giáo trình mạng máy tính công nghiệp

MỤC LỤC Chương .6 Mở đầu 1.1 Mạng truyền thông công nghiệp 1.2 Vai trò mạng truyền thông công nghiệp 1.3 Phân loại đặc trưng hệ thống MCN Chương .12 Cơ sở kỹ thuật 12 2.1 Các khái niệm 12 2.1.1 Thông tin, liệu tín hiệu 12 2.1.2 Truyền thông, truyền liệu truyền tín hiệu 14 2.1.3 Tính thời gian thực 18 2.2 Chế độ truyền tải .18 2.2.1 Truyền bit song song truyền bit nối tiếp 19 2.2.2 Truyền đồng không đồng 20 2.2.3 Truyền chiều truyền hai chiều 20 2.2.4 Truyền tải dải sở, dải mang dải rộng 21 2.3 Cấu trúc mạng – Topology 23 2.3.1 Cấu trúc bus .24 2.3.2 Cấu trúc mạch vòng (tích cực) 25 2.3.3 Cấu trúc hình (hình 2.12) 27 2.3.4 Cấu trúc 28 2.4 Kiến trúc giao thức 28 2.4.1 Dịch vụ truyền thông 28 2.4.2 Giao thức 30 2.4.3 Mô hình lớp 32 2.4.4 Kiến trúc giao thức OSI 34 2.4.6 Chuẩn MMS (Manufacturing Message Specification) 41 2.5 Truy nhập bus 44 2.5.1 Đặt vấn đề 44 2.5.2 Chủ/tớ (Master/Slave) 47 2.5.3 TDMA 48 2.5.4 Token Passing 49 2.5.5 CSMA/CD 51 2.5.6 CSMA/CA 53 2.6 Bảo toàn liệu 55 2.6.1 Đặt vấn đề 55 2.6.2 Bit chẵn lẻ (Parity bit) 57 2.6.3 Bit chẵn lẻ chiều 58 2.6.4 CRC 59 2.6.5 Nhồi bit (Bit Stuffing) 61 2.7 Mã hóa bit 62 2.7.1 Các tiêu chuẩn mã hóa bit 62 2.7.2 NRZ, RZ 64 2.7.3 Mã Manchester 64 2.7.4 AFP 65 2.7.5 FSK 65 2.8 Kỹ thuật truyền dẫn 66 2.8.2 RS-232 .69 2.8.3 RS-422 .71 2.8.4 RS-485 .72 2.8.5 MBP (IEC 1153-2) .78 Chương .80 Các thành phần hệ thống mạng 80 3.1 Phương tiện truyền dẫn 80 3.1.1 Đôi dây xoắn .81 3.1.2 Cáp đồng trục .83 3.1.3 Cáp quang 84 3.1.4 Vô tuyến 85 3.2 Giao diện mạng 86 3.2.1 Cấu trúc chung phần cứng giao diện mạng 87 3.2.2 Ghép nối PLC 89 3.2.3 Ghép nối PC 90 3.2.4 Ghép nối vào/ra phân tán .92 3.2.5 Ghép nối thiết bị trường 92 3.3 Phần mền hệ thống mạng 93 3.3.1 Phần mềm giao thức 93 3.3.2 Phần mềm giao diện lập trình ứng dụng 94 3.4 Thiết bị liên kết mạng 95 3.4.1 Bộ lặp 96 3.4.2 Cầu nối 97 3.4.3 Router .97 3.4.4 Gateway 98 3.5 Các linh kiện mạng khác 99 Chương 101 Các hệ thống bus tiêu biểu 101 4.1 PROFIBUS 101 4.1.1 Kiến thức giao thức 101 4.1.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 102 4.1.3 Truy nhập bus 104 4.1.4 Dịch vụ truyền liệu 105 4.1.5 Cấu trúc điện .107 4.1.6 PROFIBUS - FMS 108 4.1.7 PROFIBUS - DP .113 4.1.8 PROFIBUS - PA .119 4.2 CAN .121 4.2.1 Kiến trúc giao thức 121 4.2.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 122 4.2.3 Cơ chế giao tiếp .123 4.2.4 Cấu trúc điện 123 4.2.5 Truy nhập bus 127 4.2.6 Bảo toàn liệu 127 4.2.7 Mã hoá bit 128 4.2.8 Các hệ thống tiêu biểu dựa CAN 128 4.3 DeviceNet 130 4.3.1 Cơ chế giao tiếp .131 4.3.2 Mô hình đối tượng 131 4.3.3 Mô hình địa 132 4.3.4 Cấu trúc điện 133 4.3.5 Dịch vụ thông báo .133 4.4 Modbus 137 4.4.1 Cơ chế giao tiếp 138 4.4.2 Chế độ truyền 139 4.4.3 Cấu trúc điện 140 4.4.4 Bảo toàn liệu 143 4.4.5 Modbus Plus 144 4.5 Interbus 146 4.5 Kiến trúc giao thức 146 4.5.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 147 4.5.3 Cơ chế giao tiếp .149 4.5.4 Cấu trúc điện 151 4.5.5 Dịch vụ giao tiếp .152 4.6 AS - i .153 4.6.1 Kiến trúc giao thức 154 4.6.2 Cấu trúc mạng cáp truyền 155 4.6.3 Cơ chế giao tiếp .156 4.6.4 Cấu trúc điện 156 4.6.5 Mã hoá bit 157 4.6.6 Bảo toàn liệu 159 4.7 Foundation Fieldbus .159 4.7.1 Kiến thức giao thức 160 4.7.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 161 4.7.3 Cơ chế giao tiếp .163 4.7.4 Cấu trúc điện 164 4.7.5 Dịch vụ giao tiếp .165 4.7.6 Khối chức ứng dụng 167 4.8 Ethernet 169 4.8.1 Kiến trúc giao thức 169 4.8.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 170 4.8.3 Cơ chế giao tiếp .172 4.8.4 Cấu trúc điện .172 4.8.5 Truy nhập bus 174 4.8.6 Hiệu suất đường truyền tính thời gian thực 174 4.8.7 Mạng LAN 802.3 chuyển mạch .175 4.8.8 Fast Ethernet .176 4.8.9 High speed Ethernet 177 4.8.10 Industrial Ethernet 179 Chương 180 Một số vấn đề tích hợp hệ thống .180 5.1 Thiết kế hệ thống mạng 180 5.1.1 Phân tích yêu cầu .180 5.1.2 Các bước tiến hành 181 5.2 Đánh giá lựa chọn giải pháp mạng 182 5.2.1 Đặc thù cấp ứng dụng 182 5.2.2 Đặc thù lĩnh vực ứng dụng 183 5.2.3 Yêu cầu thiết kế chi tiết 185 5.2.4 Yêu cầu kinh tế .185 5.3 Một số chuẩn phần mềm tích hợp hệ thống .186 5.3.1 Chuẩn IEC 61131 - 186 5.3.2 OPC (OLE for Process Control) .188 Chương Mở đầu 1.1 Mạng truyền thông công nghiệp Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công nghiệp khái niệm chung hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, sử dụng để ghép nối thiết bị công nghiệp Các hệ thống truyền thông công nghiệp phổ biến cho phép liên kết mạng nhiều mức khác nhau, từ cảm biến, cấu chấp hành cấp trường máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý công ty Để thấy rõ phạm vi đề cập lĩnh vực truyền thông công nghiệp, ta cần phân biệt với hệ thống mạng viễn