BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THANH TÚ NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG BỘ CÔNG CỤ PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM HỖ TRỢ GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG OPC UA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT PHẦN MỀM MÃ SỐ: 62480103 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT PHẦN MỀM HÀ NỘI - 2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Huỳnh Quyết Thắng 2. PGS.TS. Bùi Quốc Khánh Phản biện 1: PGS.TS. Đào Thanh Tĩnh Phản biện 2: PGS.TS. Ngô Quốc Tạo Phản biện 3: TS. Nguyễn Huy Phương Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường, họp tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Vào hồi: …… giờ, ngày …… tháng …… năm …… Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do nghiên cứu, mục đích luận án Với mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa nền kinh tế thì việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động sản xuất công nghiệp là tất yếu và cũng là động lực thúc đẩy sự phát triển, hiện đại hóa trong sản xuất. Mục đích bước đầu tìm hiểu và làm chủ công nghệ, tạo bước đột phá trong nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT vào công nghiệp, luận án sẽ hướng tới các mục tiêu: (1) Nghiên cứu, đánh giá và triển khai hệ thống phần mềm giám sát, điều khiển tiến trình trong công nghiệp. (2) Cùng với sự công nghiệp hoá và hiện đại hoá, nhu cầu về các phần mềm giám sát điều khiển là rất khả quan và cấp thiết. (3) Thực tế thị trường ở Việt Nam chưa phát triển hệ thống hoàn thiện về giám sát và điều khiển, mà đa phần được triển khai và cài đặt từ các sản phẩm được phát triển ở nước ngoài. Mục tiêu của luận án là đề xuất và phát triển các thành phần của OPC UA dựa trên các đặc tả mới nhất của OPC Foundation và những vấn đề còn hạn chế của các giải pháp đã được đề xuất dùng cho các hệ thống giám sát, điều khiển trong công nghiệp. Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK đã được tối ưu hoá và phát triển thành các thành phần. Hệ thống đề xuất này sẽ khắc phục được những hạn chế của các hệ thống cũ dựa trên các đặc tả trước đó của OPC Foundation. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án OPC Foundation đang phát triển bộ công cụ (toolkit) cho các nhà phát triển phát triển và thực thi các ứng dụng phần mềm trong công nghiệp. Bộ toolkit hứa hẹn sẽ cung cấp các thư viện (libraries), lớp (classes), phương thức (methods) và giao diện tham khảo (reference interfaces) cho những nhà phát triển và lập trình ứng dụng [1]. Tuy nhiên, bộ toolkit này thực sự không đủ cho các nhà phát triển và lập trình vì sự phức tạp của các hệ thống giám sát và điều khiển, các tác vụ trong giám sát và điều khiển liên quan, và những hạn chế của bộ toolkit. Do đó việc nghiên cứu và phát triển các thành phần của OPC UA dựa trên các đặc tả mới nhất OPC UA, SOA, webservices, XML là cần thiết và vẫn là thách thức. Nó sẽ giúp các nhà phát triển và lập trình tiết kiệm được thời gian, chi phí cho việc phát triển các ứng dụng phần mềm trong công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống giám sát và điều khiển. Các nỗ lực của các nhà phát triển và lập trình sẽ được giảm bớt trong quá trình nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới, mặt khác, các thành phần 2 của OPC UA cho phép các kiến trúc sư hệ thống, thiết kế thực hiện các phân tích phụ thuộc cho sự phát triển các ứng dụng thực tế trong giám sát và điều khiển trong công nghiệp. Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất và phát triển các thành phần của OPC UA dựa trên các đặc tả mới nhất của OPC Foundation và những vấn đề còn hạn chế của các giải pháp đã được đề xuất dùng cho các hệ thống giám sát và điều khiển trong công nghiệp. Sau đó đưa kết quả nghiên cứu áp dụng vào các bài toán thực tế cho các hệ thống giám sát và điều khiển để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của những kết quả đạt được. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ở Việt Nam, các nghiên cứu về các đặc tả của OPC và đề xuất các giải pháp thiết kế, phát triển và triển khai vào các hệ thống phần mềm trong công nghiệp còn khá mới mẻ, nên nghiên cứu có những ý nghĩa: (1) Bước đầu triển khai nghiên cứu những đặc tả của OPC UA ở Việt Nam. (2) Thiết kế, lập trình, và chạy thử nghiệm hệ thống đề xuất để đánh giá khả năng ứng dụng của OPC UA vào trong các bài toán trong công nghiệp nói chung và cho các hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển nói riêng. (3) Tài liệu hoá ở góc độ phân tích và thiết kế hệ thống, giúp cho các nhà phát triển ứng dụng, các công ty tin học có thể phát triển hệ thống một cách khoa học và dễ dàng. (4) Đóng góp một phần vào quá trình nghiên cứu và làm chủ các giải pháp công nghệ cho phần mềm công nghiệp, một mảng được cho là khó và mới mẻ ở Việt Nam. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hướng giải quyết, cách tiếp cận: (i) tiếp cận dựa trên đặc tả mới nhất OPC UA, (ii) dựa trên những mặt hạn chế, điểm yếu của các công trình đã nghiên cứu nhằm đề xuất giải pháp cho hệ thống phần mềm công nghiệp trong tương lai, (iii) lập trình, triển khai, kiểm thử hệ thống nhằm đánh giá và chỉ ra những mặt mạnh, khả năng đáp ứng của nó. Những nghiên cứu trong lĩnh vực của luận án sẽ bao gồm: (i) nghiên cứu những đặc tả của OPC, đặc biệt chú trọng đến đặc tả OPC UA, (ii) xem xét những nghiên cứu hiện tại của thế giới, tìm ra những mặt còn hạn chế và giới hạn của chúng, (iii) đề xuất một kiến trúc mới cho hệ thống phần mềm công nghiệp ở góc độ tổng quát với mục đích có thể áp dụng được cho nhiều bài toán cụ thể và cải thiện được những mặt hạn chế hiện tại của các nghiên cứu đã công bố, (iv) nghiên cứu và đề xuất giải pháp cho vấn đề ghép nối các thiết bị vào OPC UA Server, (v) phát triển, triển khai hệ thống đề xuất và chạy thử nghiệm, (vi) ước 3 lượng, đánh giá, và đề xuất áp dụng cho các bài toán thực tế trong công nghiệp. 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: (1) Phân tích, thiết kế, và triển khai thử nghiệm. (2) Phân tích, thiết kế bài toán giám sát và điều khiển tiến trình dùng trong công nghiệp nói chung, dựa trên phương pháp phân tích phạm vi lĩnh vực (domain analysis) và thiết kế dựa trên phạm vi lĩnh vực (domain design), đưa ra giải pháp tổng thể cho bài toán và xây dựng hệ thống nhằm đảm bảo bảy tiêu chí như sau: đáp ứng những yêu cầu chung, phương pháp luận, mềm dẻo, khả năng mở rộng, khả năng sử dụng lại, sự mở và khả năng thích ứng. Sản phẩm sẽ được kiểm thử và triển khai thử nghiệm dạng mô phỏng tại Viện CNTT & TT, Viện KTĐK & TĐH, Trường ĐH Bách Khoa HN, đánh giá hiệu quả và tính khả khi của hệ thống đã phát triển. 