TheKing – vizualizace řídicích systémů SofCon v síti Ethernet

Úvod

Tento text úzce navazuje na článek "TheKing – vizualizace řídicích systémů SofCon a sběr dat na PC", kde jsou uvedeny základní informace o programu TheKing. Cílem tohoto textu je podat další informace o vývoji tohoto programu a jeho nových možnostech.

Komplexní nabídka

Spolu s programem TheKing je dodáváno podpůrné programové vybavení pro řídicí systémy SofCon. Bližší informace najdete v článku "Komplexní řešení vizualizace dat"

V nabídce rozšiřujících desek do stavebnice řídicích systémů SofCon naleznete desku IOETH01 spolu s podpůrným programovým vybavením (viz Programové vybavení pro desku IOETH01). Nyní nabídku programové podpory pro síťová řešení komunikace rozšiřuje na straně PC program TheKing. Do programu TheKing byla implementována podpora komunikace po síti Ethernet prostřednictvím protokolu UDP. S nástupem síťové komunikace se zároveň rozšířily možnosti komunikace o možnost použití architektury Client-Server. Dosud používaná komunikace po sériové lince byla omezena pouze na architekturu Master-Slave. Možnost komunikace po sériové lince byla v programu TheKing zachována, je ji dokonce možno kombinovat s komunikací po Ethernetu. Komunikuje-li program TheKing s podřízenými řídicími systémy po sériové lince, pak se chová jako Master, komunikuje-li program TheKing po Ethernetu prostřednictvím protokolu UDP, pak se vůči řídicím systémům chová jako Client.

Přechod na architekturu Client-Server

Při použití architektury Client-Server se k jednomu Serveru, tj. zde řídicímu systému, může připojit jeden nebo více Clientů, tj. zde programů TheKing. Tato skutečnost zásadně mění filosofii psaní programů pro řídicí systémy připojené do sítě. Programové vybavení řídicího systému musí nyní umět obsloužit současně více Clientů. Více Clientů s sebou přináší větší komunikační zátěž pro řídicí systém, jehož prvotní funkcí je řídit připojenou technologii. Řešení současné obsluhy více Clientů je poměrně jednoduché pro bezestavové protokoly, kde na dotaz Clienta je jednoznačná odpověď, nezávislá na jakémkoliv vnitřním stavu komunikačního automatu. Zcela jiná je situace u protokolů, které jsou implementovány za pomoci automatů s vnitřními stavy, zde je třeba použít pro obsluhu každého Clienta samostatnou instanci komunikačního automatu. Toto řešení je pochopitelně náročné na systémové zdroje – na výkon procesoru a dostupnou volnou paměť. Určitým kompromisem řešení této situace je rozložení systémové zátěže mezi řídicí systém a připojené PC s programem TheKing. Právě takové řešení bude popsáno v následující části textu.

Program TheKing požaduje od řídicího systému implementaci následujících služeb

čtení a zápis tzv. OnLine parametrů
vyčítání datových archivů
čtení a zápis bloků dat (např. souborů)
zápis firmware (funkce Loader)

Pro čtení a zápis OnLine parametrů je použit bezestavový protokol, ostatní služby používají stavový protokol. Zápis firmware a částečně čtení a zápis bloků dat lze považovat za servisní služby, u kterých není nezbytně nutné, aby je mohl obsluhovat kterýkoliv Client ze sítě. Pro službu vyčítání datových archivů je vhodné zvolit v síti vyhrazeného Clienta (program TheKing), který bude archivy vyčítat a ukládat do souborů, ostatní obyčejní Clienti budou schopni soubory archivů prohlížet. Je zbytečné, aby všichni Clienti v síti vyčítali stejná data a tvořili si vlastní soubory archivů. Program TheKing byl proto naprogramován tak, aby mohl sloužit jako vyhrazený Client v síti, který vytváří soubory archivů, a zároveň aby mohl sloužit jako obyčejný Client, který soubory archivů nevytváří. Toto řešení omezuje zátěž řídicího systému. Prohlížení dat archivů je v programu TheKing rozděleno na prohlížení aktuálních archivů a na prohlížení uložených archivů v souborech. Funkce prohlížení aktuálních archivů poskytuje aktualizovaný pohled na naposledy vyčtená data archivů z řídicího systému, pohled je po každém novém vyčtení aktualizován. Aby tato funkce byla dostupná také v programech TheKing, které nejsou vyhrazenými Clienty, byl program TheKing rozšířen o možnost síťové komunikace se svými vrstevníky, tj. ostatními programy TheKing v síti. Program TheKing, který je vyhrazeným Clientem vůči řídicím systémům, může být zároveň Serverem pro ostatní programy TheKing, které jsou obyčejnými Clienty. Program TheKing, obyčejný Client, přistupuje k některým funkcím prostřednictvím vyhrazeného programu TheKing. Jednou z těchto funkcí je prohlížení aktuálních archivů, druhou funkcí může, ale nemusí, být funkce čtení a zápisu OnLine parametrů. Pro obyčejného Clienta není dostupná funkce Loader a funkce čtení a zápis bloků dat. Tímto způsobem vyhrazený program TheKing na sebe přebírá zátěž obsluhy obyčejných Clientů v síti, řídicí systém je před zátěží chráněn. Vyhrazený program TheKing může s řídicími systémy komunikovat také pouze po sériové lince nebo přes telefonní modem. Tímto způsobem lze ze sítě obsluhovat také řídicí systémy, které dosud nejsou vybaveny kartou Ethernet. Možnosti použití programu TheKing v síti ukazuje přiložený obrázek.