thông mạng máy tính Cụ thể: + Mạng viễn thông có phạm vi địa lý số lượng thành viên tham gia lớn nhiều, nên yêu cầu kỹ thuật (cấu trúc mạng, tốc độ truyền thông, tính thời gian thực,…) khác, phương pháp truyền thông (truyền tải dải rộng, điều biến, dồn kênh, chuyển mạch,…) thường phức tạp nhiều so với mạng công nghiệp + Đối tượng mạng viễn thông bao gồm người thiết bị kỹ thuật, người đóng vai trò chủ yếu Vì dạng thông tin cần trao đổi bao gồm tiếng nói, hỉnh ảnh, văn liệu Đối tượng mạng công nghiệp túy thiết bị công nghiệp, nên dạng thông tin quan tâm liệu Các kỹ thuật công nghệ dùng mạng viễn thông phong phú, kỹ thuật truyền liệu theo chế độ bit nối tiếp đặc trưng mạng công nghiệp Mạng truyền thông công nghiệp thực chất dạng đặc biệt mạng máy tính, so sánh với mạng máy tính thông thường sau: + Kỹ thuật truyền thông số hay truyền liệu đặc trưng chung hai lĩnh vực + Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính sử dụng công nghiệp coi phần (ở cấp điều khiển giám sát, điều hành sản xuất quản lý công ty) mô hình phần cấp mạng công nghiệp + Yêu cầu tính thời gian thực, độ tin cậy khả tương thích môi trường công nghiệp mạng truyền thông công nghiệp cao so với mạng máy tính thông thường, mạng máy tính thường đòi hỏi cao độ bảo mật + Mạng máy tính có phạm vi trải rộng khác nhau, ví dụ nhỏ mạng LAN cho nhóm vài máy tính, lớn mạng Internet Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính gián tiếp sử dụng dịch vụ truyền liệu mạng viễn thông Trong đó, hệ thống mạng công nghiệp thường có tính chất độc lập, phạm vi hoạt động tương đối hẹp Sự khác phạm vi mục đích sử dụng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp với hệ thống mạng viễn thông mạng máy tính dẫn đến khác yêu cầu mặt kỹ thuật kinh tế Ví dụ, yêu cầu kết nối nhiều máy tính khác cho nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau, kiến trúc giao thức mạng máy tính phổ thông thường phức tạp so với kiến trúc giao thức mạng công nghiệp Đối với hệ thống truyền thông công nghiệp, đặc biệt cấp yêu cầu tính thời gian thực, khả thực đơn giản, giá thành hạ lại đặt hàng đầu 1.2 Vai trò mạng truyền thông công nghiệp Ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin vấn đề giải pháp tự động hóa Một điều khiển cần ghép nối với cảm biến cấu chấp hành Giữa điều khiển hệ thống điều khiển phân tán cần trao đổi thông tin với để phối hợp thực điều khiển trình sản xuất Ở cấp cao hơn, trạm vận hành trung tâm điều khiển cần ghép nối giao tiếp với điều khiển để theo dõi, giám sát toàn trình sản xuất hệ thống điều khiển Vậy mạng truyền thông công nghiệp có vai trò quan trọng lĩnh vực đo lường, điều khiển tự động hóa ngày nay? Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt bus trường để thay cách nối điểm-điểm cổ điển thiết bị công nghiệp minh họa mang lại hàng loạt lợi ích cụ thể: + Đơn giản hóa cấu trúc liên kết thiết bị công nghiệp: Một số lượng lớn thiết bị thuộc chủng loại khác ghép nối với thông qua đường truyền + Tiết kiệm dây nối công thiết kế, lắp đặt hệ thống: Nhờ cấu trúc đơn giản, việc thiết kế hệ thống trở nên dễ dàng nhiều Một số lượng lớn cáp truyền thay đường nhất, giảm chi phí đáng kể cho nguyên vật liệu công lắp đặt + Nâng cao độ tin cậy độ xác thông tin: Khi dùng phương pháp truyền tín hiệu tương tự cổ điển, tác động nhiễu dễ làm thay đổi nội dung thông tin thiết bị cách nhận biết Nhờ kỹ thuật truyền thông số, thông tin truyền khó bị sai lệch hơn, mà thiết bị nối mạng có thêm khả tự phát lỗi chẩn đoán lỗi có Hơn nữa, việc bỏ qua nhiều lần chuyển đổi qua lại tương tự - số số - tương tự nâng cao độ xác thông tin + Nâng cao độ linh hoạt, tính mở hệ thống: Một hệ thống mạng chuẩn hóa quốc tế tạo điều kiện cho việc sử dụng thiết bị nhiều hãng khác Việc thay thiết bị, nâng cấp mở rộng phạm vi chức hệ thống dễ dàng nhiều Khả tương tác thành phần (phần cứng phần mềm) nâng cao nhờ giao diện chuẩn + Đơn giản hóa việc tham sô hóa, chẩn đoán, định vị lỗi, cố thiết bị: Với đường truyền nhất, thiết bị trao đổi liệu trình, mà gửi cho liệu tham số, liệu trạng thái, mà gửi cho liệu tham số, liệu trạng thái, liệu cảnh báo liệu chẩn đoán Các thiết bị tích hợp khả tự chẩn đoán, trạm mạng có khả cảnh giới lẫn Việc cấu hình hệ thống, lập trình, tham số hóa, chỉnh định thiết bị đưa vào vận hành thực từ xa qua trạm kỹ thuật trung tâm + Mở nhiều chức khả ứng dụng hệ thống: Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp cho phép áp dụng kiến trức điều khiển điều khiển phân tán, điều khiển phân tán với thiết bị trường, điều khiển giám sát chẩn đoán lỗi từ xa qua Internet, tích hợp thông tin hệ thống điều khiển giám sát với thông tin điều hành sản xuất quản lý công ty Ưu giải pháp dùng mạng công nghiệp nằm phương diện kỹ thuật, mà khía cạnh hiệu kinh tế Chính