Tóm tat: Dé tài trình bày một ứng dụng Scada giám sát điều khiển dựa trên cơso điện toán dam máy với dữ liệu tap trung, đồng bộ thông nhất với nhau.Phương pháp sử dụng công nghệ Web serv
Trang 1ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HO CHÍ MINHTRUONG DAI HOC BACH KHOA
HUYNH XUAN TIN
NGHIEN CUU VA PHAT TRIEN PHAN MEM SCADA
TREN CO SO DIEN TOAN DAM MAYChuyên ngành: KỸ THUAT DIEU KHIEN VA TỰ DONG HOAMã số: 605202216
LUẬN VÁN THẠC SĨ
TP HO CHÍ MINH- tháng 6 năm 2014
Trang 2CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA — ĐHQG — HCM
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn được sữa chữa (nêu có).
CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA
Trang 3ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc
TRƯƠNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học VIÊN: -cccc Ăn 335 xx2 MSHV: Ngày, tháng, năm sinh: (cv gi Nơi sinh: Chuyên ngành: _ - ng vn Mã số : I TÊN DE TÀI: - - SE 3E 5E 1 1118151511 1111111511 1111115111111 111 1e txrk.H NHIỆM VU VA NỘI DUNG:: - LG E1 1 1t v2 2 1 11 211g
Ill NGÀY GIAO NHIỆM VU : (Ghi theo trong QD giao đề tài) 5¿IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tài) V CÁN BO HƯỚNG DAN (Ghi rõ học ham, học vị, ho, tên): -5- c2 s5scs¿
Tp HCM, ngày thang năm 20
CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TRUONG KHOA (Ho tên và chữ ky)
Trang 4MỤC LỤC
IR©(9)89:i7310002025 101.1.Tính cấp thiết của để tài - + 5 S121 19 EE1E1215121 2111111111110 10
1.2.Pham vi nghiÊn CỨU - - - G G19 0 TH ng ng 111.3.Muc tiêu va nhiệm vụ của luận Van ccc ccc cee ceeeeeseessesseeseeseeseeseeeeeees II1.4.Phương pháp nghiên CỨU - - 1 111131910111 1999 11kg khe 11
1.5.Diém mới của luận Văn - St S 11111219111 1E SE Hee 121.6.Giá trị thực tiễn của luận văn ccesesssceececscescscsecssscsscscscessavscsseceees 12
2.KIEN TRÚC HE THONG VA CONG NGHỆ SU DỤNG 12
2.1.Giới thiệu kiến trúc hệ thong ¿2+ + ESEEEE2E2 SE EEEEEEEEEEErrrree 122.1.1.Thiết bi máy móc bên dưới hệ thống - + 22+ +£z+£zzz£cs2 12
2.1.2.Server trạm chủ trung tam - cks s92 HH re 13
2.1.3.Mạng truyền thông - ¿2E SE 2E 12 521212151221 21212111 2111111111 rre 13
2.1.4.Người vận hành - c9 ng ng nh 14
2.1.5.Đặc điểm và mô hình triển khai hệ thống - 2-2-5 +c+cz££s+s2 152.2.Sử dung công nghệ Web Service vào phát triển ứng dụng 182.2.1.Sự cần thiết của Web Service ác c1 TT TH Hư 182.2.2.Lý thuyết xây dựng một Web Service ccccccccecccscsessesescsssseseseseeseseeees 202.2.3.Thiết kế Web Service cho hệ thống + - 5+ 252 +z+£+£zezezzcce2 22
3.XÂY DUNG SCADA TREN CƠ SỞ ĐIỆN TOÁN DAM MÃẦY 26
3.1 Đặc điểm và chức năng của hệ thong SCADA dựa trên đám mây 263.2 Thiết kế ứng dụng thu thập dữ liệu 25-2 +E+x+£e£zzEzxeeersreee 273.2.1.Tìm hiều về giao thức modbus 2- 5 2 2+£+s+£z£E+x+zezsrezre 273.2.2.Tìm hiểu về cơ sở dit liệu SOL S€rV€r- c5 xxx £eeereeeree 28
3.2.3.Xây dụng UNG dụng - - - c1 SH ng nh 293.3.Xây dựng giao diện người dùng trên ASP.NE -ẶẶ 222 se 34
Trang 53.3.1.Khái niệm ASP.NEIT 5-5-5252 1 E2 192121571215 11211 2121212111111 e6 343.3.2.Xây dựng Webform giao diện người dùng - << css++ 34
3.4.Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống:: + 2 5 SE 2E+E£ESEE£EEEeErErErrrrerkee 47
sua .).) 485,KIẾT LUẬNN 2-5-6 5 5 9% ưu 9 cư Họ 09 9989590 49
