Sử dụng điện thoại di động nền s60 cho việc truy cập cơ sở dữ liệu và điều khiển giám sát scada

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸTHUẬT CÔNG NGHIỆP TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG NỀN S60 CHO VIỆC TRUY CẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SCADA Chuyên ngành: Mã số: Ngƣời thực hiện: Kỹ thuật điện tử 605270 Mạc Thị Phƣợng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Bùi Trung Thành Thái Nguyên - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, nhiều nghiên cứu điều khiển từ xa giám sát thực Ưu điểm lớn điều khiển từ xa giám sát khả thu thập liệu vận hành hệ thống nơi thời gian nào, với giao diện đồ họa dễ hiểu Hệ thống điều khiển giám sát từ xa thơng qua mạng Internet, mạng riêng, mạng điện thoại di động để thực tính giám sát điều khiển Nghiên cứu xây dựng cấu hình mà cho phép theo dõi kiểm sốt q trình điều khiển hệ thống Simatic PCS cách sử dụng điện thoại di động Symbian thông qua giao thức GPRS Với mục tiêu trên, luận văn xây dựng bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan đề tài Chương 3: Phát triển dự án PCS7 Chương 4: Truyền thông sở liệu SQL S60 Chương 5: Kết thực nghiệm Chương 6: Kết luận kiến nghị Được hoàn thành luận văn này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất bạn bè, đồng nghiệp có đóng góp cơng việc luận văn Đặc biệt cảm ơn Thầy giáo, TS Bùi Trung Thành hướng dẫn, cố vấn, định giúp tác giả thực luận văn thành công Trong trình nghiên cứu thực viết luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp độc giả để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Chƣơng Nội dung Trang Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Mục tiêu nghiên cứu luận văn 1.4 Phạm vi nghiên cứu Tổng quan đề tài 2.1 Hệ thống điều khiển trình Simatic PCS7 2.1.1 Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) 2.1.2 Phần mềm WinCC 2.1.3 Simatic profibus 2.2 Giới thiệu truyền thông GSM 11 2.2.1 Truyền thông GSM sở 11 2.2.2 Đặc tính truyền dẫn 11 2.2.3 Đặc điểm cấu trúc 12 2.2.4 Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS 13 2.3 Nền điện thoại di động Symbian S60 14 2.3.1 Giới thiệu Symbian OS 14 2.3.2 Nền tảng thiết kế hệ điều hành Symbian S60 15 2.3.3 Phát triển ứng dụng S60 16 Phát triển dự án PCS7 19 3.1 Miêu tả mơ hình 19 3.2 Ngun lý hoạt động 20 3.3 Các lƣu đồ thuật tốn điều khiển chƣơng trình 24 3.4 Yêu cầu phần cứng 25 3.5 Lập trình SIMATIC S7 25 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.6 Sự tạo thành trạm vận hành OS Chƣơng 32 Nội dung Trang Truyền thông sở liệu SQL S60 38 4.1 Cơ sở liệu SQL web server 38 4.1.1 Cấu trúc chung hệ thống 38 4.1.2 Cơ sở liệu web server thực tế 39 4.1.3 Xây dựng Web server 39 4.1.4 Cơ sở liệu MSSQL 2000 WinCC 43 4.1.5 Web server nội 47 4.2 Các ứng dụng Symbian 48 4.2.1 Miêu tả chung ứng dụng 48 4.2.2 Yêu cầu phần mềm 49 4.2.3 Sự tạo thành dự án 49 4.3 Chức gửi SMS 50 4.4 Điều khiển từ điện thoại khách hàng 52 Kết thực nghiệm 53 5.1 Vận hành dự án PCS7 53 5.1.1 Giao diện thời gian chạy HMI 53 5.1.2 Thiết lập đăng nhập cảnh báo 53 5.1.3 Mô chế độ hoạt động