vậy, ứng dụng rộng rãi hầu hết linh vực công nghiệp, điều khiển trình, tự động hóa xí nghiệp, tự động hóa tòa nhà, điều khiển giao thông,…Trong điều khiển trình, hệ thống bus trường dần thay mạch dòng tương tự (current loop) 4-20mA Trong hệ thống tự động hóa xí nghiệp tự động hóa tòa nhà, số lượng lớn phần tử trung gian bỏ qua nhờ hệ bus ghép nối trực tiếp thiết bị cảm biến chấp hành 1.3 Phân loại đặc trưng hệ thống MCN Để xếp, phân loại phân tích đặc trưng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, ta dựa vào mô hình phân cấp quen thuộc cho công ty, xí nghiệp sản xuất Với loại mô hình này, chức phân thành nhiều cấp khác nhau, minh họa sau đây: Mô hình phân cấp chức công ty sản xuất công nghiệp + Bus trường, bus thiết bị: Bus trường (fieldbus) khái niệm chung dùng ngành công nghiệp chế biến để hệ thống bus nối tiếp, sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết nối thiết bị thuộc cấp điều khiển (PC, PLC) với với thiết bị cấp chấp hành, hay thiết bị trường Các chức cấp chấp hành đo lường, truyền động chuyển đổi tín hiệu trường hợp cần thiết Các thiết bị có khả nối mạng vào/ra phân tán (distributed I/O), thiết bị đo lường (sensor, transducer, transmitter) cấu chấp hành (actuator, valve) có tích hợp khả xử lý truyền thông Một số kiểu bus trường thích hợp nối mạng thiết bị cảm biến cấu chấp hành với điều khiển gọi bus chấp hành/cảm biến Trong công nghiệp chế tạo (tự động hóa dây chuyền sản xuất, gia công, lắp ráp) số lĩnh vực ứng dụng khác tự động hóa tòa nhà, sản xuất xe hơi, khái niệm bus thiết bị lại sử dụng phổ biến Có thể nói bus thiết bị bus trường có chức tương đương đặc trưng riêng biệt hai ngành công nghiệp, nên số tính khác Tuy nhiên khác ngày trở nên không rõ rệt, mà phạm vi ứng dụng hai loại mở rộng đan chéo sang Trong thực tế người ta dùng chung khái niệm bus trường Do nhiệm vụ bus trường chuyển liệu trình lên cấp điều khiển để xử lý chuyển định điều khiển xuống cấu chấp hành, yêu cầu tính thời gian thực đặt lên hàng đầu Thời gian phản ứng tiêu biểu nằm phạm vi từ 0.1 tới vài miligiây Trong đó, yêu cầu lượng thông tin điện thường hạn chế khoảng byte, tốc độ truyền thông thường cần phạm vi Mbit/s thấp Việc trao đổi thông tin biến trình chủ yếu mang tính chất định kỳ, tuần hoàn, bên cạnh thông tin tham số hóa cảnh báo có tính chất bất thường Các hệ thống bus trường sử dụng rộng rãi PROFIBUS, ControlNet, INTERBUS, CAN, WorldFIP, P-NET, Modbus gần phải kể tới Foundation Fieldbus, DeviceNet, AS-I, EIB Bitbus vài hệ thống bus cảm biến/chấp hành tiêu biểu + Bus hệ thống, bus điều khiển: Các hệ thống mạng công nghiệp dùng để kết nối máy tính điều khiển máy tính cấp điều khiển giám sát với gọi bus hệ thống (system bus) hay bus qúa trình (process bus) Qua bus hệ thống mà máy tính điều khiển phối hợp hoạt động, cung cấp liệu trình cho trạm kỹ thuật trạm quan sát (có thể gián tiếp thông qua hệ thống quản lý sở liệu trạm chủ) nhận mệnh lệnh, tham số điều khiển từ trạm phía Thông tin trao đổi theo chiều dọc, mà theo chiều ngang Các trạm kỹ thuật, trạm vận hành trạm chủ trao đổi liệu qua bus hệ thống (Trong số giải pháp hệ thống, mạng riêng gọi terminal bus sử dụng nối máy chủ với trạm kỹ thuật trạm vận hành Tuy nhiên vấn đề thiết kế giải pháp, thực terminal bus đặc trưng khác so với bus hệ thống) Ngoài máy in báo cáo lưu trữ liệu kết nối qua mạng Sự phân biệt khái niệm bus trường bus hệ thống không bắt buộc nằm khác kiểu bus sử dụng, mà mục đích sử dụng- hay nói cách khác thiết bị ghép nối Trong số giải pháp, kiểu bus dùng cho hai cấp Đối với bus hệ thống, tùy theo lĩnh vực ứng dụng mà đòi hỏi tính thời gian thực có đặt cách ngặt nghèo hay không Trong thời gian phản ứng tiêu biểu nằm khoảng vài trăm miligiây, lưu lượng thông tin cần trao đổi lớn nhiều so với bus trường Tốc độ truyền thông tiêu biểu bus hệ thống nằm phạm vi từ vài trăm Kbit/s đến vài Mbit/s Khi bus hệ thống sử dụng để ghép nối theo chiều ngang máy tính điều khiển, người ta thường dùng khái niệm bus điều khiển Vai trò bus điều khiển phục vụ trao đổi liệu thời gian thực trạm điều khiển hệ thống có cấu trúc phân tán Bus điều khiển thông thường có tốc độ truyền không cao, yêu cầu tính thời gian thực thường khắt khe Do yêu cầu tốc độ truyền thông khả kết nối dễ dàng nhiều loại máy tính, hầu hết kiểu bus hệ thống thông dụng dựa Ethernet Industrial Ethernet, Fieldbus Foundation’s High Speed Ethernet (HSE), Ethernet/IP Bên cạnh phải kể đến PROFIBUS-FMS, ControlNet Modbus Plus + Mạng xí nghiệp: Là mạng LAN bình thường, có chức kết nối máy tính văn phòng thuộc cấp điều hành sản xuất với cấp điều khiển giám sát Thông tin đưa lên bao gồm trạng thái làm việc trình kỹ thuật, giàn máy hệ thống 10 DHCP Dynamic Host Control Protocol (Giao thức điều khiển cấp địa động) SNTP Simple Network Time Protocol (Giao thức thời gian mạng đon giản) SNMP Simple Network Management Protocol (Giao thức quản trị mạng đơn giản) FBFA Function Block Application (Ứng dụ ng khối chức năng) Khối chức linh hoạt Khối chức (Function Block, FB) khái niệm trọng tâm Foundation Fieldbus H1 HSE Mở rộng mô hình khối chức cho ứng dụng sản xuất gián đoạn, khối chức linh hoạt (Flexible Function Block, FFB) coi phần mềm bao bọc, đại diện cho thuật toán ứng dụng đặc biệt cổng vào/ra tương tự số Các ngôn ngữ chuẩn định nghĩa IEC 61131 - sử dụng để tạo khối chức linh hoạt, tương tự với khối chức thông thường Cũng thông qua khối chức linh hoạt này, việc liên kết với H1 với hệ thống sử dụng giao thức khác thực cách thống 4.8.10 Industrial Ethernet Tại thời điểm này, Industrial Ethernet (IE) chưa phải chuẩn quốc tế, mà tên loạt dòng sản phẩm số nhà sản xuất (trong có Synergetic, Siemens) đưa Thực chất, IE ethernet với thành phần mạng thích hợp môi trường công nghiệp Ví dụ, l oại cáp đồng trục bọc lót kép cáp đôi dây xoắn STP sử dụng thay cho lo ại cáp thông thường Các phần cứng mạng module giao diện, chia router thiết kế với kiểu dáng công nghiệp, có độ tin cậy cao, chịu điều kiện làm việc khắt khe so với mạng Ethernet văn phòng Đặc biệt, c huyển mạch chia thường trang bị tính dự phòng Bảng 3.12 so sánh số tính gi ữa IE Ethernet qua sản phẩm Synergetic 179 Chương Một số vấn đề tích hợp hệ thống 5.1 Thiết kế hệ thống mạng 5.1.1 Phân tích yêu cầu Các yếu tố kỹ thuật Khi thiết kế hệ thống mạng ta cần quan tâm tới hàng loạt yếu tố cấu trúc mạng, khoảng cách tr uyền, chống nhiễu, kiểu thông tin cần trao đổi, kích cỡ điệ n, tốc độ hệ thống, trễ truyền thông, số lượng mật độ điểm vào/ra, chủng loại thiết bị điều khiển, sách lược điều khiển, khả tương thích, biện pháp an toàn hệ thống, đào tạo nhân lực, khả mở rộng tương lai Các yếu tố liên quan tới môi trường làm việc nhiễu điện từ, cấp an toàn điện, độ rung, chất ăn mòn, không gian vị trí lắp đặt cần lưu ý Thiết kế mới, nâng cấp thay Với hệ thống xây dựng hoàn toàn, nhà tích hợp hệ thống có nhiều lựa chọn thiết kế Vấn đề cần bàn sâu hệ thống hoạt động Khi yếu tố kỹ thuật k hảo sát, nhà tích hợp hệ thống cần nghiên cứu trao đổi với chủ đầu tư lựa chọn giải pháp nâng cấp thay Một giải pháp nâng cấp tìm cách nối mạng thiết bị có, nâng cấp hệ thống mạng cũ lạc hậu sử dụng tối đa thành phần có sẵn Giải pháp nâng cấp cóthể tiết kiệm cho đầu tư, nhiên không thoả mãn số chức theo yêu cầu đặt gây vấn đề không tương thích thành phần cũ Một giải pháp thay đưa thiết kế hoàn toàn cho hệ thống lạc hậu Bên cạnh bổ sung thành phần hệ thống mạng việc thay thiết bị điều khó tránh khỏi Thiết kế đưa giải pháp quán, nhiên đầu tư cao làm giảm tính thuyết phục dự án Giá thành, tính sẵn sàng khả hỗ trợ Nếu so sánh tới đầu tư tổng thể cho thời gian 15 - 20 năm kể chi phí cho phát triển, lắp đặt, đưa vào vận hành vào bảo trì, giá mua hệ thống điều khiển thông thường chiếm khoảng 20% Hơn nữa, độ tin c ậy tính sẵn sàng hệ thống yếu tố then chốt định tới lợi nhuận dự án đầu tư Vì vậy, việc đánh giá lợi lâu dài sử dụng bus trường đem lại điều quan trọng, ảnh hưởng tới định đầu tư định giải Tuy nhiên, thực tế nhiều nhà tích hợp hệ thống nhiều nhà đầu tư e ngại việc đưa vào sử dụng công nghệ bus trường lý hiểu biết lý bảo thủ Áp dụng 180 công nghệ đòi hỏi phải đầu tư cho tìm hiểu nghiên cứu thử nghiệm, tồn mạo hiểm đầu tư Cũng phải nói rằng, giải pháp cổ điển hoạt động hiệu mặt kỹ thuật mặt kinh tế có lý phải từ bỏ Song với tình cạnh tranh toàn cầu hoá nay, tập đoàn công nghệ tự động hoá có tên tuổi phải tự tiến hoá thay đổi tư giải pháp tích hợp hệ thống 5.1.2 Các bước tiến hành Dựa vào yêu cầu cụ thể nêu, trình thiết kế đưa vào vận hành hệ thống mạng tiến hành theo bước sau đây: • Lựa chọn kiến trúc điều khiển: điều khiển tập trung, điều khiển phân tán kiểu DCS điều khiển phân tán trường • Lựa chọn giải pháp mạng: giải pháp mạng nhiều phụ thuộc vào giải pháp hệ thống, song thực tế có vài lựa chọn Thông thường ta lựa chọn tổ hợp giải pháp bus hệ thống bus trường "ăn ý" với nhau, trình bày chi tiết mục 5.2 * Lựa chọn chế giao tiếp: Cơ chế hỏi đáp tuần tự, vào/ra tuần hoàn hay không tuần hoàn, chào hàng /đặt hàng, lập lịch không lập lịch, vào/ra theo kiện thông báo theo yêu cầu * Lựa chọn thiết bị: đánh giá hiệu suất làm việc thiết bị sở thời gian cập nhật liệu vào/ra, độ rung chu kỳ điều khiển hiệu suất thực thuật toán điều khiển Khảo sát đặc tính truyền thông thiết bị tốc độ truyền, chế giao tiếp, kiểu giao tiếp, chứng tương thích giao thức * Thiết kế cấu trúc mạng: Sử dụng cấu trúc mạng thích hợp đường trục /đường nhánh, mạch vòng, hình cây, đảm bảo yêu cầu số trạm, tốc độ truyền khoảng cách truyền * Chọn cấu hình nguồn cho mạng: Đánh giá tính toán công suất nguồn cấp cho phù hợp với số trạm, kiểu thiết bị cáp nối/bộ nối thỏa mãn yêu cầu chống nhiễu, chống cháy nổ * Đăt cấu hình mạng: Sử dụng máy tính với phần mềm cấu hình mạng, công cụ cấu hình chuyên dùng, công tắc chốt thiết bị để đặt địa chỉ, tốc độ truyền, quan hệ giao tiếp… Đối với nhiều hệ thống, việc đặt cấu hình mạng liên quan trực tiếp tới lập trình ứng dụng * Tiếp đất: Nối đường dây trung tính nguồn DC vỏ bọc với đất có trở kháng thấp Nếu sử dụng nhiều nguồn cấp, sử dụng đường tiếp đất nguồn, tốt gần với trung tâm mạng * Chạy thử: Kiểm tra hoạt động truyền thông với nhiều sách lược thử khác nhau, với số toàn thiết bị bật nguồn Lưu ý hầu hết lỗi truyền thông liên quan tới cáp truyền, trở đầu cuối, tiếp đất, nguồn cho mạng, địa tốc độ truyền 181 * Chẩn đoán lỗi: Lỗi thiết bị, lỗi hở mạch, nhiễu điện từ, tín hiệu méo suy giảm nhận biết nhiều phương pháp Một số lỗi phần lại Có thể sử dụng công cụ chuyên dùng bus monitor máy lập trình với phần mềm cấu hình mạng để chuẩn đoán Phần trình bày chương kiến thức sở quan trọng giúp ích cho việc phân tích chuẩn đoán lỗi 5.2 Đánh giá lựa chọn giải pháp mạng Từ nhiều năm nay, chủ đề bàn cãi việc tích hợp hệ thống dựa sở mạng truyền thông công nghiệp không vấn đề "nên" hay "không nên", mà thường xoay quanh câu hỏi "mạng gì?" Sự diện hàng loạt hệ thống truyền thông công nghiệp khác kỹ thuật tự động hóa mang đến cho người sử dụng nhiều hội lựa chọn không thách thức Vấn đề mấu chốt đánh giá, lựa c họn giải pháp không nằm yêu cầu đặc tính kỹ thuật, mà liên quan tới độ linh hoạt, khả mở rộng giá thành tổng thể hệ thống Mỗi hệ thống truyền thông công nghiệp có mạnh riêng trọng dụng số lĩnh vực định Trong tương lai gần, khó có loại chiếm ưu tuyệt đối Cũng vậy, cố gắng chuẩn hóa hệ bus trường thống khuôn khổ IEC 61158 không thành mục đích đặt ban đầu Thay vào đó, thành viên ban xây dựng chuẩn đại gia tự động hóa phải ngồi lại với nhiều lần vào cuối năm 1999 đưa giải pháp thỏa hiệp gồm nhiều bus thông dụng Bên cạnh chuẩn IEC 1158 -2 cũ PROFIBUS, P-ne, WorldFIP, INTERBUS, ControlNet, SwiftNet Foundation Fildbus HSE đưa vào Chuẩn tiếp tục phát triển bao gồm Foundation Fieldbus H1, Ethernet/IP PROFINET Đối với nhà công việc thiết kế tích hợp hệ thống, việc đánh giá giải pháp điều dễ dàng Để có định đắn việc chọn lựa hệ thống bus, có phải kết hợp vài hệ thống cho giải p háp tự động hóa, ta phải ý tới khía cạnh kỹ thuật đặc đ iểm ứng dụng cụ thể Dưới đây, tác giải đưa quy trình lựa chọn giải pháp mạng dựa theo tiêu chí: Đặc thù cấp ứng dụng, đặc thù lĩnh vực ứng dụng , yêu cầu kỹ thuật chi tiết yêu cầu kinh tế 5.2.1 Đặc thù cấp ứng dụng Ngay chương mở đầu, phần 1.3 phân tích rõ đặc thù cấp ứng dụng yêu cầu hệ thống mạng truyền thông công nghiệp tương ứng Trong thực tế ngày nay, cần tập trung vào hai cấp bus hệ thống (bus điều khiển) bus trường (bus thiết bị) Sự khác yêu cầu hai cấp thể điểm sau đây: * Bus hệ thống yêu cầu tốc độ truyền cao nhiều so với bus trường * Số lượng trạm ghép nối với bus hệ thống thường bus trường, chủng loại thiết bị ghép nối với bus hệ thống đồng 182 * Bus hệ thống đòi hỏi tính thời gian thực ngặt nghèo bus trường Có thể nói, việc lựa chọn hệ thống ngày gần xoay quanh số không nhiều hệ dựa Ethernet, lựa chọn bus trường lớn nhiều Gần có xu hướng xuất số tổ hợp công nghệ HES với Foundation Fildbus H1, PROFI net với PROFIBUS AS - i, Ethernet/IP với ControlNet DeviceNet Đây yếu tố tiếp thị quan trọng, có lợi cho nhà sản xuất đồng thời dễ cho người sử dụng phải đứng trước lựa chọn 5.2.2 Đặc thù lĩnh vực ứng dụng Khi xây dựng giải pháp ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp ta phải quan tâm tới quy mô đặc thù lĩnh vực ứng dụng Có thể kể số lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu như: * Tự động hóa thiết bị máy móc đơn lẻ * Tự động hóa trình * Tự động hóa xí nghiệp * Tự động hóa tòa nhà * Điều khiển giám sát hệ thống giao thông vận tải * Điều phối giám sát hệ thống phân phối lượng Tự động hóa thiết bị máy móc đơn lẻ bao gồm lĩnh vực điều khiển cần cẩu, điều khiển thang máy, điều khiển máy công cụ, điều khiển robot, điều khiển phương tiện giao thông Ở người ta quan tâm tới nhiệm vụ điều khiển tự động, điều khiển giám sát có dừng lại chức giao diện người máy đơn giản Các toán điều khiển khác nhau, từ điều khiển lôgíc tớiđiều khiển trình điều khiển chuyển động Đặc thù ứng dụng yêu cầu cao tính thời gian thực, lượng liệu trao đổi không lớn Các máy móc, thiết bị sản xuất hàng loạt, đầu tư cho giải pháp điều khiển thành phẩm phải thật tiết kiệm Các giao thức đơn giản, phù hợp cho ghép nối trực tiếp cảm biến cấu chấp hành, có tính tiền định giá thành thấp Một vài ví dụ tiêu biểu CAN, AS - i, SwiftNet Sercos Tự