Разработка систем сбора и отображения данных систем теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Постановка задачи

1.1 Описание проблемы

1.2 Предлагаемое решение

2 Сбор данных с помощью программного обеспечения "ПРОЛОГ"

2.1 Основные функции программы "ПРОЛОГ"

2.2 Установка и настройка

2.3 Структура архива

2.4 Абоненты

2.5 Узлы учёта

2.6 Таблицы данных

2.7 Загрузка данных

2.8 Подключение приборов

2.9 Подготовка отчетов

3 Язык программирования VBA

4 Язык программирования HTML

5 Web-сервера Apache

6 Реализация сбора данных

6.1 Создание и настройка узлов учёта

6.1.1 Узел учёта СПТ961

6.1.2 Узел учёта СПГ761

6.2 Сбор данных

6.3 Экспорт данных

6.3.1 Экспорт данных средствами программы "ПРОЛОГ"

6.3.2 Экспорт данных с использованием VBA

7 Реализация Web-сервера

7.1 Установка Apache

7.2 Разработка сайта с показаниями приборов

8 Принцип работы серверной системы

9 Безопасность труда при реализации проекта

9.1 Организация рабочего места оператора

9.2 Планирование и оснащение рабочего места

9.3 Обеспечение мер безопасности на рабочем месте

9.3.1 Шум как вредный производственный фактор

9.3.2 Вибрация как вредный производственный фактор

9.3.3 Электробезопасность при эксплуатации ЭВМ

9.4 Меры пожарной безопасности при эксплуатации ЭВМ

10 Обоснование эффективности проекта

11 Заключение

12 Литература

Введение

Научно-технический прогресс предоставляет всё большие и большие возможности для ведения и организации производства. Но для того, чтобы основное производство предприятия функционировало нормально необходимо иметь грамотно налаженную инфраструктуру.

На предприятии ОАО "НАПО им. В.П.Чкалова" происходит перевооружение системы отопления с переходом на использование природного газа.

Природный газ сегодня является одним из основных используемых энергоресурсов. Его основным потребителем всегда была и остается промышленность. Доля промышленного потребления газа достаточно значительна и может достигать 60%.

Однако энергоучет «вчерашнего дня» не может устроить сегодня промышленные предприятия. Потребители начинают осознавать, что в их интересах рассчитываться с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или устаревшим и неточным приборам, а на основе современного и высокоточного приборного. Именно поэтому предприятия по газификации и газоснабжению стремятся как-то реорганизовать свой энергоучет, сделав его адекватным требованиям дня сегодняшнего.

Кроме того появляется необходимость в более современных средствах визуализации всех получаемых данных, а также оперативном контроле над всеми узлами учёта газа, тепла и воды.

При наличии современной автоматизированной системы коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ) промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность оперативного контроля над всей отопительной системой предприятия.

1 Постановка задачи

1.1 Описание проблемы

Решение проблем энергоучета на предприятии требует создания автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ), которая в общем случае содержит три уровня (рисунок 1):

а) нижний уровень - первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей (расход, мощность, давление, температуру, количество энергоносителя, количество теплоты с энергоносителем) по точкам учета;

б) средний уровень - контроллеры (специализированные измерительные системы или многофункциональные программируемые преобразователи) со встроенным программным обеспечением энергоучета. Контроллеры, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень;

в) верхний уровень - персональный компьютер (ПК) со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с контроллера (или группы контроллеров) среднего уровня, итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам -- по подразделениям и объектам предприятия, отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством цеха и предприятия.



Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема трехуровневой АСКУЭ

На данный момент на предприятии функционируют только нижний и средний уровни. Вся обработка информации, получаемой с контроллеров, осуществляется вручную. Каждый работник цеха, кому необходимы эти данные, списывает их самостоятельно непосредственно с контроллеров. Полностью отсутствуют возможности обработки, хранения и последующей визуализации получаемых данных, а также их просмотра по локальной сети.

Всё это ведёт к замедлению делопроизводства и ослаблению контроля над отопительной системой в целом.

1.2 Предлагаемое решение

В качестве альтернативного решения предлагается использование серверной системы (рисунок 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Логическая схема проектируемой системы

В таком случае вся работа по хранению и обработке информации будет осуществляться сервером сбора данных, а их визуализация и доступ к ним по локальной сети - Web-сервером. Таким образом, описанные проблемы можно будет назвать решёнными.

Целью данной дипломной работы является разработка и реализация верхнего уровня автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов, а именно:

- разработка и реализация сервера сбора данных;

- разработка и реализация Web-сервера;

- обоснование эффективности проекта.

2 Сбор данных с помощью программного обеспечения "ПРОЛОГ"

программирование сервер теплоснабжение

Непосредственно для снятия показаний с приборов будет использоваться программное обеспечение "ПРОЛОГ".

Программа "ПРОЛОГ" - это программный продукт, предназначенный для хранения данных, полученных непосредственно от приборов учета или перенесенных посредством накопителя АДС90 и их вывода в виде таблиц необходимого формата.

2.1 Основные функции программы "ПРОЛОГ"

Программа "ПРОЛОГ" характеризуется следующими основными функциями:

- поддержка приборов СПТ941, СПТ942, СПТ943, СПТ961, СПТ961 (мод 961.1 и 961.2), СПТ961М, СПГ741, СПГ761, СПГ761 (мод 761.1 и 761.2), СПГ762, СПГ762 (мод 762.1 и 762.2), СПГ763, СПГ763 (мод 763.1 и 763.2);

- загрузка данных из накопителя АДС90;

- загрузка данных из приборов учета при непосредственном подключении;

- загрузка данных из приборов учета при соединении по телефонной линии посредством модема в ручном режиме или по расписанию;

- загрузка данных из приборов учета при соединении через сеть Интернет;

- загрузка данных из приборов, находящихся в сети;

- ведение архива абонентов, узлов и данных учета;

- получение текущих данных с приборов и вывод их на экран компьютера в режиме реального времени;

- вывод отчетов о потреблении энергоносителей на печать по шаблонам;

- экспорт данных учета.