tự động 54 5.1.4 Mô chế độ hoạt động thủ công 55 5.1.5 Đăng nhập cảnh báo 55 5.1.6 Giá trị lƣu trữ xu hƣớng trực tuyến 56 5.2 Cơ sở liệu SQL 57 5.2.1 Cơ sở liệu Wincc dự án bể chứa nƣớc 57 5.2.2 Cơ sở liệu MySQL 58 5.2.3 Sự chuyển đổi MSSQL MySQL 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5.3 Kết nối GPRS với điện thoại di động Symbian Chƣơng Nội dung 60 Trang Kết luận kiến nghị 61 6.1 Dự án tự động hoá với PCS7 61 6.2 Giao tiếp điện thoại di động Symbian PCS7 61 6.3 Kiến nghị 62 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình Tên hình Trang Hình 1.1 Tổng quan nghiên cứu Hình 2.1 Cấu trúc hồn chỉnh SIMATIC PCS7 Hình 2.2 Cấu trúc hồn chỉnh PLC Hình 2.3 Giao tiếp WinCC Hình 2.4 Các phiên Profibus 10 Hình 2.5 Profibus hệ thống điều khiển 11 Hình 2.6 Cấu trúc chung mạng GSM 12 Hình 2.7 Các hãng có sử dụng hệ điều hành Symbian 14 Hình 2.8 Cấu trúc phần mềm Symbian OS v6.1 cho S60 15 Hình 2.9 Mơ thiết kế S60 16 Hình 2.10 Cấu trúc ứng dụng thiết kế S60 17 Hình 2.11 Cấu trúc ứng dụng 17 Hình 3.1 Biểu đồ trình xử lý nƣớc 19 Hình 3.2 Kết nối đầu vào/ra PLC 22 Hình 3.3 Lƣu đồ chƣơng trình 23 Hình 3.4 Lƣu đồ hoạt động thủ cơng (Manual 24 Hình 3.5 Lƣu đồ điều khiển theo chế độ tự động 24 Hình 3.6 Sơ đồ phần cứng trạm SIMATIC S7-300 26 Hình 3.7 Bảng liên Tag đƣợc tạo WinCC 34 Hình 3.8 Giao diện hệ thống trạm vận hành OS thiết kế 34 Hình 3.9 Giao diện chƣơng trình chế độ auto tín hiệu S7300 35 Hình 3.10 Giao diện chƣơng trình chế độ tuyến tín hiệu S7-300 35 Giao diện chƣơng trình chế độ tuyến tín hiệu S7-300 36 Hình 3.11 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.12 36 Hình 3.13 Bảng giá trị Tank 37 Hình 3.14 Bảng giá trị Tank-2 37 Hình 3.15 Bảng giá trị áp suất vi sai 38 Hình 3.16 Bảng thông báo trạng thái hệ thống 38 Giao diện nhấn nút OFF Hình 4.2 Cấu trúc truyền thơng ứng dụng HTTP 39 Hình 4.2 Khái niệm kiểm sốt giao diện ngƣời dùng Web 41 Hình 4.3 Lƣợc đồ tƣơng tác trình duyệt web sở liệu 41 Hình 4.4 Cấu trúc sở liệu MySQL 43 Hình 4.5 Bảng AlgCSDataENU lƣu thơng tin sửa đổi từ khố 45 Hình 4.6 Bảng sở liệu thời gian chạy wincc 46 Hình 4.7 WinCC/Connectivity Pack – truy nhập tới lƣu trữ WinCC 48 Hình 4.8 Sự cập nhật liệu MSSQL – MySQL 49 Hình 4.9 Khái niệm vận hành điện thoại di động khách hàng 49 Hình 4.10 Lƣợc đồ tƣơng tác điện thoại di động khách hàng sở liệu 50 Hình 5.1 Bảng điều khiển HMI WinCC 54 Hình 5.2 Thiết lập đăng nhập cảnh báo 55 Hình 5.3 Mơ chế độ hoạt động tự động 55 Hình 5.4 Mơ chế độ hoạt động nhân cơng 56 Hình 5.5 Đăng nhập cảnh báo suốt trình hoạt động hệ thống 56 Hình 5.6 Xu hƣớng xử lý trực tuyến 58 Hình 5.7 Các giá trị lƣu trữ 58 Hình 5.8 Trạng thái từ khố sở liệu MS SQL 59 Hình 5.9 Bảng chi tiết sở liệu MySQL 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.10 Chuyển đổi liệu web server nội 60 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Bảng thích kí hiệu vào/ra PLC S7 300 21 Bảng 4.1 Các folder cho dự án 51 Bảng 5.1 Các trạng thái tƣơng tác MSSQL – MySQL Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung Với nhiều lợi thế, ngày hầu hết nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp lĩnh vực dầu khí, ga, nƣớc, đƣờng, giấy… áp dụng cơng nghệ tự động hố cho việc kiểm sốt hệ thống Có nhiều loại công đoạn khác công nghệ tự động hóa mà có lựa chọn hệ thống điều khiển theo yêu cầu nhà máy cụ thể Tuy nhiên, mục đích chung việc sử dụng cơng nghệ tự động hóa để giảm chi phí lao động, tăng xuất, nâng cao chất lƣợng sản phẩm, khả kiểm sốt xác tin cậy dây chuyền sản xuất Cơng nghệ tự động hóa đƣợc biết đến sử dụng điều khiển lơgic lập trình đƣợc (PLC: Programmable Logic Controller) để điều khiển trình riêng biệt, với hệ thống xử lý đơn giản Trong công nghiệp đại, thiết bị hệ thống nhà máy có mối quan hệ lẫn nhau, phần cứng (nhƣ máy tính, PLC, DCS, vv) phần mềm đƣợc kết hợp với thành hệ thống tự động hóa tích hợp Hệ thống đủ mạnh thực tất chức tự động hóa nhà máy Hệ thống điều khiển trình (PCS: Process Control System) Simatic PSC7 hệ hệ thống điều khiển Siemens, nâng cấp hệ thống tự động hóa PLC cho mơi trƣờng Windows giao tiếp ngƣời máy (HMI: Human Machine Interface) Simatic PCS7 bao gồm hệ thống HMI, hệ thống tự động hóa, mạng lƣới truyền thơng, phân phối I/O (từ xa), công cụ kỹ thuật khác Thiết kế Simatic PCS7 dựa kiến trúc kiểu mơđun hố mở cách sử dụng cơng nghệ state-of-the-art Simatic, thực quán tiêu chuẩn công nghiệp chức tự động hóa q trình, hiệu sử dụng phần cứng phần mềm cao Vì vậy, ngƣời dùng đạt đƣợc chi phí thực có hiệu kinh tế cao dạt đƣợc hoạt động tối ƣu thiết bị tự động hóa trình tất giai đoạn: việc lập kế hoạch, nghiên cứu, việc đƣa máy móc vào hoạt động, đào tạo, vận hành, bảo trì, việc cung cấp dịch vụ, mở rộng đổi Trong xu hƣớng phát triển, hệ thống tự động hóa khơng kiểm sốt nội HMI mà cịn đƣợc kiểm soát giám sát từ xa, đƣợc gọi hệ thống kiểm soát, điều khiển giám sát liệu (SCADA: Supervisory Control and Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Data Acquisition) Hơn nữa, tự động hoá đại hoá, đƣợc phát triển, đƣợc kiểm sốt giám sát thơng qua mạng Internet Giải pháp khác để điều khiển từ xa giám sát đƣợc gọi tắt kiểm soát từ xa cách sử dụng truyền liệu không dây dựa vào dịch vụ vơ tuyến gói chung (GPRS: General Packet Radio Service) hay sử dụng Dịch vụ nhắn tin nhắn (SMS), hai đặc điểm quan trọng hệ thống di động tồn cầu (GSM) Nói chung, hệ thống tự động hóa tiếp tục phát triển với độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, điều khiển linh hoạt 1.2 Đặt vấn đề Trong năm gần đây, nhiều nghiên cứu điều khiển từ xa giám sát đƣợc thực Lĩnh vực thú vị kiểm soát giám sát từ xa qua mạng Internet Trong lĩnh vực này, nhiều ứng dụng đƣợc thực phịng thí nghiệm nhƣ: Tuyến Internet cho thí nghiệm kiểm sốt số trƣờng đại học Singapore Một số nghiên cứu khác đƣợc tập trung nhƣ kiểm sốt robot thơng qua Internet giám sát từ xa, điều khiển trình cho nhà máy Ƣu điểm lớn điều khiển từ xa giám sát qua internet khả thu thập liệu vận hành hệ thống nơi thời gian nào, với giao diện đồ họa dễ hiểu Tuy nhiên, tốc độ chậm tỷ lệ truyền dẫn không phù hợp, kết hệ thống không ổn định, internet không đƣợc thừa nhận rộng rãi ứng dụng công nghiệp [3] Xu hƣớng khác điều khiển giám sát từ xa đƣợc dựa tính phụ hệ thống tồn cầu cho truyền thông di động (GSM) Trong trƣờng hợp này, điện thoại di động đóng vai trị nhƣ trạm hoạt động từ xa Việc truyển liệu đƣợc thực dịch vụ nhắn tin ngắn (SMS) giao thức ứng dụng không dây (WAP) thông qua cổng web máy chủ [4] Đƣợc gọi lĩnh vực phổ biến nhất, phạm vi rộng, không dây, mạng lƣới kỹ thuật số, điều thuận tiện để sử dụng thiết bị GSM, đặc biệt điện thoại di động, việc kiểm soát hệ thống hoạt động Tuy nhiên, điều khiển từ xa điện thoại di động GSM đối mặt với nhiều bất lợi, làm hạn chế ứng dụng Hạn chế khác cần thời gian dài để thiết lập kết nối liệu, băng thông thấp gây giao diện thấp [5], phí kết nối cao, vv Đến nay, hình thức hoạt động đƣợc áp dụng cho dự án nhỏ nhƣ tịa nhà thơng minh Những bất tiện đƣợc thực cách sử dụng General Packet Radio Service (GPRS), tốc độ truyền tải nhanh chi phí kết nối rẻ Một số nhà sản xuất tự động hóa, chẳng hạn nhƣ Siemens, áp dụng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn UI Users Engine HTTP API Web Server PHP MySQL DB Select action Do action HTTP Post (initate) Send certificate Show certificate Accept certificate HTTP Post (data) HTTP form 10 run query 11 results 12 results 13 HTTP response 14 receive data 15 results 16 show results Hình 4.10 Lƣợc đồ tƣơng tác điện thoại di động khách hàng sở liệu Các bƣớc 4-7 không dùng để kéo dài thời gian làm việc hệ thống 4.2.2 Yêu cầu phần mềm Symbian Series 60 phiên thứ hai Software Development Kit Feature Pack dành cho C++ supporting Metrowerks CodeWarrior dƣợc chọn đƣợc thiết lập cho điện thoại di động Nokia Java Run Time V1.42 ActivePerl 5.8.7 đƣợc cài đặt để hỗ trợ cho phần mềm S60 2nd Edition SDK FP2 Phát triển phần mềm lựa chọn Visual Studio Nokia CodeWarrior co Symbian 4.2.3 Sự tạo thành dự án Một dự án HttpAskManager đƣợc tạo cách sử dụng phần mềm nd S60 Edition SDK FP2 Thủ tục xây dựng là: S60 Developer Tool -> 2nd Edition SDK FP2 -> Metrowerks -> Tools -> Application Wizard Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 4.1 Các folder cho dự án Folder Contents \group Httptaskmanager.mmp, bld.inf, Httptaskmanager.rss, uid.cpp, \inc TaskManager header (.h) files, Response.h, other #include files such as TaskManager.LOC and TaskManager.PAN \sis TaskManager.pkg package file for creating the installation (.sis) file via makesis command (which is explained later) \src TaskManager source (.cpp) files and Response.cpp UID: 0x100039CE 0x0246da03, SOURCE: TaskManagerApp.cpp, TaskManagerAppView.cpp, TaskManagerAppUi.cpp, TaskManagerDocument.cpp, TaskManagerEngine.cpp, TaskManagerConnInfo.cpp, TaskManagerConnForm.cpp, Uid, TaskManagerConnectionOpener.cpp, Response.cpp TaskManagerSettingsItemlist.cpp RESOURCE: HttpTaskManager.rss UserInclude: \inc SystemInclude: \epoc32\include LIBRARY: euser.lib, apparc.lib, cone.lib, eikcore.lib, avkon.lib, eikcoctl.lib, http.lib, bafl.lib, inetprotutil.lib, msgs.lib, etext.lib, eikctl.lib, eikdlg.lib, efsrv.lib, estor.lib, commdb.lib, esock.lib, … Each source (.cpp) file has a header (.h) files with the same name 4.3 Chức gửi SMS Trong trƣờng hợp