Nghiên cứu hệ thống scada ứng dụng cho công nghệ sản xuất xi măng

Nhà máy sản xuất công nghiệp tự động hóa hoàn toàn từ các qui trình sản xuất đến khâu quản lý đã được ứng dụng trong các nhà máy sản xuất của nước ngoài đầu tư tại Việt Nam, hay các nhà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN HỌC KỸ THUẬT

MÃ SỐ NGÀNH : 2 05 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2003

- -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI :

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SCADA ỨNG DỤNG CHO

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

• Giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA cho nhà máy sản xuất công nghiệp

• Ứng dụng thiết kế hệ SCADA cho nhà máy xi măng

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15-1-2003

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :

TS HOÀNG MINH TRÍ

VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1:

VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2:

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT 1 CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

TS HOÀNG MINH TRÍ

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hồi Đồng Chuyên Ngành thông qua

LỜI CẢM ƠN !

Em chân thành cảm ơn thầy Ts Hoàng Minh Trí, người đã hướng dẫn em hoàn thành luận văn này

Cảm tất cả các thầy cô trong bộ môn tự động , các thầy cô đã dạy cho em hoàn thành hết các học phần cao học Cảm ơn Thầy GS-TS Nguyễn Mộng Hùng , thầy đã dạy cho em môn SCADA và nó đã giúp cho em rất nhiều trong luận văn này

Cảm ơn tất cả các bạn bè đã động viên tôi và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Tạ Hoàng Hảo

*****

Chương 1: Giới thiệu hệ thống điều khiển

và quản lý nhà máy sản xuất công nghiệp 1

1 Giới thiệu .1

2 Cấu trúc nội dụng luận văn 3

Chương 2: Giới thiệu hệ thống SCADA 5

1 Giới thiệu 5

2 Lịch sử SCADA 8

3 Cấu trúc hệ thống SCADA 9

3.1 Cấu trúc phần cứng 9

3.2 Cấu trúc phần mềm 10

4 Các chức năng của hệ thống SCADA 11

4.1 Truy cập điều khiển 11

4.2 Giao tiếp người máy MMI 11

4.3 Vẽ đồ thị theo thời gian 12

4.4 Trình bày các cảnh báo Alarm 12

4.5 Ghi nhận dữ liệu logging/Archiving 13

4.6 Thiết kế báo cáo 13

5 Master Terminal Unit 13

6 Remote Terminal Unit 14

7 Truyền thông và giao tiếp giữa các phần tử trong hệ thống SCADA 16

7.1 Truyền thông để truy cập đến các thiết bị hiện trường 16

7.2 Truyền thông để giao tiếp giữa các máy server-client,server-server 16

7.3 Giao tiếp dữ liệu giữa các phần mềm ứng dụng trong hệ thống SCADA 17

8 Dụng cụ viễn thám và thời đại vi tính có bộ nhớ khổng lồ .17

9 SCADA và thời đại máy tính 17

1 I/O Driver 19

1.1 Giới thiệu 19

1.2 Ví dụ cách làm việc của I/O driver được dùng trong phần mềm SCADA iFix .20

2 OPC –OLE for Process Control .23

2.1 Nguyên tắc cơ bản của OPC 23

2.2 Tiếp cận thông tin trong quá trình tự động 27

2.3 Nhu cầu 29

2.4 Người sử dụng 32

2.4 Sự hoạt động 34

2.5 DDE 36

2.6 Đặc tính OPC 38

Chương 3 : Hệ thống thực thi sản xuất MES 49

1 Bối cảnh hình thành MES ( Manufacturing Execution System ) 49

2 Tương tác của MES 53

3 Những chức năng của MES 54

4 Lợi ích của MES 58

Chương 5 : Hệ thống scada cho công nghệ sản xuất xi măng 63

1 Giới thiệu 63

2 Cấu trúc phần cứng 64

3 Các đối tượng điều khiển 66

4 Hệ thống điều khiển nhà máy xi măng 66

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ QUẢN LÝ

NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP

1 Giới thiệu:

Trong công cuộc hiện đại hóa sản xuất và tăng tính cạnh tranh sản phẩm trên thị trường thì tố chất lượng sản phẩm , giảm chi phí sản xuất là rất quan trọng.Để làm được điều này thì nhà máy sản xuất phải có công nghệ sản xuất hiện đại và quản lý chặt chẽ để giảm chi phí sản sản xuất, hạ giá thành sản phẩm