5.1.Một số kết quả đạt ƯỢC - S211 HH HH ke 495.2.Hướng phát triển của dé tài - ¿5c 2< S13 E21 11151271 2121221 01111 te 49
Trang 6DANH MỤC CÁC HÌNHHình 2.1: Mô hình triển khai hệ thông ¿+ ¿2+2 2 E+E+E+E+E£EzEEEeEErkzsrsrxd 17
Hình 2.2: Tao một Web service trong Visual StudIO cccsssss+++ss+ 22Hình 2.3: Web Service và các dich VU CỦa TÓ ẶẶẶẶSSẰS ceeeseeeeeeeeeeaaes 25Hình 3.1: Giao diện ứng dụng thu thâp dữ liệu - 2-55 <<<c+<<<+s«2 30Hình 3.2: Dua iDriver.dll vào Ung dụng -<ccSSS++Ss se 3l
Hình 3.3: Cau trúc của file xml được thiết kẾ -c-c << << sec: 32
Hình 3.4: Đưa Web service vào Ứng dụng ccccs« 33Hình 3.5: Giao diện quan lý đăng nhập trên Webform 35
Hình 3.6: Biéu đồ quản trị người dùng - . - << << csse2 36Hình 3.7: Giao diện hiển thị trạng thái trên Webform - «<< s+s++2 38Hình 3.8: Đồ thị thời gian thực trên Webform -c-ssS*S vvvrreres 39
Hình 3.9: Giao diện báo cáo theo thời gian và fÊn - S2 ssevki 40
Hình 3.10: Kết quả báo cáo bằng EXcel 5-52 2222k 2EEeErrrkrkrree 42Hình 3.11: Giao diện của thiết lập các hệ sỐ - 2 2 2 2+2+22E+E+E+EzEzEeEeree 45Hình 3.12: Giao diện của phan quản lý tài khoản -. . << - <<: 46
Trang 7LỜI CÁM ƠNTrước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Tién Sĩ TrươngĐình Châu, ĐH Bách Khoa HCM, người đã định hướng và giúp đỡ em rấtnhiều trong quá trình thực hiện nghiên cứu của mình Bên cạnh đó em cũngsửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã chia sẽ những kinh nghiệm bốích với những khó khăn mà đề tài gặp phải.
Em hy vọng sẽ được nhận những lời bô ích trong quá trình học tập theo của
mình Chúc mọi người sức khỏe và thành công trong sự nghiệp.
Thân áiHuỳnh Xuân Tín
Trang 8LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan các kết quả được đưa ra trong luận văn đều dựa trên các
thử nghiệm chạy thử trong quá trình nghiên cứu của tôi Nội dung luận văn có
tham khảo và sử dụng một s6 thông tin, tài liệu từ các nguon sách, trên mạng cuanhững người đi trước có liên quan đến lĩnh vực này Những tài liệu liệt này kêtrong danh mục các tài liệu tham khảo Cuối cùng, tôi xin cam đoan chịu trách
nhiệm với những gì mình trình bày.
Người thực hiệnHuynh Xuân Tin
Trang 9Tóm tat: Dé tài trình bày một ứng dụng Scada giám sát điều khiển dựa trên cơ
so điện toán dam máy với dữ liệu tap trung, đồng bộ thông nhất với nhau.Phương pháp sử dụng công nghệ Web service dé phát triển, nó cung cấp các
dịch vụ cho ung dung và mang tính bao mát cho hệ cở sở dit liệu và cho người
sử dụng Đề tài đã thiết kế ứng dụng thu thập dữ liệu từ các trạm bên dưới,thông qua Web service gửi dit liệu lên Web server va Database server dé ngườidùng bên ngoài có thé thông qua trình duyệt Web browser tương tác với tram dữ
liệu bên dưới thông qua Internet một cách nhanh chóng, chính xác và tập trung.Abstract: The tread presents a Scada applicaiton controls monitoring based on
cloud computing with centralized data, sync consistent with one another Themethod uses Web service technology to develop, it provides applications andservices to bring sercurity for database systems and users The thread isdesigned to collect data form under stations, through Web service sends datas toWeb server and Database server for external users via a browser which caninteract with the Web browser client side data below through Internet quickly,accurately and focus.
