b. Lấy mẫu dữliệu trong không gian nút
4.2.2. Kết quả thực nghiệm của quá trình trộn nước
Hệ thống được triển khai trên mô hình hoàn chỉnh OPC UA Server và OPC UA Client kết nối với mô hình điều khiển quá trình trộn nước trong công nghiệp. OPC UA server kết nối với controller qua giao thức TCP/IP để lấy dữ liệu của thiết bị, đồng thời cũng kết nối với Client qua giao thức TCP/IP. Giao diện trên OPC UA Client của hệ
thống hiển thị thông tin về nhiệt độ, thông lượng, dung lượng được tải từ Controller thông qua OPC UA Server và giao thức TCP/TP.
OPC UA Server: Dựa trên bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK, nghiên cứu
này hướng tới mục tiêu triển khai thành công kiến trúc OPC Server-Client. Trong đó,
Server kết nối với mô hình điều khiển quá trình trộn nước trong công nghiệp sử dụng Controller, chếđộ truyền TCP/IP, kết nối qua cổng Com 3 của Controller. Server kiểm tra trạng thái về nhiệt độ, thông lượng, dung lượng và tương tác với các thiết bị thông qua Controller để thực hiện hoạt động điều khiển.
90
OPC UA Client: Client kết nối tới Server để giám sát các thông số của thiết bịđồng thời kiểm tra Server và gọi các phương thức cho phép trên không gian địa chỉ. Người quản lý Client chịu trách nhiệm theo dõi các hoạt động của hệ thống cũng như đưa ra
các quyết định bật, tắt hay điều khiển thông lượng của các đường ống. Bảng điều khiển
được hiện lên thông qua client, client được thiết kếđểgiám sát và điều khiển một hoặc nhiều mô hình điều khiển quá trình trộn nước trong công nghiệp (xem hình 4.5).
Hình 4.5. Giao diện mô hình hệ thống giám sát và điều khiển quá trình trộn nước
Nguyên lý hoạt động: Ống 1 dẫn nước nóng vào bình trộn, ống 2 dẫn nước lạnh vào bình trộn, ống 3 dẫn nước của bình trộn ra ngoài (trong bình trộn là nước trộn của
ống 1 và ống 2). Hệ thống này cho phép điều khiển thông lượng của ống 1, 2, 3. Để từ đó người vận hành hệ thống có thể điều khiển giá trịthông lượng của các ống, sao cho giá trị về nhiệt độ và thể tích của bình trộn ở một khoảng giá trị mong muốn.
Server làm nhiệm vụ kết nối trực tiếp với các thiết bịđể lấy thông số của các thiết bịsau đó gửi dữ liệu lên cho Server, và nhận các tín hiệu điều khiển từ Server truyền xuống đểđiều khiển các thiết bị. Sau khi kết nối với Server, cứ sau 5 giây Client sẽ lấy dữ liệu của các thiết bị từ Server và hiển thị các thông sốđó trên một giao diện mô hình hệ thống như hình 4.5: Gồm có 5 đường ống: Đường ống 1 chứa dẫn nước nóng từ bình nóng lạnh vào bình trộn. Đường ống 2 dẫn nước lạnh từ bình chứa vào bình trộn.
91
Đường ống 3 dẫn nước trộn từ bình trộn trở lại bình chứa tạo thành chu trình khép kín.
Đường ống 4 dẫn nước từ bình chứa vào bình nóng lạnh. Đường ống 5 dùng trong
trường hợp xảy ra sự cố bình trộn đầy thì nước sẽ được dẫn vào bình chứa để chống
tràn nước ra ngoài. Trên mỗi đường ống 1, 2, 3 có một van đểđóng ngắt dòng nước, một van điều khiển thông lượng của dòng nước, một cảm biến đểđo nhiệt độ của dòng
nước. Các thông số của các van này được hiển thị trên một Textbox bên cạnh. Trên bình trộn có một cảm biến nhiệt độ, và thước đo thể tích của bình, các thông số của bình trộn sẽđược hiển thị trên các Textbox tương ứng.
Khi chạy hệ thống máy bơm nước sẽ bơm nước qua đường ống 2 và 4 dẫn nước vào bình trộn và bình nóng lạnh. Đường ống 1 sẽ dẫn nước từ bình nóng lạnh đã được
đun nóng vào bình trộn. Đường ống 3 sẽ dẫn nước từ bình trộn vào lại bình chứa, tạo thành chu trình khép kín. Người điều khiển Server sẽ tiến hành điều khiển các van trên
đường ống 1, 2, 3 thông qua bảng điều khiển sao cho nhiệt độ và dung lượng của bình trộn ở một giá trịxác định. Trong trường hợp nhiệt độ hoặc dung lượng của bình chứa
vượt quá một giá trịđiều kiện (được thiết lập ở Server) thì Server sẽ phát cảnh báo cho client. Client sau khi nhận được cảnh báo sẽ báo hiệu cho người vận hành bằng các nhấp nháy Textbox ghi hiển thị số liệu tương ứng (Textbox hiển thị thông số nhiệt độ và dung lượng của bình trộn). Client cung cấp một bảng điều khiển đểngười vận hành
điều khiển các thiết bị phần cứng với các chức năng như khóa, mởđường ống, thiết lập giá trịthông lượng cho đường ống. Với hệ thống này, có thể mở rộng bài toán cho n mô hình điều phối nước.
Một sốđặc điểm nổi bật của giao diện:
Phần bên trái là hình vẽcác đối tượng trong quá trình, bên cạnh các đối tượng là các giá trị thực tếtương ứng, chẳng hạn bên trên thiết bịđo mức V có chỉ số 1,1 lít chính là giá trị mức nước hiện tại trong bình.
Phần bên phải chính là phần điều khiển, bên trên là chếđộ điều khiển tựđộng, ta chỉ cần nhập giá trị thể tích cho bình trộn thì van điều khiển thông lượng của 3 ống 1, 2, 3 sẽ tự hoạt động, để thể tích thực tế của bình trộn đạt được thể tích mong muốn. Bên dưới là chếđộ thiết lập bằng tay cho phép thay đổi giá trị của
các van điều khiển thông lượng của 3 ống 1, 2, 3, và bật tắt các van từ.
Khi có nguy cơ bình bị tràn hoặc bị cạn, giao diện sẽ có cảnh báo bằng cách giá trị hiển thị của bình trộn sẽ nhấp nháy và chuyển từ màu trắng sang màu xanh. Trong trường hợp nhiệt độ của bình quá cao hoặc quá thấp cũng xảy ra hiện
tượng cảnh báo như trên. Điều đó giúp ích cho người vận hành can thiệp khi có sự cố.
92