Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng kiến trúc hướng mô hình để thi hành các hệ thống điều khiển công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG ĐỨC MẪN NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HƯỚNG MÔ HÌNH ĐỂ THI HÀNH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ THỦY KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGÔ VĂN HIỀN Hà Nội – 2010 LỜI CAM ĐOAN Luận văn kết tìm hiểu nghiên cứu thân hướng dẫn Tiến sĩ Ngô Văn Hiền Những tài liệu kết nghiên cứu sử dụng luận văn tác giả khác trích dẫn nguồn gốc cụ thể theo quy định Luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ chưa công bố phương tiện thông tin Tôi xin cam đoan trình bày hoàn toàn xác, sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Hoàng Đức Mẫn MỤC LỤC PHỤ LỤC BÌA……………………………………………………………… ….1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5  DANH MỤC CÁC BẢNG .6  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .7  MỞ ĐẦU 9  Chương 1- CÁC NGUYÊN TẮC MÔ HÌNH HÓA TRỰC QUAN VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG TRONG CÔNG NGHỆ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG .11  1.1  Tầm quan trọng mô hình hóa 11  1.2  Các nguyên tắc mô hình hóa trực quan 13  1.3  Các đặc trưng công nghệ hướng đối tượng 14  Chương 2- GIỚI THIỆU VỀ KIẾN TRÚC HƯỚNG THEO MÔ HÌNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP 17  2.1  Kiến trúc hướng theo mô hình .17  2.1.1  Các mô hình MDA .17  2.1.2  Sự chuyển đổi mô hình MDA 22  2.2  Tổng quan hệ thống điều khiển công nghiệp 27  2.2.1  Phân loại hệ thống điều khiển công nghiệp 27  2.2.2  Tổng quan cấu trúc HDS 28  2.2.3 Hệ thống động lực lai điều khiển công nghiệp .29  2.2.4 Các điều kiện ràng buộc trình phát triển hệ thống điều khiển công nghiệp .30  2.2.5 Đặc tả Automatlai để phát triển hệ thống điều khiển công nghiệp 32  Chương 3- QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HDS CÔNG NGHIỆP VỚI MDA 34  3.1  Phân tích kiến trúc hệ thống 34  3.1.1  Tổng quan kiến trúc hệ thống 34  3.1.2  Xác định tầng kiến trúc hệ thống 35  3.1.3  mô tả chế kiến trúc .36  3.1.4  Sự tham chiếu tầng kiến trúc với MDA 37  3.2  Đặc tả tổng quan MDA cho HDS công nghiệp 38  3.3  Quy trình chi tiết MDA cho HDS công nghiệp .39  3.3.1  CIM HDS công nghiệp 40  3.3.2  PIM HDS công nghiệp 48  3.3.3  PSM HDS công nghiệp 68  Chương 4- ÁP DỤNG QUY TRÌNH MDA CHO HDS CÔNG NGHIỆP 71  4.1  Mô hình CIM 72  4.1.1  Các trường hợp sử dụng tác nhân .72  4.1.2  Ứng xử động trường hợp sử dụng 73  4.1.3  Sơ đồ khối chức SCCS 77  4.1.4  Automat lai SCCS 79  4.2  Mô hình PIM 83  4.2.1 Các lớp thực thể lớp biên SCCS 83  4.2.2 Sơ đồ thực thi cộng tác đối tượng 84  4.2.3 Cấu trúc ứng xử động trường hợp sử dụng 85  4.3  Mô hình PSM 87  4.3.1  Các luật chuyển đổi từ PIM sang Matlab-Simulink (PSM) 87  4.3.2  Các kết mô SCCS với Matlab-Simulink .88  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Viết