Web server giám sát hệ thống

Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B LỜI NÓI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước Tự động hóa yếu tố khơng thể thiếu cơng nghiệp đại Nói đến tự động hóa máy tính cơng cụ hỗ trợ đắc lực thiếu nhiều lĩnh vực, đặc biệt đo lường, điều khiển giám sát Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường, điều khiển giám sát đem lại nhiều kết đầy tính ưu việt Các thiết bị, hệ thống đo lường, điều khiển giám sát ghép nối với máy tính có độ xác cao, thời gian thu thập liệu ngắn Nhưng điều đáng quan tâm mức độ tự động hóa việc thu thập xử lý kết đo, kể việc lập bảng thống kê, đồ họa, in kết Vì vậy, tơi chọn đề tài “WEB SERVER GIÁM SÁT HỆ THỐNG” Đề tài nghiên cứu Web Server đặc biệt phần OPC Server phần mềm WinCC Web Navigator để giám sát hệ thống Đồng thời sử dụng mạng LAN thực thi ứng dụng điều khiển hệ thống đèn giao thơng Trong có máy server kết nối với PLC điều khiển giám sát yêu cầu chấp hành từ máy client; hai máy lại máy client cho phép gởi yêu cầu chấp hành Trong trình làm luận văn hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn Th.S Hồng Đình Long thân tác giả cố gắng tham khảo tài liệu tìm hiểu thời gian kinh nghiệm hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá q báu thầy bạn để luận văn hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo thầy khoa đặc biệt giáo viên hướng dẫn Th.S Hồng Đình Long giúp đỡ tơi nhiều để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cám ơn SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày 09 tháng 07 năm 2009 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B Th.S HỒNG ĐÌNH LONG GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày … tháng … năm 200… GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày … tháng … năm 200… GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER 1.1 Giới thiệu Web server 10 1.2 Vai trò Web server 12 1.3 Tầm quan trọng web server 1.4 Các tiêu chuẩn đánh giá 10 13 13 1.4.1 Hiệu 13 1.4.2 Bảo mật 13 1.4.3 Truy cập tích hợp với sở liệu 14 1.4.4 Quản lý quản trị web server 14 1.5 Nền tảng web server 14 1.5.1 Xử lý truy nhập cạnh tranh 15 1.5.2 Bảo mật 15 1.5.3 Lưu trữ truy nhập sở liệu 1.5.4 Lựa chọn cuối CHƯƠNG 2: OPC SERVER 16 16 17 2.1 Giới thiệu chung OPC 17 2.2 Tổng quan OPC 18 GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B 2.2.1 OPC Object giao tiếp18 2.2.2 OPC DataAccess 19 2.2.3 OPC Alarm and Event Handling 2.2.4 OPC Historical Data Access 2.2.5 Ưu điểm việc sử dụng OPC 21 2.2.6 Kiến trúc thành phần OPC 22 20 21 2.2.6.1 OPC Server 22 2.2.6.2 OPC Custom Interfaces 23 2.2.6.3 OPC Automation Interface 24 2.2.7 2.3 So sánh mạng OPC mạng không dùng OPC 25 KEPServerEX 27 CHƯƠNG 3: WINCC - WEB NAVIGATOR 29 3.1 Giới thiệu chung 29 3.2 WinCC / Web Navigator - Hệ thống điều khiển giám sát thơng qua web 30 3.2.1 Những lợi ích 3.2.2 Các tiêu chuẩn bảo mật Internet cao 3.2.3 Những lĩnh vực ứng dụng 31 3.2.4 Web server and clients 31 3.2.5 Khái niệm bảo mật 31 3.2.6 Giải pháp thin client 32 3.2.7 Sự cân tải máy server 33 3.3 3.4 30 31 WinCC Server – Dùng cài đặt cho hệ thống client server 34 3.3.1 Những lợi ích 34 3.3.2 Yêu cầu server client 35 Mạng ETHERNET 35 GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP WEB NAVIGATOR 39 4.1 Giới thiệu 39 4.2 Tổng quan cài đặt 39 4.2.1 Cài đặt Internet Information Services (IIS) 39 4.2.2 Cấu hình WinCC Web Navigator server 41 4.2.3 Phát hành hình ảnh trình điều khiển 43 4.2.4 Máy client truy cập vào dự án Web 49 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG MINH HỌA 56 5.1 Chương trình PLC 56 5.2 Liên kết biến PCAccess với PLC 5.3 Thiết kế giao diện WinCC 60 5.3.1 Liên kết biến WinCC 5.3.2 Kết 59 60 61 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC: GIỚI THIỆU CHUẨN COM VÀ DCOM 65 I COM 65 II DCOM 65 GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang ĐHĐT1B DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Mơ hình OPC server Hình 2.2: OPC client 18 18 Hình 2.3: Mối quan hệ OPC server / client 19 Hình 2.4: Mối quan hệ server Group 