Trang 101.GIỚI THIỆU
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩatruyền thống là một hệ thong điều khiến giám sát va thu thập dữ liệu Nhằm hỗtrợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.Tuy nhiên, trong thựctế có một số hệ thống vẫn thường được gọi là Scada mặc dù những hệ thống naychỉ thực hiện duy nhất một chức năng là thu thập dữ liệu Hệ thống Scada là kếtquả của sự kết hợp chặt chẽ giữa công nghệ thông tin và công nghệ tự động hóa.1.1.Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gân đây, với sự phát triển mạnh mẽ cùng với xu hướng
hội tụ của Scada và công nghệ thông tin, mô hình quản lý giám sát dữ liệu của
các đơn vị Scada bên dưới theo xu hướng phân tán truyền thống chưa đáp ứngđược nhu cau quản lý và những thay đổi ngày càng đa dang và phức tạp của quytrình Scada; đồng thời những thay đổi của quy trình quản lý tập hợp dữ liệu tạicác máy bên dưới dẫn đến các nguôn dữ liệu phân tán đó không có sự đồng nhất
gây khó khăn cho quá trình giám sát cũng như báo cáo làm giám tính chính xác
của công tác phân tích tong hợp Do dé, việc nghiên cứu thiết kế và phát triển hệthống quan ly dữ liệu tập trung trên nền điện toán đám mây là một van dé đangđược quan tâm Bài luận “nghiên cứu va phát triển Scada trên cơ sở điện toánđám mây” giới thiệu kiến trúc hệ thống, mô hình triển khai cũng như hướng pháttriển mở rộng của hệ thống Scada nhằm phục vụ tốt hơn cho việc nâng cao hiệuquả quản lý theo thời gian thực, chính xác nhất và tập trung nhất; với mongmuốn phục vụ tốt hơn cho việc nâng cao hiệu quả cũng như đơn giản hóa vàđồng nhất các nguồn dữ liệu, đám báo tính chính xác của việc phân tích tong hợp
dữ liệu.
Trang 111.2.Phạm vi nghiên cứu
Đề tài đã được dựa vào lý thuyết cũng như nhu cau thực tế của các côngty, nhà máy can theo dõi, giám sát tập trung các dữ liệu thực của các phânxưởng, các chỉ nhánh nam rải rác Đề tài sẽ mô phỏng việc thu thập các số liệucơ bản của bệnh viện, chung cư và nhà may; từ đó đưa ra giải pháp phần mềm vàcác đặc tính khi xây dựng trong hệ thống Scada
1.3.Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn
Luận văn sẽ hoàn thành giải pháp Scada theo hướng tập trung dựa trên cơsở điện toán đám mây, đê tài sẽ thực hiện các nhiệm vụ như sau:
e Nghiên cứu, xây dựng phan mềm thu thập dữ liệu từ các thiết bị bên
dưới đưa lên trạm chủ trung tâm.
e Nghiên cứu va phân tích dịch vụ Web được sử dụng trao đổi dữ liệu
thông qua mạng Internet.e Nghiên cứu, xây dựng giao diện người dùng Webform tiện ich cho
việc tương tác từ xa qua mạng Internet với thiết bị bên dưới
1.4.Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tiếp cận đa môi trường, với việc tham khảo tất cả cácphương pháp hiện có qua các công trình nghiên cứu khoa học để chọn ra giảipháp áp dung tốt nhất với môi trường phát triển Khi phát triển phần mềm cácthuật toán sẽ được thí nghiệm trên máy tính nhiều lần dé tạo sự 6n định của hệthống khi hoạt động liên tục
Trang 121.5.Diém mới của luận van
Luận văn đã cung câp giải pháp cho việc giám sát dữ liệu theo hướng tậptrung, nâng cao hiệu quả cũng như đơn giản hóa các nguôn dữ liệu, tránh phân
tán mà tập trung phân tích, tong hợp từ nhiều nguồn khác nhau.1.6.Giá trị thực tiễn của luận văn
Với phương pháp Scada theo hướng tập trung trên cơ sở điện toán đám
mây trong luận văn này, nó có áp dung rat lớn cho các nha máy với nhiễu thiết bitự động hóa cần điều khiến, các thông số hoạt động của các van, các cảm biếncần được giám sát thường xuyên ở các vị trí xa so với trung tâm; cũng như việctống hợp báo cáo thông số kỹ thuật hay các sự cô một cách day đủ và bao quátnhất
2.KIÊN TRÚC HE THONG VÀ CÔNG NGHỆ SỬ DUNG
2.1.Giới thiệu kiến trúc hệ thong2.1.1.Thiết bị máy móc bên dưới hệ thong
Hệ thông gồm một Server riêng đặt tại công ty, nhà máy hay tai nhà cungcấp Server tùy theo nhu cau người sử dụng Server này cung cap Driver dé giaotiếp với các thiết bị bên dưới gồm vi xử lý, các PLC, các máy giám sát điện nayPower Meter bang cac chuan giao tiép Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus,GSM / GPS Thiết bi đầu cuối hiện trường (RTU) thực hiện chức năng giaotiếp giữa hệ SCADA và quá trình cần giám sát vận hành thông qua các cảm biếnvà cơ cầu chấp hành RTU có thê là một hệ vi xử lý được thiết kế riêng cho mụcđích, yêu cầu của hệ SCADA nói chung nhưng cũng có thể sử dụng các PLChoặc các Controller Trong các hệ thống điều khiến giám sát tích hợp vai trò củaRTU sẽ được các PLC hoặc Controller đảm nhiệm Ở đây dữ liệu quá trình thuthập được ngoài việc sử dụng cho các ứng dụng điều khiến logic và điều khiếnđiều chỉnh còn được sử dụng dé giám sát, vận hành
Trang 13Sử dụng Modbus cho điều khiến và tự động hóa quá trình Modbus là mộtprotocol phô biến bậc nhất được sử dụng hiện nay cho nhiều mục đích Nó đơngiản, rẻ, phố biến và dễ sử dụng Một ưu điểm của Modbus là nó có thể chạy hầunhư trên tat cả các phương tiện truyền thong, trong đó có cong kết nỗi dây xoắn,
không dây, sợi quang, Ethernet, modem điện thoại, điện thoại di động và vi sóng.
e Modbus RTU, dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân và chỉ cần mộtbyte truyền thông cho một byte dữ liệu Đây là thiết bị lí tưởng đốivới RS232 hay mạng RS485 đa điểm Nó là protocol công nghiệpđược sử dụng rộng rãi nhất
® Modbus TCP đơn giản là Modbus qua Ethernet Thay vì sử dụng
thiết bị này cho việc kết nối với các thiết bị khác thì các địa chỉ IP
được sử dụng Với Modbus TCP, dữ liệu Modbus được tóm gonđơn giản trong một gói TCP/IP.
2.1.2.Server trạm chủ trung tam
Tram chủ trung tâm thực hiện chức năng giao tiếp giữa người vận hành vàhệ SCADA Nó thực hiện việc nhận dữ liệu từ Modbus hay GSM, hiển thị các dữliệu này và nhận các lệnh vận hành từ người vận hành rồi chuyền tới thiết bị bên
dười qua Modbus Ngoài chức năng cơ bản này, trạm Server hiện đại còn thực
hiện các chức năng liên quan tới quản ly, bảo trì và tối ưu hóa quá trình như thiếtlập truyền thông liên kết truyền thông, chuẩn đoán tối ưu hóa hoạt động của hệthống Trong các hệ SCADA hiện đại trạm chủ trung tâm thường bao gồm mộthoặc nhiều máy trạm, máy chủ được nối mạng với nhau và phối hợp với nhau để
thực hiện các chức năng, nhiệm vụ của trạm trung tâm.
