Работа с категориями данных в Alpha.DevStudio

В современных системах автоматизации объём передаваемых данных может быть колоссальным, поэтому одинаковая частота опроса для всех сигналов может привести к перегрузке сети и значительной нагрузке на сервер. Категоризация данных в Alpha.DevStudio — это механизм оптимизации, позволяющий гибко управлять обменом информацией между компонентами системы за счёт разделения сигналов на логические группы с индивидуальными настройками опроса.

Категории данных представляют собой способ группировки сигналов‑параметров для их последующей передачи с индивидуальными настройками. Вместо того чтобы опрашивать все теги с одной и той же частотой, вы можете разбить их на категории и задать для каждой свои параметры (например, период опроса).

Категории данных используются для эффективного распределения сетевых ресурсов и вычислительных мощностей и позволяют решать следующие задачи:

• Приоритизация: Выделение критически важных сигналов, требующих мгновенной реакции, в отдельную категорию с высокой частотой опроса.
• Оптимизация трафика при перегрузах каналов связи: Снижение нагрузки на каналы связи путем редкого опроса вспомогательных или медленно меняющихся параметров (например, диагностической информации или температуры в инерционных системах).
• Разделение потоков: Возможность направлять данные разных категорий через раздельные потоки (разные логические адаптеры) для повышения надежности и производительности.
• Решение избыточности сохраняемых данных в историю: запись всех параметров с высокой частотой быстро заполняет базу данных. И как следствие оптимизации трафика (увеличение периода опроса некритичных параметров), количество записей в БД истории также уменьшится. Примечание: это следствие увеличения периода опроса. Для оптимизации сохранения истории значений в БД имеется отдельный функционал (зона нечувствительности по значению, по времени).

Рассмотрим пример. Требуется разделить передачу данных на 3 категории с разным периодом опроса. Для этого необходимо выполнить следующие шаги:

1. Перейдите в логический адаптер, который опрашивает станцию. Рассмотрим на примере протокола Modbus TCP, поэтому в данном случае это модуль «Modbus TCP Опросчик».

2. Для каждой категории данных создайте элемент «Категория данных» и укажите значения свойств. Например, для «Modbus TCP Опросчика» это:
   • Имя – название категории данных.
   • Период опроса данных, мс – период опроса.

3. Далее нужно привязать параметры к категориям данных.

• Параметрам добавьте атрибут «Категория данных».

• В качестве значения атрибута укажите имя категории, к которой относятся данные, передаваемые этого параметра.

4. В соответствующей карте адресов (в нашем случае Modbus) в качестве значения свойства «Атрибут категорий» укажите атрибут «Категория данных».

После этого в карте адресов в столбце «Категория данных» для каждого сигнала будет отображено соответствующее значение категории, указанное параметрам ранее. Данные значения можно переопределить непосредственно здесь, в карте адресов.

Таким образом, логический адаптер будет осуществлять запрос данных разных категорий с указанной периодичностью.

В данном случае мы рассмотрели пример создания категорий данных для передачи по протоколу Modbus.

Функционал «Категории данных» можно использовать для большинства протоколов.

Однако свойства элементов «Категория данных» будут отличаться в зависимости от используемого протокола передачи данных. В некоторых случаях свойства уникальны (для конкретного протокола), но в основном у всех есть свойства, связанные с периодом опроса и обновления данных.

Список свойств категории данных у разных протоколов:

Разделение потоков данных с помощью категоризации.

Разделение потоков данных по логическим адаптерам - это механизм оптимизации, который предоставляет возможность настроить передачу данных так, чтобы данные передавались частями одновременно в разных потоках. А функционал категории данных в данном случае позволяет определить, через какой канал (поток) какие данные будут передаваться.

По умолчанию все данные (по одному протоколу) передаются через один общий соответствующий адаптер. И с одной станцией (источником данных) создается один поток - канал связи, параметры связи которого можно указать в свойствах.

Однако можно создать несколько таких адаптеров, и это позволяет как «привязать» к каждому адаптеру определенные категории данных, так и указать уникальные параметры связи.

Разделение потоков полезно в ситуациях, когда один канал связи становится «узким местом» или когда требуется обеспечить разную степень надежности для разных типов данных.

Устранение «эффекта очереди»

В некоторых протоколах передача данных происходит последовательно. Если в общем потоке «зависнет» запрос на получение большого массива исторических данных, критически важные оперативные сигналы (например, нажатие кнопки «Стоп») могут встать в очередь и прийти с задержкой.

Выделение таких оперативных данных в отдельный адаптер гарантирует их доставку независимо от загруженности других каналов.

Физическое разделение сетей

Если на компьютере установлено несколько сетевых карт, подключенных к разным физическим сетям (например, выделенная технологическая сеть и общая заводская сеть), логические адаптеры позволяют направить критический трафик через защищенный скоростной канал, а вспомогательный — через общую сеть.

Повышение отказоустойчивости

При возникновении ошибок связи на одном логическом адаптере (например, из-за некорректного запроса в одной категории), связь по другим адаптерам может продолжать работать стабильно. Это изолирует проблемы внутри конкретного потока.

Для того чтобы разделить потоки данных по разным адаптерам, необходимо:

1. Параметрам, передающим значения, добавьте атрибут «Категория данных» и назначьте им категории (выполнить шаги 3, 4 вышеописанного примера).
2. Добавьте внутри объекта Alpha.Server логические адаптеры, которые будут передавать данные разных категорий.

3. Добавьте ссылку на исполняемый объект – приложение, в котором описаны категоризированные параметры.

4. Привяжите исполняемый модуль приложения к логическим адаптерам, перетянув привязки от исполняемого объекта к адаптерам, и добавьте им (привязкам) атрибуты «Категория данных».

5. Укажите названия категорий, которые должны передаваться через каждый адаптер. К одной привязке может быть добавлено несколько атрибутов «Категория данных», чтобы указать сразу несколько категорий.

6. В свойствах привязки укажите, какие именно из указанных категорий должны передаваться – все, все указанные или все, кроме указанных.