Luạn văn nghiên cứu scaza và HIM

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ SCADA VÀ HMI I.Khái niệm về SCADA và HMI Thò trường tiêu thụ hàng hoá luôn đòi hỏi không ngừng nâng cao chất lượng, giảm giá thành, đổi mới kết cấu, mẫu mã sản phẩm. Nhu cầu đó đặt ra yêu cầu tìm kiếm một phương thức sản xuất mới để tạo nên các dây chuyền sản xuất tự động cho phép nhanh chóng thay đổi mẫu mã, loại sản phẩm. Dây chuyền tự động “cứng” gồm nhiều thiết bò tự động chuyên dùng đòi hỏi vốn đầu tư lớn, nhiều thời gian để thiết kế và chế tạo, trong lúc quy trình công nghệ luôn cải tiến, nhu cầu đối với chất lượng và quy cách của sản phẩm luôn thay đổi. Bởi vậy nhu cầu mền hoá hay linh hoạt dây chuyền sản xuất ngày càng tăng. Các dây chuyền sản xuất có khả năng thay đổi nhanh chóng lại không tốn nhiều công suất để chuyển sang sản xuất sản phẩm mới, sang một quy trình công nghệ mới. Để đáp ứng được nhu cầu trên, yêu cầu phải có một hệ thống sản xuất mới. Hệ thống sản xuất tự động linh hoạt hay gọi tắt là hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) áp dụng thành tựu khoa học và kỹ thuật về tin học, kỹ thuật điều khiển số, điều khiển người máy. Đặt biệt là mô hình sản xuất tự động Workcell –tế bào sản xuất tự động –là đơn vò cơ bản có khả năng làm việc độc lập hoàn toàn với các bộ phận khác trong nhà máy, nó đảm đương việc thực hiện hoàn tất một công đoạn trong quy trình sản xuất. Một workcell hiện đại còn có thể biến đổi chức năng làm việc để phù hợp với nhu cầu mới cũng như kết nối với các workcell khác để tạo nên dây chuyền sản xuất linh hoạt. Dây chuyền công nghiệp dùng người máy được điều khiển bằng máy tính điện tử cùng với các thiết bò gia công điều khiển số dạng NC và CNC tạo ra khả năng dễ dàng thay đổi quy trình làm việc, sự thuyên chuyển công việc có thể thực hiện chủ yếu chỉ bằng sự thay đổi chương trình cho máy tính . Các thiết bò này thay thế dần các máy tự động “cứng” .Hệ thống sản xuất linh hoạt bao gồm nhiều vấn đề phức tạp như: cấu trúc tổ chức, quản lý các phần tử cơ bản trong hệ thống đến việc đánh giá lợi ích, các vấn đề xã hội mà hệ thống sản xuất gây ra. Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là một phương thức tiên tiến điều khiển hệ thống sản xuất tự động trong công nghiệp và phương thức điều khiển SCADA có thể được ứng dụng vào việc giám sát và điều khiển tế bào sản xuất workcell. Vậy ta sẽ giới thiệu sơ lược về hệ thống SCADA Hệ SCADA ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 1 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Giống như nhiều từ viết tắt có tính truyền thống khác, khái niệm SCADA ( Supervisory Control And Acquisition) cũng được hiểu với những ý nghóa khác nhau, tuỳ theo lónh vực ứng dụng và theo thời gian. Có thể, khi nói tới SCADA người ta chỉ liên tưởng tới một hệ thống mạng và thiết bò có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về một khu trung tâm để xử lý. Các hệ thống ứng dụng trong công nghiệp khai thác dầu khí và phân phối năng lượng là những ví dụ tiêu biểu. Theo cách hiểu này, vấn đề truyền thông được đặt lên hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, các khái niệm SCADA và “None-SCADA “ lại được dùng để phân biệt các giải pháp điều khiển giám sát dùng công cụ phần mềm chuyên dụng (ví dụ FIX, InTouch, WinCC, Lookout,…) hay phần mềm phổ thông (Acess, Excel, Visual Basic, Delphi, Jbuilder,…). Ở đây, công nghệ phần mềm là vấn đề quan tâm chủ yếu Nói một cách tổng quát, một hệ SCADA không có gì khác là một hệ thống điều khiển giám sát, tức là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển thông thường. Đương nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa cần phải có một hệ thống truy cập ( không chỉ thu thập! ) và truyền tải dữ liệu, cũng như cần phải có giao diện người -máy (Human - Machine Interface, HMI). Tuỳ theo