2.1.3.Mang truyền thông
Truyền thông (communication) là quá trình chia sé thông tin, nó là mộtkiểu tương tác xã hội trong đó ít nhất có hai tác nhân tương tác lẫn nhau, chia sẻ
Trang 14các qui tắc và tín hiệu chung Trong quá trình truyền thông, ở dạng đơn giản,thông tin được truyền từ người gửi tới người nhận; ở dạng phức tạp, các thôngtin trao đối liên kết người gửi và người nhận Mạng truyền thông dùng sử dụngđể kết nói và trao đổi dữ liệu giữa các Modbus và trung tâm Server, giữa Servervới thiết bị bên ngoài Internet.
Mạng truyền thông Modbus là một trong những phương tiện được sử dụngrong rãi nhất trong việc kết nối các thiết bị điện tử trong các ứng dụng côngnghiệp (industrial) Tính đơn giản cũng khiến modbus trở thành công cụ hữudụng Modbus bao gồm một cấu trúc thông điệp được thiết kế dé thiết lập giaotiếp chính phụ (master-slave), chủ khách (master-client) giữa một phạm vi rộngcác thiết bị thông minh Nó hỗ trợ các giao thức tuần tự và mạng Internet Nóthực sự là một tiêu chuẩn mở và là một trong những giao thức được sử dụng rộngrãi nhất trong môi trường sản xuất công nghiệp Sử dụng giao thức cũng như cấpchứng nhận (licensing) là hoàn toàn miễn phi
Internet vừa là một phương tiện truyền thông, vừa là một hình thức truyềnthông Cái mới và độc đáo của phương tiện truyền thông này là bản thân nó cóthể tích hợp ba chức năng truyền thông, tùy vào mục đích của người sử dụng,điều mà các phương tiện truyền thông trước nó (như báo in, phát thanh, truyềnhình) hầu như không làm được Internet có khả năng làm chức năng phương tiệntruyền thông cá nhân, mà biểu hiện tiêu biéu là thư điện tử (e-mail), điện thoại
internet, website, Internet có chức năng tạo môi trường liên lạc tuyệt vời và rẻtiên cho các cá nhân hay tô chức.
2.1.4.Người vận hành
Trong một ứng dụng SCADA bao giờ cũng có người vận hành do vậy việc thiếtkế và xây dựng một hệ SCADA ngoài các yếu tố về chuyên môn cũng cần phải lưu ýtới vân đê này.
Trang 152.1.5.Đặc điểm và mô hình triển khai hệ thống
Hệ thống Scada được xây dung theo hướng tập trung trên nền điện toánđám mây Điện toán đám mây là các phát triển dựa vào mạng Internet sử dụngcác công nghệ máy tính Đây là một kiểu điện toán trong đó những tài nguyêntính toán và lưu trữ được cung cấp như những dịch vụ trên mạng Người dùngkhông cân biết hay có kinh nghiệm điều khiến và vận hành những công nghệnày Trên thực tế, việc triển khai cơ sở hạ tầng cho điện toán đám mây dựa trêncác đặc điểm của hiện toán lưới, điện toán theo nhu câu và điện toán tự trị Điệntoán đám mây có thé được xem như là giai đoạn tự nhiên tiếp theo từ mô hìnhđiện toán lưới Dé hiệu các thức hoạt động của đám mây tưởng tượng rang đámmây bao gồm 2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end
Lớp ront-end là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thựchiện thông qua giao diện người dùng Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực
tuyến, họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp ront-end, và các phanmềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nam ở “đám mây” Lớp Back-end bao gômcác cấu trức phan cứng và phần mém dé cung cấp giao diện cho lớp ront-end va
được người dùng tác động thông qua giao diện đó Bởi vì các máy tính trên “đám
mây” được thiết lập để hoạt động cùng nhau, do vậy các ứng dụng có thé sửdụng toàn bộ sức mạnh của các máy tính để có thê đạt được hiệu suất cao nhất.Điện toán đám mây cũng đám ứng đây đủ tính linh hoạt cho người dùng Tuythuộc vào nhu cau, người dùng có thé tăng thêm tài nguyên mà các đám mây cansử dụng để đáp ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứngnhư sử dụng máy tinh cá nhân Ngoài ra, với điện toán đám mây, van dé hạn chếcủa hệ điều hành khi sử dụng các ứng dụng không còn bị ràng buộc, như cách sử
dụng máy tính thông thường.