Přehled možností konfigurace programu TheKing:

Program TheKing, vyhrazený Client
a) Client vůči řídicím systémům: - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému; - vyčítání archivů; - prohlížení aktuálních archivů (přímé); - prohlížení uložených archivů ze souborů (přímé); - čtení a zápis bloků dat (např. souborů); - zápis firmware (funkce Loader)
b) Server vůči ostatním programům TheKing (obyčejným Clientům): - zprostředkuje čtení a zápis OnLine parametrů řídicího systému; - poskytne data aktuálních archivů

Program TheKing, obyčejný Client
a) Client vůči řídicím systémům: - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému (přímé)
b) Client vůči vyhrazenému programu TheKing: - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému (zprostředkované); - prohlížení aktuálních archivů (zprostředkované); - prohlížení uložených archivů ze souborů (přímé); - čtení a zápis bloků dat zakázán; - zápis firmware zakázán

Závěr

Program TheKing je součástí komplexní nabídky podpůrného programového vybavení firmy SofCon, jeho nové vlastnosti doplňují nabídku prostředků pro komunikaci po síti Ethernet.


	Hlavní Zpravodaj 4/2003
	TheKing – vizualizace řídicích systémů SofCon v síti Ethernet Úvod Tento text úzce navazuje na článek "TheKing – vizualizace řídicích systémů SofCon a sběr dat na PC", kde jsou uvedeny základní informace o programu TheKing. Cílem tohoto textu je podat další informace o vývoji tohoto programu a jeho nových možnostech. Komplexní nabídka Spolu s programem TheKing je dodáváno podpůrné programové vybavení pro řídicí systémy SofCon. Bližší informace najdete v článku "Komplexní řešení vizualizace dat" V nabídce rozšiřujících desek do stavebnice řídicích systémů SofCon naleznete desku IOETH01 spolu s podpůrným programovým vybavením (viz Programové vybavení pro desku IOETH01). Nyní nabídku programové podpory pro síťová řešení komunikace rozšiřuje na straně PC program TheKing. Do programu TheKing byla implementována podpora komunikace po síti Ethernet prostřednictvím protokolu UDP. S nástupem síťové komunikace se zároveň rozšířily možnosti komunikace o možnost použití architektury Client-Server. Dosud používaná komunikace po sériové lince byla omezena pouze na architekturu Master-Slave. Možnost komunikace po sériové lince byla v programu TheKing zachována, je ji dokonce možno kombinovat s komunikací po Ethernetu. Komunikuje-li program TheKing s podřízenými řídicími systémy po sériové lince, pak se chová jako Master, komunikuje-li program TheKing po Ethernetu prostřednictvím protokolu UDP, pak se vůči řídicím systémům chová jako Client. Přechod na architekturu Client-Server Při použití architektury Client-Server se k jednomu Serveru, tj. zde řídicímu systému, může připojit jeden nebo více Clientů, tj. zde programů TheKing. Tato skutečnost zásadně mění filosofii psaní programů pro řídicí systémy připojené do sítě. Programové vybavení řídicího systému musí nyní umět obsloužit současně více Clientů. Více Clientů s sebou přináší větší komunikační zátěž pro řídicí systém, jehož prvotní funkcí je řídit připojenou technologii. Řešení současné obsluhy více Clientů je poměrně jednoduché pro bezestavové protokoly, kde na dotaz Clienta je jednoznačná odpověď, nezávislá na jakémkoliv vnitřním stavu komunikačního automatu. Zcela jiná je situace u protokolů, které jsou implementovány za pomoci automatů s vnitřními stavy, zde je třeba použít pro obsluhu každého Clienta samostatnou instanci komunikačního automatu. Toto řešení je pochopitelně náročné na systémové zdroje – na výkon procesoru a dostupnou volnou paměť. Určitým kompromisem řešení této situace je rozložení systémové zátěže mezi řídicí