6. Các đóng góp của luận án Luận án có những đóng góp nhất định như sau: (1) Đề xuất bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK ứng dụng vào các hệ thống giám sát và điều khiển trong các nhà máy, xí nghiệp và toà nhà dựa trên đặc tả mới nhất OPC UA. (2) Thử nghiệm ứng dụng bộ công cụ đề xuất OPC UA Client-Server SDK vào bài toán quan trắc môi trường (EMA). (3) Thử nghiệm ứng dụng bộ công cụ đề xuất OPC UA Client-Server SDK vào bài toán giám sát và điều khiển hệ thống điều hòa nhiệt độ dựa trên Modbus. (4) Thử nghiệm ứng dụng bộ công cụ đề xuất OPC UA Client-Server SDK vào bài toán giám sát và điều khiển quá trình trong công nghiệp. Kết quả của luận án sẽ được tiếp tục triển khai và áp dụng vào các bài toán thực tế cho các hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị và hệ thống. Nó cũng góp một phần nhỏ trong quá trình đào tạo và chuyển giao công nghệ giữa Viện CNTT & TT, Đại học Bách Khoa HN và các đơn vị, tổ chức nghiên cứu ngoài trường, các học viên cao học 7. Bố cục luận án Luận án bao gồm 4 chương chính cùng phần mở đầu, phần kết luận được trình bày trong 96 trang thuyết minh; 63 tài liệu tham khảo; 7 bài báo khoa học có liên quan đến luận án đã công bố và 1 đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ đã được nghiệm thu. Chương 1. Tổng quan; Chương 2. Dựa trên đặc tả OPC UA và những hạn chế của các hệ thống đã và đang phát triển, tác giả đề xuất và phát triển bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK; Chương 3. Dựa vào bộ 4 công cụ OPC UA Client-Server SDK đã phát triển ở chương 2. Hai bài toán giám sát, điều khiển hệ thống quan trắc môi trường và hệ thống giám sát, điều khiển điều hòa nhiệt độ được đề xuất, áp dụng và phát triển. Hai hệ thống đã phát triển minh họa khả năng áp dụng và phát triển tiếp của OPC UA SDK đã đề xuất; Chương 4. Dựa trên bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK đã phát triển và kết quả đạt được của chương 3, thì bài toán giám sát và điều khiển quá trình trong công nghiệp được đề xuất, áp dụng và phát triển. Kết quả thể hiện bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK không chỉ áp dụng được vào 3 bài toán trên, mà còn có khả năng áp dụng vào các hệ thống lớn của dầu khí, hóa chất, công nghệ thực phẩm CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Hệ thống điều khiển tự động hóa trong công nghiệp Một hệ thống giám sát và điều khiển có thể được hiểu là hệ thống tích hợp chức năng giám sát, điều khiển quá trình một cách liên tục, kiểm soát sự kiện, báo cáo và xử lý các trạng thái bất thường của hệ thống. 1.1.1. Thiết bị điều khiển khả trình (PLC) Các bộ điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller) được phát triển trong lĩnh vực điện, ban đầu nhằm thay thế các bảng mạch rơ le. Các thiết bị PLC có ưu điểm là tốc độ xử lý các tín hiệu logic nhanh (cỡ mili giây) tuy nhiên khả năng xử lý các tín hiểu analog lại kém. 1.1.2. Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) DCS (Distributed Control System) được dùng để chỉ lớp các hệ thống điều khiển sử dụng phương pháp điều khiển phân tán [21]. Thế mạnh DCS là khả năng xử lý các tín hiệu tương tự và thực hiện chuỗi quá trình phức tạp, khả năng tích hợp dễ dàng. Các hệ thống DCS ngày nay thường bao gồm các bộ điều khiển, hệ thống mạng truyền thông và phần mềm hệ điều hành hệ thống tích hợp. 1.1.3. Hệ thống điều khiển lai (HCS) Hệ điều khiển lai (Hybrid Control System) [21] do ra đời sau, kế thừa nền tảng công nghệ của cả PLC và DCS nên hệ lai là sự pha trộn thuộc tính của hệ PLC và hệ DCS. Các hệ lai cũng cung cấp việc sử dụng công nghệ Bus trường bao gồm Forudation Fieldbus, AS-i, Profibus và DeviceNet. Các hệ lai thường hỗ trợ các chuẩn mở như là OPC, XML, ODBC. Hạn chế ứng dụng của hệ thống điều khiển lai là do các thiết bị 5 điều khiển nhỏ dẫn lưu lượng truyền thông lớn và nó sẽ hạn chế về số lượng điểm vào/ra. Với cơ sở