2.2 Установка и настройка

Программное обеспечение "ПРОЛОГ" устанавливается как обычное Windows-приложение. Компоненты программы "ПРОЛОГ" образуют одноименную группу в меню панели задач. Ярлык для запуска программы также создается на рабочем столе.

После установки программы на жестком диске находятся собственно программа "ПРОЛОГ", файлы справки, утилита деинсталляции, набор шаблонов и программа обновления программного обеспечения АДС90.

После запуска программы на экране появляется окно, в котором можно выделить несколько основных областей (рисунок 3).

Рисунок 3 - Программа "ПРОЛОГ"

2.3 Структура архива

В качестве основных элементов архива, являющегося хранилищем для всех данных программы, выступают абоненты и узлы учета, которые содержат таблицы данных. На рисунке раскрыта таблица "Месячный архив" узла учета "Пример СПТ942 ТВ1", принадлежащего абоненту "Примеры узлов".

При выделении в панели базы данных пункта "Архив" выводится таблица, с информацией обо всех зарегистрированных узлах.

2.4 Абоненты

Доступны три основных действия с абонентами: создание, удаление и изменение свойств. Эти действия выполняются по командам из раздела меню "Узел". Команда "свойства" также доступна из контекстного меню, вызываемого правой клавишей мыши.

По команде "Создать абонента" на экране появляется окно "Учетная запись абонента", куда пользователь вносит информацию об абоненте.

Обязательно для заполнения одно свойство (поле) абонента - его наименование. Остальные поля могут заполняться только при необходимости.

Просмотр или изменение информации об абоненте доступны по команде "Свойства" из контекстного меню.

Команда "Удалить" может быть выполнена только для абонентов, не имеющих узлов учета. Перед выполнением команды программа выдаст дополнительное предупреждение.

2.5 Узлы учёта

Через пункт меню "Узлы" доступны три команды, применяемые к узлам учета: "Создать узел", "Удалить" и "Свойства".

По команде "Создать узел" вызывается окно "Учетная запись узла", в котором пользователь может внести информацию об узле учета. Обязательные для заполнения поля выделяются светло-желтым цветом. Создание узла таким способом обязательно в двух случаях: если прибор будет опрашиваться через Интернет или если прибор находится в составе сети приборов. Для других вариантов подключения узел может быть создан автоматически, после первой успешной попытки чтения данных с прибора, не зарегистрированного в архиве. В этом случае программа сама предложит создать новый узел, наименование которого будет содержать тип и идентификатор (номер) прибора, а сам узел будет приписан абоненту "Новые". Опцию автоматического создания новых узлов можно отключить в настройках программы.

Выполнение команды "Удалить" приводит к уничтожению учетной записи и всех данных учета энергопотребления этого узла. Для предупреждения потери этой информации программа запросит подтверждения перед выполнением операции удаления.

При выборе команды "Свойства" появляется окно "Учетная запись узла", в котором можно просмотреть или изменить информацию об узле учета.

Узлы можно перемещать от одного абонента к другому, для чего предусмотрены команды "Вырезать" и "Вставить", из контекстного меню

2.6 Таблицы данных

Вся информация, полученная с приборов учета посредством накопителя, сохраняется в архиве программы в табличном виде. Эти таблицы недоступны для редактирования.

Перечень таблиц определяется прибором учета, установленным на узле. Так, раскрытый на рисунке 3 узел учета "Пример СПТ942 ТВ1", оборудованный тепловычислителем СПТ942, характеризуется следующим набором таблиц: часовой, суточный (показан в окне просмотра) и месячный архивы, настроечные параметры (база данных) прибора и тотальные счетчики.

Перемещение в окне данных осуществляется с помощью линеек прокрутки, клавиш управления курсором или панели НАВИГАТОР.

2.7 Загрузка данных

"ПРОЛОГ" обеспечивает чтение архивных данных из приборов СПТ941, СПТ942, СПТ943, СПТ961, СПТ961 мод 961.1 и 961.2, СПТ961М, СПГ741, СПГ761, СПГ761 мод 761.1 и 761.2, СПГ762, СПГ762 мод 762.1 и 762.2, СПГ763, СПГ763 мод 763.1 и 763.2.

За один сеанс могут быть считаны данные одного из двух типов, различающихся составом (рисунок 4).

Рисунок 4 - Составы видов архивов

- Час. арх. - часовой архив;

- Сут. арх. - суточный архив;

- Дек. арх. - декадный архив;

- Мес. арх. - месячный архив;

- Арх. НС - архив нештатных ситуаций;

- Арх. ПП - архив перебоев питания;

- БД - база данных;

- Изм. БД - изменения базы данных;

- Тот. сч. - тотальные счётчики.

2.8 Подключение приборов

Существует два способа подключения приборов для загрузки данных:

а) прямое подключение;

Для загрузки данных из приборов по прямому соединению предусмотрено два варианта работы с программой.

Во-первых, пользователь может щелчком мыши выделить любой узел и в контекстном меню выбрать команду [Опросить прибор - Все архивы] или [Опросить прибор - Месячные архивы]. Компьютер пошлет запрос на получение данных от конкретного прибора с уникальным идентификатором. Если подключенным окажется иной прибор, то сеанс связи не состоится.

Второй вариант получения данные при прямом кабельном соединении это команды [Связь - Опросить прибор - Все архивы] или [Связь - Опросить прибор - Месячные архивы]. Наравне с этими командами меню, инициировать сеанс связи можно и нажатием кнопки на панели инструментов. "ПРОЛОГ" автоматически определит тип подключенного прибора и начнет считывание данных. Недостатком этого варианта является увеличение времени опроса и невозможность считать данные с приборов, находящихся в сети.