đầy đủ Ý nghĩa BUS Business System Hệ thống nghiệp vụ BPM Business Process Model Mô hình quy trình nghiệp vụ CIM Computation Independent Model Mô hình độc lập với thao tác tính toán CSDL Cơ sở liệu Cơ sở liệu DAO Data Access Object Đối tượng truy xuất liệu MDA Model Driven Architecture Kiến trúc hướng theo mô hình MOF Meta Object Facility Khả siêu hướng đối tượng J2EE Java Platform, Enterprise Edition Nền công nghệ java phiên đầy đủ chức EBP Elementary Business Process Quy trình nghiệp vụ HDS Hybrid Dynamic System Hệ thống động lực lai IGCB Instantaneous Global Continuous Behavior Ứng xử liên tục toàn cục tức thời IEC61499 IEC - International Electrotechnical Commission - 61499 Ủy ban công nghệ điện tử quốc tế chuẩn 61499 OCL Object Contrain Language Ngôn ngữ ràng buộc hướng đối tượng OMG Object Management Group Tổ chức quản trị đối tượng OODBMS Object-Oriented Database Management System Hệ quản trị sở liệu hướng đối tượng PIM Platform Independent Model Mô hình độc lập với công nghệ PSM Platform Specific Model Mô hình theo công nghệ cụ thể PLC Programmable Logic Control Lập trình Logic RDBMS Relational Database Management System Hệ quản trị sở liệu quan hệ SCCS Sweeping Cameras Control Hệ thống điều khiển Camera System quay UI User Interface System Hệ thống giao diện người sử dụng UML Unified Modeling Language Ngôn ngữ mô hình hoá hợp VOPC View Of Participating Classes Khung nhìn lớp tham gia DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Luật chuyển đổi phần tử phân tích thành phần tử thiết kế mô hình PIM .62 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tổng quan đặc trưng công nghệ hướng đối tượng .15  Hình 2.1 Sự phân loại mô hình MDA .18  Hình 2.2 Một ví dụ phát triển hướng theo mô hình với kiến trúc phần mềm 19  Hình 2.3 Ví dụ CIM .20  Hình 2.4 Ví dụ PIM - dựa theo Hình 2.3 20  Hình 2.5 Ví dụ PSM - dựa theo Hình 2.4 với công nghệ J2EE 21  Hình 2.6 Mô hình chuyển từ CIM sang PIM 22  Hình 2.7 Chuyển đổi mô hình theo vết .23  Hình 2.8 Quá trình biến đổi siêu mô hình 24  Hình 2.9 Quá trình biến đổi mô hình 24  Hình 2.10 Quá trình biến đổi theo ứng dụng mẫu 25  Hình 2.11 Ví dụ tổng quát trình biến đổi sử dụng tên mẫu 26  Hình 2.12 Ví dụ quy trình MDA cho hệ thống phức tạp 27  Hình 2.13 Sơ đồ khối tổng quan HDS công nghiệp [9] .30  Hình 3.1 Các tầng kiến trúc hệ thống .36  Hình 3.2 Quy trình MDA thực thi hệ thống HDS công nghiệp 38  Hình 3.3 Ví dụ sơ đồ chức mở rộng .40  Hình 3.4 Ví dụ trừu tượng hóa .41  Hình 3.5 Ví dụ sơ đồ trường hợp sử dụng 42  Hình 3.6 Sơ đồ diễn tiến trường hợp sử dụng “Cấu hình hệ thống” tương với Hình 3.5 43  Hình 3.7 Máy trạng thái trường hợp sử dụng “Cấu hình hệ thống » 44  Hình 3.8 Cấu trúc tổng quan CIM HDS công nghiệp 47  Hình 3.9 Sơ đồ lớp cộng tác đối tượng phần rời rạc 48  Hình 3.10 Sơ đồ lớp cộng tác đối tượng phần liên tục .49  Hình 3.11 Sơ đồ lớp công tác đối tượng IGCB 50  