NGHIÊN cứu và PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG CHO hệ THỐNG QUAN TRẮC sử DỤNG RTU3031C và CÔNG NGHỆ OPC UA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÊ THÀNH LONG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG QUAN TRẮC SỬ DỤNG RTU3031C VÀ CÔNG NGHỆ OPC UA KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA TP HỒ CHÍ MINH, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Lê Thành Long-1811047 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG QUAN TRẮC SỬ DỤNG RTU3031C VÀ CÔNG NGHỆ OPC UA RESEARCH AND DEVELOPMENT OF APPLICATION FOR TELEMETRY SYSTEM USING RTU3031C AND OPC UA KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU TP HỒ CHÍ MINH, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BẠCH KHỌẠ TP HỌ CHI MINH CỌNG HỌẠ XẠ HỌI CHỦ NGHIẠ VIỆT NẠM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự dộ - Hậnh phú* c BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm…… NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tên luận văn: Nghiên cứu phát triển ứng dụng cho hệ thống quan trắc sử dụng RTU3031C công nghệ OPC UA Research and development of application for telemetry system using RTU3031C and OPC UA Nhóm Sinh viên thực hiện: Lê Thậ- nh Lộng Cán hướng dẫn: 1811047 Đánh giá Luận văn Vê8 cúộ9 n bậ* ộ cậ* ộ: Sộ9 trậng Sộ9 chựơng Sộ9 bậ> ng sộ9 liêú Sộ9 hì-nh vêB Sộ9 tậ- i liêú khậ> ộ Sậ> n phậE m Một sộ9 nhận xê* t vê8 hì-nh thự*c cúộ9 n bậ* ộ cậ* ộ: Vê8 nội dúng lúận vậG n: TS Trựơng Đì-nh Chậú Vê8 tì*nh ự*ng dúng: Vê8 thậ* i độ lậ- m viêc cú> ậ sinh viên: Đánh giá chung: Lúận vậG n đật/khộng đật yêú cậ8 ú cú> ậ lúận vậG n tộ9 t nghiêp kyB sự, xê9 p lộậi Giộ> i/ Khậ* / Trúng bì-nh Điểm sinh viên: Lê Thậ- nh Lộng: /10 Cán hướng dẫn (Ky* tên vậ- ghi rộB hộ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BẠCH KHỌẠ TP HỌ CHI MINH CỌNG HỌẠ XẠ HỌI CHỦ NGHIẠ VIỆT NẠM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự dộ - Hậnh phú* c BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm…… NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên luận văn: Nghiên cứu phát triển ứng dụng cho hệ thống quan trắc sử dụng RTU3031C công nghệ OPC UA Research and development of application for telemetry system using RTU3031C and OPC UA Nhóm Sinh viên thực hiện: Lê Thậ- nh Lộng Cán phản biện: 1811047 Đánh giá Luận văn Vê8 cúộ9 n bậ* ộ cậ* ộ: Sộ9 trậng Sộ9 chựơng Sộ9 bậ> ng sộ9 liêú Sộ9 hì-nh vêB Sộ9 tậ- i liêú khậ> ộ Sậ> n phậE m Một sộ9 nhận xê* t vê8 hì-nh thự*c cúộ9 n bậ* ộ cậ* ộ: Vê8 nội dúng lúận vậG n: Vê8 tì*nh ự*ng dúng: Vê8 thậ* i độ lậ- m viêc cú> ậ sinh viên: Đánh giá chung: Lúận vậG n đật/khộng đật yêú cậ8 ú cú> ậ lúận vậG n tộ9 t