Trang 16Điện toán đám mây có những đặc điểm chính sau đây:e Tránh phí ton cho khách hàng.
e Độc lập thiết bị và vị trí: cho phép khách hàng truy cập hệ thống từ bất kỳnơi nào hoặc băng bất kỳ thiết bị gì
eNhiéu người sử dụng: giúp chia sẻ tài nguyên va giá thành, cho phép tậptrung hóa cơ sở ha tang, tận dụng hiệu qua các hệ thống
e Phân phối theo nhu cầu sử dụngeQuan lý được hiệu suất
® [1n cậyeKha nang mở rộng.eC ải thiện tài nguyên.e Khả năng duy trì.
Trang 17Nhi đô Đô ẩm Sôđiện Sô nước Nhập vào Xuat ra
Hình 2.1 Mô hình triển khai hệ thôngMô hình triển khai hệ thong gồm Web Server, Database Server, Web Browser va
Application Desktop.
e Web Server: đóng vai trò la máy chu ứng dung tập trung cho phépcác khách hang bên dưới truy cập vào khai thác chức nang cua hệ
thống
e Database Server: hệ cơ sở dir liệu của hệ thông được giao tiêp với
Web Server bằng các đối tượng của Net
Trang 18e Web Browser: đây là giao diện sử dụng của người khi có các yêu
cau từ khách hang, do hệ thống được xây dựng trên nên tảngWebform nên khi cần sử dụng các trình duyệt web và có kết nối đếnmáy chủ Web Server dé kết nối với hệ thống
e© Application Desktop: phần mém cài đặt bên dưới để thu thập dữliệu từ các thiết bị thông qua kết nối modbus và gửi lên Web Serverbằng Web Service
Hệ thống Scada này có thé triển khai áp dụng cho nhiều khách hang tại cùng mộtthời điểm Việc kết xuất báo cáo cũng như phân tích, đánh giá các số liệu của cácscada bên dưới được thực hiện dễ dàng
2.2.Sử dụng công nghệ Web Service vào phát triển ứng dung
2.2.1.Sự cần thiết của Web Service
Có nhiều giải pháp khác nhau để đáp ứng các yêu câu của đề tài nhưngWeb Service hội đủ các khả năng đáp ứng yêu cầu và có nhiều ưu điểm hơn.Web Service được coi là một công nghệ mang đến cuộc cách mạng trong cách
thức hoạt động của các dịch vụ B2B (Business to Business) và B2C (Business to
Customer) Hiện nay, Web Service dang rất phát triển và có nhiều ứng dụng Giátri cơ ban của dich vụ Web dựa trên việc cung cấp các phương thức theo chuẩntrong việc truy nhập đối với hệ thống đóng gói và hệ thống kế thừa Các phầnmềm này được viết bởi những ngôn ngữ lập trình khác nhau và chạy trên nhữngnên tảng khác nhau có thé sử dụng dịch vụ Web dé chuyền đổi dữ liệu thông quamạng Internet theo cách giao tiếp tương tự bên trong một máy tính Tuy nhiên,công nghệ xây dựng Web Service không nhất thiết phải là các công nghệ mới, nó
Trang 19có thê kết hợp với các công nghệ đã có như XML, SOAP, WSDL, UDDI, WebService có thé được coi là thế hệ kế tiếp của các dịch vụ phân tán trên mạng nhưDCOM, CORBA, RMI, nhưng không giống như các dịch vụ phân tán trướcđó, Web Service có thé được gọi bất kỳ ở đâu và trên bất kỳ nên tang nao Vớisự phát triển và lớn mạng của Internet, Web Service thật sự là một công nghệđáng được quan tâm để giảm chỉ phí và độ phức tạp trong tích hợp và phát triểnhệ thống.