Nhà máy sản xuất công nghiệp tự động hóa hoàn toàn từ các qui trình sản xuất đến khâu quản lý đã được ứng dụng trong các nhà máy sản xuất của nước ngoài đầu tư tại Việt Nam, hay các nhà máy liên doanh.Thấy được lợi ích của công nghệ hiện đại các nhà máy mới xây dựng do chính Việt nam đầu tư cũng được xây dựng rất hiện đại như Nhà máy bia Quảnng Nam,Nhà máy xi măng COTEC, Nhà máy xi măng Cần thơ…

Mô hình của nhà máy sản xuất công nghiệp hiện đại được tả như hình vẽ sau :

Hình 1.1 : Mô hình các khối chức năng trong nhà máy sản xuất hiện đại

Kiểm tra và quản ly kiễm tra

Hoạt động tài chính

Bảo hành và dịch vụ bảo trì

Purchasing Mua vật tư Warehousing Xếp vật tư vào kho

Phân phối hàng theo các đơn h

M

Customers

Khách hàng

Suppliers

Nhà cung cấp

Dự đóan bán hàng và sản xuất Lập kế hoạch vật tư yêu cầu Lập kế hoạch sức chứa Điều khiển sản xuất Tính toán

Một nhà máy sản xuất công nghiệp hiện đại là thông tin dữ liệu liên thông giữa các khâu với nhau.Từ khâu đặt hàng của khách hàng, vật tư đầu vào , lập kế hoạch sản xuất ,tồn kho, hoạt động tài chính, kiểm tra, bảo hành bảo trì là được thông suốt với nhau

Để có được nhà máy hiện đại như đã nêu trên thì nhà máy đó phải hiện đại đồng bộ từ cấp thấp nhất là điều khiển quá trình sản xuất đến cấp quản lý cao nhất

Nhà máy sản xuất công nghiệp hiện đại và tự động hoàn toàn được mô tả thành các cấp điều hành và quản lý theo mô hình tháp như hình vẽ sau

Hình 1.2 :Mô hình các lớp điều khiển và quản lý

Cấp thấp nhất là hoạt động quá trình sản xuất , từ nguyên liệu đầu vào và cho ra thành phẩm.Để điều khiển tự động các quá trình sản xuất này cần các bộ điều khiển như PLC.Để đồng bộ quá trình sản xuất từ đầu vào đến đầu ra thì hệ

thống cần liên kết các bộ điều khiển này lại với nhau, hình thành mạng các bộ điều khiển hay PLC

Dữ liệu điều hành sản xuất , dữ liệu lưu trữ thông qua hệ thống máy tính trung tâm.Do đó hê thống máy tính trung tâm phải liên kết đến các PLC và cần phần mềm để theo dõi ,giám sát , điều khiển toàn bộ hoạt động của nhà máy.Hệ thống SCADA được hình thành ở cấp trên mạng PLC

Cấp từ hệ SCADA đến các thiết bị điều khiển hiện trường thì hầu như tất cả các nhà máy sản xuất tại Việt nam điều có sử dụng

Một nhà máy hiện đại không chỉ dừng lại ở cấp SCADA mà nó còn cần thông suốt dữ liệu lên cấp quản lý cao hơn

Cấp hệ thống thực thi sản xuất MES liên kết cấp quản lý ERP với cấp điều khiển SCADA.Cấp MES gồm các hoạt động như quản lý chất lượng,quản lý bảo trì…

ERP là cấp quản lý như bán hàng , lập kế hoạch và chiến lược…

Trong lĩnh vực tự động của chúng ta,cần quan tâm từ cấp MES đến cấp các thiết bị điều khiển tại chổ

Trong đề tài luận văn thạc sĩ tập trung vào xây dựng hệ thống điều khiển SCADA từ cấp MES đến cấp thấp nhất là thiết bị điều khiển quá trình

2 Cấu trúc nội dụng luận văn:

2.1 Chương 2 : Giới thiệu về hệ thống SCADA , SCADA là hệ thống gì? , lịch sử của SCADA , các thành phần chức năng của một hệ thống SCADA tổng quát

2.2 Chương 3: Một phần rất quan trọng trong hệ thống thống SCADA là phương thức để lấy dữ liệu từ các thiết bị điều khiển như PLC , Bộ điều khiển chuyên dùng… về máy tính SCADA là I/O driver Chương này sẽ nói về I/O driver trong hệ SCADA.Ngoài ra theo xu thế mới I/O driver