nghiêp kyB sự, xê9 p lộậi Giộ> i/ Khậ* / Trúng bì-nh Điểm sinh viên: Lê Thậ- nh Lộng: ……/10 Người nhận xét (Ky* tên vậ- ghi rộB hộ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BẠCH KHỌẠ TP HỌ CHI MINH CỌNG HỌẠ XẠ HỌI CHỦ NGHIẠ VIỆT NẠM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự dộ - Hậnh phú* c BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm…… ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TÊN LUẬN VĂN: Nghiên cự*ú vậ- phậ* t triêE n ự*ng dúng chộ thộ9 ng qúận trậO c sự> dúng RTỦ3031C vậcộng nghê ỌPC ỦẠ Cán hướng dẫn: TS.Trương Đình Châu Thời gian thực hiện: Tự- ngậ- y 14/01/2022 đê9 n ngậ- y 20/5/2022 Sinh viên thực hiện: Lê Thành Long – 1811047 Nội dung đề tài: Mục tiêu: Xây dựng hệ thống giám sát thiết bị SIMATIC RTU3031C cảm biến, phát triển ứng dụng OPC UA Client kết nối hệ thống Đối tượng: SIMATIC RTU3031C, Web Client, App Client, Cloud VPS, Tele Control Server Basic Phương pháp thực hiện:  Thực cấu hình thiết bị SIMATIC RTU3031C kết nối thiết bị với cảm biến  Xây dựng công cụ OPC UA Client thông qua web app để kết nối giám sát liệu từ xa  Tích hợp điện tốn đám mây cho hệ thống, đưa liệu lên TeleControl Server Basic (phần mềm cài đặt VPS) kết nối toàn hệ thống Kết mong đợi: Cấu hình thành cơng thiết bị SIMATIC RTU3031C, ứng dụng app web kết nối giám sát liệu ổn định Kế hoạch thực hiện:  Nghiên cứu tìm hiểu mơ hình, cách thức kết nối chuẩn giao thức OPC UA  Tìm hiểu cách cấu hình vận hành thiết bị SIMATIC RTU3031C, sau kết nối với TeleControl Server Basic điện toán đám mây  Tìm hiểu cảm biến áp suất thủy tĩnh dạng chìm đo mức LH300  Xây dựng ứng dụng chạy web app(android) để kết nối giám sát liệu  Chạy thực nghiệm kiểm tra kết nối trao đổi liệu  Nghiệm thu kết viết báo cáo Xác nhận Cán hướng dẫn TP HCM, ngậ- y….thậ* ng … nậG m… (Ky* tên vậ- ghi rộB hộ tên) Sinh viên (Ky* tên vậ- ghi rộB hộ tên) DANH SÁCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN Hội độ8 ng chậ9 m lúận vậG n tộ9 t nghiêp, thậ- nh lập thêộ Qúyê9 t đinh sộ9 …………………… ngậ- y ………………… cú> ậ Hiêú trựơ>ng Trựơ-ng Đậi hộc Bậ* ch khộậ TP.HCM ………………………………………… – Chú> tich ………………………………………… – Thự ky* ………………………………………… – Ủy viên ………………………………………… – Ủy viên ………………………………………… – Ủy viên MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN .1 MỞ ĐẦU .2 Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tì*nh cậ9 p thiê9 t 1.2 Múc tiêú thực hiên 1.3 Độ9 i tựơng nghiên cự*ú 1.4 Nhiêm vú Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .5 2.1 Giơ*i thiêú chúậE n giậộ thự*c ỌPC ỦẠ 2.1.1 Giậộ thự*c ỌPC 2.1.2 ỌPC ỦẠ 2.1.3 Cậ9 ú trú* c chúậE n ỌPC ỦẠ 2.1.4 Vậi trộ- cú> ậ ỌPC ỦẠ Sêrvêr vậ- ỌPC ỦẠ Cliênt .8 2.2 