nghiên cứu này, sms (dịch vụ tin nhắn ngắn) chức hữu ích Nó tự động gửi cảnh báo khẩn cấp hệ thống điện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn thoại di động ngƣời dùng Căn vào thông báo nhận đƣợc, ngƣời dùng nhanh chóng đƣa định quan trọng cho hệ thống Cấu hình chức sms có ba phần nhƣ trình bày hình 4.11 SMS GSM PROVIDER SMS GATEWAY Username ??? Password ??? WEB SERVER Hình 4.11 Cấu hình gửi SMS Điều quan trọng hệ thống SMS gateway (cổng SMS) Thông thƣờng, cổng SMS đƣợc cung cấp nhà cung cấp dịch vụ di động đƣợc thuê ngƣời dùng Lệ phí cho thuê phụ thuộc vào lƣợng tin nhắn đƣợc gửi thơng qua cổng khoảng thời gian Ví dụ, phí dịch vụ SMS công ty viễn thông Viettel khoảng 400.000 đồng tháng với 1.000 tin nhắn ngắn Các web server giao tiếp với cổng dựa tên ngƣời dùng cụ thể mật Từ server, kịch PHP đƣợc tạo để tự động gửi tin nhắn ngắn cho ngƣời sử dụng báo động xuất Hƣớng dẫn kịch phụ thuộc vào cấu hình gateway sms Giả sử gateway http://smsc.vianett.no đƣợc lựa chọn để gửi sms từ server đến số điện thoại di động Các kịch PHP có mã nhƣ sau: $server = "smsc.vianett.no"; $username = "username"; $password = "password"; $refno = "1"; $fromAlpha = ""; $sourceAddr = "send_number"; $destinationAddr = "receive_number"; $operator = "0"; $message = urlencode("sending_message"); $url = "http://$server/ActiveServer/MT/?simpleresponse=true &username=$username&password=$password&refno=$refno &sourceaddr=$sourceAddr&destinationaddr=$destinationAdd Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn r&message=$message&fromalpha=$fromAlpha&operator=$o perator"; $response = file_get_contents($url); Ở phía điện thoại di động, ứng dụng lập trình tự động làm kết nối GPRS để nhận thông tin thời từ hệ thống điều khiển trình Điều đƣợc thực điện thoại di động nhận đƣợc tin nhắn nhƣ "System Emergency Error " HTTP khơng hoạt động chƣơng trình kèm theo Mã thực công việc nhƣ sau: // Listening incoming SMS messages void CTaskManagerEngine::HandleSessionEventL(TMsvSessionEvent aEvent, TAny* aArg1, TAny* aArg2, TAny* /*aArg3*/) { switch (aEvent) { case EMsvEntriesCreated: if(*(static_cast(aArg2))==KMsvGlobalInBoxIndexEntryId) // - Some code here -// received SMS message is a "System Emergency Error !") SMS if(smsMtm->Body().Read(0,KSmsUpdateMessage() Length()).Compare(KSmsUpdateMessage)==0) {msvEntry.SetVisible(ETrue); CorrectSms = ETrue;} if (CorrectSms) { // if an HTTP transaction is running or program is in the background or busy if (iRunning || !iAutomaticUpdate) {iDoRefresh = ETrue; }// Don't fetch tasks yet // HTTP transaction is not running, fetch tasks else { FetchTasksL(); } 4.4 Điều khiển từ điện thoại khách hàng Chức “Execute Task“của ứng dụng, ngƣời dùng thực tùy chọn để thay đổi trạng thái liệu sở liệu MySQL Việc thay đổi trạng thái thiết bị từ ON thành OFF, OPEN thành CLOSE, AUTO thành MAN, START thành STOP ngƣợc lại Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THỬ NGHIỆM 5.1 Vận hành dự án PCS7 5.1.1 Giao diện thời gian chạy HMI Hình 5.1 Bảng điều khiển HMI WinCC Đây bảng điều khiển đƣợc thiết kế WinCC Từ hình này, Valve 