Hình 3.12 Sơ đồ lớp cộng tác đối tượng giao diện bên 51  Hình 3.13 Sơ đồ lớp cộng tác đối tượng giao diện bên 52  Hình 3.14 Sơ đồ kết nối thực thi HDS 52  Hình 3.15 Ví dụ lớp biên “CauHinhForm” 55  Hình 3.16 Ví dụ lớp điều khiển “CauHinhControl” 56  Hình 3.17 Ví dụ lớp thực thể “PI” 57  Hình 3.18 Ví dụ việc mô tả thuộc tính lớp thực thể “PI” 58  Hình 3.19 Ví dụ Sơ đồ diễn tiến thể mối quan hệ lớp phân tích chức “Thay đổi cấu hình hệ thống” 60  Hình 3.20 Sơ đồ lớp phân tích tham gia trường hợp sử dụng “Cấu hình hệ thống” 61  Hình 3.21 Ví dụ chuyển đổi lớp phân tích thành lớp thiết kế 63  Hình 3.22 Ví dụ thành phần hệ thống 67  Hình 3.23 Mô hình kiến trúc thiết kế ứng dụng với công nghệ hướng đối tượng 69  Hình 4.1 Mô hình giải pháp tổng quát chức hoạt động SCCS 71  Hình 4.2 Mô hình trường hợp sử dụng SCCS 73  Hình 4.3 Sơ đồ diễn tiến trường hợp sử dụng “ Bảo trì” 74  Hình 4.4 Sơ đồ diễn tiến trường hợp sử dụng “ Theo dõi” 74  Hình 4.5 Máy trạng thái trường hợp sử dụng “Theo dõi” 75  Hình 4.6 Sơ đồ diễn tiến trường hợp sử dụng “ Bảo vệ”- IPS bị lỗi 75  Hình 4.7 Sơ đồ diễn tiến trường hợp sử dụng “ Bảo vệ” - SCCS bị lỗi .76  Hình 4.8 Máy trạng thái trường hợp sử dụng “Bảo vệ” .76  Hình 4.9 Máy trạng thái tổng quát SCCS 77  Hình 4.10 Sơ đồ khối chức SCCS 78  Hình 4.11 Automat lai SCCS với kiện bên Eii 82  Hình 4.12 Automat lai SCCS với kiện bên Eii 83  Hình 4.13 Các lớp thực thể dòng liên tục .83  Hình 4.14 Lớp giao diện bên 84  Hình 4.15 Lớp giao diện bên 84  Hình 4.16 Sơ đồ cấu trúc thực thi PIM SCCS 85  Hình 4.17 Sơ đồ diễn tiến thể mối quan hệ tương tác lớp phân tích “Chức theo dõi” trường hợp sử dụng “Theo dõi”……………… 86 Hình 4.18 Sơ đồ tổng quan lớp phân tích tham gia trường hợp sử dụng “Theo dõi………………………………………………………………………………… 87 Hình 4.19 Sơ đồ kết nối tổng quan hệ thống mô hình PSM hệ thống SCCS……………………………………………………………………… 88 Hình 4.20 Mô hình phần tử phần liên tục hệ thống SCCS………….89 Hình 4.21 Vận tốc Camera khởi động khởi động lại………………… 90 Hình 4.22 Vận tốc Camera khởi động khởi động lại………………… 91 MỞ ĐẦU Trong kỷ nguyên công nghệ kinh tế đa chiều, việc phát triển hệ thống công nghiệp có vai trò quan trọng trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Hệ thống điều khiển công nghiệp phần lĩnh vực sản xuất công nghiệp; ngày nhiều doanh nghiệp sử dụng phát triển để góp phần tạo giá trị cạnh tranh Phương pháp tiếp cận kiến trúc hướng theo mô hình (MDA: Model-Driven Architecture) tổ chức quản trị đối tượng quốc tế (OMG: Object Management Group) phát triển, để ứng dụng việc phát triển hệ thống thông tin nói chung hệ thống điều khiển công nghiệp nói riêng MDA cho phép tách đặc tả chức hệ thống độc lập với đặc tả thực thi chức công nghệ cụ thể Do đó, đặc tả chức hệ thống sử dụng lại để thực thi công nghệ khác MDA giúp thực ba mục tiêu khả di động, tính xuyên chức sử dụng lại thông qua việc tách rời mối liên quan Do vậy, phương pháp tiếp