5) Các nội dung của Báo cáo
2.1.2Lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp với cấp Giám sát
Có thể đưa ra giải pháp lựa chọn công nghệ cho cấp giám sát trong hệ thống điều khiển tích hợp IAS trên tàu thuỷ như sau:
§ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là MS SQL Server và cơ chế dự phòng sử dụng chức năng Database Mirroring của hệ quản trị CSDL
§ Mô hình tương tác dữ liệu: Mô hình Client/Server § Chuẩn truyền thông trên hệ thống IAS: Chuẩn OPC § Ngôn ngữ sử dụng lập trình: VB.NET
Chuẩn OPC xuất phát từ thực tế là có rất nhiều hãng sản xuất phần cứng( PLC có Siemens, AB, ABB..., các thiết bị đo như Micromotion...)
thông thường để kết nối hiển thị lưu các dữ liệu của các nhà sản xuất này yêu cầu ta phải biết được các protocol giao tiếp với các thiết bị đó hay mua các phần mềm giám sát, lưu số liệu của các thiết bị đó. Giả sử nếu một ứng dụng muốn dùng sản phẩm của nhiều hãng như trên nếu vậy chúng ta phải mua rất nhiều phần mềm của họ, một mặt nữa là nếu như vậy không tạo ra được sự tập trung xử lý, một hệ thống lúc đó sẽ có rất nhiều phần mềm, ngoài ra các phần mềm giám sát thu số liệu của các hãng nó không phù hợp với yêu cầu của ứng dụng thực tế như định dạng lưu cơ sở dữ liệu, hoặc các phần mềm đó chạy chậm... Chính vì lý do đó các hãng sản xuất thiết bị đưa ra chuẩn OPC (dựa trên chuẩn DCOM) của MicroSoft cho các ứng dụng thương mại mà tạo ra. OPC định nghĩa theo một chuẩn vì vậy có thể tạo ra các OPC client theo khuông dạng chuẩn và các phần mềm SCADA như WinCC, iFix có thể đọc được do vậy sẽ tích hợp các thiết bị trên cùng 1 hệ SCADA được tốt hơn. Hiểu đơn giản OPC như một driver mà đầu ra của nó theo chuẩn và nó cho phép đọc được từ các máy tính khác hay trên internet( SCADA Web).
Thực chất OPC được thiết kế trên nền công nghệ DCOM của MicroSoft, do vậy với OPC chúng ta có thể sử dụng bất kì một ngôn ngữ nào như Visual C++, Visual Basic, Delphi., nền tảng công nghệ ngôn ngữ Dot Net.. , hoặc các phần mềm SCADA chuyên dụng để kết nối dễ dàng với các PLC, thiết bị trường, các thiết bị điều khiển phân tán....Trong đó ngoài các phần mềm SCADA chuyên dụng thì ngôn ngữ Dot Net được sử dụng rộng rãi hơn cả.
Cốt lõi của OPC là một phần mềm phục vụ OPC-Server, trong đó có các OPC-Items được tổ chức thành nhóm, thực chất nó là các thành phần dữ liệu của 1 đối tượng cụ thể như PLC hay các RTU... OPC-Items là các tham sốđiều khiển, dữ liệu quá trình, trạng thái thiết bị...
Trong hệ SCADA, cơ sở dữ liệu là thành phần quan trọng và đó cũng là đối tượng để mỗi version mới sẽ có cải tiến mới. Tuy nhiên, mỗi hãng có ý
tưởng riêng về cấu trúc hệ thống, trong đó có cơ sở dữ liệu. Trong các hệ thống FA (Factory Automation system) thường có 3 lớp mạng (khác với mô hình 7 lớp của mạng) là mạng Field device, mạng điều khiển và mạng quản trị. Các cơ sở dữ liệu thường nằm giữa 2 lớp mạng điều khiển và quản trị. Theo khảo sát chung trên thế giới có rất nhiều hệ SCADA dùng cơ sở dữ liệu SQL Server.
OPC có nhiều loại như OPC DA,OPC HDA...OPC DA (data access) làm nhiệm vụ kết nối tới các thiết bị điều khiển theo chuẩn mạng nào đó, giao thức cụ thể nào đó, sau đó trao đổi dữ liệu với thiết bị. Dữ liệu này được lưu vào cơ sở dữ liệu như thế nào lại thuộc module khác mà hay được gọi là data base connectivity. Sau khi OPC server lấy được dữ liệu từ thiết bị, các client sẽ trao đổi dữ liệu với OPC server theo cơ chế chuẩn Client/Server của Windows. Mỗi lệnh sẽ được truyền từ Client tới OPC server. Tại OPC server các dòng dữ liệu sẽ "xếp hàng" để chuyển tới thiết bị. Có hai cơ chế trao đổi dữ liệu giữa OPC server và thiết bị là synch và asynchr.
Cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server (MS SQL) được xem là lựa chọn phù hợp cho mô hình IAS vì những lý do sau:
§ Thiết kế hệ thống tích hợp trên tàu thủy đòi hỏi độ an toàn và bảo mật khá cao.
§ Đảm bảo đồng bộ và chính xác theo thời gian trong toàn hệ IAS: Vì CSDL được sao lưu dự phòng và nằm trên 2 máy chủ khác nhau theo cơ chế Database Mirroring. Dữ liệu lưu trữ trên CSDL giữa 2 máy chủ là đồng nhất, điều này đảm bảo tính đồng bộ và chính xác theo thời gian trong toàn hệ IAS.
§ Đáp ứng yêu cầu dự phòng đối với máy chủ và cơ sở dữ liệu: CSDL có sự sao lưu 1-1 giữa 2 Database nằm trên 2 máy chủ khác nhau. Như vậy mỗi khi Máy chủ chính gặp sự cố thì hệ thống sẽ tự động chuyển
hướng làm việc với máy chủ phụ và CSDL trên máy chủ phụ, điều này đảm bảo tính dự phòng với máy chủ và CSDL. Hệ thống vẫn hoạt động bình thường khi một trong hai máy chủ mất khả năng phục vụ.
§ Đáp ứng được mức độ lưu trữ lớn và tần suất đọc ghi cao.