б) удаленное подключение приборов;

Под удаленным подключением подразумевается подключение посредством:

- GSM-модема;

- сети Интернет;

- последовательного COM-порта.

Удаленное подключение приборов имеет ряд преимуществ:

- этот способ подключения можно использовать для всех приборов, поддерживаемых программой "ПРОЛОГ". На стороне компьютера обычно достаточно стандартной установки модема средствами операционной системы;

- все операции по получению данных при удаленном доступе осуществляются из окна "Менеджер удаленного опроса приборов", которое вызывается командой [Связь - Удаленный опрос приборов] или одноименной командой с панели связи.

2.9 Подготовка отчетов

Одна из основных задач программы - облегчение и ускорение работы при подготовке отчетов об энергопотреблении. Для этого пользователю предоставлен механизм вывода данных по шаблонам. Всю работу по подготовке отчета можно разделить на три основных этапа:

а) редактирование шаблона;

Все операции по редактированию (созданию) шаблона выполняются в окне "ПРОЛОГ дизайнер". В этом окне предоставлен широкий набор инструментов, важнейшими из которых являются вставка данных из таблиц узла учета, вставка текста и вставка математических функций.

Вместе с программой поставляются несколько типовых шаблонов отчетов. Кроме непосредственного применения, их удобно использовать как основу для создания собственных шаблонов.

б) назначение шаблонов;

На этом этапе пользователь выбирает, какие шаблоны из имеющихся будут использоваться для вывода отчетов об энергопотреблении данного узла. Выбор осуществляется в окне "Шаблоны отчетов", которое вызывается одноименной командой из контекстного меню выбранного узла учета или таблицы данных.

Общие шаблоны хранятся в виде отдельных файлов в директории "Template" каталога, куда установлена программа. Такая организация позволяет добавлять новые шаблоны простым копированием файлов из различных источников.

в) вывод на печать, предварительный просмотр.

После того, как для конкретного узла назначены шаблоны, для вывода данных на печать необходимо сообщить программе следующие сведения:

- данные какого узла выводить в отчете (выделив мышкой узел учета или таблицу данных);

- какой шаблон использовать при печати (выбрав наименование отчета из контекстного меню);

- за какой период должны быть представлены данные.

Последний пункт указывается в окне "Параметры отчета". При необходимости в этом же окне вводятся данные по расчетному дню или часу. Если пользователь выбирает расчетный час и расчетный день, отличающиеся от назначенных в приборе учета, значения в итоговой строке отчета будут рассчитаны программой.

Дополнительный сервис, предоставляемый пользователю - просмотр значений параметров, содержащихся в отчете в виде графиков, что позволяет визуально оценивать корректность данных. Для этого в окне "Параметры отчета" предусмотрена кнопка "График". В открывающемся после нажатия этой кнопки окне, представлены собственно графики, легенда и ползунок для масштабирования по оси абсцисс. Наряду с ползунком для изменения масштаба можно использовать клавиши управления курсором. Имеется также возможность увеличения масштаба любой части графика с помощью манипулятора мышь.

Одной из важнейших функций программы является возможность экспорта данных.

Данные из таблиц за любой интервал времени можно экспортировать в один из следующих форматов: на лист EXCEL, в форматы HTML, XML, DBF, RTF, CSV, SQL, или в буфер обмена Windows. Для экспорта данных следует выделить название таблицы в панели базы данных и нажать кнопку "Экспорт данных" на панели связи.

Данные необходимо экспортировать в формат HTML для интеграции с Web-сервером.

База данных программы "ПРОЛОГ" имеет формат “.MDB”, поэтому существует также возможность экспорта данных с использованием СУБД Microsoft Office Access 2003 и встроенного в него языка программирования VBA.

3 Язык программирования VBA

Термин "VBA" (Visual Basic for Applications) означает "Visual Basic для приложений" -- немного упрощённая реализация языка программирования Visual Basic, встроенная в линейку продуктов Microsoft Office, а также во многие другие программные пакеты.

Язык VBA представляет собой мощный инструмент для разработки приложений на базе Microsoft Office. Функции, ручное выполнение которых вызывает некоторые сложности, с его помощью можно автоматизировать.

Некоторые конструкции языка программирования Visual Basic for Application заимствованы из традиционного языка программирования Basic. К услугам разработчика не только основные конструкции языка, но и мощная объектно-ориентированная среда. Объекты - наиболее существенное приобретение Visual Basic for Application, поскольку с их помощью изрядно упрощаются процедуры для манипуляции данными и документами. В состав Microsoft Office входит пять основных приложений - Word, Excel, Access, Power Point, Outlook, - и каждый использует собственную систему объектов. К этому количеству можно добавить такие программы, как, например, Microsoft Graph, Microsoft Equation, Office Assistant, Microsoft Form и некоторые другие вспомогательные компоненты, для которых также существует определенный набор объектов. Так что в понятие "программирование на Visual Basic for Application" входит не только и не столько знание основ языка программирования, сколько умение правильно использовать объекты, их свойства и методы.

Перед началом работы с новым проектом необходимо знать некоторый минимум, который позволит разобраться в программах на Visual Basic for Application. Это характеристики и особенности применения языка, алфавит, инструкции языка, основы объектно-ориентированного программирования и

другие элементы. Visual Basic for Application является процедурным языком, а следовательно, каждая логически законченная часть - это подпрограмма. В Visual Basic for Application введено понятие процедур, описываемых инструкциями Sub и Function. Так, инструкции Sub - End Sub позволяют создавать подпрограмму, а инструкции Function - End Function - функции.

Visual Basic for Application является модульным языком. Модуль представляет собой некоторый объект, содержащий описания отдельных процедур. Сходство Visual Basic for Application с современными системами программирования придают проекты. Набор модулей, относящихся к одному документу, объединяется в проекты. Кроме процедур, в проекте могут храниться макеты форм, модули формы и модули классов. Впрочем, сходство Visual Basic for Application с другими системами разработки, такими, как Visual Basic, Delphi и др., на этом заканчивается. В отличие от упомянутых выше средств разработки, система для создания программ для Microsoft Office не может формировать автономные приложения.

