактор (webGUI) для создания пользовательских (HMI) интерфейсов. Для облегчения создания визуализации предметного технологического контура в редактор встроена расширяемая библиотека графических элементов.
  • Встроенная среда визуального программирования, минимизирующая вероятность возникновения ошибок при создании управляющих скриптов. Исполнение скриптов и взаимодействие с драйверами устройств происходит в собственной среде исполнения (микроядерная ОС). Объединение различных управляющих скриптов в сценарии (прикладные приложения) и встроенный механизм обработки событий позволяет организовать управление системами практически любой сложности.
  • Встроенная файловая подсистема на твердотельном накопителе, позволяющая организовать хранение данных, программ, файлов конфигурации на самом контроллере.

В настоящее время технологическим ограничением по условиям применимости контроллера является суммарное критическое время исполнения управляющего скрипта на управляемом объекте, обработка события и отображение измененного состояния данного объекта в веб-интерфейсе, которое может составлять до 10 ms.

Сервер автоматизации (СА).

Сервер автоматизации – высокопроизводительная расширяемая система для реализации прикладных приложений в области АСДУ, АСУТП, АСКУР, АСУЗ. Сервер автоматизации реализован на аппаратной серверной многопроцессорной платформе общего назначения. СА предназначен для сбора и обмена данными с УПЛК и контроллерами высокого уровня сторонних производителей, поддерживающих стек протоколов TCP/IP. Взаимодействие приложений, реализованных на УПЛК и СА, и выполняющихся во встроенных микроядерных ОС в рамках собственного и изолированного контекста осуществляется через использование стандартного полнодуплексного протокола Websocket, реализованного поверх протокола HTTP/1.1.

Сервер автоматизации оснащен веб-сервером, инструментами, аналогичными реализованным в УПЛК для конфигурирования устройств, программирования пользовательских задач, визуализации мнемосхем (HMI), средствами интеграции с web-ГИС (Open Street Maps, Google Maps, Яндекс Карты), генератором отчетов и документов и средствами организации взаимодействия со сторонними приложениями через web-сервисы (SOAP, REST).

Программные средства и инструменты, реализованные в СА, позволяют эффективно проектировать и реализовывать различные задачи в области АСДУ, АСУ ТП, АСКУР, АСУЗ и интеграции их с прикладными системами, отвечающими за автоматизацию различных бизнес-процессов предприятия. Для хранения и обработки данных используются три типа БД: файловые, для хранения логов и «фискальных» данных, кольцевые (RRD), для хранения технологических данных, СУБД PostgreSQL (MySQL, Oracle).

Сервер приложений (СП).

Сервер приложений - высокопроизводительная расширяемая система, предназначенная для проектирования и реализации прикладных приложений в области автоматизации бизнес-процессов предприятия. СП реализован на аппаратной серверной многопроцессорной платформе общего назначения.

СП содержит следующие программные компоненты, позволяющие быстро реализовывать различные системы управления бизнес-процессами:

  • web-сервер для организации электронного документооборота и информационного портала;
  • системой управления контентом (CMS);
  • системой интеграции с веб-ГИС (Open Street Maps, Google Maps, Яндекс Карты);
  • генератором отчетов и документов;
  • встроенным механизмом для реализации расчетов на основе правил и формул,
  • развитой системой настраиваемых и расширяемых справочников для бизнес-данных;
  • средствами организации CRM приложений.

Взаимодействие приложений, реализованных в СП, и приложений сторонних производителей осуществляется по стандартным сервисам (SOAP, REST). Для создания приложений под мобильные ОС разработан API (Websocket).

В настоящее время в СП реализованы следующие прикладные системы и приложения:

  • информационный портал;
  • пакет программных модулей для организации интернет- магазина, коллективной дистрибуции;
  • автоматизированная система расчетов (личный кабинет контрагента, взаиморасчеты, документы);
  • автоматизированная система работы с различными пользовательскими заявками (CRM);
  • различные вспомогательные подсистемы CRM (модуль массовой рассылки документов, сообщений);
  • система поддержки процессов технического обслуживания и организации ремонтных работ (ТОиР);
  • система управления капитальным строительством (ПК УКС);
  • автоматизированная система технической и диспетчерской поддержки (Help Desk, Trouble Ticket Management);
  • интеграция с современными коммуникационными сервисами (SMS, MMS, Skype, мессенджеры мгновенных сообщений и т.д.);
  • интеграция с платежными системами (WebMoney, QIWI, Яндекс.Деньги, Сбербанк Онлайн).
  • интеграция с программными продуктами компаний «1с» и «Политерм».

Платформа хорошо интегрируется с информационными порталами различных уровней (Госуслуги, Реформа ЖКХ, портал ЖКХ и др.).

Разработанные нами и апробированные в реализованных проектах на крупных предприятиях программно-аппаратные решения готовы также и к исполнению в виртуальных средах и могут представляться как “облачные” сервисы. Это позволяет значительно снизить инвестиции в серверное аппаратное обеспечение при развертывании и эксплуатации комплекса автоматизированных систем предприятия, а также обеспечивает возможности по использованию аутсорсинговых схем обслуживания на разных организационных уровнях предприятия или городских служб.