Реализация просмотра SCADA-данных в мобильном IoT-приложении

Реализация просмотра SCADA-данных в мобильном IoT-приложении

SCADA-система — Supervisory Control and Data Acquisition — живёт на стационарных рабочих станциях оператора. WinCC, Ignition, InduSoft, Aveva — у каждой свой формат данных, свои API, своя история совместимости. Мобильное приложение для просмотра SCADA-данных — это не замена стационарного клиента, а «вторые глаза» для мастера смены, который ходит по цеху. Задача: актуальные данные тегов, тренды, алерты — без права управления.

OPC UA: универсальный путь к SCADA-данным

Большинство современных SCADA-систем поддерживают OPC UA сервер. Это стандартный путь получить данные без проприетарных API. Мобильное приложение подключается к OPC UA серверу через TCP или WebSocket (OPC UA over WebSocket, UA Binary транспорт).

Библиотека для Android/Kotlin — Eclipse Milo через JVM-слой, или Eclipse4J. Для Flutter — нет официальной OPC UA библиотеки, используем Platform Channels к нативному клиенту или REST-шлюз:

// Android, Eclipse Milo OPC UA Client
val client = OpcUaClient.create(
    "opc.tcp://scada-server.factory.local:4840",
    endpointFilter = { endpoints ->
        endpoints.filter { it.securityMode == MessageSecurityMode.SignAndEncrypt }
                 .minByOrNull { it.securityPolicyUri }
    },
    configConsumer = { configBuilder ->
        configBuilder.setIdentityProvider(
            UsernameProvider("operator", "password")
        )
        configBuilder.setRequestTimeout(UInteger.valueOf(5000))
    }
)

client.connect().get()

// Чтение тегов по NodeId
val nodeId = NodeId(2, "Furnace1.Temperature")
val dataValue = client.readValue(0.0, TimestampsToReturn.Both, nodeId).get()
val temperature = (dataValue.value.value as Float).toDouble()
val serverTimestamp = dataValue.serverTime

Для просмотра нескольких сотен тегов одновременно — подписка через OPC UA Subscription вместо polling:

val subscription = client.subscriptionManager
    .createSubscription(1000.0)  // publishing interval 1000ms
    .get()

val monitoredItems = nodeIds.map { nodeId ->
    MonitoredItemCreateRequest(
        ReadValueId(nodeId, AttributeId.Value.uid(), null, null),
        MonitoringMode.Reporting,
        MonitoringParameters(
            UInteger.valueOf(clientHandleCounter++),
            500.0,  // sampling interval
            null,
            UInteger.valueOf(10),  // queue size
            true
        )
    )
}

subscription.createMonitoredItems(
    TimestampsToReturn.Both,
    monitoredItems,
    { item, value -> handleTagUpdate(item.readValueId.nodeId, value) }
).get()

Ignition SCADA: REST API и WebDev модуль

Ignition (Inductive Automation) популярен на новых производствах. В нём есть WebDev модуль, который позволяет создавать REST endpoints прямо из Ignition Python scripts. Более современный путь — Ignition Perspective с WebSocket API для мобильных клиентов.

Для прямого REST доступа к тегам через Ignition Gateway REST API:

GET https://ignition.factory.com/system/webdev/api/tags?tagPaths=
    Furnaces/Furnace1/Temperature,
    Furnaces/Furnace1/Pressure
Authorization: Bearer {token}

Ignition отдаёт значения тегов с quality (Good, Bad, Uncertain) и timestamp. Quality — важный параметр: если датчик потерял связь, значение может быть устаревшим с quality = Bad, а UI должен это показать.

WinCC REST API через OpenPCS

WinCC (Siemens) — через REST API OpenPCS или через WinCC OA WebClient. Siemens TIA Portal V18+ поддерживает WinCC Unified, который имеет собственный WebSocket API через nginx-прокси.

Для старых WinCC Classic — только OPC DA (DCOM) или OPC UA с установкой шлюза Matrikon/Kepware на сервере SCADA.

Тренды: запрос исторических данных

SCADA хранит историю тегов во встроенной БД (Ignition — MySQL/MSSQL, WinCC — SIMATIC historian). Запрос через OPC UA Historical Data Access (HDA):

val historyReadRequest = HistoryReadValueId(
    nodeId = NodeId(2, "Furnace1.Temperature"),
    indexRange = null,
    dataEncoding = null
)

val readDetails = ReadRawModifiedDetails(
    isReadModified = false,
    startTime = startDateTime.toOpcDateTime(),
    endTime = endDateTime.toOpcDateTime(),
    numValuesPerNode = UInteger.valueOf(500),
    isReturnBounds = true
)

val historyData = client.historyRead(
    readDetails,
    TimestampsToReturn.Source,
    false,
    listOf(historyReadRequest)
).get()

Для отображения трендов в Flutter — fl_chart с LineChart. При 500+ точках используем showingTooltipIndicators только для выбранного диапазона, иначе chart тормозит при скролле.

Безопасность и доступ

SCADA-данные — чувствительная информация. Несколько обязательных мер:

• Мобильное приложение никогда не должно иметь прямой доступ к OPC UA серверу из интернета. Только через VPN или обратный прокси с mTLS.
• Авторизация через корпоративный IdP (Active Directory / LDAP).
• Только чтение: роль «mobile viewer» без прав на запись тегов.
• Сессионные логи: кто читал какие теги и когда.

Разработка мобильного SCADA-вьювера с OPC UA и историческими трендами: 4-6 недель для одной платформы. Поддержка нескольких SCADA-систем одновременно и сложные дашборды с real-time чартами — 2-3 месяца. Стоимость рассчитывается индивидуально.