Применяя Visual Basic for Application в Microsoft Word, можно создавать сложные виды документов, в которых используется и текст, и таблицы, и графические изображения, и автофигуры. Для каждого из этих компонентов предусмотрен отдельный объект, ряд свойств и методов, посредством которых можно выполнять такие же действия, что и в интерактивном режиме. Например, изменять толщину линии или придавать объем графическому объекту, увеличивать или уменьшать размер текста и многое другое.

Microsoft Excel представляет собой электронную таблицу, поэтому все предоставляемые Visual Basic for Application средства используются при обработке данных в ячейках рабочей книги. Заметим, что в ячейках таблицы

обычно хранятся числа, строки и даты. Посредством объектов Excel из любой программы на Visual Basic for Application вы получаете доступ к содержимому и атрибутам рабочей книги, а кроме того, можете создавать и изменять графические объекты, диаграммы или фрагменты карт.

Используя функции, объекты и методы языка программирования Visual Basic for Application, встроенного в PowerPoint, можно придавать стандартным компонентам презентации или отдельного слайда дополнительные эффекты. Кроме того, с помощью единой системы объектов Microsoft Office в слайдах PowerPoint можно использовать реальные данные из баз данных, электронных таблиц и отображать их как в табличном виде, так и в виде диаграмм.

Если в трех предыдущих приложениях можно было бы обойтись без Visual Basic for Application, то применение этого языка программирования в базах данных является непременным условием, поскольку с его помощью можно разработать достаточно сложные алгоритмы для обработки данных, в которых используются как стандартные инструкции языка, так и объекты для управления базами данных, в частности, язык структурированных запросов, элементы управления форм, отчетов и др.

Также одним из важнейших применений VBA является автоматизация действий пользователя.

4 Язык HTML

Термин "HTML" (Hyper Text Markup Language) означает "язык разметки гипертекста". Это понятие более широкое, включает в себя Интернет и локальные сети, редакторы, браузеры, разнообразные программные продукты, компакт-диски, обучающие курсы, дизайн и многое другое. Язык HTML - своеобразная противоположность сложным языкам программирования, известным только специалистам.

Основная особенность гипертекстового документа - это способность получить сложные эффекты форматирования простыми и наглядными методами. Сравним гипертекстовый документ, например, с файлом в формате MS Word. В том и другом случаях можно использовать одни и те же приемы форматирования: выбор шрифта, курсив, выравнивание, вставку таблиц, рисунков и т.д. Но в документах Word механизм форматирования скрыт от пользователя, работать с файлом можно только в самом редакторе или программе, поддерживающей его формат. С гипертекстом дело состоит иначе. Такой документ можно открыть в любом текстовом редакторе и увидеть, где и каким образом отформатирован текст. Просмотреть или распечатать документ в отформатированном виде возможно тоже только в специальном приложении гипертекстовом редакторе или браузере.

Открытость структуры гипертекстовых документов позволяют фирмам- разработчикам выпускать самые разные программные продукты, а пользователь может выбрать себе подходящую программу.

Разработчик HTML-документа может выбрать способ работы с ним. Теоретически с гипертекстом можно работать даже на уровне MS-DOS в любом редакторе, открывающем ASCII-файлы. Это требует от пользователя обязательного знания большинства элементов HTML. Можно использовать для создания гипертекста и браузер. Любая из этих программ имеет режим редактирования Web-страницы в режиме "источника". Для этого может подключаться один из установленных на компьютере текстовых редакторов. Браузеры имеют и встроенные редакторы гипертекста.

Способы создания гипертекста обеспечивают его абсолютную платформенную независимость. Создавая Web-страницу на компьютере, который работает под управлением Windows, можно не сомневаться, что администратор сервера сможет использовать файлы на компьютере, работающем под управлением UNIX или другой операционной системы.

Основной особенностью HTML является принцип, по которому не только допускается вложение одних элементов в другие, но и декларируется необходимость такого вложения. Это отличие HTML от других языков, в которых теоретически можно написать код без вложенных конструкций. Каждый элемент HTML допускает непосредственное вложение только ряда элементов, которые в свою очередь, допускают вложение других, разрешенных для них, и т.д. Таким способом формируется не только общая структура гипертекста, но и создаются разнообразные визуальные эффекты.

Все элементы языка можно разделить на три группы. К первой относятся элементы, которые создают структуру гипертекстового документа. Использование таких элементов необходимо. Ко второй группе можно отнести элементы, создающие элементы форматирования. Их использование диктуется конкретными требованиями к документу, фантазией и компетенцией разработчика. К третьей группе относятся элементы, которые позволяют управлять программными средствами, установленными и работающими на компьютере-клиенте. Часто такие элементы создаются автоматически, когда разработчик использует для вставки некоторого объекта в документ гипертекстовый редактор или подобную программу.

Несмотря на то, что спецификация HTML является стандартом, этот язык дополняется новыми элементами (расширениями) и постоянно развивается.

5 Web-сервер Apache

Web-сервер Apache является кроссплатформенным ПО, поддерживая операционные системы GNU/Linux, BSD, Mac OS, Microsoft Windows, Novell NetWare, BeOS.

Основными достоинствами Apache считаются надёжность и гибкость конфигурации. Он позволяет подключать внешние модули и СУБД для предоставления данных, аутентификации пользователей, модификации сообщений об ошибках и т. д.

Ядро Apache включает в себя основные функциональные возможности, такие как обработка конфигурационных файлов, протокол HTTP и система загрузки модулей. Ядро (в отличие от модулей) полностью разрабатывается Apache Software Foundation, без участия сторонних программистов.

Теоретически, ядро Apache может функционировать в чистом виде, без использования модулей. Однако функциональность такого решения крайне ограничена. Ядро полностью написано на языке программирования C.