1, Valve 2, máy bơm tín hiệu đầu từ PLC để điều khiển thiết bị Bộ đo áp suất vi sai (Pressure transmitter) áp lực khác bể chứa (Tank 1) Áp lực đƣợc sử dụng để cảnh báo mức áp suất cao thấp bể chứa Nó sử dụng cho việc kiểm sốt van máy bơm hai chế độ tự động nhân công Các nút bấm dành cho vận hành hệ thống từ giao diện HMI 5.1.2 Thiết lập đăng nhập cảnh báo Hình 5.2 hiển thị danh sách đăng nhập cảnh báo mà lƣu trữ hệ thống hoạt động Các mô tả nhằm cấu hình đăng nhập cảnh báo cho tín hiệu số WinCC Sử dụng chức này, ngƣời dùng sửa đổi tín hiệu nhiều nhóm nhƣ nhóm lỗi, nhóm sai, xác nhận yêu cầu hệ thống, vv Hơn nữa, tín hiệu đƣợc sử dụng cho mục đích theo dõi điện thoại di động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.2 Thiết lập đăng nhập cảnh báo 5.1.3 Mô chế độ hoạt động tự động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.3 Mơ chế độ hoạt động tự động Trong chế độ tự động, áp suất bể chứa 1, tức mực nƣớc Tank 1, kiểm soát hoạt động hệ thống Khi mức áp suất bể khoảng 20% so với tổng áp lực bể, valve đƣợc đóng lại máy bơm bắt đầu mở để bơm nƣớc vào Tank Ngƣợc lại, mức áp suất Tank khoảng 80%, máy bơm ngừng lại valve đƣợc mở cho nƣớc từ Tank xuống Tank 5.1.4 Mơ chế độ hoạt động thủ công Trong trƣờng hợp này, chế độ đƣợc chọn MANUAL, Valve Pump ON Trong hình tín hiệu thay đổi màu sắc vị trí chúng, nhằm giúp ngƣời vận hành dễ dàng vận hành quản lý hệ thống Hình 5.4 Mơ chế độ hoạt động nhân công 5.1.5 Đăng nhập cảnh báo Đăng nhập cảnh báo, hay nói cách khác, thay đổi trạng thái thiết bị hệ thống đƣợc lƣu trữ hiển thị hình đăng nhập cảnh báo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Sự kiện cảnh báo tự động cập nhật Chức hữu ích việc điều hành hệ thống nhƣ xử lý cố Hình 5.5 Đăng nhập cảnh báo suốt trình hoạt động hệ thống 5.1.6 Giá trị lưu trữ xu hướng trực tuyến Xu hƣớng trực tuyến hình 5.6 cho thấy giá trị thời tín hiệu tƣơng tự Dựa vào xu hƣớng này, ngƣời vận hành dễ dàng để đánh giá điều kiện hoạt động hệ thống Hơn xu hƣớng hiển thị nhiều tín hiệu cửa sổ để ngƣời dùng so sánh phân tích hệ thống tốt Để hiển thị liệu thời gian dài, chức lƣu trữ đƣợc tạo nhƣ kết hình 5.7 Trong trƣờng hợp này, tín hiệu tƣơng tự đƣợc lƣu trữ sở liệu WinCC đƣợc truy cập thời gian dạng đƣờng cong Chức hữu ích việc điều tra hệ thống trƣờng hợp lỗi hệ thống, vv Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.6 Xu hƣớng xử lý trực tuyến 1 Hình 5.7 Các giá trị lƣu trữ 5.2 Cơ sở liệu SQL 5.2.1 Cơ sở liệu Wincc dự án bể chứa nước Nhƣ đƣợc mô tả phần trƣớc, sở liệu đăng nhập cảnh báo WinCC lọc trạng thái từ khóa để sử dụng dự án giám sát điện thoại di động Kết bảng WinCC_SQL sở liệu WinCC thu đƣợc nhƣ hình 5.8 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.8 Trạng thái từ khoá sở liệu MS SQL Lƣu ý từ khoá TRUE (hoặc ON), trạng thái '1' FALSE (hoặc OFF) trạng thái '2' 5.2.2 Cơ sở liệu MySQL Đây bốn bảng sở liệu MySQL server, sở liệu web server - Bảng user - Bảng roles - Bảng userrolemap - Bảng task Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 5.9 Bảng chi tiết sở liệu MySQL 5.2.3 Sự chuyển đổi MSSQL MySQL Hình 5.2 