Tì-m hiêE ú thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C 2.3 Giơ*i thiêú cậ> m biê9 n ậ* p súậ9 t thú> y tìBnh dậng chì-m độ mự*c 10 Chương 3: MƠ HÌNH OPC UA SERVER 12 3.1 Tì-m hiêE ú vê8 khộng giận điậ chì> cú> ậ ỌPC ỦẠ Sêrvêr 12 3.1.1 Giơ*i thiêú vê8 Nộdê .12 3.1.2 Nậmêspậcês, NộdêID vậ- Nộdê Ạttribútês 13 3.2 Giậộ diên đêE kê9 t nộ9 i tơ*i ỌPC ỦẠ Sêrvêr Ạddrêss Spậcê 14 3.3 Giậộ thự*c vậ- phựơng thự*c bậ> ộ mật .18 Chương 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VỚI THIẾT BỊ SIMATIC RTU3031C VÀ CÁC CẢM BIẾN 22 Cộdê públic MộnitộrêdItêm ẠddMộnitộrêdItêm(Súbscriptiộn súbscriptiộn, string nộdêIdString, string itêmNậmê, int sậmplingIntêrvậl) { MộnitộrêdItêmNộtificậtiộnỆvêntHậndlêr ItêmChậngêdNộtificậtiộn = núll; públic privậtê vộid Nộtificậtiộn_MộnitộrêdItêm(MộnitộrêdItêm MộnitộrêdItêm mộnitộrêdItêm = nêw MộnitộrêdItêm();mộnitộrêdItêm, MộnitộrêdItêmNộtificậtiộnỆvêntẠrgs ê) mộnitộrêdItêm.DisplậyNậmê = itêmNậmê; { mộnitộrêdItêm.StậrtNộdêId = nộdêIdString; ItêmChậngêdNộtificậtiộn(mộnitộrêdItêm, ê); mộnitộrêdItêm.ẠttribútêId = Ạttribútês.Vậlúê; } mộnitộrêdItêm.MộnitộringMộdê = MộnitộringMộdê.Rêpộrting; mộnitộrêdItêm.SậmplingIntêrvậl = sậmplingIntêrvậl; mộnitộrêdItêm.QúêúêSizê = 1; mộnitộrêdItêm.DiscậrdỌldêst = trúê; mộnitộrêdItêm.Nộtificậtiộn += nêw MộnitộrêdItêmNộtificậtiộnỆvêntHậndlêr(Nộtificậtiộn_MộnitộrêdItêm); try { súbscriptiộn.ẠddItêm(mộnitộrêdItêm); súbscriptiộn.ẠpplyChậngês(); rêtúrn mộnitộrêdItêm; } cậtch (Ệxcêptiộn ê) { //nê* m lộb i thrộw ê; } } Cộdê Chương 6: TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÁM MÂY 6.1 Mục tiêu Lúận vậG n nhậ] m nghiên cự*ú cậ* c ự*ng dúng đơn giậ> n, vự-ậ hiêú qúậ> chộ viêc kê9 t hơp phậ8 n cự*ng, phậ8 n mê8 m vậ- chậy nê8 n Clộúd (Mậ* y tì*nh ậ> ộ-VPS) chộ phê* p ngựơ-i dú- ng cộ* thêE : 67 - Trúy cập bậ] ng bậ9 t kì- thiê9 t bi nậ- ộ - Thú thập dựB liêú, giậ* m sậ* t thộ9 ng tự- xậ - Thú thập dựB liêú giậ* m sậ* t thộ9 ng tự-ú xậ thộng qúậ sêrvêr ỌPC ỦẠ 6.2 Định nghĩa Clộúd VPS (Clộúd Virtúậl Privậtê Sêrvêr) hậy cộ- n gội lậ- mậ* y chú> riêng ậ> ộ nê8 n điên tộậ* n đậ* m Thêộ cậ* ch hiêE ú thộng thựơ-ng nộ* lậ- dậng sêrvêr ậ> ộ đựơc xậy dựng nê8 n tậ> ng điên tộậ* n mậ* y tì*nh, đựơc cậ9 p riêng chộ tự-ng ngựơ-i dú- ng Điê8 ú nậ- y chộ phê* p bận cộ* thêE trúy cập nhậnh chộ* ng cậ* c mậ* y chú> mậ- khộng cậ8 n mậ9 t nhiê8 ú thậộ tậ* c Mộb i Clộúd VPS lậ- thộ9 ng biêt lập, ngựơ-i dú- ng cộ* thêE rêstậrt lậi bậ9 t cự* lú* c nậ- ộ Cộ* thêE nộ* i rậ] ng Clộúd VPS chì*nh lậ- giậ> i phậ* p hựBú hiêú, giú* p bận thực hiên cộng viêc nhậnh, dêb dậ- ng mậ- qúậ độ* lậi tiê9 t kiêm chi phì* sộ vơ*i VPS thộng thựơ-ng Cộ* thêE nộ* i rậ] ng, đậy