Dịch vụ Web cho phép client và server tương tác được với nhau ngay catrong những môi trường khác nhau Ví dụ, đặt Web server trên một máy chủ
chạy hệ điều hành Linux trong khi người dùng sử dụng máy tính chạy hệ điềuhành Windows, ứng dụng vẫn có thể chạy và xử lý bình thường mà không cầnthêm yêu câu đặc biệt để tương thích giữa hai hệ điều hành.Các ứng dụng có tíchhợp dịch vụ Web đã không còn là xa lạ, đặc biệt trong điều kiện thương mại điệntử đang bùng no và phát triển không ngừng cùng với sự lớn mạnh của Internet.Bất kì một lĩnh vực nào trong cuộc sống cũng có thê tích hợp với dịch vụ Web,
đây là cach thức kinh doanh và làm việc có hiệu qua bởi thời đại ngày nay là thời
đại của truyền thông và trao đổi thông tin qua mạng Do vậy, việc phát triển vatích hợp các ứng dụng với dịch vụ Web dang được quan tâm phát trién rất lớn
Những ưu điểm của dịch vụ Web là cung cấp khả năng hoạt động rộng lớnvới các ứng dụng phần mềm khác nhau chạy trên những nên tảng khác nhau Sửdụng các giao thức và chuẩn mở, giao thức và định dạng dữ liệu dựa trên vănbản (text), giúp các lập trình viên dễ dàng hiểu được Nâng cao khả năng tái sửdụng Thúc day dau tư các hệ thống phần mềm đã tôn tại băng cách cho phép cáctiến trình/chức năng nghiệp vụ (hàm) đóng gói trong giao diện dịch vụ Web
Trang 20Tạo mối quan hệ tương tác lẫn nhau và mềm dẻo giữa các thành phân trong hệthống, dé dang cho việc phát triển các ứng dung phân tán Thúc day hệ thốngtích hợp, giảm sự phức tạp của hệ thống, hạ giá thành hoạt động phát triển hệthống nhanh và tương tác hiệu quả với hệ thống của các doanh nghiệp khác.2.2.2.Lý thuyết xây dựng một Web Service
Có 4 giai đoạn chính dé xây dựng một dịch vu Web là xây dung, triên trai, tiễn
hành và quản lý, trong đó:
e Giai đoạn xây dựng bao gồm phát triển và chạy thử ứng dung dich
vụ Web, xây dựng các chức nang và định nghĩa dịch vu Có hai
cách khác nhau để tiễn hành trong giai đoạn này, đó là
Red-path-solod và Blue-path-dashed Với Red-path-Red-path-solod, chúng ta sẽ xây
dựng một dịch vụ Web mới từ trạng thái ban đầu hoặc với một dịchvụ đã có sẵn Từ đó, xây dựng định nghĩa service (WSDL) với cácđối tượng, hàm chức năng mà chúng ta mong muốn Nếu theo cáchBlue-path-dashed, dịch vụ Web sẽ được xây dựng từ đầu hoặc từ
một định nghĩa dịch vụ WSDL Sử dụng WSDL này, xây dựng hoặc
sửa đôi lại mã dé thực hiện các yêu cầu mong muốn trong dịch vụ
Web.
¢ Giai đoạn triển khai: công bố định nghĩa dịch vụ xây dung WSDLvà triển khai mã thực thi của dịch vụ Web Triển khai dịch vụ Webtới một ứng dụng phía server, sau đó sẽ công bố dịch vụ Web trênmang Internet dé các client có thé nhìn thay Sử dụng UDDI registry
dé công bô lên mạng.
Trang 21e_ Giai đoạn tiễn hành: tìm kiếm và gọi thực thi dich vụ Web bởinhững người dùng muốn sử dụng dịch vụ.
e Quản lý: Quản lý và quan trị dịch vụ, duy tri sự ôn định của dịch vụ,cập nhật thông tin mới, sửa lỗi khi nó xảy ra
Dé xây dựng một dịch vụ Web, chung ta cần hiểu được những việc phải làm vànên bắt đầu từ đâu Có 3 cách tiếp cận chủ yếu để xây dựng nên một dịch vụWeb, có thé từ một ứng dụng đã có (bottom-up); từ một định nghĩa dịch vu,WSDL để phát sinh một ứng dụng mới (top-down) hoặc có thể từ một nhóm cácdịch vụ Web hiện có, kết hợp lại với nhau để tạo nên các chức năng mới hoặcmở rộng thêm chức năng Những hướng tiếp cận này dựa trên những gì màchúng ta đã có, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống, trong đó tối đa việc sử dụnglại các chức nang, các thành phần, môđun đã được xây dựng
Qui trình xây dựng một dịch vụ Web bao 26m các bước sau:
e Dinh nghĩa và xây dựng các chức năng, các dịch vụ mà dịch vụ sẽ
cung cấp (sử dụng ngôn ngữ Java chang hạn)
e Tạo WSDL cho dịch vu.e Xay dung SOAP server.
