1.3.1. Властивості відкритих систем
Відкриті системи мають такі позитивні властивості [Business,Feldmann,Wang], завдяки яким системні інтегратори виявляють до них великий інтерес:
взаємозамінність із компонентами інших виробників;
інтероперабельність (можливість спільної роботи) із компонентами інших виробників;
Зазначимо, що закриті системи також можуть бути модульними, інтероперабельними, масштабованими. Відмінність відкритих систем полягає в тому, що всі ці властивості повинні виконуватися для компонентів, виготовлених різними виробниками і наявних у вільному продажу.
До систем з відкритою архітектурою пред'являють також загальноприйняті вимоги: економічності, безпеки, надійності, грубості (робастності), простоти обслуговування та відповідності умов експлуатації, здатності до самодіагностики та наявності рекомендацій щодо ремонту. Система повинна забезпечувати максимальний час роботи без збою та відмови, а також мінімальний час, необхідний для виконання технічного обслуговування чи ремонту.
Модульність - це здатність апаратного або програмного забезпечення до модифікації шляхом додавання, видалення або заміни окремих модулів (компонентів системи) без впливу на її частину, що залишилася.
Модульність забезпечується під час проектування системи на архітектурному рівні. Базою для побудови модульного програмного забезпечення є об'єктно-орієнтоване програмування. Головним досягненням у напрямку розвитку модульності програмного забезпечення АСУ ТП є виділення в ньому незалежних підсистем: програми в ПЛК, OPC сервера, баз даних, операторського інтерфейсу та алгоритмічної частини, що реалізується мовами стандарту IEC 61131-3, а також розподіл SCADA на серверну та клієнтськучастини.
Можливість виконання програм на різних апаратно-програмних платформах забезпечує незалежність від постачальника цих платформ і надає такі переваги:
розширення вибору обладнання шляхом збільшення кількості постачальників;
незалежність від постачальника апаратного та програмного забезпечення.
Відсутність цих властивостей призводить до того, що система, яка залежить від одного виробника, припиняє свій розвиток у випадках, коли фірма-виробник раптово йде з ринку, збільшує вартість продукту або знімає його з виробництва.
Застосування Windows є одним із шляхів підвищення відкритості систем, оскільки ця операційна система може бути встановлена на максимальну кількість типів вироблених комп'ютерів. У разі монополія фірми Microsoft компенсується її розмірами і стабільністю.
Платформенну незалежність програмних засобів і, як наслідок, підвищення відкритості забезпечує також мову Java, хоча він і поступається С++ швидкодію додатків.
Для покращення відкритості при компіляції виконуваних модулів програм важливо уникати "покращень" компілятора, застосування плагінів, надбудов, завантажених "звідкись з інтернету", оскільки вони можуть унеможливити виконання програми на інших платформах.
Важливим кроком на шляху забезпечення платформної незалежності стало застосування інтранет-технологій автоматизації, коли передача інформації до робочої станції здійснюється за допомогою мови xml, а її подання користувачеві виконується за допомогою будь-якого веб-браузера. Веб-браузер дозволяє як робочу станцію АСУ ТП використовувати комп'ютер та операційну систему будь-якого виробника з наявних у вільному продажу.
Платформенну незалежність має також базаданих із мовою запитів SQL (Structured Query Language), якщо виключити з нього наскільки можна всі нестандартні розширення. Доступ до бази даних за допомогою SQL здійснимо незалежно від програмно-апаратної платформи, де вона знаходиться.
Взаємозамінність - це можливість заміни будь-якого модуля (компонента) системи на аналогічний компонент іншого виробника, що є у вільному продажу, та можливість зворотної заміни. Ця властивість дозволяє прискорити заміну модуля, що відмовив, поліпшити якість вже працюючої системи, виключити цінову залежність від постачальника.
Інтероперабельність (апаратно-програмна сумісність)
Інтероперабельність - це здатність відкритих систем використовувати програми, що виконуються одночасно на різних платформах у спільній мережі, з можливістю обміну інформацією між ними. Інакше висловлюючись, програмні компоненти системи, розташовані різних апаратних платформах у спільній мережі, повинні бути здатні працювати як частина єдиної системи.
Інтероперабельність важко досяжна, але вона забезпечує можливість вибору апаратних та програмних засобів з величезної різноманітності, представленої на ринку, замість обмеженого вибору компонентів монопольного виробника закритої системи.
Відкрита інтероперабельна система повинна мати здатність комунікації і з іншими рівнями АСУ підприємства, забезпечуючи одночасно безпеку інформації, що надходить ззовні.
Одним із методів забезпечення інтероперабельності Windows та Unix платформ може бути застосування стандарту CORBA (Common Object Request Broker Architecture) [Aleksy].
Масштабованість - це можливість застосування одного і того ж апаратного та програмного забезпечення (баз даних, інтерфейсів користувача,засобів комунікації) для систем різного розміру (великих та малих). Для забезпечення масштабованості достатньо, щоб програмне забезпечення великих і малих систем було сумісне за операторським інтерфейсом, мовами програмування, а також з апаратними засобами і не вимагало додаткового навчання персоналу. Система, що масштабується, повинна забезпечувати можливість простого нарощування функціональних можливостей і розмірів шляхом включення нових компонентів як в апаратну, так і програмну частину системи без модифікації старих, випробуваних програмних та апаратних модулів [Azevedo].
Масштабованість дозволяє застосовувати одні й самі апаратні і програмні засоби як великих, так малих систем у межах однієї організації. Прикладом програмних систем, що масштабуються, є сучасні SCADA-пакети TraceMode і MasterSCADA, які продаються як єдиний пакет, але має градації в залежності від кількості тегів.
До появи відкритих систем забезпечення масштабування досягалося шляхом проектування системи з великим запасом за габаритами, кількістю слотів, інтерфейсів. Нарощування відкритої системи передбачає інший шлях, що не вимагає запасу ресурсів (і пов'язаних з ним надлишкових фінансових вкладень). Зокрема, система, що має властивість платформної незалежності та інтероперабельності, вже є розширюваною, оскільки вона дозволяє додавати нове обладнання або замінювати старе новими модифікаціями, в тому числі обладнанням інших виробників.
Стандартність інтерфейсу користувача
Відкриті системи повинні мати стандартний інтерфейс користувача, щоб виконати вимогу про можливість інтеграції з іншими системами (в даному випадку під "іншою системою")розуміється людина). Стандартизація інтерфейсу користувача знімає необхідність навчання операторів при переході від однієї відкритої системи до іншої.