Система конфигурации Apache основана на текстовых конфигурационных файлах. Имеет три условных уровня конфигурации:

- конфигурация сервера (httpd.conf);

- конфигурация виртуального хоста (httpd.conf c версии 2.2 extra/httpd-vhosts.conf);

- конфигурация уровня директории (.htaccess).

Имеет собственный язык конфигурационных файлов, основанный на блоках директив. Практически все параметры ядра могут быть изменены через конфигурационные файлы. Большая часть модулей имеет собственные параметры.

Apache поддерживает модульность. Существует более 400 модулей, выполняющих различные функции. Часть из них разрабатывается командой Apache Software Foundation, но основное количество -- отдельными разработчиками.

Модули могут быть, как включены в состав сервера в момент компиляции, так и загружены динамически. В модулях реализуются такие вещи, как:

- поддержка языков программирования;

- добавление функционала;

- исправление ошибок или модификация основных функций;

- усиление безопасности;

- часть Web-приложений реализованы в виде модулей Apache;

Apache имеет встроенный механизм виртуальных хостов. Он позволяет полноценно обслуживать на одном IP-адресе множество сайтов, отображая для каждого из них собственное содержимое. Для каждого виртуального хоста можно указать собственные настройки ядра и модулей, ограничить доступ ко всему сайту или отдельным файлам.

Также, существуют модули, позволяющие учитывать и ограничивать ресурсы сервера (CPU, RAM, трафик) для каждого виртуального хоста.

Существует множество модулей, добавляющих к Apache поддержку различных языков программирования и систем разработки. К ним относятся:

- PHP (mod_php);

- Python (mod_python);

- Ruby (apache-ruby);

- Perl (mod_perl);

- ASP (apache-asp).

Кроме того, Apache позволяет исполнять программы на практически всех языках программирования, в том числе C, C++, sh, Java.

Apache имеет различные механизмы обеспечения безопасности и разграничения доступа к данным. Основными являются:

- ограничение доступа к определённым директориям или файлам;

- механизм авторизации пользователей для доступа к директориям;

- ограничение доступа к определённым директориям или всему серверу, основанное на IP-адресах пользователей;

- запрет доступа к определённым типам файлов для всех или части пользователей, например, запрет доступа к конфигурационным файлам и файлам баз данных;

- существуют модули, реализующие авторизацию через СУБД;

- для реализации шифрования данных, передающихся между клиентом и сервером, используется механизм SSL, реализованный через библиотеку OpenSSL.

Существуют также внешние средства обеспечения безопасности.

Администратор может установить собственные страницы и обработчики для всех HTTP ошибок и событий, таких как "404" (Not Found) или "403" (Forrbiden). В том числе существует возможность запуска скриптов и отображения сообщений на разных языках.

Apache -- самый распространённый Web-сервер. в августе 2007 года он работал на 51 % всех Web-серверов.

6 Реализация сбора данных

6.1 Создание и настройка узлов учёта

Перед тем, как осуществить доступ, необходимо правильно настроить подключаемые приборы.

Сначала необходимо выбрать абонента, которому будет принадлежать создаваемый узел учёта. Абонентом является "Котельная НАПО".

Древовидная структура архива программы после добавления узлов учёта будет выглядеть так, как представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 - Структура архива программы "ПРОЛОГ"

6.1.1 Узел учёта СПТ961

Для создания узла учёта следует выполнить команду [Узел - Создать - Узел]. В появившемся окне вводятся название узла, а также его параметры и способ подключения (рисунки с 6 по 8)

Рисунок 6 - Создание узла учёта СПТ961. Ввод названия узла

Рисунок 7 - Создание узла учёта СПТ961. Ввод типа прибора и идентификатора

Рисунок 8 - Создание узла учёта СПТ961. Настройка параметров связи

6.1.2 Узел учёта СПГ761

Для создания узла учёта следует выполнить команду [Узел - Создать - Узел]. В появившемся окне вводятся название узла, а также его параметры и способ подключения (рисунки с 9 по 11).

Рисунок 9 - Создание узла учёта СПГ761. Ввод названия узла

Рисунок 10 - Создание узла учёта СПГ761. Ввод типа прибора идентификатора

Рисунок 11 - Создание узла учёта СПГ761. Настройка параметров связи

6.2 Сбор данных

Для подключения приборов учета применяется удалённое подключение посредством COM-порта. Данный способ подключения имеет ряд преимуществ:

- используется для всех приборов, поддерживаемых программой "ПРОЛОГ". На стороне компьютера обычно достаточно стандартной установки модема средствами операционной системы;

- все операции по получению данных при удаленном доступе осуществляются из окна "Менеджер удаленного опроса приборов", которое вызывается командой [Связь - Удаленный опрос приборов] или одноименной командой с панели связи (рисунок 12)

Рисунок 12 - Менеджер удалённого опроса приборов

6.3 Экспорт данных

Экспорт данных можно осуществлять двумя способами:

- средствами программы "ПРОЛОГ";

- используя СУБД Microsoft Office Access со встроенным в него языком программирования VBA.

6.3.1 Экспорт данных средствами программы "ПРОЛОГ"

Данные из таблиц за любой интервал времени можно экспортировать на лист EXCEL или в один из следующих форматов: HTML, XML, DBF, RTF, CSV, SQL, либо в буфер обмена Windows. Для экспорта данных следует выделить название таблицы в панели базы данных и нажать кнопку "Экспорт данных" на панели связи.

В появляющихся окнах выбираются: период времени, за который будут экспортированы данные, формат экспорта и, при необходимости, дополнительные опции (рисунки с 13 по 16).