dữ liệu hạn chế, các hệ lai cũng không đủ phục vụ cho các ứng dụng lớn. 1.1.4. Điều khiển tập trung và điều khiển phân tán Có rất nhiều định nghĩa về hệ điều khiển phân tán, hầu hết các nhà cung cấp giải pháp điều khiển, các nhà tích hợp hệ thống đều có những định nghĩa riêng cho mình về điều khiển phân tán. Dưới góc độ của nhà nghiên cứu và kỹ thuật trong lĩnh vực điều khiển thì khái niệm điều khiển phân tán được sử dụng để phân biệt với điều khiển tập trung truyền thống [21]. Điều khiển phải tập trung và cơ sở dữ liệu phải thống nhất để đảm bảo khả năng đáp ứng tốt nhất đối với yêu cầu công nghệ. Khác với điều khiển tập trung, điều khiển phân tán có quá trình tính toán điều khiển là quá trình tính toán phân tán. 1.2. Lịch sử phát triển của các chuẩn kết nối 1.2.1. OLE Object Linking and Embedding (OLE) ra đời năm 1990, là một công nghệ được phát triển bởi Microsoft cho phép nhúng và liên kết các tài liệu và các đối tượng khác nhau [24]. Chính vì vậy, OLE đã ra đời thay thế cho DDE. Ưu điểm của OLE là hiển thị trực quan dữ liệu từ server, và tạo ra một tập tin thống nhất. OLE được sử dụng không chỉ cho việc quản lý dữ liệu mà còn để truyền dữ liệu giữa các ứng dụng khác nhau [9]. 1.2.2. COM/DCOM Componet Object Model (COM) là một nền tảng mạnh được phát triển bởi Microsoft. Năm 1992, Microsoft đã phát triển OLE lên về tính năng và đặt tên là COM (1995). COM là sự đặc tả và là một tập hợp các dịch vụ cho phép tạo ứng dụng không phụ thuộc ngôn ngữ, khả năng module hóa, hướng đối tượng, phân tán, tùy biến, nâng cấp được. Mô hình này xác định cơ chế giao tiếp giữa các đối tượng bao gồm dữ liệu và ứng dụng. Dữ liệu về các đối tượng được lưu trữ và có thể truy cập một cách dễ dàng [24]. COM/DCOM là công nghệ được OPC sử dụng để đặc tả định nghĩa một tập chuẩn cho đối tượng, giao diện và phương thức để sử dụng trong quá trình kiểm soát và ứng dụng tự động hóa sản xuất. 1.2.3. XML Extensible Markup Language (XML) được W3C thông qua vào tháng 2/1998, là tập các quy ước chuẩn về cách phân chia một tài liệu thành nhiều phần, đánh dấu từng phần theo đặc trưng của nó rồi ghép lại [24]. 6 XML là ngôn ngữ dùng để định nghĩa dữ liệu, người dùng có thể tự định nghĩa các thẻ [50, 51]. XML là công nghệ được OPC sử dụng trong OPC XML-DA, OPC XML-DA là nền tảng độc lập đầu tiên của OPC Specification thay thế COM/DCOM bằng HTTP/SOAP và công nghệ Web Serivice. 1.2.4. SOA Service Oriented Architecture (SOA) ra đời năm 2002, là một tập các quy tắc và phương pháp thiết kế, phát triển phần mềm theo hình thức dịch vụ tương tác [24, 50]. Các dịch vụ này được thiết kế rõ ràng, tương ứng với các chức năng nghiệp vụ cụ thể. Dịch vụ đóng vai trò là các thành phần của phần mềm và có khả năng sử dụng lại tùy theo mục đích cụ thể. Để truy cập đến các dịch vụ, SOA thường sử dụng XML (eXtensible Markup Language) để giao tiếp. 1.2.5. Web Services Web Services hiểu một cách đơn giản là các dịch vụ được cung cấp trên nền tảng web. Web Service cung cấp các dịch vụ cho khách hàng thông qua Internet, Intranet bằng cách sử dụng URL. Web Service dựa trên các chuẩn web: HTTP, SOAP, XML [24]. Ưu điểm của Web Services là có thể cài đặt với bất kỳ ngôn ngữ nào, trên bất kỳ nền tảng nào. Web Services cung cấp cơ chế gọi phương thức từ xa, cho phép kết nối giữa các công ty khác nhau, giữa các thiết bị, giữa các ứng dụng và client khác nhau. 1.3. Tổng quan về OPC OPC (Openness, Productivity, and Collaboration), trước đó là “OLE for Process Control”. OPC là một dạng chuẩn phần mềm tích hợp hệ thống, dựa trên mô hình đối tượng DCOM (Distributed Component Object Model) của Microsoft [2, 9, 11, 38]. OPC định nghĩa thêm các giao diện giúp cho việc khai thác dữ liệu từ các quá trình kĩ thuật, làm cơ sở để xây dựng các hệ DCS (Distributed Control System – các hệ thống điều khiển phân tán) và SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition – các hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu). Được thành lập từ năm 1996 nhằm đề xuất những tiêu chuẩn cho phát triển các phần mềm công nghiệp, đặc tả đầu tiên được đề xuất là OPC DA (data access) đã được triển khai và ứng dụng rộng rãi trên thế giới [2, 37]. Từ năm 2006, OPC Foundation đề xuất đặc tả mới là OPC UA [1, 7, 11, 12]. Mục đích của đặc tả này là tổng hợp tất cả những chức năng mà các đặc tả trước đó đã cung cấp như OPC DA, OPC HDA, OPC AE dựa trên, XML, SOA và công nghệ Web để đảm bảo hệ thống phần 7 mềm công nghiệp chạy trên bất kỳ hệ điều hành nào như Windows, Unix, Linux. 1.4. Các đặc tả của OPC 1.4.1. Đặc tả OPC DA (Data Access) Giao diện OPC Data Access cho phép đọc, viết và giám sát những biến dữ liệu của quá trình hiện hành [1, 63]. Các trường hợp sử dụng chính là chuyển dữ liệu thời gian thực từ PLCs, DCSs và các thiết bị điều khiển khác như HMIs và các Client hiển thị khác. Trong OPC thì OPC DA là interface quan trọng nhất. Ngày nay, nó được triển khai đến 99% trong các sản phẩm sử dụng công nghệ OPC. 1.4.2. Đặc tả XML-DA OPC XML-DA là nền tảng độc lập đầu tiên của OPC Specification mà thay thế COM/DCOM bằng HTTP/SOAP và công nghệ Web Serivice. Vì vậy, cấu trúc giao tiếp nền tảng trung lập của nhà cung cấp đã được giới thiệu và chấp nhận rộng rãi bởi các chức năng của OPC Data được giữ lại. OPC XML-DA được thiết kế cho việc truy cập Internet và tích hợp doanh nghiệp. Nhưng dựa trên sự độc lập nền tảng, nó đã được thực hiện chủ yếu trong hệ thống nhúng và trên các nền tảng không sử dụng công nghệ của Microsoft. Tuy nhiên, do tiêu thụ nhiều tài nguyên và hiệu suất hạn chế, nó đã không được thành công như mong đợi cho loại ứng dụng kiểu này. 1.4.3. Đặc tả DX (Data eXchange) OPC Data eXchange (DX) là phần mở rộng cho OPC DA. OPC DX [59] quy định chi tiết việc trao đổi dữ liệu giữa Data Access Servers bằng cách xác định hành vi của Client và giao diện cấu hình cho Client bên trong một Server. OPC Data eXchange cho phép trao đổi thông tin giữa các server với nhau, mở ra khả năng trao đổi thông tin giữa các máy chủ của nhiều nhà cung cấp khác nhau thông qua mạng truyền thông Etherner. Công cụ này cho phép ta thêm các chức năng định cấu hình chẩn đoán và giám sát quản lý hệ thống từ xa. 1.4.4. Đặc tả HDA (Historical Data Access) Trường hợp OPC Data Access cho phép truy cập thời gian thực, dữ liệu thay đổi một cách liên tục, OPC Historical Data Access [61] cung cấp truy cập dữ liệu mà đã được lưu trữ. Từ một dãy dữ liệu đơn giản như đăng nhập hệ thống đến hệ thống SCADA phức tạp, dữ liệu lưu trữ lịch sử có thể được truy cập theo một cách thống nhất. Đặc tả OPC HDA xác định hai cấu trúc mà OPC HDA server có thể cung cấp cho client đó là không gian tên và hệ thống phân cấp đối tượng. OPC HDA server 8 có thể chia thành 2 loại: các server xử lý các dữ liệu đơn giản, truy cập vào dữ liệu thô và các server nén và phân tích xử lý các dữ liệu phức tạp [1]. Không gian tên của OPC HDA server cũng được định nghĩa tương tự như OPC DA server, có nghĩa là, nó được sử dụng để cấu trúc dữ liệu hiện có và cung cấp chúng cho khách hàng. 1.4.5. Đặc tả OPC AE (Alarms and