Các nhà cung cấp đa dịch vụ với mạng kết nối toàn câu đã chấp nhận rằng: không có khả năng giao kết đúng nghi thức của mạng chủ với phần cứng bị sử dụng hoặc khi chúng gặp rủi ro đối với
Trang 1Vài nét về OPC trong việc xây dựng kỹ thuật tự động
hóa
Trang 2Thách thức đặt ra
Cũng như những ngành công nghiệp khác, ngành xây dựng
kỹ thuật tự động hóa đang dân phát triển và đang tiếp tục phát triển hơn nữa, giải pháp của các nhà đầu tư là mong muôn làm chuyên biên khả năng chia sẻ dữ liệu
Các nhà cung cấp đa dịch vụ với mạng kết nối toàn câu đã chấp nhận rằng: không có khả năng giao kết đúng nghi thức của mạng chủ với phần cứng bị sử dụng hoặc khi chúng gặp
rủi ro đối với việc triển khai của mạng khách, điều này dẫn
tới những giải pháp tốn kém vì bị giới hạn và rất khó để duy trì phương pháp này Hơn nữa, ở thời điểm này các giải pháp hiện giờ ngày càng theo hướng đỗi lập: đơn giản, việc chia sẻ
dữ liệu giữa các thiết bị phải rõ ràng và không bị nhiễu, cung cấp nhiều ứng dụng không kể từ phía nhà cung cấp
Trang 3
Dae
OPC Server OPC Server orc Server
for PLC for BACnet for Lon Talk
PLC Lon Talk Boiler
Controtler
Hình 1 Cách thức điều khiến truyên thống: Mỗi ứng dụng
yêu cầu một thiết bị hoặc một giao thức điêu khiển đặc
biệt cho phép kết nối với môi thiết bị cá nhân tương ứng Các bộ điễu khiến không thể tải sử dụng giữa các chương trình ứng dụng với nhau bởi vì môi một chương trình ứng dụng chỉ sử dụng duy nhất dạng đữ liệu của chính nó
Đề đáp ứng nhu câu đặt ra, việc phát triển cần được kết nối
một cách tự do với các thiết bị có hệ thống băng thông rộng,
các giao thức bắt đâu từ nên công nghiệp BA đang dân tiễn
Trang 4triển và có thể chuyển giao một cách dễ dàng để truy nhập vào băng thông rộng của các thiết bị BA Ngày nay, nhiều
mạng chủ với các giao thức có sở hữu đặc biệt có thé mở một
đường dẫn tới các nghi thức giao kết được chuẩn hóa như mạng BAC Mạng BAC phân phối các dịch vụ mà người sử dụng yêu câu như: khả năng kết nối băng thông rộng của các thiết bị sử dụng chung, các nghi thức giao kết hoàn toàn xác
định Tuy nhiên, mục tiêu mang chiến lược tầm xa của mạng
BAC không giải quyết hai vấn đề mẫu chốt đưa ra sau:
Thứ nhất, nhờ có mạng BAC, dữ liệu kết nối tới các thiết bị
cuỗi cùng tăng lên, sẽ có một số nhà cung cấp sử dụng các nghi thức giao kết khác thuộc mạng chủ như LonWorksTM
mà mạng này lại không tương thích với mạng BÁC Hơn
nữa, khi một lượng lớn các hệ thống kế thừa được xây dựng,
các hệ thống này sẽ sử dụng các giao thức cũ và không chấp nhận các giải pháp liên kêt dữ liệu câp cao
Trang 5Application X
PLC ĐACnet LonTuk Botter
Controtber
Hình 2: OPC bước đấu tiến cận với một tâng trung
chuyển giữa dữ liệu nguôn và dữ liệu khách, vì vậy mà
chúng có thể độc lập với nhau
Thứ hai, số lượng của các ứng dụng truy nhập với thời gian thực, báo động và kết quả (A&E), và các dữ liệu cũ phải cần được duy trì hoạt động hàng ngày Không bao lâu nữa BA sẽ
trở nên bị hạn chế, người sử dụng dữ liệu BA sẽ rớt dần qua
các xí nghiệp Điều này dẫn tới các ứng dụng các phần mêm
không chính thức trên diện rộng, như giao diện Human
Trang 6Machine (HME), các gói dữ liệu kỹ thuật tương tự và hiển