Рисунок 13 - Экспорт данных. Выбор периода



Рисунок 14 - Экспорт данных. Ввод имени файла, выбор директории для экспорта и формата файла

Рисунок 5 - Экспорт данных. Выбор экспортируемых полей

Рисунок 16 - Экспорт данных. Выбор шаблона оформления сохраняемой HTML-страницы

6.3.2 Экспорт данных с использованием VBA

При экспортировании данных посредством Microsoft Access необходимо создать макрос на языке программирования VBA.

Макрос (от англ. macros, мн.ч. от macro) -- программный объект, при обработке «развёртывающийся» в последовательность действий или команд.

При написании макроса для экспорта необходимо учесть несколько особенностей (рисунок 17):

- почасовые, посуточные и помесячные данные каждого узла учёта хранятся в одной таблице. Наиболее простой способ их разделить - это использовать в качестве уникального идентификатора каждого вида данных поле;

- первые поля таблиц с данными приборов используются для связи с другими таблицами, поэтому при экспорте данных его необходимо пропускать.

Рисунок 17 - База данных программы "ПРОЛОГ"

Макрос, по сути, является программой, поэтому первым этапом при его создании считается составление алгоритма в виде блок-схемы.

Блок-схема - это графическое представление определения, анализа или метода решения задачи, в котором используются символы для отображения операций, данных, потока, оборудования и так далее.

Учитывая описанные выше особенности таблиц с данными, составляется алгоритм будущей программы на примере узла учёта СПТ961, приведённый приложении А.

Всю работу алгоритма можно разделить на несколько этапов:

а) подготовка к экспорту:

1) открытие html-документов для перезаписи всего имеющегося в них кода;

2) создание шапок html-документов и таблиц, находящихся внутри них;

3) подключение к базе данных и таблице с показаниями узла учёта СПТ961;

б) экспорт данных:

1) создание цикла для экспорта данных. Весь этап экспорта данных будет повторяться до тех пор, пока все записи исходной таблицы не будут экспортированы в соответствующие файлы;

2) пропуск первого поля каждой записи таблицы. Первое поле каждой записи таблицы экспортировать не надо, поэтому его необходимо пропускать;

3) создание новой строки в таблице и её заполнение, исходя из значения второго поля каждой записи таблицы с данными. Благодаря этому полю определяется, в какой файл необходимо экспортировать текущую запись. Так, если значение поля равно "0", то экспорт осуществляется в html-документ, содержащий почасовые данные узла учёта. Также при выполнении учитывается вероятность неверного экспорта пустых полей. В таких полях вместо значения "null" будет выводиться символ пробела.

в) завершение работы макроса:

1) запись в html-документы конечного кода;

2) закрытие записанных html-документов;

3) отключение от таблицы и баз данных;

На основе полученного алгоритма составляется программный код макроса, который приведён в приложении Б.

Алгоритм, равно как и сам макрос, являются полностью законченными, поэтому их можно использовать и для остальных приборов. Достаточно лишь изменить имена сохраняемых файлов и таблицы, к которой подключается макрос.

Главным достоинством разработанного макроса является возможность автоматизированного экспорта всех необходимых данных. Это становится возможным благодаря двум ключевым особенностям:

- в Microsoft Office Access существует возможность автоматически запускать макрос на исполнение при каждом открытии базы данных. Для этого лишь необходимо выставить уровень безопасности программы на низкий уровень через ее настройки, а также дать макросу имя "AutoExec". В Microsoft Office Access это имя зарезервировано непосредственно для выполнения при открытии базы данных, поэтому при каждом открытии базы данных макрос будет автоматически выполняться;

- для периодического открытия баз данных используется встроенный в Microsoft Windows "Планировщик задач". Так как наименьший период, через который обновляются показания в базе данных, равен одному часу (в почасовых архивах), то с помощью планировщика задач необходимо открывать базу данных каждый час.

Таким образом, появляется возможность абсолютно автоматизированного сбора, экспорта и отображения всех необходимых данных по всем приборам учёта.

Результатом экспорта любым из вариантов являются HTML-страницы, приведённые на рисунках 18 и 19.



Рисунок 18 - Суточный архив узла СПТ961

Рисунок 19 - Часовой архив узла СПГ761

7 Реализация Web-сервера

7.1 Установка Apache

Web-сервер Apache очень прост в установке, поэтому следует рассмотреть лишь самый важный шаг (рисунок 20).

Рис. 20 - Установка Apache. Информация о сервере

На данном шаге необходимо задать самые важные настройки Web-сервера:

- Network Domain - имя вашего сервера DNS, в котором ваш Web-сервер будет зарегистрирован. При эксплуатации Web-сервера предполагается использовать Apache для доступа к данным по локальной сети. Чтобы проектируемый сайт был доступен для просмотра по локальной сети, необходимо указать в этом поле IP-адрес сервера (192.168.1.2);

- Server Name - полное имя вашего сервера. Опять же, предполагается использовать Apache для доступа по локальной сети, поэтому здесь следует так же указать IP-адрес сервера (192.168.1.2);

- Administrator's Email Address. Адрес администратора сервера. Этот адрес будет отображаться во время ошибок работы Web-сервера, никакой другой функции на этот адрес не возложено.

7.2 Разработка сайта с показаниями приборов

После установки Apache полностью готов к работе, но для отображения необходимых данных нужно, используя язык HTML, создать несколько HTML-страниц.

Главной страницей любого сайта является файл "index.html", который хранится Web-сервером в директории: C:\Program Files\Apache\htdocs. Все остальные страницы сайта также размещаются здесь.

После установки Web-сервера страница с таким именем в указанной директории уже существует, поэтому её достаточно лишь изменить. HTML-страницы доступны для редактирования при помощи стандартного Windows-приложения - "Блокнот". После открытия документа необходимо заменить имеющийся там код на следующий:

<html>

<head>

<title>Сайт котельной </title></head>

<body>

<h1><div align="center"><b>Добро пожаловать на тестовый вариант сайта с показаниями приборов</b></div></h1>

<div align="center"><a href="СПТ961.html">Узел учёта СПТ961</a></div>

<br>

<div align="center"><a href="СПГ761.html">Узел учёта СПГ761</a></div>

</body>

</html>

В результате в окне браузера можно будет увидеть тестовый вариант сайта (рисунок 21).