trọng tâm của nhiệm vụ mà người ta có những cách nhìn khác nhau. Tuy nhiên một hệ SCADA thường phải có đủ những thành phần sau đây : +Giao diện người – máy (sơ đồ công nghệ, đồ thò, phím thao tác,…) +Cơ sở hạ tầng truyền thông công nghiệp +Phần mềm kết nối với các nguồn dữ liệu (drivers cho các PLC, các module vào/ra , cho các hệ thống bus trường +Cơ sở dữ liệu quá trình +Các chức năng hỗ trợ trao đổi tin tức(Messaging ) và xử lý sự cố (Alarm). Hỗ trợ lập báo cáo (Reporting) Hay nói một cách tổng quát hơn, hệ SCADA bao gồm các thành phần chính như sau: +Trạm điều khiển trung tâm (Master Station ): Có nhiệm vụ thu thập, lưu trữ, xử lý số liệu và đưa ra các lệnh điều khiển xuống các trạm cơ sở +Hệ thống trạm cơ sở (Operation Station ): là các trạm được đặt tại hiện trường có nhiệm vụ thu thập, xử lý số liệu trong một phạm vi nhất đònh và gửi các số liệu về trạm trung tâm đồng thời thực hiện các lệnh điều khiển từ trạm trung tâm SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 2 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành +Mạng lưới truyền tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và truyền thông công nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa trạm điều khiển trung tâm và các trạm cơ sở Như ta thấy, HMI là một thành phần trong hệ SCADA, tuy nhiên không phải chỉ ở cấp điều khiển giám sát, mà ngay ở các cấp thấp hơn người ta cũng cần giao diện người –máy phục vụ việc quan sát và thao tác vận hành cục bộ. Vì lý do giá thành, đặc tính kỹ thuật cũng như phạm vi chức năng, ở các cấp gần với quá trình kỹ thuật này các OP (Operator Panel) chuyên dụng chiếm vai trò quan trọng hơn Sự tiến bộ trong công nghệ phần mềm và kỹ thuật máy tính PC, đặc biệt là sự chiếm lónh thò trường của hệ điều hành Windows NT cùng với các công nghệ của Microsoft đã thúc đẩy sự phát triển của các công cụ tạo dựng phần mềm SCADA theo một hướng mới, sử dụng PC và Windows NT làm nền phát triển và cài đặt. Từ phạm vi chức năng thuần tuý là thu thập dữ liệu cho việc quan sát, theo dõi quá trình, một hệ SCADA ngày nay có thể đảm nhiệm vai trò điều khiển cao cấp, điều khiển phối hợp. Phương pháp điều khiển theo mẻ, điều khiển theo công thức (batch control, recipe control) là những ví dụ tiêu biểu. Hơn thế nữa, khả năng tích hợp hệ thống điều khiển giám sát với các ứng dụng khác nhau trong một hệ thống thông tin, các phần mềm quản lý, tối ưu hoá hệ thống, của toàn công ty cũng trở nên dễ dàng hơn. Trong giải pháp điều khiển phân tán, hệ thống truyền thông ở cấp dưới (bus trường, bus chấp hành – cảm biến) đã có sẵn. Nếu như mạng máy tính của một công ty cũng đã được trang bò (chủ yếu dùng Ethernet),thì cơ sở hạ tầng cho việc truyền thông không còn là vấn đề lớn phải giải quyết. Chính vì vậy, trọng tâm của việc xây dựng các giải pháp SCADA trong thời điểm hiện nay là vấn đề lựa chọn công cụ phần mềm thiết kế giao diện và tích hợp hệ thống. II.Nguyên tắc hoạt động của hệ thống SCADA Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiện từ các cơ cấu cảm biến được gắn trên các thiết bò công tác hoặc trên dây truyền sản xuất gửi về cho máy tính (thực hiện phần thu nhận dữ liệu ) . Máy tính xử lý, kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đã được cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng thời, máy tính sẽ hiển thò lại những thông tin kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống và phát ra tín hiệu điều khiển đến máy SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành công tác tạo nên vòng tín hiệu kín (thực hiện chức năng giám sát và điều khiển) Việc điều khiển giám sát ở đây bao hàm hai ý nghóa : +Con người theo dõi và điều khiển +Máy tính giám sát và điều khiển Đối với các hệ thống sản xuất tự động trước đây, việc kiểm tra giám sát hoàn toàn do con người đảm trách. So với máy tính, tốc độ xử lý tính toán của con người rất chậm và dễ nhầm lẫn .Việc tính toán điều khiển của máy tính sẽ tránh được những hậu quả trên. Những sai sót nhỏ, đơn giản thường xuyên gặp phải sẽ được máy tính giám sát và xử lý theo chương trình được đặt sẵn. Đối với những sự cố lớn máy tính sẽ báo cho người theo dõi biết và tạm dừng hoạt động của hệ thống để chờ quyết đònh của người điều hành. Vì vậy, bên cạnh khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một chương trình đònh trước, hệ SCADA còn cho phép người vận hành quan sát được trạng thái làm việc của từng thiết bò tại các trạm cơ sở, đưa ra các cảnh báo, báo động khi hệ thống có sự cố và thực hiện các lệnh điều khiển can thiệp vào hoạt động của hệ thống khi có tình huống bất thường hay có sự cố III.Chức năng và nhiệm vụ cơ bản của hệ thống SCADA: 1.Giám sát và phân tích hoạt động sản xuất: Ngay khi nhận biết được những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ phận cảm biến gửi về, máy tính sẽ phân tích những tín hiệu đó và so sánh với những tín hiệu chuẩn, với những tín hiệu yêu cầu từ các tập tin về cấu hình hoạt động của hệ thống sản xuất, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm, quy trình sản xuất, các thông số công nghệ của các máy công tác(dữ liệu tham khảo). Nhờ các bộ phận cảm biến, các thiết bò đo lường mà trong quá trình sản xuất luôn thông báo cho người giám sát biết được các thông tin về tiến trình hoạt động sản xuất, các thông số kỹ thuật ,số lượng sản phẩm Việc giám sát ở đây bao hàm hai ý nghóa: +Máy tính giám sát +Con người giám sát Việc theo dõi giám sát chủ yếu là do máy tính, con người chỉ đóng vai trò phụ, chuyên theo dõi những biến cố lớn nguy hiểm đến hệ thống sản xuất. Những trục trặc nhỏ hay những sai lệch thường xuyên gặp phải sẽ được máy tính sửa chữa theo chương trình được cài sẵn SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành 2.Hoạt động theo chương trình điều khiển Ngoài các chức năng truyền thống là so sánh để điều khiển cơ cấu tác động, ta còn có thể cho hệ thống hoạt động theo một chương trình đã lập từ trước. Nhờ có bộ vi xử lý ta có thể lập trình cho hệ thống hoạt động theo những chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu hoạt động theo chương trình Việc thay đổi chu trình hoạt động của máy tính hay thay đổi kích thước mẫu mã sản phẩm chỉ là việc thay đổi chương trình. Mẫu mã, kích thước được vẽ trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng (Cimatron, Pro Engineer ) rồi máy tính sẽ dòch lại theo mã máy để cho các máy điều khiển số (NC,CNC) hiểu được. 3.Kiểm tra và đảm bảo chất lượng Nhờ các thiết bò cảm ứng, các thiết bò đo lường được gắn trên máy mà ta có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm ngay từ nguyên nhân hỏng, nhờ đó mà chất lượng sản xuất được nâng cao và giảm bớt chi phí sản xuất; kòp thời phát hiện, báo động những biến cố xảy ra 4.Quản lý quá trình sản xuất Các thông tin về hệ thống sản xuất đều được truyền về cho máy tính giám sát và thống kê, tổng kết quá trình sản xuất: số lượng sản phẩm, số lượng nguyên vật liệu còn tồn trữ, giúp người quản lý ra quyết đònh. Đặt biệt là khả năng liên kết động (DDE-Dynamic Data Exchange) cho phép các thông tin trên được kết nối, trao đổi cơ sở dữ liệu với các hệ thống SCADA tương tự khác trên một mạng TCP/IP (Transfer Control Protocol/Intenet Protocol)-một tập tiêu chuẩn (các giao thức) dùng cho quá trình phát truyền và sửa lỗi đối với các dữ liệu, cho phép máy tính được ghép mạng Internet sang máy tính khác). Điều này cho phép các hệ thống có thể truy xuất dữ liệu cũng như xuất ra tín hiệu điều khiển lẫn nhau. Hệ thống SCADA còn có khả năng liên kết với các hệ thống thương mại có cấp độ cao hơn, cho phép đọc /viết theo cơ sở dữ liệu chuẩn ODBC như Oracle , Access , Microsoft SQL… IV. Phân loại hệ thống SCADA Có nhiều loại hệ thống SCADA khác nhau nhưng trên cơ bản chúng được chia làm 4 nhóm với những tính năng cơ bản sau : +SCADA độc lập/SCADA nối mạng SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành +SCADA không có chức năng đồ hoạ(Blind)/SCADA có khả năng xử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực(real time) 1.Hệ thống SCADA mờ (Blind) : Là hệ thống thu nhận, xử lý dữ liệu thu được bằng hình ảnh hoặc đồ thò . Do không có bộ phận giám sát nên hệ thống rất đơn giản và giá thành thấp 2.Hệ thống SCADA xử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực (run time) : Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt động của hệ thống sản xuất nhờ các tập tin cấu hình của máy đã được khai báo trước đó. Tập tin cấu hình sẽ ghi lại khả năng hoạt động của hệ thống, các giới hạn không gian hoạt động, giới hạn về khả năng, công suất làm việc của máy. Nhờ biết trước khả năng hoạt động của hệ thống sản xuất mà khi có tín hiệu vượt quá tải hay có vấn đề đột ngột phát sinh, hệ thống sẽ báo cho người giám sát biết trước để họ can thiệp vào hoặc tín hiệu vượt quá mức cho phép hệ thống sẽ lập tức cho máy công tác ngưng hoạt động 3.Hệ thống SCADA độc lập: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với một bộ xử lý, thông thường loại hệ thống SCADA này chỉ điều khiển một hoặc hai máy công cụ hay còn gọi là workcell. Do khả năng điều khiển ít máy công tác nên hệ thống sản xuất chỉ đáp ứng được cho việc sản xuất chi tiết, không tạo nên được dây chuyền sản xuất lớn 4.Hệ thống SCADA mạng: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với nhiều bộ xử lý có nhiều bộ phận giám sát được kết nối với nhau thông qua mạng. Hệ thống này cho phép điều khiển phối hợp được nhiều máy công tác hoặc nhiều nhóm workcell tạo nên một dây chuyền sản xuất tự động. Đồng thời hệ thống có thể kết nối tới nơi quản lý – nơi ra quyết đònh sản xuất hay có thể trực tiếp sản xuất theo yêu cầu của khách hàng từ nơi bán hàng hay phòng thiết kế. Do được kết nối mạng nên chúng ta có thể điều khiển từ xa các thiết bò công tác mà điều kiện nguy hiểm (như làm việc ở nơi có môi trường phóng xa, nơi có từ trường mạnh …) không cho phép con người đến gần V.Tiêu chuẩn đánh giá SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Mục đích trong việc đánh giá và lựa chọn của một người thiết kế hệ thống không phải là tìm ra giải pháp tốt nhất, mà là một giải pháp đủ thoả mãn các nhu cầu về mặt kỹ thuật với giá thành hợp lý, trong phạm vi ngân sách cho phép. Để đánh giá một giải pháp SCADA, ta cần đặc biệt chú ý đến những yếu tố sau: +Khả năng hỗ trợ của công cụ phần mềm đối với việc thực hiện các màn hình giao diện, chất lượng của các thành phần đồ hoạ có sẵn +Khả năng truy cập và cách thức kết nối dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật (trực tiếp từ các cơ cấu chấp hành, cảm biến, các module vào / ra, qua các thiết bò điều khiển khả trình PLC hay các hệ thống bus trường) +Tính năng mở rộng của hệ thống +Khả năng hỗ trợ xây dựng các chức năng trao đổi tin tức (Messaging), xử lý sự kiện và sự cố (Event and Alarm), lưu trữ thông tin (Archive and History) và lập báo cáo (Reporting) +Tính năng thời gian, hiệu suất trao đổi thông tin +Giá thành hệ thống phần mềm bao gồm công cụ phát triển ( Development Tool ), chương trình chạy (Runtime Engine), tài liệu sử dụng, công đào tạo và dòch vụ hỗ trợ, bảo trì Sau đây, ta sẽ đi sâu bàn luận các vấn đề liên quan ba yếu tố đầu tiên, hay nói cách khác là vấn đề liên quan tới công nghệ phần mềm. Đó cũng là những khía cạnh làm nổi bật những đặc tính của các giải pháp SCADA thế hệ mới Tạo dựng một ứng dụng SCADA tối thiểu đòi hỏi hai phần việc chính: xây dựng màn hình hiển thò và thiết lập mối quan hệ giữa các hình ảnh trên màn hình với các biến quá trình. Như vậy, công việc tạo dựng một ứng dụng SCADA trên nguyên tắc sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc lập trình giao diện đồ hoạ trong các ứng dụng thông thường. Có hai phương pháp để tạo dựng: Phướng pháp thứ nhất là sử dụng công cụ lập trình phổ thông như Visual C++, Visual Basic, Jbuilder, Delphi và người lập trình phải tự làm từ đầu, giống như việc phát triển các ứng dụng thông thường. Không kể đến việc phải lập trình để kết nối dữ liệu qua các cổng truyền thông, thì công việc lập trình đồ họa mặc dù có các công cụ hỗ trợ rất mạnh cũng gặp nhiều khó khăn. Thứ nhất là phương pháp này đòi hỏi mức kiến thức lập trình khá cao ở người lập trình. Thứ hai, việc lập trình các biểu tượng, ký hiệu đồ hoạ thường dùng trong kỹ thuật (van, đường ống, bình nước, đồng hồ, núm xoay…) đòi hỏi nhiều công sức. Để giải quyết vấn đề này, ta có thể sử dụng các thư viện phần mềm dưới dạng thư viện lớp(class library) hay SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 7 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành thư viện thành phần (component library) có sẵn. Đặc biệt, việc sử dụng các thư viện thành phần như ActiveX –controls hay JavaBeans nâng cao hiệu suất lập trình một cách đáng kể. Tuy nhiên trong bất cứ trường hợp nào, việc phải biên dòch lại toàn bộ ứng dụng (tức là phải sử dụng một compiler) là điều không thể tránh khỏi. Do những hạn chế trên đây, phương pháp lập trình này chỉ nên sử dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ và ít có yêu cầu phải thay đổi. Phương pháp thứ hai là sử dụng một công cụ phần mềm chuyên dụng (ví dụ FIX, InTouch,WinCC,Lookout,…), gọi tắt là phần mềm SCADA. Các công cụ này có chứa các thư viện thành phần cho việc xây dựng giao diện người –máy cũng như phần mềm kết nối với các thiết bò cung cấp dữ liệu thông dụng. Nhiều công cụ đònh nghóa một ngôn ngữ riêng (thường gọi là script) phục vụ các mục đích này , tuy nhiên độ phức tạp của chúng cũng rất khác nhau. Gần nay, xu hướng đơn giản hoá việc tạo dựng một ứng dụng SCADA thể hiện ở sự kết hợp phương pháp lập trình hiển thò với sử dụng một ngôn ngữ script thông dụng như Visual Basic for Application(VBA) và VBScript, tương tự như việc soạn thảo một văn bản. Một số công cụ còn đi xa hơn nữa, cho phép ta sử dụng các biểu tượng, ký hiệu đồ hoạ vừa để xây dựng giao diện người – máy vừa để biểu diễn sự liên quan logic giữa các thành phần của một chương trình dưới dạng biểu đồ khối chức năng (FBD) quen thuộc, không cần tới một dòng lệnh kể cả script. Người ta cũng nói đến khái niệm tạo lập cấu hình (configuring) thay cho lập trình ( programming) Công nghệ đối tượng thành phần và tính năng mở: Hiện nay, có lẽ không một phần mềm SCADA nào tự nhận là tiên tiến mà không đưa từ khóa hướng đối tượng vào danh sách các đặc tính ưu việt để quảng cáo. Mặc dù trong đại đa số các trường hợp, cách sử dụng thuật ngữ như vậy mang tính chất lạm dụng, nhưng qua đó ít hay nhiều ta cũng thấy tầm quan trọng của công nghệ đối tượng. Thực chất các thư viện phần sẵn có trong những sản phẩm thuộc thế hệ mới thường được xây dựng trên cơ sở một mô hình đối tượng, đặc biệt phải nói tới mô hình COM của Microsoft. Việc sử dụng một mô hình đối tượng thành phần chuẩn công nghiệp như COM mang lại nhiều ưu thế như: +Nâng cao hiệu suất công việc thiết kế, xây dựng giao diện người –máy bằng cách sử dụng ActiveX –Controls +Nâng cao khả năng tương tác và khả năng mở rộng, hay nói cách khác là tính năng mở rộng của hệ thống SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 8 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành +Thuận lợi trong việc sử dụng một chuẩn giao diện quá trình như OPC (OLE for Process Control) để kết nối với các thiết bò cung cấp dữ liệu quả thật, hầu hết (nếu không nói đến tất cả ) các phần mềm SCADA tiên tiến nhất hiện nay điều hỗ trợ COM, cụ thể là đều có ba đặc điểm nêu trên. Nếu trước đây để tạo