19 Hình 2.5: Mối quan hệ Group / Item 20 Hình 2.6: OPC interface 22 Hình 2.7: Kiến trúc Client/Server OPC 23 Hình 2.8: OPC Custom Interfaces 24 Hình 2.9: Mạng khơng dựa OPC Hình 2.10: Ví dụ mạng OPC 25 26 Hình 3.1: WinCC SCADA Client, Web server hệ thống client khác web với trung tâm lưu trữ sở liệu 30 Hình 3.2: Thin client điều hành khác WinCC Web Navigator server 33 Hình 3.3: Trạm web server (tải cân bằng) với nhiều web client 33 Hình 3.4: Hệ thống đa người dùng lên đến 32 client server 35 Hình 3.5: Mã hóa Manchester 36 Hình 4.1: Cài đặt Internet Information Services (IIS) Hình 4.2: Quá trình cài đặt IIS 40 40 Hình 4.3: Cấu hình WinCC Web Navigator (1) 41 Hình 4.4: Cấu hình WinCC Web Navigator (2) 42 Hình 4.5: Cấu hình WinCC Web Navigator (3) 42 Hình 4.6: Kiểm tra trang Web mặc định 43 Hình 4.7: Phát hành trang Web Wizard GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG 44 SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 10 ĐHĐT1B Hình 4.8: Chọn đường dẫn cho trang Web 45 Hình 4.9: Chọn hình ảnh đưa lên trang Web 45 Hình 4.10: Chọn Function đưa lên trang Web 46 Hình 4.11: Chọn Graphic đưa lên trang Web 47 Hình 4.12: Hồn thành q trình đưa lên Web (1) 47 Hình 4.13: Hồn thành q trình đưa lên Web (2) 48 Hình 4.14: Đặt tên password cho user 49 Hình 4.15: Thiết lập chức truy cập cho user Hình 4.16: Cấu hình cho Local Intranet (1) 50 Hình 4.17: Cấu hình cho Local Intranet (2) 51 Hình 4.18: Cấu hình cho Local Intranet (3) 52 Hình 4.19: Hộp thoại đăng nhập vào hệ thống 53 49 Hình 4.20: Giao diện lần dùng WinCC Web Navigator 53 Hình 4.21: Cài đăt Web Navigator máy client thơng qua Web 54 Hình 4.22: Hộp thoại lưu chương trình cài đặt Web Navigator 54 Hình 4.23: Hình ảnh hiển thị Internet Explorer server 55 Hình 5.1: Tạo biến PCAccess 60 Hình 5.2: Liên kết biến ngoại WinCC với PCAccess 60 Hình 5.3: Liên kết biến nội WinCC 61 Hình 5.4: Kết Runtime WinCC 61 Hình 5.5: Kết giao diện Client Internet Explorer 62 Hình 5.6: Kết giao diện Client Internet Explorer 62 GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 54 ĐHĐT1B Hình 4.18: Cấu hình cho Local Intranet (3) Sau click “Apply” “OK” cửa sổ "Internet Option" để hoàn thành cài đặt cần thiết cho Internet Explorer Bước 9: Cài đặt WinCC Web Navigator Client Trên địa Internet Explorer, nhập địa IP máy server Ví dụ http://192.168.0.1 nhấn phím “Enter” Cửa sổ sau xuất hiện, yêu cầu nhập tên đăng nhập password để truy cập server Nhập xong tên password, click “OK” GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 55 ĐHĐT1B Hình 4.19: Hộp thoại đăng nhập vào hệ thống Sau hình “WinCC Web Navigator V7.0”, click vào link “OK” GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 56 ĐHĐT1B Hình 4.20: Giao diện lần dùng WinCC Web Navigator Tiếp theo click vào link “7.0.0.0” để cài đặt “WinCC Basic Process Control” Và click “Save” Hình 4.21: Cài đăt Web Navigator máy client thơng qua Web GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 57 ĐHĐT1B Hình 4.22: Hộp thoại lưu chương trình cài đặt Web Navigator Bước 10: Dự án Web Cuối máy client giao diện giám sát trình hoạt động hệ thống máy server Hình 4.23: Hình ảnh hiển thị Internet Explorer server GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 58 ĐHĐT1B CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG MINH HỌA Ứng dụng WinCC Web Navigator vào hệ thống điều khiển đèn giao thơng Trong có ba máy tính nối mạng LAN với nhau; máy làm server kết nối với PLC điều khiển hệ thống, giám sát yêu cầu từ client; hai máy làm client có chức măng quan sát server điều khiển đồng thời gởi yêu cầu server điều khiển 5.1 Chương trình PLC GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG Trang 59 ĐHĐT1B SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG Trang 60 ĐHĐT1B SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 61 ĐHĐT1B 5.2 Liên kết biến PCAccess với PLC GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 62 ĐHĐT1B Hình 5.1: Tạo biến PCAccess 5.3 Thiết kế giao diện WinCC 5.3.1 Liên kết biến WinCC GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 63 