động hóa trình Tự động hóa công nghiệp thường chia thành mảng tự động hóa trình (process automation) tự động hóa xí nghiệp (factory automation), tương ứng với hai lĩnh vực ứng dụng công nghiệp chế biến, khai thác (process industry) công nghiệp chế tạo, lắp ráp (manufacturing) Công nghiệp chế biến khai thác bao gồm ngành dầu khí, than, hóa dầu, hóa chất, thực phẩm, dược phẩm, điện lực, xi măng , giấy, … Các ngành lại xe hơi, chế tạo máy công cụ, luyện kim, cán thép, điện lực xếp vào công nghiệp chế tạo, lắp ráp 183 Đặc thù ngành công nghiệp khai thác chế biến trình liên tục diễn biến chậm Vì tần suất đổi liệu thấp, nhiên điện thường dài để đủ chứa thông tin biến tương tự Công nghệ bus trường không đòi hỏi tốc độ cao, độ phủ mạng lớn, phải có tính tiền định có lựa chọn cho phù hợp môi trường dễ cháy nổ Không nghi ngờ gì, hai công nghệ bus trường đầu tro ng lĩnh vực Foundation H1và PROFIBUS - PA Tự động hóa xí nghiệp Trong ngành công nghiệp chế tạo lắp ráp, toán điều khiển logic điều khiển trình tự đóng vai trò trung tâm, không kể tới toán điều khiển máy móc thiết bị đơn lẻ, điều khiển chuyển động Các hệ thống điều khiển giám sát thường có quy mô nhỏ so với công nghiệp chế biến, lượng liệu cần trao đổ i thường có yêu cầu cao thời gian phản ứng Các giải pháp mạng tiêu biểu INTERBUS, DeviceNet, PROFIBUS - DP AS - i Tự động hóa tòa nhà Tự động hóa tòa nhà lĩnh vực ứng dụng có nhiều tiềm năng, đặc biệt khu vực phát triển xây dựng mạnh Việt Nam Các tòa nhà công sở, khách sạn, sân bay nhà chung cư có nhu cầu tự động hóa cao Các hệ thống lò sưởi, điều hòa nhiệt độ, hệ thống đóng mở cửa, hệ thống thang máy, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cảnh báo cháy … đối tượng cần điều khiển giám sát từ trung tâm Tuy toán điều khiển phức tạp, số lượng thiết bị lớn chủng loại đa dạng Một số công nghệ bus có ưu lĩnh vực LON, EIB gần truyền thông qua đường điện lực Các hệ thống giao thông vận tải Các hệ thống điều khiển giám sát lĩnh vực giao thông, ví dụ điều khiển giao thông đô thị, đường sắt, hàng hải hàng không hệ thống có cấu trúc phân tán cách tự nhiên Các toán tiêu biểu lĩnh vực bày điều khiển tín hiệu nút giao thông, điều khiển phân luồng giao thông, điều động phương tiện giao thông tương lai hệ thống xe tự hành Việc nối mạng thực qua nhiều phương thức khác nhau, ví dụ qua đường điện lực, qua sóng vô tuyến, qua đường điện thoại Đến hầu hết ứng dụng dựa giải pháp đặc biệt, đóng kín Tuy nhiên, ta nghĩ tới áp dụng số hệ thống mạng công nghiệp chuẩn INTERBUS PROFIBUS - DP kết hợp với sử dụng cáp quang, giao thức Modbus kết hợp qua đường điện lực điện thoại công cộng Các hệ thống phân phối lượng Tương tự hệ thống giao thông, mạng lưới phân phối lượng cung cấp điện, ga có chất lai phân tán cách tự nhiên Đặc biệt, điều phối giám sát mạng điện lực quốc gia toán tương đối phức tạp mức độ trải rộng phân 184 tán cao, mô hình bất định, tính thời gian thực ngặt nghèo Việc sử dụng công nghệ truyền thông qua đường điện lực, đường cáp quang kết hợp với số giao thức chuẩn MODBUS giải pháp hợp lý 5.2.3 Yêu cầu thiết kế chi tiết Một phương pháp áp dụng phổ biến lựa chọn hệ thống bus phương pháp loại trừ dần dựa sở tiêu chuẩn kỹ thuật sau: * Cấu trúc: Topology, chiều dài tối đa mạng, số trạm tối đa đoạn (segment) * Đặc tính thời gian: Tính thời gian thực (đủ nhanh, kịp thời, dự đoán được), thời gian phản ứng tiêu biểu * Khả truyền tải liệu: Tốc độ tối đa độ dài liệu hữu ích tối đa điện (telegram) * Độ tải nguồn: Khả cung cấp nguồn bus cho thiết bị tham gia (trạm) * Độ linh hoạt: Khả lắp đặt thay trạm vận hành, khả mở rộng hệ thống (ví dụ mở rộng sản xuất) * Độ an toàn: Loại trừ khả gây cháy nổ, gây ảnh hưởng xấu tới môi trường xung quanh * Độ bền vững, tin cậy: Hoạt động ổn định có ảnh hưởng nhiều từ môi trường xung quanh * Chuẩn hóa: Điều khiển cho khả tương tác, tính mở hệ thống, tránh lạc hậu tương lai * Công cụ hỗ trợ: Phần mềm quản trị mạng, hỗ trợ giám sát, chẩn đoán cố Đối với ứng dụng cụ thể, có nhiều giải pháp tỏ thích hợp mà khác số điểm nhỏ Trong trường hợp vậy, cần phân tích đánh giá cách thận trọng, kỹ lưỡng Ngay thông số kỹ thuật tưởng chừng tương đương, lại khác cách bản, đòi hỏi phải cân nhắc thận trọng Ví dụ, lĩnh vực ứng dụng cần có hệ thống bus có tốc độ truyền tải liệu thật cao mà yếu tố quan trọng thời gian phản ứng phải nhỏ dự đoán trước 5.2.4 Yêu cầu kinh tế Trong yêu cầu mang tính kinh tế ta cần xét hai yếu tố chính: * Giá thành tổng thể: Tổng hợp giá thành trang thiết bị, công thiết kế, lắp đặt bảo trì * Hiện trạng thị trường: Cơ hội mua sắm thiết bị dịch vụ Kinh nghiệm thực tế cho thấy, người sử dụng thường hay coi nhẹ việc hoạch toán giá thành tổng thể tập trung vào đặc tính kỹ thuật giá trang thiết bị phần cứng Ví dụ, trình