thị thường được hình thành từ quá trình điều khiển công
nghiệp nhưng van can sử dụng dạng dữ liệu BA Vấn đề ở đây là một số những ứng dụng này không điều khiến các giao thức được cung cấp như mạng BAC hoặc các giao thức đặc biệt BA khác
HnW#8##/79
AIChw@ Soreadiheet An web HMI Trending ere
' Appiication ` ‘ ‘
BAC ret LonTaik
HH HH HE BH l@@3 œt
commedet
Hình 3: Các đặc điểm kĩ thuật mạng OPC xác định rõ làm cách nào đề OPC-Chủ và OPC-Khách liên kết được với
nhau nhưng không tách biệt giữa QPC-Khách với chương
Trang 7trình ứng dụng và OPC-Chủ với thiết bị điêu khiến vì điều này còn phụ thuộc vào chương trình ứng dụng và các thiết
bi duoc su dung
Giai phap OPC
May man thay chúng ta có một giải pháp đơn giản và dựa trên các tiêu chuẩn có sẵn, có thể định vị và phân phối cùng một lúc, giải pháp này được gọi là mạng mới OPC Mạng
OPC mang tính cạnh tranh hơn so với mạng BAC, OPC hoàn
hảo hơn, nó xâm nhập và bồ sung những phân còn thiếu
trong mang BAC
Bắt nguồn từ những quá trình điều khiển công nghiệp, mang OPC được thiết kế trên cơ sở phát triển căn cứ vào các địa chỉ của nhà cung cấp đa thành phân, và những vấn đề trong
việc điêu khiến các thiết bị thành phần Quá trình điều khiển
công nghiệp xét đến phải cùng một kiêu dữ liệu kết nối giỗng như mạng BA, hay như thế hệ sau của mạng nay Dé phat triển vấn đề này một cách linh hoạt, giải pháp OPC là một
Trang 8giải pháp thiết thực dùng chuyền đổi dữ liệu từ bất kỳ thiết bị
nào đó tới bất kỳ một chương trình ứng dụng khác mà không làm lẫn lộn đường truyền của các thiết bị điều khiển thành phân Thay thế cho việc tập trung vào sản xuất những thiết bị
sử dụng cùng một ngôn ngữ lập trình, mạng OPC căn cứ dựa
trên sự khác biệt của các dữ liệu được chia sẻ như thế nào
giữa các thiết bị điều khiển với nhau Đây là lí do vì sao OPC
nhanh chóng trở thành phương thức được chọn lựa sử dụng cho nhiều liên kết dữ liệu mang tính công nghiệp
Mang tính cạnh tranh hơn so với mạng BAC, OPC xâm nhập
và bồ sung những phần còn “lạc hậu” của BAC
Phương thức của OPC rất đơn giản: nó bước đâu tiếp cận với các tâng trung chuyền giữa các thiết bị và các chương trình ứng dụng, cho phép truyền dữ liệu mà không cân nhận biết
môi một ma trận dữ liệu nội bộ của các thiệt bị này
Trang 9
Hình 4: Các chương trình ứng đụng đa cấp sử dụng OPC
để liên kết với một thiết bị mà không dùng giao thức cơ sở
nao Mang OPC chu danh cho mang BAC su dung giao
thức của mạng BÁC để liên kết với các thiết bị mang BAC
Mục đích mà OPC hướng tới thực hiện được các tín hiệu tốt
trên giây nhưng làm thế nào để chức năng này hoạt động trên thực tế? Câu trả lời là thông qua sử dụng một máy chủ, máy chủ này phân tách về cơ bản chức năng của thiết bị điều khiến truyền thống ra làm hai phần Một phần mềm được gọi
Trang 10là phan mềm OPC-Chủ, øiữ nhiệm vụ kết nỗi cơ bản với một
thiết bị (mang dữ liệu nguồn) Trong đó, một phần mềm khác
là phan mềm OPC-Khách øiữ nhiệm vụ kết nối với các
chương trình ứng dụng, được phần mềm này viết ngôn ngữ
gửi kèm (dữ liệu ân) Vẫn đề là ở chỗ OPC chỉ xác định rõ