Рисунок 21 - Тестовый вариант сайта с показаниями приборов

В данном документе присутствуют две ссылки на другие страницы, которые необходимо создать в этой же директории и отредактировать. Для каждого из подключаемых приборов создается собственная страница.

Для прибора СПТ961 необходимо создать документ "СПТ961.html" и внести в него следующий код:

<html>

<head><title>Узел учёта СПТ961</title></head>

<body>

<b><big>Выберите необходимый архив данных:</big></b>

<br>

<a href="Часовой_архив_узла_СПТ961_.html">Часовой архив узла СПТ961</a>

<br>

<a href="Суточный_архив_узла_СПТ961_.html">Суточный архив узла СПТ961</a>

<br>

<a href="Месячный_архив_узла_СПТ961_.html">Месячный архив узла СПТ961</a>

<br>

<a href="Перерывы_питания_узла_СПТ961_.html">Архив перерывов питания узла СПТ961</a>

<br>

<a href="Нештатные_узла_СПТ961_.html">Архив нештатных ситуаций узла СПТ961</a>

<br>

<a href="Тотальные_узла_СПТ961_.html">Тотальный архив узла СПТ961</a>

<br>

</body>

</html>

В результате в окне браузера можно будет увидеть тестовый вариант страницы прибора СПТ961 (рисунок 22).

Рисунок 22 - Тестовый вариант страницы прибора СПТ961

Для прибора СПГ761 необходимо создать документ "СПГ761.html" и внести в него следующий код:

<html>

<head><title>Узел учёта СПГ761</title></head>

<body>

<b><big>Выберите необходимый архив данных:</big></b>

<br>

<a href="Часовой_архив_узла__СПГ761_.html">Часовой архив узла СПГ761</a>

<br>

<a href="Суточный_архив_узла__СПГ761_.html">Суточный архив узла СПГ761</a>

<br>

<a href="Декадный_архив_узла__СПГ761_.html">Декадный архив узла СПГ761</a>

<br>

<a href="Месячный_архив_узла__СПГ761_.html">Месячный архив узла СПГ761</a>

<br>

<a href="Нештатные_узла__СПГ761_.html">Архив нештатных ситуаций узла СПГ761</a>

<br>

<a href="Тотальные_узла__СПГ761_.html">Тотальный архив узла СПГ761</a> <br>

</body>

</html>

В результате в окне браузера можно будет увидеть тестовый вариант страницы прибора СПТ961 (рисунок 23).

Рисунок 23 - Тестовый вариант страницы прибора СПТ961

Оба эти документа ссылаются на HTML-страницы, предварительно созданные с помощью VBA-макроса и являющиеся, по сути, таблицами с данными приборов.

8. Принцип работы серверной системы

Всё необходимое программное обеспечение корректно работает в Windows-среде, поэтому понадобится всего один сервер.

После подключения оборудования и установки необходимого программного обеспечения, серверная система будет работать следующим образом (рисунок 24):

а) сбор данных;

Опрос контроллеров производится программным обеспечением "ПРОЛОГ". Полученные данные сохраняются в таблицах архива программы.

б) экспорт данных;

Имеющиеся таблицы с данными при помощи Microsoft Office Access и встроенного в него языка программирования VBA экспортируются в HTML-формат и сохраняются в директории: C:\Program Files\Apache\htdocs

в) отображение данных;

Полученные страницы посредством Web-интерфейса, предоставляемого сервером Apache, становятся доступны для любой рабочей станции, подключённой к ЛВС цеха.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 24 - Общая схема работы серверной системы

9 Безопасность труда при реализации проекта

Эффективность труда специалистов всех категорий независимо от характера условий их деятельности зависит от того, как устроено и оснащено рабочее место. Организация рабочего места включает в себя оснащение всем необходимым в соответствии с характером работы, рациональное расположение этого необходимого оснащения, создание удобств, комфортных условий работы, предотвращение вредного воздействия на человека неблагоприятных факторов внешней среды. Работа оператора ЭВМ или программиста утомительна, так как связанна с постоянным статическим напряжением мышц и многими другими, вредными для организма явлениями. К этому добавляется также постоянное нервное напряжение. Такой труд нуждается в облегчении и, прежде всего в рациональном устройстве рабочего места.

9.1 Организация рабочего места оператора

Применение электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и персональных компьютеров (ПК) в инженерной и научной работе имеет целью ускорение решения поставленных задач. Совершенно очевидно, что насколько быстро и качественно будет решена задача, зависит не только от возможностей собственно машины, но и от действия оператора, управляющего ее работой. Следует учитывать, что работа программиста является, прежде всего, умственной, а не физической, и именно умственная усталость чаще всего приводит к ошибкам, которые могут вызвать серьезные последствия, особенно, если учесть, что в настоящее время программное обеспечение ПК может стоить значительно больше самой машины. Необходимо, следовательно, максимально упростить и облегчить труд программиста. Работа на ПК связана с достаточно сильным информационным обменом между человеком-оператором и машиной-ЭВМ (клавиатура, мышь, средства отображения информации), что способствует быстрой утомляемости. Другими факторами, влияющими на утомление программиста, являются длительное пребывание в положении сидя и длительная зрительная нагрузка. Будем подходить к рассмотрению труда программиста с точки зрения эргономики - комплексной науки, в основании которой лежит исследование трудовой деятельности человека с целью приспособления условий труда к физическим возможностям человеческого организма и активного воздействия на всестороннее развитие человеческих способностей. Под рабочим местом оператора ЭВМ понимают зону трудовой деятельности, оснащенную всем техническим и вспомогательным оборудованием, необходимым для осуществления управлением ЭВМ. Организация рабочего места программиста должна удовлетворять следующим эргономическим и психологическим требованиям:

а) досягаемость - рациональная планировка рабочего места предполагает такое размещение всех технических средств и рабочих материалов, которое позволяет работать без лишних движений, приводящих к утомлению и лишним затратам времени. На этот счёт имеются нормативные данные, определяющие размеры зон досягаемости, в которых работа наименее утомительна, и максимальных рабочих зон, ограниченных вытянутыми руками. Зоны эти располагаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях и зависят от роста человека. Зная их размеры, можно приступать к решению вопроса о размещении отдельных приспособлений и материалов, сообразуясь с их назначением и частотой использования;

б) обозримость - это требование организовать своё рабочее место так, чтобы все без исключения материалы в любой момент были видны. Хорошая обозримость в сочетании с постоянством мест хранения материалов, должна свести на нет потери времени на их поиск. Нормальной должна быть такая организация труда, при которой слово «искать» было бы вообще исключено из лексикона;

в) изолированность - исследования показывают прямую зависимость между степенью изолированности рабочего места умственного труда и продуктивностью работы. Ликвидируется нервное напряжение, возникающее при необходимости работать на виду;

г) достаточное рабочее пространство для оператора, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации машины;

д) достаточные физические, зрительные и слуховые связи между оператором и оборудованием;

е) оптимальное размещение оборудования, главным образом средств отображения информации и органов управления, благодаря которому обеспечивается удобное положение оператора при работе;

ж) четкое обозначение органов управления, элементов системы обозначения информации, других элементов оборудования, которые нужно находить опознавать, и которыми оператор должен манипулировать;

з) необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения оперативных задач и технического обслуживания оборудования;

и) обеспечение комфорта в помещениях, где работают операторы (температурный режим, допустимый уровень акустических шумов, создаваемых оборудованием рабочего места);

к) наличие необходимых инструкций и предупредительных знаков, предостерегающих об опасности и указывающих на необходимые меры предосторожности при работе.

9.2 Планирование и оснащение рабочего места

Планировка рабочего места оператора ЭВМ должна быть проведена таким образом, чтобы обеспечить комфортные условия работы при использовании рабочей площади помещения и соблюдения всех санитарно-гигиенических норм.

Рабочее место включает информационное пространство (отображение информации) и моторное поле (органы управления), В моторном поле различают три зоны:

- зона оптимальной досягаемости ограничена дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой;

- зона легкой досягаемости ограничена дугами, описываемыми расслабленными руками при движении их в плечевом суставе;

- зона досягаемости максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Площадь рабочей поверхности стола должна быть достаточной для установки всего основного и вспомогательного оборудования, органов управления и вспомогательных материалов, и в то же время обеспечивать оптимальные расстояния между оператором и органами управления для осуществления всех необходимых действий. При размещении следует избегать такого расположения оборудования, органов управления и вспомогательных материалов, при котором оператору приходится скрещивать или менять руки.

Управление ПК осуществляется с помощью клавиатуры или манипулятора типа «мышь». Органы управления должны размещаться в пределах зоны обзора и не должны быть рассредоточены на рабочем месте, их следует группировать, обеспечивая обоснованную целостность в пространстве.

Органы ручного управления следует располагать так, чтобы оператор мог манипулировать ими при согнутом локте под углом от 90 до 135 градусов. Большинство органов ручного управления постоянного действия должно быть расположено на высоте на уровне локтя плюс-минус 100 мм. Орган управления должен находиться не ближе 200 мм от оператора. Оптимальное расстояние между корпусом оператора и серединой клавиатуры должно составлять от 300 до 400 мм.

Высота стола, на котором размещается оборудование, должна быть такой, чтобы расстояние от пола до середины клавиатуры выдерживалось в пределах от 650 до 700 мм. На рабочем месте оператора ЭВМ предусматривается место для блокнота, с наклоном в сторону оператора от 10 до 15 градусов.

9.3 Обеспечение мер безопасности на рабочем месте

Существует определенная совокупность санитарно-гигиенических норм и требований, обеспечивающих комфортные условия труда и высокую работоспособность программиста.

Объем и площадь производственного помещения, которые должны приходиться на каждого работающего по санитарным нормам, должны быть не менее 15 м3 и 4.5 м2, соответственно. Высота производственного помещения не должна быть менее 3,2 м. Стены и потолки должны быть выполнены из малотеплопроводных материалов, не способствующих осаждению пыли. Полы должны быть теплыми, эластичными, ровными и нескользкими.

Влияние температуры на работоспособность человека очень заметно. При 25°С начинается физическое утомление. При температуре 30°С и выше умственная деятельность ухудшается, замедляется реакция, возрастает число ошибок. Температура 11°С является минимальной, так как при дальнейшем ее понижении начинается замерзание. Наиболее благоприятным является интервал от 17°С до 22°С, который и рекомендуется для поддержания в производственном помещении.

Нормальная влажность воздух лежит в интервале от 60 до 70%. Подвижность воздуха в помещении облегчает испарение влаги с поверхности человеческого тела, что нормализует температурный режим, таким образом, ведет к повышению работоспособности. Согласно нормам производственных помещений скорость движения воздуха принимается не более 0,3 м/с.

Для плавного регулирования и поддержания в необходимых пределах температуры и влажности воздуха в производственном помещении рекомендуется установить бытовой кондиционер.

Гигиенические исследования позволяют установить, что шум и вибрации ухудшают условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека.

9.3.1 Шум как вредный производственный фактор

Шум - это комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний, угнетающе действует на психику человека.

Производственный шум возникает вследствие работы различных механизмов, станков и инструментов. Продолжительное повторяющееся воздействие шума приводит к снижению слуха, а в некоторых случаях к полной его утрате (глухоте). Профессиональное снижение слуха происходит вследствие влияния шума на периферический отдел слухового анализатора. Профессиональное снижение слуха характеризуется медленным прогрессированием.