cận kiến trúc hướng theo mô hình cho phép đáp ứng yêu cầu luôn thay đổi tính phức tạp ngày tăng cao hệ thống điều khiển công nghiệp Chính chọn đề tài: “Nghiên cứu, phát triển ứng dụng kiến trúc hướng mô hình để thi hành hệ thống điều khiển công nghiệp” để cập nhật, nâng cao kiến thức khoa học lĩnh vực điều khiển nói chung chuyên ngành khí động lực nói riêng Luận văn thực nhằm mục đích nghiên cứu áp dụng cách tiếp cận kiến trúc hướng mô hình nhằm đưa mô hình kiến trúc, phân tích, thiết kế mô hệ thống điều khiển công nghiệp phức tạp có sử dụng automate lai Nội dung luận văn trình bày phần sau: Chương 1: Các nguyên tắc mô hình hoá trực quan đặc trưng công nghệ hướng đối tượng Chương 2: Tổng quan kiến trúc hướng theo mô hình hệ thống điều khiển công nghiệp Chương 3: Quy trình MDA với hệ thống điều khiển công nghiệp Chương 4: Áp dụng MDA cho việc phân tích hệ thống điều khiển cầu thang theo dõi qua camera quay Để nghiên cứu đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết minh họa việc áp dụng lý thuyết nghiên cứu vào việc phát triển hệ thống thực tế Các mô hình phân tích thiết kế thể ngôn ngữ mô hình hóa hợp UML cách tiếp cận MDA Chúng phân tích thiết kế số trường hợp sử dụng quan trọng hệ thống điều khiển cầu thang camera quay để minh họa cho phương pháp MDA trình bày chi tiết chương luận văn Sau cùng, xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo Viện Cơ khí Động lực – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội dạy dỗ, tạo điều kiện cho thời gian qua; ban giám hiệu Trường Cao đẳng nghề Hà Nam, người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện cho thời gian, vật chất tinh thần để hoàn thành chương trình học Đặc biệt TS.Ngô Văn Hiền, thầy giáo nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ nhiều trình làm luận văn, thầy cung cấp cho tài liệu tham khảo quý giá, thiết thực cho trình nghiên cứu đề tài luận văn 10  max1và max : Các góc lớn mà Camera Camera phải thực 1m và 2m : Góc đo 1i và 2i : Góc thực a: Vận tốc lớn Camera quay Fluid : (Camera Tới Camera Về ) Sign1 = +1 Sign2 = -1   Các đại lượng bất biến :      max ,  m1   1i và0    a    0     max ,  m   2i và0    a  Fluid 3: (Camera Về Camera Về ) Sign1 = -1 Sign2 = -1      or   a   ,    1 max m 1 i   Các đại lượng bất biến :   0     max ,  m   2i or    a  Fluid : (Camera Về & Camera Tới ) Sign1 = -1 Sign2 = +1   Các đại lượng bất biến :   1  1 max , m1  1i or  1  a    0     max ,  m   i or    a  Hình 4.11 trình bày Automat lai SCCS với kiện bên phát sinh 81 Hình 4.11 Automat lai SCCS với kiện bên Eii Trong đó:    [0,1max ]or m1  1i or 1  0, a     - Ei1 sinh nếu: ;     [0, max ]or m   2i or   0, a    - Ei2 sinh nếu:  1  [0,1 max ]or m1  1i or 1  0, a   ;     [0, max ]or m   2i or   0, a      [0,1 max ]or m1  1i or 1  0, a    ; - Ei3 sinh nếu:     [0, max ]or m   2i or   0, a    - Ei4 sinh nếu:  1  [0,1 max ]or m1  1i or 1  0, a       [0, max ]or m   