dựng được một màn hình giao diện đồ hoạ, một người lập trình có kinh nghiệm cần trung bình một vài ngày, thì nay thời gian có thể giảm xuống tới một vài giờ. Sử dụng một công cụ tích hợp, ta có thể hoàn toàn tập trung vào công việc chính mà không cần kiến thức chuyên sâu về lập trình. Công nghệ đối tượng thành phần và các phương pháp không lập trình đã mở ra khả năng này VI. SCADA lên WEB Một phép tính cho học sinh phổ thông: để cài đặt một ứng dụng SCADA lên 10 trạm máy tính quan sát cần bao nhiêu thời gian? Mười lần thời gian cài lên một máy !?Không, cũng chỉ bằng một lần! Công nghệ Web cho phép chúng ta làm như vậy Sử dụng Web làm nền cho các ứng dụng SCADA không chỉ mang lại hiệu quả về thời gian cài đặt phần mềm mà trước tiên là mở khả năng mới cho việc tích hợp hệ thống tự động hoá trong một hệ thống thông tin thống nhất của công ty. Điều khiển giám sát không còn là chức năng độc quyền của các chuyên viên kỹ thuật. Một giám đốc điều hành sản xuất, hay một tổng giám đốc công ty đều có thể quan sát và tham gia điều hành quá trình sản xuất từ phòng làm việc riêng, chỉ qua màn hình, bàn phím và chuột. Tương tự như các báo cáo về tình hình sản xuất cũng như các chỉ thò không nhất thiết phải đi theo con đường giấy tờ hay truyền miệng, mà trực tiếp diễn ra “on-line” Đưa SCADA lên Web cũng tạo điều kiện thuận lợi cho các dòch vụ bảo trì hệ thống từ xa. Các nhà cung cấp giải pháp tự động hoá không cần phải trực tiếp đến cơ sở sản xuất, mà có thể theo dõi toàn bộ diễn biến quá trình kỹ thuật qua một trình duyệt như Internet Explorer hay Netscape Navigator, trên cơ sở đó có thể chuẩn đoán, xác đònh lỗi và đưa ra phương hướng giải quyết thích hợp VII. Nhìn về tương lai Điều khiển giám sát hay SCADA không còn là những khái niệm mới mẻ, những tiến bộ trong công nghệ để thực hiện thì luôn luôn đổi mới. Bên cạnh các xu hướng mới như việc sử dụng các thiết bò cảm biến và cơ cấu chấp hành thông minh, mạng truyền thông công nghiệp và mềm hoá các SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 9 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành giải pháp điều khiển, thì các hệ SCADA sẽ chiếm vai trò quan trọng trong nhiều lónh vực ứng dụng khác nhau.Tầm nhìn cho một công ty trong tương lai với một hệ thần kinh số (DNS), tích hợp toàn bộ hệ thống điều khiển tự động, điều khiển giám sát với các hệ thống điều hành sản xuất và quản lý công ty, có thể sẽ rất nhanh chóng trở thành hiện thực. Đó chính là hướng chiến lược cho các công ty trên con đường phát triển ở thời đại kinh tế trí tuệ và xã hội thông tin trong thế kỷ XXI. SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 10 [...]... mạng và DNS (Domain Name Service) phục vụ quản lý và tra cứu danh sách tên và đòa chỉ Internet * Lớp vận chuyển Cơ chế bảo đảm dữ liệu được vận chuyển một cách tin cậy hoàn toàn không phụ thuộc vào đặc tính của các ứng dụng sử dụng dữ liệu Chính vì thế, cơ chế này được sắp xếp vào một lớp độc lập để tất cả các ứng dụng khác nhau có thể sử dụng chung , được gọi là lớp vận chuyển Có thể nói, SVTH: Lưu Văn. .. dòch vụ và bên yêu cầu dòch vụ cũng có thể phân biệt giữa loại dòch vụ có xác nhận và dòch vụ không xác SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 18 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành nhận Dòch vụ có xác nhận đòi hỏi sử dụng cả bốn nguyên hàm, trong khi dòch vụ không xác nhận bỏ qua đáp ứng và xác nhận Biểu đồ tuần tự dưới minh hoạ hai ví dụ tiêu biểu cho hai trường hợp này là dòch vụ tạo nối (connect ) và ngắt... Interbus-S , CAN , WorldFIP , P-NET , Modbus và gần đây phải kể tới Foundation Fieldbus, DeviceNet, AS-I, EIB và SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 14 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Bitbus là một vài hệ thống bus cảm biến / chấp hành tiêu biểu có thể nêu ra ở đây b