Chuyển đổi liệu web server nội Dữ liệu bảng WinCC_SQL sở liệu MSSQL đƣợc cập nhật liên tục vào bảng công việc sở liệu MySQL Truy vấn đƣợc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn thực để cập nhật liệu số id công việc ngang với MsgNr WinCC_SQL Trong suốt trình cập nhật, trạng thái đƣợc theo quy tắc Bảng 5.1 Các trạng thái tƣơng tác MSSQL – MySQL Description MS SQL state State in MySQL OPEN CLOSE START STOP AUTO MAN ON OFF Valve 1, Valve Pump HMI Mode Others 5.3 Kết nối GPRS với điện thoại di động Symbian Các kết thu đƣợc cách sử dụng hệ điều hành Symbian Emulator, đƣợc sử dụng để làm cho kết nối sở liệu SQL web server Tác vụ đƣợc thực với mơ gần nhƣ giống điện thoại di động thật Tuy nhiên giới hạn thời gian nhƣ điều kiện thiết bị nên luận văn giới thiệu đƣợc lý thuyết cịn mơ thực tế nghiên cứu đề cập hƣớng phát triển sau đề tài Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung nghiên cứu đƣợc tóm tắt nhƣ thực dự án tự động hóa bao gồm hệ thống SCADA, phần thông tin liên lạc bao gồm ứng dụng HTTP cho điện thoại di động Symbian web server nhƣ phần trung gian khách hàng di động dự án PCS7 Các chủ đề sau đƣợc thực cho dự án ngƣời sử dụng, dự án bể chứa nƣớc 6.2 Dự án tự động hoá với PCS7 Một dự án bể chứa nƣớc đƣợc tạo để kiểm soát mức nƣớc bể chứa nƣớc Đó q trình điều khiển hoàn tất cách sử dụng Simatic PCS7 Hệ thống kiểm sốt tồn bao gồm : - Tạo dự án PCS7: Cấu trúc mơ hình, ngun tắc hoạt động - Cấu hình phần cứng mạng: Chọn điều khiển module, cấu hình địa I / O địa mạng (MPI, Profibus) - Lập trình STEP thử nghiệm hệ thống từ bảng điều khiển cục - Tạo hệ thống SCADA cho dự án WinCC 6.3 Giao tiếp điện thoại di động Symbian PCS7 Mục tiêu chủ đề thiết lập kết nối điện thoại di động Symbian S60 sở liệu PCS7 qua GPRS Khi hệ thống đƣợc kết nối, ngƣời dùng theo dõi tình trạng hoạt động hệ thống nơi Hơn nữa, tin nhắn ngắn đƣợc tự động gửi tới ngƣời dùng vấn đề nghiêm trọng xảy hệ thống Thực tác vụ để hoàn thành phần là: - Các ứng dụng đƣợc xây dựng dành cho Nokia 6.681 cách sử dụng Symbian S60 2nd edition FP2 SDK đƣợc phát triển CodeWarrior Chạy ứng dụng, điện thoại di động truy cập vào server PCS7 để có đƣợc trạng thái thiết bị dự án hiển thị chúng hình Hơn nữa, việc áp dụng thay đổi liệu sở liệu SQL từ điện thoại di động - An Apache - PHP web server đƣợc tạo lƣu trữ http://203.156.21.168 Khi điện thoại di động cần kết nối nhận liệu từ sở liệu PCS7, web server thiết lập kết nối thực truy vấn sở liệu SQL Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Do số khó khăn an ninh mạng, web server kết nối trực tiếp đến sở liệu MSSQL bên ngoài, sở liệu PCS7 Giải pháp nghiên cứu xây dựng web serverđịa phƣơng để chuyển đổi sở liệu MSSQL thành sở liệu MySQL cách liên tục Vì vậy, web server truy cập vào sở liệu MySQL - Ngoài ra, số trang, mà đƣợc truy cập từ trình duyệt web ngƣời sử dụng, đƣợc xây dựng server làm cho hệ thống dễ dàng để kiểm soát giám sát - Tự động gửi tin nhắn ngắn chức hữu ích Nó gửi cảnh báo khẩn đến số điện thoại đƣợc liệt kê Bất tin nhắn đƣợc nhận, ứng dụng tự động làm kết nối để có đƣợc trạng thái làm