2i or   0, a  82 4.2 Mô hình PIM 4.2.1 Các lớp thực thể lớp biên SCCS - Các lớp thực thể tương ứng với phần tử liên tục mà xác định từ sơ đồ chức mở rộng SCCS, thể (Hình 4.12) - Mỗi dòng liên tục automate lai SCCS trở thành lớp thực thể (Hình 4.12) cộng tác đối tượng IGCB Hình 4.12 Automat lai SCCS với kiện bên Eii - Mỗi dòng liên tục Automatlai SCCS trở thành lớp thực thể đối tượng hợp tác CCGI (Hình 4.13) Hình 4.13 Các lớp thực thể dòng liên tục 83 - Một lớp giao diện bên cho phép phần liên tục rời rạc tác động lẫn giới thiệu Hình 4.14 Hình 4.14 Lớp giao diện bên - Lớp giao diện bên cho phép gửi nhận kiện rời rạc tín hiệu liên tục thể Hình 4.15 Hình 4.15 Lớp giao diện bên 4.2.2 Sơ đồ thực thi cộng tác đối tượng Kết nối truyền đạt cộng tác đối tượng PIM thể sơ đồ thực thi nhằm thực mô phát triển SCCS (Hình 4.16) 84 Hình 4.16 Sơ đồ cấu trúc thực thi PIM SCCS 4.2.3 Cấu trúc ứng xử động trường hợp sử dụng 4.2.3.1 Trường hợp cấu hình hệ thống Mối quan hệ tương tác lớp phân tích chức “Thay đổi cấu hình hệ thống” trường hợp sử dụng “Cấu hình hệ thống”của SCCS thể Hình 3.19 (chương 3) Hình 3.20 (chương 3) đưa sơ đồ tổng quan mối quan hệ lớp phân tích tham gia trường hợp sử dụng “Cấu hình hệ thống ”, bao gồm: lớp biên “CauHinhForm”, lớp điều khiển “CauhinhController”, lớp thực thể “PI” “DanhSachThongSo” 4.2.3.2 Trường hợp theo dõi Hình 4.17 trình bày sơ đồ diễn tiến thể mối quan hệ tương tác lớp phân tích chức “Theo dõi” trường hợp sử dụng “Theo dõi”của SCCS 85 Hình 4.17 Sơ đồ diễn tiến thể mối quan hệ tương tác lớp phân tích “Chức theo dõi”của trường hợp sử dụng “Theo dõi” Hình 4.18 thể tổng quan mối quan hệ lớp phân tích tham gia trường hợp sử dụng “Theo dõi ”, bao gồm: lớp biên “ExternalInterface”, “InternalInterface”,lớp điều khiển “TheodoiController”, lớp thực thể “PI” “Comparator”, “IGCB” hệ thống phát triển 86 Hình 4.18 Sơ đồ tổng quan lớp phân tích tham gia trường hợp sử dụng “Theo dõi” 4.3 Mô hình PSM Trong luận văn này, quan tâm tới việc mô chất lượng điều chỉnh SCCS Xuất phát từ đặc tính chuyên dụng công cụ MatlabSimulink đặc tả [7], thực việc chuyển đổi từ PIM xác định sang Matlab-Simulink (PSM ứng dụng) để đưa mô hình mô cho thiết kế (PIM) hệ thống 4.3.1 Các luật chuyển đổi từ PIM sang Matlab-Simulink (PSM) Dựa vào đặc điểm PIM xác định khả công cụ Matlab Simulink Các luật chuyển đổi từ PIM sang Matlab-Simulink (PSM) sau: - Mỗi cộng tác đối tượng tương ứng với hệ thống matlab simulink, cộng tác thực thi thành phần hệ thống 87 - Cộng tác đối tượng toàn cục tương ứng với hệ thống tương ứng - Các chức giao diện hợp tác tương ứng với hàm gọi hệ thống - Các thực thể tương ứng với tệp liệu hệ thống -Máy trạng thái tương ứng với dòng trạng thái 4.3.2 Các kết mô SCCS với Matlab-Simulink Trong giới hạn luận văn, đưa số kết chuyển đổi mô hình từ PIM sang PSM SCCS, Vì mục đích để minh họa cho phương pháp tiếp cận MDA cho ứng dụng nên chọn cách chuyển