Komunikácia v testovacích prostrediach

Iba málo spoločností využívajúcich riešenia na techológiách reálneho času má permanentné vytvorené testovacie prostredia pre systémy kategórie SCADA, MES alebo ETRM systémy. Vytvoriť prostredie pre ETRM (ako napríklad náš SELT systém - Systém pre obchod s Elektrinou na Liberalizovanom Trhu) je pomerne jednoduché, nakoľko sa jedná primárne o databázovo orientovaný systém, takže stačí duplikovať databázový a aplikačný server a obmedziť dátové väzby testovacieho systému na okolie (e-mail, web services a pod).... i keď v prípade väzby ETRM na iné real-time obchodné platformy to nemusí platiť ani tu ...

Vytvorenie SCADA a MES testovacieho systému je v praxi komplikované najmä kvôli komunikačným väzbám. Iba zriedkavo sú k dispozícii napr. testovacie PLC so simuláciou technológie.

Napriek tomu je vytvorenie testovacieho prostredia dôležité – či už ako trenažér alebo počas generačnej obmeny na otestovanie funkčnosti novej verzie. SCADA a MES systémy postavené na technológii D2000 majú zabudovaných niekoľko možností, ako možno riešiť komunikáciu v testovacom systéme.

Simulácia komunikácie
KOM replay
Transparentný gateway

Skúsme stručne popísať spôsoby použitia a výhody jednotlivých možností.

1. Simulácia komunikácie

Komunikačný proces (KOM proces) je možné spustiť v simulačnom móde, v ktorom namiesto komunikácie s okolím iba generuje hodnoty vstupných meraných bodov. Pre analógové a celočíselné body vykonáva simuláciu sínusoidy, pre logické a štvorstavové merané objekty generuje náhodné hodnoty. Simulácia je najjednoduchšia, najdostupnejšia, ale zároveň najmenej realistická náhrada skutočnosti. Používa sa napr. pri vývoji na oživenie hodnôt v zobrazovacích obrazovkách.

V prípade potreby je možné dať do simulácie iba vybrané komunikácie.

2. KOM replay

KOM proces v produkčnom prostredí umožňuje zapnúť zaznamenávanie hodnôt z komunikácie do dátových súborov (ak sa nahráva viachodinový úsek, každú hodinu vznikne nový súbor). Tieto súbory, ktoré sú verziovo nezávislé, je možné preniesť na testovací systém a tam spustiť KOM proces v takzvanom replay-móde. V tomto móde KOM proces nekomunikuje, ale čaká na povel začať prehrávať zaznamenané hodnoty. Hodnoty budú prehrávané v poradí a v časových reláciach, ako boli nahraté, akurát ich časové značky budú zmenené na aktuálny čas.

KOM replay tak okrem realistickejšieho simulovania skutočných dát z prevádzky umožňuje prehranie reálnej udalosti zachytenej na produkčnom systéme a prípadné trénovanie reakcie dispečerov. Táto funkcionalita je dostupná od verzie 7.2.11 (rok 2008).

3. Transparentný gateway

Proces D2000 Gateway slúži na prepojenie dvoch D2000 systémov, ktoré môžu mať aj rôzne verzie. Umožňuje prenos aktuálnych hodnôt ako aj dočítavanie historických hodnôt po výpadku. Od verzie 8.0.5 (rok 2013) vie fungovať aj v móde tzv. transparentného gatewaya. Vtedy dokáže medzi systémami prenášať hodnoty objektov, prípadne ich potomkov podľa zadanej masky (napr. meraných bodov, komunikačnej stanice, linky, či celého KOM procesu). V takejto konfigurácii v testovacom prostredí KOM proces nie je spustený a jeho funkcionalitu (v zmysle zberu hodnôt vstupných meraných bodov) preberá gateway, cez ktorý v reálnom čase idú dáta z produkčného prostredia. Zápis hodnôt výstupných meraných bodov je pochopiteľne v testovacom prostredí nefunkčný.

Obr 1: prepojenie produkčného a testovacieho prostredia transparentným gatewayom

Týmto spôsobom pre testovacie prostredie konkrétneho veľkého MES systému už niekoľko rokov zabezpečujeme reálne dáta zo SCADA systému tretej strany. SCADA na komunikáciu s produkčným MES systémom používa protokol IEC104, ktorý by principiálne mohol obslúžiť viacero klientov (testovací aj produkčný MES), ale z dôvodu hardvérových obmedzení SCADA serverov sa realizuje iba komunikácia s produkčným MES systémom. Následne transparentný gateway prenáša všetky hodnoty z produkčného do testovacieho MES systému, kde sú štandardným spôsobom zobrazované, archivované a spracované. Výmena verzie sa najskôr realizuje na testovacom prostredí, kde je možné odskúšať úplnú funkčnosť MES systému (s výnimkou komunikácie) na živých dátach.

Podobne aj vývoj nových vlastností a úpravy aplikácie môžu prebiehať v testovacom prostredí s použitím „živých“ dát, ale bez rizika „pokazenia“ produkčného systému, ktorý bežne používa okolo 150 užívateľov.

Záver

Ideálne by bolo mať pre každý komunikačný protokol aspoň jedno zariadenie použiteľné pre testovací prostredie – pomocou neho by sa dala otestovať funkčnosť implementácie konkrétneho protokou v KOM procese napr. pri výmene verzie. Nie vždy je to prakticky možné - napr. aj preto, že môže jednať o komunikačný modul, ktorý je súčasťou technológie.
Uvedené tri spôsoby riešenia komunikácie v testovacom prostredí môžu byť aj kombinované, napr. niektoré KOM procesy môžu hodnoty simulovať, iné fungovať s prehrávaním hodnôt a ďalšie byť nahradené transparentným gatewayom. Záleží na požiadavkách užívateľov, ktorý prístup budú pre tú-ktorú komunikáciu alebo aktuálne využitie testovacieho prostredia preferovať. A samozrejme, je možné ich kombinovať aj s reálnou komunikáciou so zariadeniami, ak je aspoň pre niektoré komunikačné protokoly k dispozícii ...

31.7.2017, Ing. Peter Humaj, www.ipesoft.com