độ kinh nghiệm sẵn có giá dịch vụ thiết kế, lắp đặt bảo trì đóng vai trò quan trọng đầu tư tổng thể lâu dài Trong hoàn cảnh Việt Nam, việc mua sắm thiết bị, công cụ phần mềm dịch vụ hỗ trợ có nhiều hạn chế, yếu tố trạng thị trường, kiến thức kinh nghiệm sẵn có 185 ảnh hưởng lớn tới định Tuy nhiên, ta không nên cố giữ mặc cảm, định kiến hệ thống Cũng lĩnh vực điện tử, tin học, công nghệ bus trường có đổi mới, tiến không ngừng Xu hướng thâm nhập Ethernet vào cấp điều khiển cấp chấp hành ví dụ tiêu biểu 5.3 Một số chuẩn phần mềm tích hợp hệ thống 5.3.1 Chuẩn IEC 61131 - Mô hình giao tiếp mạng Đối tượng chuẩn IEC 61131 - dịch vụ thiết bị điều khiển khả trình (PLC) thực , dịch vụ PLC yêu cầu từ thiết bị khác, thể qua hàm/khối chức sử dụng lập trình với IEC 61131 - Phạm vi chuẩn bó hẹp việc giao tiếp PLC PLC thiết bị khác Dịch vụ giao tiếp Thông tin trạng thái thị cố thành phần: * Thiết bị điều khiển khả trình (Tổng thể) * Vào/ra * Bộ xử lý trung tâm * Cung cấp nguồn * Bộ nhớ * Hệ thống truyền thông Lưu ý rằng, status cung cấp thông tin trạng thái thiết bị điều khiển thành phần phần cứng, phần rắn nó, không quan tâm tới thông tin cấu hình Dữ liệu trạng thái không cung cấp thông tin trình điều khiển chương trình ứng dụng PLC 186 Các dịch vụ liệt kê bảng 5.1 Tuy nhiên, PLC không bắt buộc phải cung cấp tất dịch vụ Tên khối chức hàm tương ứng liệt kê bảng 5.2 Kiểm tra thiết bị Các khối chức STATUS USTATUS hỗ trợ việc PLC kiểm tra trạng thái thiết bị tự động hóa khác Thu nhập liệu Dữ liệu thiết bị khác biểu diễn qua biến Có hai phương pháp để PLC truy nhập liệu sử dụng CFB * Hỏi (polled): PLC sử dụng khối chức READ để đọc giá trị nhiều biến thời điểm chương trình ứng dụng PLC xác định Việc truy nhập biến thiết bị kiểm soát 187 * Lập trình: Thời điểm liệu cung cấp cho PLC định thiết bị khác Các khối URCV/USEND sử dụng chương trình ứng dụng PLC để nhận liệu từ gửi liệu đến thiết bị khác Điều khiển: Hai phương pháp điều khiển cần PLC hỗ trợ: Điều khiển tham số (parametric) điều khiển khóa liên động (interlocked) * Điều khiển tham số: Hoạt động thiết bị điều khiển thay đổi tham số chúng PLC sử dụng khối WRITE để thực hoạt động từ chương trình ứng dụng * Điều khiển khóa liên động: Một client yêu cầu server thực phép toán ứng dụng thông báo kết cho client PLC sử dụng khối SEND RCV để thực vai trò client and server Báo động Một PLC gửi báo động tới client kiện xảy Client thông báo lại xác nhận tới điều khiển PLC sử dụng khối chức ALARM NOTIFY chương trình ứng dụng để gửi thông báo cần xác nhận không cần xác nhận Quản lý mối liên quan Các chương trình ứng dụng PLC sử dụng khối CONNECT để quản lý mối liên kết 5.3.2 OPC (OLE for Process Control) Giới thiệu chung Tiến hệ thống bus trường với phổ biến thiết bị cận trường thông minh hai yếu tố định tới chuyển hướng sang cấu trúc phân tán giải pháp tự động hóa Sự phân tán hóa mặt mang lại nhiều ưu so với cấu trúc xử lý thông tin tập trung cổ điển, độ tin cậy tính linh hoạt hệ thống, mặt khác tạo hàng loạt thách thức cho giới sản xuất cho người sử dụng Một vấn đề thường gặp phải việc tích hợp hệ thống Tích hợp theo chiều ngang đòi hỏi khả tương tác thiết bị tự động hóa nhiều nhà sản xuất khác Bên cạnh đó, tích hợp theo chiều dọc đòi hỏi khả kết nối ứng dụng sở đo lường, điều khiển với ứng dụng cao cấp điều khiển giám sát thu thập liệu (supervisory control and data acquistion, SCADA), giao diện người máy (human - machine interface, HMI) hệ thống điều hành sản xuất (manufacturing excution system, MES) Việc sử dụng chuẩn giao diện trở thành điều kiện tiên Tiêu biểu cho hướng chuẩn OPC, chấp nhận rộng rãi ứng dụng tự động hóa trình công nghiệp Dựa mô hình đối tượng thành phần (D)COM hàng Microsoft, OPC định nghĩa thêm số giao diện cho khai thác liệu từ trình kỹ thuật, tạo sở cho việc xây dựng ứng dụng điều khiển phân tán mà không bị phụ thuộc vào mạng công nghiệp cụ thể Trong 188 thời điểm OPC COM thực Windows, song có nhiều cố gắng để phổ biến sang hệ điều hành thông dụng khác Chính OPC xây dựng sở mô hình thành phần COM, nên sử dụng qua nhiều phương pháp khác nhau, nhiều ngôn ngữ lập trình khác Để khai thác cách thật hiệu dịch vụ OPC, người lập trình phải hiểu rõ công nghệ hướng đối tượng phần mềm thành phần nói chung COM nói riêng Với mục đích ban đầu thay cho dạng phần mềm kết nối trình điều khiển vào/ra (I/O - Drivers) DDE, OPC qui định số giao diện chuẩn cho chức như: * Khai thác, truy nhập liệu trình (Data Access) từ nhiều nguồn khác (PLC, thiết bị trường, bus trường, sở liệu …) *Xử lý kiện cố (Event and Alarm) * Truy nhập liệu khứ (Historical Access) * Trao đổi liệu hệ thống công cụ phần mềm (Data Exchange) Trong tương lai OPC hỗ trợ chức khác an hoàn hệ thống (Security) điều khiển mẻ (Batch) OPC sử