Bus hệ thống , Bus quá trình Các hệ thống mạng công nghiệp được dùng để kết nối các máy tính điều khiển và các máy tính trên cấp điều khiển giám... máy tính văn phòng của các xí nghiệp , cung cấp dòch vụ trao đổi thông tin nội bộ và với các khách hàng như thư viện điện tử, thư điện tử, hội thảo từ xa qua điện thoại, hình ảnh, cung cấp dòch vụ truy cập Internet và thương mại điện tử,v.v… Hình thức tổ chức ghép nối mạng, cũng như các công nghệ được áp dụng rất đa dạng, tuỳ thuộc vào đầu tư của công ty Trong nhiều trường hợp, mạng công ty và mạng... hệ thống mạng duy nhất và mặt vật lý nhưng chia thành nhiều phạm vi và nhóm mạng làm việc riêng biệt Mạng công ty có vai trò như một đường cao tốc trong hệ thống hạ tầng cơ sở truyền thông của một công ty, vì vậy đòi hỏi về tốc độ truyền thông và độ an toàn, tin cậy đặc biệt cao Fast Ethernet, FDDI , ATM là một vài ví dụ công nghệ tiên tiến được áp dụng ở đây trong hiện đại và tương lai II Cơ sở kỹ... SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 16 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Tính năng thời gian thực là một trong những đặc trưng quan trọng nhất đối với các hệ thống tự động hoá nói chung và các hệ thống bus trường nói riêng Sự hoạt động bình thường của một hệ thống kỹ thuật làm việc trong thời gian thực không chỉ phụ thuộc vào độ chính xác, đúng đắn của các kết quả đầu ra, mà còn phụ thuộc vào thời điểm... công nghiệp là không thể thiếu được trong việc tích hợp các hệ thống tự động hóa hiện đại 2 Phân loại và đặc trưng các hệ thống MCN SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 12 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Để sắp xếp, phân loại và phân tích đặc trưng các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, ta dựa vào mô hình phân cấp quen thuộc các cho công, ty xí nghiệp sản xuất Với loại mô hình này các chức năng... khung được khởi đầu và kết thúc bằng một cờ hiệu (flag) với dãy bit 01111110 Dãy bit này được đảm bảo không bao giờ xuất hiện trong các phần thông tin khác qua phương pháp nhồi bit (bit stuffing), tức cứ sau một dãy 5 bit có giá trò 1 (11111) thì một bit lại được bổ sung vào SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 20 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Ô đòa chỉ tiếp theo chứa đòa chỉ bên gửi và bên nhận Tuỳ theo... diện với lớp trên và lớp dưới nó Vì đây là một mô hình quy chiếu có tính chất dùng để tham khảo, không phải hệ thống truyền thông nào cũng thực hiện đầy đủ cả bảy lớp đó Ví dụ, vì lý do hiệu suất trao đổi thông tin và giá thành thực hiện, đối với các hệ thống bus trường thông thường chỉ thực hiện các lớp 1, 2 và 7 Trong các trường hợp này, có thể SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 24 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:... liệu Quan hệ giao tiếp logic giữa các lớp SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 25 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Các lớp trong mô hình quy chiếu OSI và quan hệ giữa chúng với nhau được minh hoạ trên hình trên Tương ứng với mỗi lớp là một (nhóm) chức năng đặc trưng cho các dòch vụ và giao thức Cần phải nhấn mạnh rằng, bản thân môi trường truyền thông và các chương trình ứng dụng không thuộc phạm vi đề . , P-NET , Modbus và gần đây phải kể tới Foundation Fieldbus, DeviceNet, AS-I, EIB và SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 14 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành Bitbus là một vài hệ thống bus cảm. thống SCADA Hệ SCADA ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 1 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức. thống trên màn hình, cho phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống và phát ra tín hiệu điều khiển đến máy SVTH: Lưu Văn Khoa Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Thành công tác