việc hệ thống Tuy nhiên, chất lƣợng dịch vụ GPRS không ổn định thời gian đăng nhập từ điện thoại di động đến sở liệu web server cao khác lần kết nối 6.4 Kiến nghị Mặc dù nghiên cứu lý thuyết thiết lập liên lạc điện thoại di động Symbian sở liệu PCS7, nhƣng để mơ thực tế số điểm yếu cần đƣợc cải thiện - Di chuyển web server máy tính với PCS7 server để truy cập MSSQL đƣợc thực dễ dàng Để kết nối đến web server nhanh hơn, cách sử dụng HTTP thay HTTPS để chấp nhận cấp giấy phép không xuất - Cải thiện giao diện ứng dụng để làm cho dễ hiểu - Một cổng sms cần đƣợc đăng ký để giúp hệ thống trở nên đáng tin cậy - Truy cập từ khoá đăng nhập giá trị lƣu trữ WinCC phiên mà khơng có thêm mơ-đun kết nối Pack chủ đề thú vị cần đƣợc giải - Nghiên cứu sau nên thực việc kiểm soát thiết bị hệ thống từ điện thoại di động Nó đƣợc thực cách sử dụng Global Script, bao gồm C-editor VBS-editor phối hợp với OPC server Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Long D D., 2003, master thesis, “Development of Distributed Control System for Corn Processing Plant” [2] Siemens Process Control System PCS Product Brief [3] Hong-Yan Li, “web-based remote monitoring and control for process Plants”, Proceedings of the Fourth International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Guangzhou, 18-21 August 2005 [4] C H Wu, R H Jan, “System integration of WAP and SMS for home network system”, Computer Networks 42, 2003, pp 493-502 [5] Mikeal Sjodin, “Remote Monitoring and Control Using Mobile Phones”, Newline Information, Whitepaper, Nov 2001 [6] Siemens Innovations, Nov 2005, Apr 2006 [7] Siemens Simatic PCS 7, The Process Control for all Sectors, Brochure, Sep 2005 [8] Alan Crispin, 1997 “Programmable logic controllers and their engineering applications” London: McGraw Hill [9] Nitin Afzulpurkar, Automation Technology, Class Lecture Note, ISE, AIT, Thailand, 2003 [10] Marlyn Kemper Littman, Building Boardband Networks, CRC Press, 2002 [11] Michel Daoud Yacoub, Wireless Technology: Protocols, Standards, and Techniques, CRC Press, 2002 [12] Digital Information Architects Inc., Helsinki, Finland, Programming for the Series 60 Platform and Symbian OS, John Wiley & Sons Ltd, 2003 [13] Nokia, Course #04300 Symbian OS Basics, 2006 [14] Nokia, Series 60 Developer Platform 1.0/2.0: Choosing an IDE, Version 1.2, 2004 [15] Giáo trình PLC, Nguyễn Huy Mạnh [16] Thơng tin di động, Nguyễn Phạm Anh Dũng, 2000 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... riêng, mạng điện thoại di động để thực tính giám sát điều khiển Nghiên cứu xây dựng cấu hình mà cho phép theo dõi kiểm sốt q trình điều khiển hệ thống Simatic PCS cách sử dụng điện thoại di động Symbian... Các trạm di động trạm sở sử dụng kết nối vô tuyến giao di? ??n không dây phép truy? ??n liệu [10] 2.2.2 Đặc tính truy? ??n dẫn Mỗi điện thoại di động thực việc truy? ??n thông mạng GSM cách sử dụng tính... tuyến với trạm di động Cơ sở hạ tầng mạng thực chuyển mạch gọi ngƣời sử dụng điện thoại di động đƣờng dây mạng di động chức quản lý hỗ trợ Hiệu suất mạng, hoạt động, thiết lập đƣợc giám sát quản lý