tay để chuyển đổi mô hình PIM sang mô hình PSM mô qua phần mềm Matlab Sơ đồ cấu trúc hệ thống mối liên hệ truyền đạt chúng SCCS thể hình 4.19 Hình 4.19 Sơ đồ kết nối tổng quan hệ thống mô hình PSM hệ thống SCCS Các phần tử gói liên tục SCCS bao gồm: Khếch đại công suất “power amli 1”, “power amli 2”, điều chỉnh “PI1”, “PI2”, Camera “Camera 1”, Camera “Camera 2”, Tín hiệu phản hồi“S1”, Tín hiệu phản hồi “S2” 88 Hình 4.20 Mô hình phần tử phần liên tục hệ thống SCCS Hình 4.21 thể kết mô chất lượng điều chỉnh vận tốc camera trường hợp SCCS khởi động khởi động lại, với hàm truyền Camera ܹ௖ଵ ሺ‫݌‬ሻ= ଵ ்಴భ ‫כ‬௣ାଵ Trong đó: - ܹ௖ଵ ሺ‫݌‬ሻ : hàm truyền Camera -Tc1 : thời gian quán tính Camera (Trong mô hình mô sử dụng thông số điều khiển cụ thể sau: K =15, T1 =0.01, Kp1=1.00, Tc1 = 0.05, Ti=9.00) Các thông số giải thích mục 4.14 tham khảo từ [24] 89 Hình 4.21 Vận tốc Camera khởi động khởi động lại Hình 4.22 thể kết mô chất lượng điều chỉnh vận tốc camera trường hợp SCCS khởi động khởi động lại với hàm truyền Camera ܹ௖ଶ (p)= ଵ ்಴మ ‫כ‬௣ାଵ Trong đó: - ܹ௖ଶ ሺ‫݌‬ሻ : hàm truyền Camera -Tc2: thời gian quan tính Camera (Trong mô hình mô sử dụng thông số điều khiển cụ thể sau: K =15, T2 =0.01, Kp2=1.00, Tc2 = 0.05, Ti=9.00) Các thông số giải thích mục 4.14 tham khảo từ [24] 90 Hình 4.22 Vận tốc Camera khởi động khởi động lại Với thông số điều chỉnh cụ thể qua đồ thị độ điều chỉnh, thấy mô hình mô SCCS hoàn toàn đáp ứng chất lượng hiệu điều chỉnh [19] là: thời gian điều chỉnh nhanh, độ điều chỉnh để đảm bảo cho camera hoạt động với tốc độ xử lý ảnh hệ thống IPS Như vậy, chương minh họa qui trình MDA việc áp dụng cho số trường hợp sử dụng “Hệ thống điều khiển cầu thang theo dỗi qua camera quay” Các mô hình CIM, PIM PSM thể rõ cấu trúc tĩnh ứng xử động chúng thông qua qui trình chung phát triển Nền công nghiệ cụ thể sử dụng để mô chất lượng điều chỉnh Matlab-Simulink 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận văn này, đề cập tới nghiên cứu ứng dụng kiến trúc hướng theo mô hình (MDA: Model – Driven Architecture) để phát triển hệ thống điều khiển công nghiệp Luận văn trình bày phân loại hệ thống điều khiển tự động nói chung công nghiệp bao gồm: hệ thống tự chủ động lại, hệ thống thời gian thực hệ thống động lực lai Trên thực tế, máy điều khiển công nghiệp kể cấu chấp hành đa phần mang đặc điểm hệ thống động lực lai (HDS: Hybrid Dynamic System); vậy, chọn hệ thống động lực lai để phát triển thông qua phương pháp MDA Phương pháp MDA có đặc điểm là: tính linh hoạt, di động, xuyên suốt ứng dụng phát triển với hệ thống tương tác khả dễ dàng tái sử dụng thành phần phát triển nhằm giảm thời gian, chi phí nhân lực cho dự án điều khiển công nghiệp Tôi cụ thể hóa quy trình MDA để phân tích, thiết kế mô hệ thống điều khiển công nghiệp mang đặc điểm HDS có ứng xử mô hình hóa automate lai Tôi thực luận văn thông qua nội dung sau: - Giới thiệu nguyên tắc mô hình hóa trực