e Đăng ký WSDL với UDDI registry dé cho phép các client có thétim thay va truy xuat
¢ Client nhận file WSDL va từ đó xây dung SOAP client để có thé kếtnối với SOAP Server
e Xây dựng ứng dung phía client và sau đó gọi thực hiện dich vu
thông qua việc kết nối tới SOAP Server
Trang 22Lựa chọn một ngôn ngữ, xây dung các tiến trình nghiệp vu và chúng ta bat dautạo nên một dịch vụ Web như ý muốn Sau đó là cung cấp dịch vụ Web này trên
Internet.
2.2.3.Thiết kế Web Service cho hệ thongTrong dé tài này thì Web Service được viết trên nên tảng Net Framework củaMicrosoft, sử dụng công cu Visual Studio 2010 dé thiết kế
& New Item - Cloud
Installed Templates Sort by: | Default >| HF Search Installed Templates 2 |
Code s1) Browser File Visual C= ee ee
D A visually designed class for creating a
Hình 2.2 Tạo một Web service trong Visual Studio.
Sau khi tao mới thành công, với mỗi phương thức ta phải khai báo thuộc tinh[WebMethod | dé chỉ ra đây là phương thức được sử dụng cho dịch vụ Web Mã
của tập tin dịch vụ sẽ như sau.
Trang 23Luân văn thac si
5Ề
›
V = cmd_countconn.Open()
adp.SelectCommand.ExecuteNonQuery()conn.Close()
Fa§
23
Trang 24Luân văn thac si
}
Hai phương thức Insert và Update sẽ được g`ˆ^ap nhập dữ
; lệu mới va catao dữ |
dữ liệu t
Lá
9
Dé laythuc.
°
VList = myList
24
Trang 25public List<string> GetVLIstQ
{
return _V List;
}
Sau khi tạo các phương thức cho dịch vụ Web thành công, ta chạy thử trên máy
và thu được kết quả thành công
® GetList® GetVList® GetValue® Insert® SetList® SetVList® SetValue® StringConnection® Update
This web service is using http://tempuri.org/ as its default namespace.Recommendation: Change the default namespace before the XML Web service is made public.
Hình 2.3 Web Service và các dịch vu của nó.
Trang 263.XÂY DUNG SCADA TREN CƠ SỞ ĐIỆN TOÁN DAM MAY3.1 Đặc điểm và chức năng của hệ thống SCADA dựa trên đám mây
Đặc điểm của hệ thống nay là hệ thống có cau trúc tập trung, mọi thông tin dữ
liệu được tập trung trên đám mây nhưng việc truy cập được phân tán, dữ liệu
được giám sát và điều khiển mọi lúc mọi nơi thông qua máy tinh bang, di động
hay Desktop.
Chức năng chính của hệ thống SCADA dựa trên đám mây là:
e Dé liệu cập nhật theo thời gian thực làm giảm quá trình thu thập dữ
liệu và cải thiện thời gian phản ứng dé cảnh báo và báo động
e Truy cập dữ liệu di động thông qua máy tính, điện thoại hoặc maytính bảng.
e An ninh bang cách làm việc với các tiêu chuẩn công nghiệp và tiệních cao nhất
e Khả nang mở rộng cao.
e Điều khiến tự động các thiết bị, giám sát liên tục trạng thái hoạtdong, qui trình sản xuất tat cả máy móc tại hiện trường thông qua
Internet.
e Thu thập và lưu trữ các thông số thiết bị, thông báo thông tin day đủ
về lỗi và trạng thái làm việc một cách nhanh nhất bằng Internet
e©_ Báo cáo, thông kê, in ấn những thông tin phục vụ quản lý và điều
hành từ xa.
e Điều khiến thiết bị từ xa qua Internet