Events) Giao diện OPC Alarm & Events cho phép tiếp nhận thông báo event và các thông báo alarm [1, 60]. Các sự kiện là những cảnh báo đơn thông báo cho Client về sự một sự kiện xảy ra. Các cảnh báo là những cảnh báo mà thông báo cho Client về sự thay đổi của một điều kiện trong quá trình. Như là một điều kiện về mực nước của thùng chứa. Trong ví dụ này, một điều kiện thay đổi có thể xảy ra khi một mức độ nào đó vượt quá hay giảm dưới mức tối thiểu. Nhiều alarm bao gồm các yêu cầu mà các alarm phải được nhận biết. Sự nhận biết này là có thể nhờ thông qua OPC Alarms & Events (OPC A&E) Interfaces. Do đó OPC A&E cung cấp một giao diện linh hoạt để truyền Alarms quá trình và các Events từ các nguồn khác nhau. 1.4.6. Đặc tả OPC Security Tất cả các máy chủ OPC đều cung cấp dữ liệu có giá trị của nhà máy mà nếu không được quản lý chặt chẽ đều có thể mang lại hậu quả đáng tiếc. OPC Security sẽ định nghĩa cách thức truy nhập của client vào máy chủ theo một phương thức nhằm bảo vệ các dữ liệu đó và ngăn cản mọi hành động không được phép [46]. 1.4.7. Đặc tả OPC Batch OPC Batch ứng dụng triết lý OPC và các quá trình ứng dụng cụ thể có tính chất theo lô [1]. 1.5. Đặc tả OPC UA (Unified Architecture) OPC UA [64] là chuẩn mới ra đời năm 2006, nhằm khắc phục những điểm còn hạn chế của các đặc tả cũ của OPC. Mục tiêu của OPC UA là để việc kết nối các thiết bị phần cứng không còn phải phụ thuộc vào nền tảng hay công nghệ do nhà sản xuất sử dụng. Với chuẩn chung này, việc kết nối hoàn toàn tự động, giảm được chi phí triển khai và thời gian thực hiện: (1) Cách truy cập dữ liệu duy nhất đối với dữ liệu thời gian thực, dữ liệu quá khứ và sự kiện: Trong OPC UA, không có sự phân biệt giữa các loại thông tin kể trên, tất cả đều được mô tả dưới dạng nút trong không gian địa chỉ. (2) Sự đảm bảo và đáng tinh cậy nhờ thành công của chuẩn OPC trong quá khứ. (3) Khả năng truy cập đến [...]... khiển trong công nghiệp đang tồn tại và phát triển trên thế giới và trong nước (2) Từ những nghiên cứu trên và nghiên cứu các hệ thống điều khiển giám sát thực tế Xây dựng bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK dùng cho phát triển phần mềm giám sát và điều khiển thiết bị tự động hóa (3) Từ hệ thống đã đề xuất và phát triển, ba bài toán giám sát và điều khiển hệ thống đã được áp dụng để minh họa và đánh giá... nhật Sử dụng lại các dịch vụ có sẵn, cơ chế bảo mật có sẵn trong SDK KẾT LUẬN Trên cơ sở tìm hiểu, nghiên cứu về đặc tả của OPC, đặc biệt là đặc tả mới nhất OPC UA và các hệ thống giám sát, điều khiển trong công nghiệp Từ đó, luận án đã phát triển và xây dựng bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK Cụ thể như sau: 1 Xây dựng bộ công cụ ứng dụng vào các bài toán giám sát và điều khiển dựa trên OPC UA có... nghiên cứu và phát triển các thành phần của bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK dựa trên các đặc tả mới nhất OPC UA, SOA, webservices, XML Nó sẽ giúp các nhà phát triển và lập trình tiết kiệm được thời gian, chi phí cho việc phát triển các ứng dụng phần mềm trong công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống giám sát và điều khiển CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG BỘ CÔNG CỤ OPC UA CLIENTSERVER SDK CHO BÀI TOÁN GIÁM SÁT VÀ... thiết bị và trao đổi dữ liệu với OPC UA client (iii) OPC UA Client: Là chương trình viết theo chuẩn OPC UA dựa trên bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK có nhiệm vụ trao đổi dữ liệu với OPC UA server và phát tín hiệu điều khiển thiết bị 4.2.1 Sử dụng bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK vào bài toán 3 Hình 4.2 bao gồm 2 phần: phía trên là OPC UA Server SDK, phần dưới kế thừa bộ công cụ đã xây dựng ở chương... báo và sự kiện Từ đó nhu cầu cấp thiết và mục đích của nghiên cứu này là đề xuất, đưa ra lý do cần xây dựng một bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK ứng dụng vào các hệ thống giám sát và điều khiển trong tự động hóa công nghiệp Chương 2 sẽ trình bày kiến trúc của bộ công cụ đề xuất OPC UA Client-Server SDK dựa trên đặc tả OPC UA CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG BỘ CÔNG CỤ OPC UA CLIENTSERVER SDK CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT... THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN 2.1 Xây dựng bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK Nghiên cứu này định hướng xây dựng một OPC UA Client-Server SDK tuân theo những đặc tả của OPC Foundation và viết ứng dụng để minh họa những chức năng đã được hỗ trợ trong SDK Từ đó, sử dụng OPC UA Client-Server SDK (hình 2.1) trong 3 bài toán giám sát và điều khiển: (1) hệ thống quan trắc môi trường; (2) hệ thống điều hòa nhiệt... điều khiển hệ thống tự động hóa trong công nghiệp Vì hiện nay, ở Việt Nam trong lĩnh vực xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển tự động hóa trong công nghiệp chưa có bất kỳ một công ty hay tập đoàn nào áp dụng OPC UA vào xây dựng phần mềm giám sát vào điều khiển tự động hóa Tác giả có khảo sát thì ở Châu Á mới có 2 nước là Nhật Bản, Hàn Quốc phát triển, xây dựng được hệ thống này nhưng vẫn là áp dụng. .. hệ điều hành Windows [27] Hiện nay, các kết quả của SIRENA và SODA đang được ứng dụng trong dự án SOCRADES 1.6 Cách tiếp cận và nhiệm vụ của luận án OPC UA mới cung cấp các yêu cầu để xây dựng một hệ thống giám sát và điều khiển tự động hóa trong công nghiệp Từ những đặc tả (các yêu cầu ban đầu), tác giả nghiên cứu, phát triển vào xây dựng một bộ công cụ - SDK (OPC UA Client-Server SDK) giám sát và điều. .. bởi khóa công khai của OPC UA client SDK Nếu thông điệp đáng tin cậy, OPC UA server SDK sẽ gửi lại đáp ứng yêu cầu kết nối Client sẽ lưu lại giấy chứng nhận và lần sau không cần tạo lại Kết luận chương 2 Chương 2 đề xuất và xây dựng, phát triển bộ công cụ OPC UA ClientServer SDK và mô hình kiến trúc hệ thống giám sát và điều khiển trong công nghiệp Bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK được phát triển độc... lớp và giao diện tham khảo cho việc phát triển các ứng dụng thực tế Nó sẽ giúp các nhà phát triển và lập trình tiết kiệm được thời gian, chi phí cho việc phát triển các ứng dụng phần mềm trong công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống giám sát và điều khiển Các nỗ lực của các nhà phát triển và lập trình sẽ được giảm bớt trong quá trình nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới Mặt khác, các thành phần . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THANH TÚ NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG BỘ CÔNG CỤ PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM HỖ TRỢ GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG OPC UA. xuất và xây dựng, phát triển bộ công cụ OPC UA Client- Server SDK và mô hình kiến trúc hệ thống giám sát và điều khiển trong công nghiệp. Bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK được phát triển. điều khiển giám sát thực tế. Xây dựng bộ công cụ OPC UA Client-Server SDK dùng cho phát triển phần mềm giám sát và điều khiển thiết bị tự động hóa. (3) Từ hệ thống đã đề xuất và phát triển, ba