systém a připojené PC s programem TheKing. Právě takové řešení bude popsáno v následující části textu. Program TheKing požaduje od řídicího systému implementaci následujících služeb čtení a zápis tzv. OnLine parametrů vyčítání datových archivů čtení a zápis bloků dat (např. souborů) zápis firmware (funkce Loader) Pro čtení a zápis OnLine parametrů je použit bezestavový protokol, ostatní služby používají stavový protokol. Zápis firmware a částečně čtení a zápis bloků dat lze považovat za servisní služby, u kterých není nezbytně nutné, aby je mohl obsluhovat kterýkoliv Client ze sítě. Pro službu vyčítání datových archivů je vhodné zvolit v síti vyhrazeného Clienta (program TheKing), který bude archivy vyčítat a ukládat do souborů, ostatní obyčejní Clienti budou schopni soubory archivů prohlížet. Je zbytečné, aby všichni Clienti v síti vyčítali stejná data a tvořili si vlastní soubory archivů. Program TheKing byl proto naprogramován tak, aby mohl sloužit jako vyhrazený Client v síti, který vytváří soubory archivů, a zároveň aby mohl sloužit jako obyčejný Client, který soubory archivů nevytváří. Toto řešení omezuje zátěž řídicího systému. Prohlížení dat archivů je v programu TheKing rozděleno na prohlížení aktuálních archivů a na prohlížení uložených archivů v souborech. Funkce prohlížení aktuálních archivů poskytuje aktualizovaný pohled na naposledy vyčtená data archivů z řídicího systému, pohled je po každém novém vyčtení aktualizován. Aby tato funkce byla dostupná také v programech TheKing, které nejsou vyhrazenými Clienty, byl program TheKing rozšířen o možnost síťové komunikace se svými vrstevníky, tj. ostatními programy TheKing v síti. Program TheKing, který je vyhrazeným Clientem vůči řídicím systémům, může být zároveň Serverem pro ostatní programy TheKing, které jsou obyčejnými Clienty. Program TheKing, obyčejný Client, přistupuje k některým funkcím prostřednictvím vyhrazeného programu TheKing. Jednou z těchto funkcí je prohlížení aktuálních archivů, druhou funkcí může, ale nemusí, být funkce čtení a zápisu OnLine parametrů. Pro obyčejného Clienta není dostupná funkce Loader a funkce čtení a zápis bloků dat. Tímto způsobem vyhrazený program TheKing na sebe přebírá zátěž obsluhy obyčejných Clientů v síti, řídicí systém je před zátěží chráněn. Vyhrazený program TheKing může s řídicími systémy komunikovat také pouze po sériové lince nebo přes telefonní modem. Tímto způsobem lze ze sítě obsluhovat také řídicí systémy, které dosud nejsou vybaveny kartou Ethernet. Možnosti použití programu TheKing v síti ukazuje přiložený obrázek. Přehled možností konfigurace programu TheKing: Program TheKing, vyhrazený Client a) Client vůči řídicím systémům - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému - vyčítání archivů - prohlížení aktuálních archivů (přímé) - prohlížení uložených archivů ze souborů (přímé) - čtení a zápis bloků dat (např. souborů) - zápis firmware (funkce Loader) b) Server vůči ostatním programům TheKing (obyčejným Clientům) - zprostředkuje čtení a zápis OnLine parametrů řídicího systému - poskytne data aktuálních archivů Program TheKing, obyčejný Client a) Client vůči řídicím systémům - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému (přímé) b) Client vůči vyhrazenému programu TheKing - čtení a zapis OnLine parametrů řídicího systému (zprostředkované) - prohlížení aktuálních archivů (zprostředkované) - prohlížení uložených archivů ze souborů (přímé) - čtení a zápis bloků dat zakázán - zápis firmware zakázán Závěr Program TheKing je součástí komplexní nabídky podpůrného programového vybavení firmy SofCon, jeho nové vlastnosti doplňují nabídku prostředků pro komunikaci po síti Ethernet.