ĐHĐT1B Hình 5.2: Liên kết biến ngoại WinCC với PCAccess Hình 5.3: Liên kết biến nội WinCC 5.3.2 Kết Hình 5.4: Kết Runtime WinCC GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 64 ĐHĐT1B Hình 5.5: Kết giao diện Client Internet Explorer Hình 5.6: Kết giao diện Client Internet Explorer GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 65 ĐHĐT1B CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN Kết thực luận văn với yêu cầu giao: tìm hiểu Web Server đặc biệt OPC server WinCC Web Navigator Khuyết điểm: Phần ứng dụng: Hệ thống chưa phát huy hết tối đa chức WinCC Web Navigator, hệ thống thực giới hạn mạng LAN, chưa phát triển sang mạng WAN Internet hạn chế kiến thức mạng Hướng phát triển: Hệ thống phát triển lên thành hệ thống giám sát từ xa qua mạng Internet mạng không dây Ứng dụng: Hệ thống điều khiển giám sát web server có thể:  Ứng dụng cấp độ nhà máy, giám sát viên điều khiển giám sát hoạt động hệ thống nhiều nhà xưởng văn phòng riêng  Ứng dụng hệ thống điều khiển phân tán (DCS), dùng điều khiển giám sát nhiều hệ thống có chức đặc biệt riêng liên quan mật thiết với GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 66 ĐHĐT1B TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] www.opcfoundation.org OPC server [2] www.siemens.com WinCC Web Navigator [3] “SIMATIC WinCC – Process visualization with Plant Intelligence”, Brochure April 2009 [4] www.google.com.vn Web Server… [5] www.OPCSource.com “KepserverEx Client Connectivity Guide”, 2001 Tiếng Việt [6] TS Hoàng Minh Sơn, “Hệ thống điều khiển phân tán”, ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2003 [7] Phan Thanh Phương, Luận văn thạc sỹ “Xây dựng Web Server quản lý giám sát cho nhà máy sản xuất xi măng”, 2007 [8] Nguyễn Đức Thành, “Đo lường điều khiển máy tính”, NXB ĐH Bách Khoa TP.HCM, 2008 GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 67 ĐHĐT1B PHỤ LỤC: GIỚI THIỆU CHUẨN COM VÀ DCOM I COM COM (Component Object Model) mơ hình đối tượng thành phần, mơ hình sở cho nhiều cơng nghệ phần mềm quan trọng hãng Microsoft COM định nghĩa chuẩn nhị phân đặc tả kết nối cho việc tương tác thành phần phần mềm với thành phần khác q trình tính tốn, nhiều q trình khác hay máy tính riêng biệt COM mơ hình lập trình sở đối tượng thiết kế để nâng cao tương tác thành phần phần mềm, nghĩa là, cho phép hai nhiều ứng dụng hay thành phần dễ dàng giao tiếp với cho dù chúng viết nhiều người khác khoảng thời gian khác nhau, nhiều ngơn ngữ lập trình khác chí chạy máy tính khác nhau, không hay cài đặt hệ điều hành Để thực điều này, COM định nghĩa thực thi kỹ thuật cho phép ứng dụng kết nối với đối tượng phần mềm Một đối tượng COM lập trình ngơn ngữ thông dụng C, C++ VB II DCOM DCOM (Distributed COM) mở rộng COM cho việc giao tiếp đối tượng phân tán, thuộc chương trình chạy nhiều máy tính khác mạng LAN, WAN hay Internet Với DCOM, ứng dụng phân tán nhiều vị trí đem lại thuận lợi cho ứng dụng Ngày người ta nói tới COM thường bao hàm DCOM DCOM cơng nghệ lý tưởng cho ứng dụng nhiều tầng lớp cho phép thành phần ActiveX làm việc ngang qua mạng Nhiều người phát triển thêm thành phần mà khơng cần phải lo lắng lập trình mạng, tính tương thích hệ thống hợp thành phần GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT Luận văn tốt nghiệp Trang 68 ĐHĐT1B xây dựng từ ngơn ngữ khác Nó dẫn tới hạ thấp giá thành làm giảm phức tạp việc phân tán ứng dụng thành phần GVHD: Th.S HỒNG ĐÌNH LONG SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT ... Client, Web server hệ thống client khác web với trung tâm lưu trữ sở liệu 3.2 WinCC / Web Navigator - Hệ thống điều khiển giám sát thông qua web [3] 3.2.1 Những lợi ích  Người điều khiển giám sát. .. dự án WinCC web server cài đặt hệ thống WinCC đơn người dùng, WinCC server client Vì web client kết nối với web server truy cập đến tất dự án WinCC server (có thể đến 12 server) hệ thống nơi giới... hệ thống từ xa rời rạc (Ví dụ: hệ thống xử lý nước thải hệ thống trạm điều khiển) để truy xuất thông tin quy trình khứ WinCC/WebNavigator hỗ trợ đầy đủ hệ thống điều khiển giám sát thơng qua web