quan đặc điểm công nghệ hướng đối tượng - Trình bày tổng quan kiến trúc hướng theo mô hình (MDA) loại hệ thống điều khiển công nghiệp - Đưa đặc điểm hệ thống động lực lai (HDS) ràng buộc công nghiệp phân tích, thiết kế mô với cách tiếp cận MDA - Giới thiệu quy trình MDA thực thi để phát triển HDS; bao gồm bước sau: Xác định mô hình độc lập với thao tác tính toán (CIM: Computational Independent Model) bao gồm: cập nhật Automate lai để mô tả ứng xử HDS; xác định kiến trúc hệ thống phát triển; đưa mô hình trường 92 hợp sử dụng kèm theo điều kiện ràng buộc công nghiệp cho trường hợp cấu trúc tổng quan CIM Xây dựng mô hình độc lập với công nghệ (PIM: Platform Independent Model) Giai đoạn bao gồm bước là: đưa luật chuyển đổi từ CIM sang PIM; chi tiết hóa cấu trúc CIM phần liên tục, rời rạc, ứng xử liên tục toàn cục tức thời, giao diện bên giao diện bên nhằm thiết kế chi tiết HDS Các hệ thống giao diện chúng kèm theo nguyên tắc tái sử dụng rõ nhằm giảm mức độ phức tạp cấu trúc phương thức truyền đạt trình phát triển HDS công nghiệp Đưa mô hình theo công nghệ cụ thể (PSM: Platform Specific Model) dựa kiến trúc thiết kế tổng quan công nghệ hướng đối tượng Cuối cùng, minh họa quy trình MDA thông qua việc phân tích, thiết kế mô trường hợp sử dụng “Hệ thống điều khiển cầu thang theo dõi qua Camera quay” Tuy nhiên, luận văn có số hạn chế sau: - Chưa đưa hoạt động chi tiết vòng lặp thứ hai chu trình MDA trình phát triển HDS - Chưa giới thiệu giai đoạn thực thi triển khai HDS công nghiệp - Do giới hạn luận văn nên không đưa tất kết chi tiết toàn ứng dụng cụ thể Để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu theo cách tiếp cận MDA, làm chi tiết hoạt động tái lặp chu trình phát triển MDA Đặc biệt làm rõ mô hình triển khai chi tiết HDS ngôn ngữ lập trình dùng công nghiệp (PLC – Programmable Logic Controller, Microchip v.v…) phân phối mô hình triển khai thông qua mạng diện rộng nhằm kết nối ứng dụng cụ thể sở hạ tầng chung 93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].BITTNER K., SPENCE I (2006), Managing Iterative Software Development Projects, Addison Wesley [2].BOOCH G., RUMBAUGH J., JACOBSON I (1999), The Unified Modeling Language User Guide, ADDISON-WESLEY [3].ERIKSON H E., PENKER M., LYONS B., and FADO D (2004), UML™ Toolkit, Wiley Publishing [4].GAMMA E., HELM R., JOHNSON R and VLISSIDES J (1996), Design Patterns, THOMSON [5].HENZINGER T.A., KOPKE P.W., PURI A., VARAIYA P (1995), “What Is decidable about Hybrid Automata ?” , 27th Annual ACM Symp On Theory and Computing (STOCS) [6] IBM RATIONAL Software (2009), IBM Rational online documentation, and training kit, https://www.ibm.com/developerworks/university/ [7].MATHWORKS, Inc (2010), Online http://www.mathworks.com/support/books/ Documentation – eBooks, [8] MELLOR S J., SCOTT K., UHL A., WEISE D (2004)., MDA Distilled: Principles of Model-Driven Architecture, Addison Wesley [9].N.V