lậ- trộng nhựBng bựơ*c tiê9 n qúận trộng trộng qúậ* trì-nh phậ* t triêE n cú> ậ khộậ hộc cộng nghê ngậ- y nậy, Clộúd VPS đậB khậO c phúc đựơc nhựBng hận chê9 mậ- cậ* c lộậi mậ* y chú> trựơ*c kiậ khộng lậ- m đựơc qúậ độ* giú* p bận cộ* thêE thực hiên cậ* c thậộ tậ* c nhậnh Ưú điêE m cú> ậ Clộúd VPS o Thúận tiên trộng viêc qúậ> n ly* o Tiê9 t kiêm chi phì* o Tì*nh ận tộậ- n vậ- bậ> ộ mật cậộ 6.3 Ứng dụng TeleControl Server Basic Ờ lúận vậG n nậ- y, viêc ự*ng dúng thộ9 ng đậ* m sêB đựơc thực hiên nhự sậú: tậ cậ- i đậG t phậ8 n mê8 m TêlêCộntrộl Sêrvêr Bậsic VPS, sậú độ* kê9 t nộ9 i thiê9 t bi RTỦ3031C vơ*i TCSB, tự- độ* liên kê9 t dựB liêú vơ*i VPS Múc đì*ch nậ- y giú* p chộ cậ* c 68 cliênt cộ* thêE trúy cập đêE sự> dúng cậ* c NộdêID vậ- cậ* c thộng tin đựơc cúng cậ9 p tựsêrvêr Chương 7: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 7.1 Kết thử nghiệm 7.1.1 Gửi SMS/email từ thiết bị SIMATIC RTU3031C 69 Qúậ viêc cậ9 ú hì-nh thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C đêE xậy dựng thộ9 ng giậ* m sậ* t, tậ thậ9 y thộ9 ng hộật động ộE n đinh, sậ* t vơ*i thực tê9 Bên cậnh độ* , cộ* nhựBng cậ> nh bậ* ộ vê8 vi trì* hậy lựú lựơng, ngựơ-i qúậ> n ly* sêB nhận đựơc SMS/êmậil Hì-nh 1: Ệmậil tự- thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C cộ* cậ> nh bậ* ộ 70 Hì-nh 2: SMS tự- thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C cộ* cậ> nh bậ* ộ 7.1.2 Ứng dụng OPC UA Client Xậy dựng thậ- nh cộng cậ* c ự*ng dúng cliênt chậy nhiê8 ú nê8 n tậ> ng nhự wêb, ậpp (ậndrộid), cậ* c ự*ng dúng đậB đậ* p ự*ng đựơc chự*c nậG ng bậ> n, kê9 t nộ9 i vơ*i sêrvêr thộng qúậ chúậE n giậộ thự*c ỌPC ỦẠ, giậ* m sậ* t thậy độE i cú> ậ cậ* c tì*n hiêú trộng thộ9 ng 7.1.2.1 Web OPC UA Client 71 Hì-nh 3: Giậộ diên Cộnnêct Hì-nh 4: Giậộ diên Cộnnêct thậ- nh cộng 72 Hì-nh 5: Giậộ diên giậ* m sậ* t thộ9 ng Hì-nh 6: Giậộ diên giậ* m sậ* t cậ* c tì*n hiêú cú> ậ thộ9 ng thêộ dậng bậ> ng 73 Hì-nh 7: Giậộ diên độ8 thi lựú lựơng Hì-nh 8: Giậộ diên độ8 thi nhiêt độ 74 Hì-nh 9: Giậộ diên bậ> n độ8 giậ* m sậ* t thộ9 ng Hì-nh 10: Giậộ diên trậng Ạbộút 75 7.1.2.2 App OPC UA Client Hì-nh 11: Giậộ diên khơ>i động ậpp Hì-nh 12: Giậộ diên trậng Cộnnêct 76 Hì-nh 13: Giậộ diên trậng tậộ List êndpộints Hì-nh 14: Giậộ diên trậng giậ* m sậ* t 77 Hì-nh 15: Giậộ diên trậng vêB độ8 thi Hì-nh 16: Giậộ diên trậng bậ> n độ8 78 Hì-nh 17: Giậộ diên giậ* m sậ* t thộ9 ng bậ> n độ8 Hì-nh 18: Giậộ diên trậng cậ> nh bậ* ộ 79 7.2 Đánh giá 7.2.1 Kết đạt o Xậy dựng đựơc thộ9 ng giậ* m sậ* t bậ] ng thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C vậcậ> m biê9 n o HiêE ú đựơc mộ hì-nh ỌPC ỦẠ Sêrvêr, vậ- cậ* ch kê9 t nộ9 i giựBậ sêrvêr vậ- cliênt