ảnh hưởng qua lại giữa OPC-Chủ và OPC-Khách mà không xâm nhập vào quan hệ phần mêm OPC-Chủ tới thiết bị hay cũng như quan hệ của phân mềm OPC-Khách đối với chương trình ứng dụng, những điều này rất khó cho mỗi thiết bị và chương trình ứng dụng từng đôi một và điều này hoàn toàn
ngược lại với mục đích phát triển các thiết bị đặc biệt từng
phần OPC của các nhà cung cấp
Các loại dữ liệu được chuẩn hóa có thê chuyển đôi giữa, cho
phép bất cứ OPC-Khách nào đó kết nỗi với bất kỳ một OPC-
Chủ khác Vì OPC-Chủ đảm nhiệm phần dịch thuật các thiết
bị liên kết cơ bản thành một định dạng OPC và OPC-Khách
cũng mang cùng một kiểu định dạng giỗng như vậy Các chương trình ứng dụng và các thiết bị có thể chia sẻ với nhau
Trang 11mà không cần biết bất cứ giao thức tương xứng cơ bản nào
hay bất cứ định dạng dữ liệu nào khác
Việc trừu tượng hóa của OPC cho phép các chương trình ứng dụng như HMIs liên kết với bất cứ giao thức nào căn cứ dựa
vào đữ liệu nguồn (ví dụ như các thiết bị mang BAC) ma
không phải cung cấp thêm kiểu giao thức của nó Điều này cũng cho phép nhiều địa chỉ OPC-Khách kết nỗi cùng một lúc với một OPC-Chủ
Băng cách cho phép bất kỳ chương trình ứng dụng OPC truy
nhập liên kết với OPC-Chủ, việc lấy dữ liệu từ các thiết mạng
BAC mà không cần có một chương trình ứng dụng diễn giải
về mạng BAC là hoàn toàn có thê Điều này có thể khiến các
xí nghiệp mở rộng việc liên kết và giải quyết vẫn đề thứ hai
mà chúng ta đã đưa ra
Một địa chỉ OPC-Khách có thê kết nối với một sô địa chỉ
OPC -Chủ, có nghĩa là một địa chỉ OPC cho phép chương
trình ứng dụng có thê liên kết với phân lớn các thiết bị OPC (nghĩa là chúng có một địa chỉ OPC-Chủ) mà không kể tới
Trang 12các giao thức liên kết của chúng
Tóm lại sử dụng mạng OPC mang lại lợi ích đặc biệt cho
người sử dụng bởi vì nó cho phép chúng ta có thể:
* Sử dụng bất kỳ địa chỉ OPC có khả năng trao đổi và làm việc với các dữ liệu trên mạng chương trình ứng dung (hau hết là phân cơ bản và HMI truy cập được với một mạng
OPC-Khách)
* Làm việc với thiết bị và các chương trình ứng dụng từ các nhà cung cấp đa thành phân mà không phải bận tâm về các giao thức cơ sở dụng cho mỗi thiết bị chức năng
* Tránh trường hợp khóa đầu vào khi sử dụng nguồn cung cấp chuyên dụng và phân phối các liên kết chủ
* Thu gọn bộ điều khiến
* Tiếp tục sử dụng một giao thức phổ biễn như mạng BAC
mà không cân quan tâm tới việc làm thế nào để các trung tâm
xí nghiệp có thê truy cập được
Trang 13
® Motrikon0?(
Hình 5: OPC-Chủ cho phép tất cả các chương trình ứng
dụng tải các đữ liệu từ môi thiết bị mà không cần sử dụng bát cứ một định dạng dữ liệu hay một giao thức cơ sở nào của mỗi thiết bị thành phân
Chế tạo tương thích phù hợp
Việc hiểu rõ một thiết bị liên kết với một giao thức như mạng
BAC và OPC-Chủ khác nhau hoàn toàn về mục đích sử dụng
là rất quan trọng Điểm giống nhau ở đây là mạng BAC và OPC tương tự nhau vì chúng cung cấp một hệ mở, phương
Trang 14thức chuẩn hóa các liên kết đôi với đa thực thể nhưng chúng
lại khác nhau về bản chất: mạng BAC dựa trên liên kết cơ sở
với nhiều thiết bị có liên quan, mạng OPC dựa trên việc phân chia các tầng điều khiến, cho phép các chương trình ứng dụng (dữ liệu ấn) truy nhập hệ thống dữ liệu nguồn mà không cần xét nguồn của chúng hoặc những giao thức cơ bản
mà chúng sử dụng