HIEN (2001) Une Méthode Industrielle de Conception de Commande par Automate Hybride Développée en Objets, Thèse de Doctorat, N° attribué par la bibliothèque | | | A | I | X | | | | | 2| , SUPMECA Paris & Toulon, Univertsité Marseille III [10].N.V HIEN, H.T VINH, SORIANO T (2006), “Using Model-Driven Architecture to Develop Industrial Control Systems », IEEE-RIVF2006, Vietnam [11].N.V HIEN, L QUANG, H.T VINH, SORIANO T., V.D QUANG (2006), « An Executable Model-Driven Architecture Process to Develop Industrial Control Systems », Proceeding of Conference on Mechanics & Automation [12].Ngô Văn Hiền, Lê Quang, Hồ Tường Vinh, Vũ Duy Quang(2007), « Giới thiệu phương pháp tiếp cận hướng mô hình để phát triển hệ thống điều khiển công nghiệp », Kỷ yếu Hội nghị khoa học Cơ học Thuỷ Khí Toàn quốc 94 [13].N-V HIEN, H-T VINH, SORIANO T (2006), “Using Model-Driven Architecture to Develop Industrial Control Systems”, 4th IEEE-RIVF, HCM City, Vietnam [14].N.V HIEN, SORIANO T (1999), “Using Objects Collaboration to Model the Control of an Industrial System” , 7th IEEE - ETFA, Spain [15].OMG Document, MDA Guide version 1.0.1, http://www.omg.org/mda/ 2005 [16].OMG – Object Management Group http://www.omg.org/mda/products_success.htm (2008), Success , Stories, [17].OMG – Object Management Group(2001), Developing in OMG’s ModelDriven Architecture, http://www.omg.org/ [18].OMG Document, UML2.x Specifications(2008), http://www.omg.org/spec/UML/ [19].Phạm Công Ngô (2006), Lý thuyết điều khiển [20].Rational Software Co (2008), Mastering Object-Oriented Analysis and Design with UML 2.0, IBM Corp [21].ROSENBERG D and STEPHENS M., Use Case Driven Object Modeling with UML: Theory and Practice, Apress, 2007 [22].RUMBAUGH J., JACOBSON I., BOOCH G (1999), The Unified Modeling Language: Reference Manual, Addison Wesley, [23].SOLEY R., OMG - Object Management Group (2000), Model Driven Architecture, OMG Press [24].SORIANO T., N.V HIEN, PAILLER C., SEGUIN J.P (2002), « Un système mécatronique de détection de personnes par balayage vidéo », le projet ESCAVIDS, CNIM, France [25] SORIANO T., SGHAIER A., N.V HIEN, (2004) « Mechatronics Design From an Object Oriented Point of View », WSEAS Transactions on Communications, http://www.wseas.org , Issue , Volume 3, pp 282-287, ISSN 1109-2742 95 ... THEO MÔ HÌNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP 2.1 Kiến trúc hướng theo mô hình 2.1.1 Các mô hình MDA Kiến trúc hướng mô hình (MDA: Model-Driven Architecture) [8], [15] cách tiếp cận mô hình. .. Nhưng để phân tích thi t hệ thống điều khiển công nghiệp phức tạp, đề cập kiến trúc hướng theo mô hình tổng quan hệ thống điều khiển công nghiệp phần 16 Chương 2- GIỚI THI U VỀ KIẾN TRÚC HƯỚNG... GIỚI THI U VỀ KIẾN TRÚC HƯỚNG THEO MÔ HÌNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP 17  2.1  Kiến trúc hướng theo mô hình .17  2.1.1  Các mô hình MDA .17  2.1.2  Sự chuyển đổi mô