5) Các nội dung của Báo cáo
2.2.3 Bộ giao thức giữa các phân hệ với cấp giám sát
2.2.3.1 Phân tích đặc điểm của các đối tượng chính trong bộ giao thức
- Hệ thống tự động hóa tích hợp dùng cho tàu thuỷ IAS thực hiện các yêu cầu về giám sát dựa trên kiến trúc client/server và cho phép các chương trình truyền thông với các thiết bị phần cứng công nghiệp dựa trên các đặc tả chuẩn của OLE for Process Control (OPC). Kiến trúc client/server dựa trên chuẩn OPC cho phép một hoặc nhiều ứng dụng máy tính tạo các yêu cầu tới một vài ứng dụng khác. Hai đối tượng cơ bản của hệ thống kiến trúc này gọi là OPC Client và OPC Server. Theo kiến trúc này, ứng dụng OPC Client và OPC Server là các ứng dụng thực hiện các hàm và thủ tục theo đúng đặc tả của OPC. OPC Server (hay còn là các thành phần thao tác trực tiếp với các thiết bị phần cứng công nghiệp trong hệ thống IAS) sẽ phản hồi các yêu cầu và cung cấp dữ liệu tới một hoặc nhiều ứng dụng (còn gọi là OPC Client) theo một cách thức phù hợp. Các thông tin sẵn có trên OPC Server được chia thành nhóm (groups) các hạng mục (items) liên quan để có thể tăng hiệu quả của ứng dụng. Một OPC Server có thể chứa nhiều nhóm và một nhóm trong OPC Server có thể là:
• Nhóm công khai (Public), nhóm này cho phép truy cập từ bất kỳ ứng dụng Client nào.
• Nhóm cục bộ (Local), nhóm này chỉ được phép truy cập từ ứng dụng Client đã tạo ra nó.
- Hệ thống tự động hóa tích hợp dùng cho tàu thuỷ IAS hoạt động trên môi trường mạng đáp ứng khả năng tương tác, sự linh hoạt, cũng như tính mở rộng của hệ thống. Dựa trên yêu cầu đó, trong ứng dụng điều khiển giám
sát, giao thức trao đổi thông tin giữa các thành phần OPC Server và các OPC Client phải được thực hiện ở mức độ cao hơn các giao thức truyền thông thuyền thống của chuẩn giao thức mạng OSI (Open system interconnection - Mô hình kết nối các hệ thống mở) như Ethernet, TCP/IP hoặc thậm chí là giao thức ứng dụng MODBUS. Giao thức trao đổi giữa hai đối tượng này được thực hiện ở tầng ứng dụng và trực tiếp thực hiện theo giao diện đặc tả DCOM (Distributed Component Object Model) trên nền Microsoft Windows. DCOM là một đặc tả mở rộng của COM, một kiến trúc phần mềm cho phép các ứng dụng sử dụng lại các thành phần của phần mềm trên môi trường mạng. Các đối tượng xây dựng theo chuẩn OPC sẽ trực tiếp thực hiện các Remote Procedure Calls (RPC) để gửi và nhận thông tin một cách trong suốt giữa các thành phần DCOM (OPC Server, OPC Client) trên cùng một mạng. RPC cho phép các thành phần điều khiển thực hiện các chương trình từ xa mà không cần phải phát triển thêm thực hiện các thủ tục đặc biệt cho Server yêu cầu. OPC Client gửi yêu cầu tới OPC Server và OPC Server sẽ trả về một thông điệp chứa kết quả của thực hiện chương trình.
- Minh họa của phân tầng giao thức thực hiện của một thành phần trong ứng dụng sử dụng đặc tả OPC.
2.2.3.2 Các đối tượng chính trong bộ giao thức
Ở đây chỉ liệt kê các đối tượng. Chi tiết xin xem Báo cáo chuyên đề 7 " Thiết kế cấp Giám sát"
2.2.3.2.1 OPC Server Object
Bao gồm các thuộc tính:
StartTime CurrentTime LastUpdateTime
MajorVersion MinorVersion BuildNumber
VendorInfo ServerState LocaleID
Bandwidth OPCGroups PublicGroupNames
ServerName ServerNode ClientName
2.2.3.2.2 OPCGroups Object
Bao gồm các thuộc tính:
Parent Name IsPublic
IsActive IsSubscribed ClientHandle
ServerHandle LocaleID TimeBias
DeadBand UpdateRate OPCItems
2.2.3.2.3 OPCItem object
Bao gồm các thuộc tính:
Parent ClientHandle ServerHandle
AccessPath AccessRights ItemID
IsActive RequestedDataType Value
Quality TimeStamp CanonicalDataType
2.2.3.3 Cơ chế trao đổi dữ liệu giữa Client và Server
ü Client gửi yêu cầu ghi dữ liệu lên Server
- Client gửi yêu cầu ghi dữ liệu lên Server theo hình thức đồng bộ:
Giải thích:
• Client gửi yêu cầu ghi dữ liệu, chờ Server trả lời • Server ghi dữ liệu và trả lời Client
• Client nhận trả lời từ Server sau đó tiếp tục tiến trình
- Client gửi yêu cầu ghi dữ liệu lên Server theo hình thức dị bộ:
Giải thích:
• Client gửi yêu cầu ghi dữ liệu nhưng không đợi trả lời từ Server • Server ghi dữ liệu và trả lời Client khi ghi dữ liệu hoàn thành
Gửi yêu cầu ghi dữ liệu client Call Reply server Gửi yêu cầu ghi dữ liệu Ghi dữ liệu hoàn thành server Call Reply client
ü Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu từ Server
- Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu từ Server theo hình thức đồng bộ:
Giải thích:
• Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu, chờ Server trả lời • Server đọc dữ liệu và trả lời Client
• Client nhận trả lời từ Server sau đó tiếp tục tiến trình - Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu từ Server theo hình thức dị bộ:
Giải thích:
• Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu nhưng không đợi trả lời từ Server • Server đọc dữ liệu và trả lời Client khi đọc dữ liệu hoàn thành
- Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu từ Server theo hình thức đăng ký dịch vụ: Gửi yêu cầu đọc dữ liệu Đọc dữ liệu hoàn thành server Call Reply client Gửi yêu cầu đọc dữ liệu client Call Reply server
Giải thích:
• Client đăng ký thông tin cần đọc với Server 1 lần duy nhất khi bắt đầu tiến trình
• Server sẽ thông báo cho Client khi có sự thấy đổi giá trị trong thông tin Client đã đăng ký
- Client gửi yêu cầu đọc dữ liệu từ Server theo hình thức đăng ký dịch vụ bất thường: Giải thích: server Subscribe Notify Đăng ký dịch vụ Dữ liệu thay đổi
Dữ liệu thay đổi
client Notify Yêu cầu bất thường Dữ liệu thay đổi Notify server Subscribe Notify Đăng ký dịch vụ Dữ liệu thay đổi Dữ liệu thay đổi client Notify
• Client đăng ký thông tin cần đọc với Server 1 lần duy nhất khi bắt đầu tiến trình
• Server sẽ thông báo cho Client khi có sự thấy đổi giá trị trong thông tin Client đã đăng ký
• Server sẽ thông báo khi có yêu cầu bất thường từ Client