dụng chế COM/COM để cung cấp dịch vụ truyền thông cho tất ứng dụng hỗ trợ COM Có thể kể hàng loạt ưu điểm việc sử dụng OPC như: * Cho phép ứng dụng khai thác, truy nhập liệu theo cách đơn giản, thống * Hỗ trợ truy nhập liệu theo chế hỏi (polling) theo kiện (event - riven) * Được tối ưu cho việc sử dụng mạng công nghiệp * Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị * Linh hoạt hiệu suất cao * Sử dụng từ hầu hết công cụ phần mềm SCANDA thông dụng, ngôn ngữ bậc cao (C ++, Visual Basic, Delphi… ) Tổng quan kiến trúc OPC OPC xây dựng dựa ý tưởng ứng dụng công nghệ COM nhằm đơn giản hóa, chuẩn hóa việc khai thác liệu từ thiết bị cận trường thiết bị điều khiển, tương tự việc khai thác hệ thống sở liệu thông thường Giống COM, OPC không qui định việc thực khai thác cụ thể, mà định nghĩa số giao diện chuẩn Thay cho việc dùng C++ dùng để định nghĩa số giao diện lập trình thông thường, ngôn ngữ dùng (gọi interface definition language hay IDL) không phụ thuộc vào cài đặt hay ngôn ngữ lập trình Cốt lõi OPC chương trình phần mềm phục vụ gọi OPC - Server, chứa mục liệu (OPC - ITem) tổ chức thành nhóm (OPC -GROUP) Thông thường mọt OPC - server đại diện thiết bị thu thập liệu OPC, RTU, I/O cấu hình mạng truyền thông Các OPC - Items đại diện cho biến trình, tham số điều khiển, liệu trạng thái thiết bị … Cách tổ chức tương tự 189 hệ thống sở liệu quan hệ quen thuộc với cấp nguồn liệu (data source), bảng liệu (table) trường liệu (field) Như minh họa hình 5.2 hai kiểu đối tượng thành phần quan trọng kiến trúc OPC OPC - Server OPC - Gruonp Trong OPC - Server có nhiệm vụ quản lý toàn việc sử dụng khai thác liệu (items) thành nhóm để tiện cho việc truy nhập Thông thường items với biến trình kỹ thuật hay thiết bị điều khiển Chuẩn OPC quy định hai kiểu giao diện Custon Interfaces (OPC Taskforce, 1998b) Automation Interface (OPC Taskforce, 1998c) Kiểu thứ bao gồm số giao diện theo mô hình COM túy, kiểu thứ hai dựa công nghệ mở rộng OLE - Automation Sự khác hai kiểu giao diện nằm mô hình đối tượng, ngôn ngữ lập trình hỗ trợ mà tính năng, hiệu suất sử dụng OPC Custom Interfaces Giống đối tượng COM khác, hai loại đối tượng thành phần quan trọng OPC OPC - Server OPC - Group cung cấp dịch vụ qua giao diện chúng, gọi OPC Custorn Interfaces, minh họa hình 5.3 Tham khảo (OPC Taskforce, 1988b) để tìm hiểu ý nghĩa cụ thể giao diện Chính giao diện giao diện theo mô hình COM túy, việc lập trình với chúng đòi hỏi ngôn ngữ biên dịch Trong thực tế, C++ ngôn ngữ chiếm ưu tuyệt đối phục vụ mục đích Bên cạnh đó, công cụ khác cung cấp số phần mềm khung (frameworks) thích hợp để hỗ trợ người lập trình 190 Sử dụng OPC Custom Interfaces cho phép truy nhập liệu với hiệu suất cao Tuy nhiên, nhược điểm thứ đòi hỏi người sử dụng phải hiểu rõ lập trình với COM/DCOM Nhược điểm cứng nhắc mã chương trình, ta dùng trực tiếp ứng dụng điều khiển Thay đổi chi tiết nhỏ (tên máy tính điều khiển, số lượng biến vào/ra…) đòi hỏi phải biên dịch lại toàn chương trình ứng dụng Rõ ràng, để khắc phục hai vấn đề nêu trên, tức giảm nhẹ độ phức tạp cho người lập trình nâng cao tính sử dụng lại, cần phải tạo lớp phần mềm dạng thư viện đối tượng nằm OPC, OPC Automation Interface thư viện đối tượng OPC Automation Interface Giống đối tượng OLE - Automation khác, việc sử dụng đối tượng OPC Automation Interface đơn giản hóa nhiều Cụ thể, nhiều thủ tục phức tạp lập trình với COM loại bỏ Người lập trình không cần thiết hiểu biết sâu sắc COM C++, mà cần sử dụng thành thạo công cụ tạo dựng ứng dụng RAD (Rapid Application Development) Visual Basic Mặt trái vấn đề lại là, đơn giản hóa phương pháp phải trả giá hạn chế phạm vi chức năng, hiệu suất sử dụng tốc độ trao đổi liệu Nhất giải pháp tự động hóa phân tán, có tham gia mạng truyền thông công nghiệp, hai điểm yếu nói sau trở nên đáng quan tâm Tốc độ trao đổi liệu giảm tới - lần so với dùng Custon Interfaces Đối với ứng dụng có yêu cầu cao thời gian, phương pháp sử dụng OPC Automation Interface rõ ràng không thích hợp OPC công cụ phần mềm chuyên dụng 191 Trong thực tế, có cách sử dụng thứ ba, đơn giản thuận tiện nhiều so với hai cách thông qua công cụ phần mềm chuyên dụng Có thể nói, công cụ SCADA đại nào, hệ DCS đại hỗ trợ giao diện OPC Sử dụng công cụ này, người tích hợp hệ thống cần đăng ký OPC-Server kèm thiết bị với hệ điều hành, sau khai báo cách dò tìm mạng trạm máy tính tên Server với công cụ phần mềm Việc lại sử dụng nhãn (tag name) giống nhãn khác quen thuộc hệ SCADA DCS 192 Tài liệu tham khảo: Mạng truyền thông công nghiệp - Hoàng Minh Sơn - 2004 Siemens: SIMATIC NET – Industrial communication Networks.1998 SISCO: Overview and Introdution to Manufacturing Message Specification (MMS) 1995 Hệ thống điều khiển phân tán – Hoàng Minh Sơn - 2003 193