thêộ chúậE n giậộ thự*c ỌPC ỦẠ o Kê9 t nộ9 i thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C vơ*i TêlêCộntrộl Sêrvêr Bậsic, liên kê9 t dựB liêú vơ*i VPS o Hê thộ9 ng giậ* m sậ* t cậ* c ự*ng dúng wêb vậ- ậpp hộật động ộE n đinh, giậộ diên dêb sự> dúng, cộ* cậ* c chự*c nậG ng phú- hơp vơ*i thộ9 ng qúậ> n ly* tựxậ 7.2.2 Những thiếu sót luận văn o Hê thộ9 ng giậ* m sậ* t triêE n khậi vơ*i mộ hì-nh dựB liêú cộ- n khậ* sơ sậ- i, ì*t tì*n hiêú giậ* m sậ* t o Ưng dúng cliênt chựậ chậy đựơc nê8 n tậ> ng iỌS o Chựậ khậi thậ* c hê9 t cậ* c chự*c nậG ng cú> ậ thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C o Tộ9 c độ cập nhật dựB liêú cộ- n cộ* độ trêb khậ* lơ*n 7.3 Hướng phát triển luận văn o TriêE n khậi thộ9 ng thực tê9 cộ* mộ hì-nh dựB liêú phự*c tập o Tì-m hiêE ú hê9 t tậ9 t cậ> cậ* c chự*c nậG ng cú> ậ thiê9 t bi SIMẠTIC RTỦ3031C o Tộ9 i ựú cậ* c ự*ng dúng cliênt: cập nhật cậ* c nê8 n tậ> ng mơ*i nhậ9 t, thêm nhiê8 ú tì*nh nậG ng, cậ> i thiên cộdê, bộE súng chự*c nậG ng chộ bậ> n độ8 o Ạp dúng thộ9 ng vậ- ộ thực tê9 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trựơng Đì-nh Chậú, “ỌPC ỦẠ- Giậộ thự*c nê8 n tậ> ng chộ Indústriậl 4.0”, TP Hộ8 Chì* Minh, 2020 [2] ỌPCFộúndậtiộn, ỌPC ỦẠ Pậrt 3: Ạddrêss Spậcê Mộdêl, rêlêậsê 1.04, 2017 [3] ỌPCFộúndậtiộn, ỌPC ỦẠ Pậrt 1: Ọvêrviêw ậnd Cộncêpts, rêlêậsê 1.04, 2017 [4] ỌPCFộúndậtiộn, “Búild ỌPC ỦẠ.NỆT ậpplicậtiộns úsing NỆT StậndậrdLibrậry”, https://ộpcfộúndậtiộn.githúb.iộ/ỦẠ-.NỆTStậndậrd/ [5] Ọfficiậl ỌPC ỦẠ.NỆT Stậndậrd Stậck frộm thê ỌPC Fộúndậtiộn, https://ộpcfộúndậtiộn.githúb.iộ/ỦẠ-.NỆTStậndậrd/ [6] Siêmêns, “Mộnitộring ộf Rêmộtê Mêậsúrêmênt Pộints úsing ận RTỦ3041C”, 2021 [7] Mậpbộx, https://www.mậpbộx.cộm/ [8] Siêmêns, SITRẠNS LH300 Trậnsmittêr fộr hydrộstậtic lêvêl, 9/2016 [9] Gộộglê Clộúd Plậtfộrm, https://cộnsộlê.clộúd.gộộglê.cộm/gộộglê/mậpsậpis/ [10] Xậmậrin.Fộrms, https//dộcs.micrộsộft.cộm/ên-ús/xậmậrin/xậmậrinfộrms/ [11] ẠSP.NỆT, https://dộtnêt.micrộsộft.cộm/ậpps/ậspnêt/ [12] ẠSP.NỆT Wêb Fộrms, https://dộcs.micrộsộft.cộm/ên-ús/ậspnêt/wêbfộrms/ 81 ... NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG QUAN TRẮC SỬ DỤNG RTU3031C VÀ CÔNG NGHỆ OPC UA RESEARCH AND DEVELOPMENT OF APPLICATION FOR TELEMETRY SYSTEM USING RTU3031C AND OPC UA KỸ SƯ... luận văn: Nghiên cứu phát triển ứng dụng cho hệ thống quan trắc sử dụng RTU3031C công nghệ OPC UA Research and development of application for telemetry system using RTU3031C and OPC UA Nhóm Sinh... luận văn: Nghiên cứu phát triển ứng dụng cho hệ thống quan trắc sử dụng RTU3031C công nghệ OPC UA Research and development of application for telemetry system using RTU3031C and OPC UA Nhóm Sinh