được xây dựng tổng quát cho các phần mềm SCADA (I/O driver dùng chung cho nhiều phần mềm SCADA) , cũng như để trao đổi dữ liệu giữa các lớp ứng dụng trong hệ SCADA, một giao thức được sử dụng nhiều đó là OPC ( OLE Process Control ).Chương này cũng nói về OPC

2.3 Chương 4: Nói về hệ thống thực thi sản xuất MES, cấp trên của hệ thống SCADA

2.4 Chương 5: Ứng dụng hệ thống SCADA vào nhà máy sản xuất xi măng, đây là một ứng dụng tiêu biểu cho hệ thống SCADA trong nhà máy sản xuất công nghiệp

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG SCADA

xa tăng lên và khó khăn để đánh giá sự gia tăng SCADA trở thành một sự lựa chọn tốt hơn đối với người vận hành hoặc sự quan tâm của người sữa chữa nơi giành cho sự điều chỉnh và kiểm soát Khoảng cách và sự hẻo lánh là hai nhân tố chính nhằm thực hiện hệ thống SCADA

Có 4 nhân tố đối với hệ thống SCADA: người vận hành, đơn vị đầu cuối chủ MTU, thông tin liên lạc, và thiết bị đầu cuối RTU Người vận hành thực hiện việc kiểm soát thông qua tin tức được miêu tả trên VDU Việc nhập vào hệ thống khởi đầu một cách bình thường từ người vận hành qua bàn phím MTU MTU giám sát thông tin từ nơi xa và trình bày thông tin cho nhà vận hành ( hình 2.1 )

Hình 2.1 hệ thống SCADA

Mối liên hệ giữa MTU và RTU giống như giữa ông chủ và nô lệ Dựa vào sự phức tạp và tinh tế MTU có thể tìm những giải pháp gắn chặt vào chương trình của nó cho phép làm thay đổi hệ thống để giữ sự tốt nhất Giống như thời trang, sự tinh tế trong RTU cho phép cái nhìn lạc quan về các chức năng Hình 2-2 miêu tả thực địa SCADA và cung cấp nước cho một thành phố nhỏ Lưu ý rằng nó hoàn toàn có khả năng mà hệ thống làm việc nhiều hơn phương tiện giao tiếp tới những nơi xa xôi

Hình 2.2 Hệ thống SCADA dự án phân phối nước Hệ thống SCADA có khả năng giao tiếp dùng phương tiện thông tin đại chúng rộng rãi như : cáp quang, điện thoại hoặc những đường giây điện thoại phân loại giọng nói hoặc radio Gần đây, nhiều ích lợi đã tận dụng mạng lưới ISDN (Lambert 1997) Kể từ khi lượng thông tin truyền tải tương đối nhỏ ( ít hơn

50 k), đường dây điện thoại và radio hoạt động rất tốt

Hệ thống SCADA là hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát.Như tên của nó được trình bày , nó không là hệ thống điều khiển đầy đủ , mà nó tập trung nhiều hơn vào mức giám sát.Nó hoàn hoàn chỉ là phần mềm định vị trên đầu của phần cứng mà nó giao tiếp ,như PLC hay những module phần cứng thương mại khác

Hệ thống SCADA đương thời chủ yếu trưng bày các đặt tính điều khiển vòng hở và phần lớn là thông tin qua những khoảng cách dài,mặc dù một vài phần tử điều khiển vòng kín và giao tiếp thông tin khoảng cách ngắn cũng được trình bày

Những hệ thống tương tự SCADA là thông thường được thấy trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, nhà máy xử lý nước Nó thường được xem như là hệ thống điều khiển phân bối DCS.Nó có những chức năng tương tư như là hệ thống SCADA nhưng sự lấy dữ liệu hiện trường và đơn vị điều khiển được đặt trong nhưng vùng bị hạn chế hơn.Thông tin thường qua mạng LAN , bình thường nó có độ tin cậy và tốc độ cao.Hệ thống DCS thường dùng cho hầu hết điều khiển vòng kín

Hệ thống SCADA không chỉ được dùng trong các quá trình công nghiệp ,

ví dụ cộng nghiệp sản xuất, làm thép , nhà máy điện , hóa chất , hạt nhân, nhưng nó cung được dùng trong các phòng thí nghiệm , nghiên cứu.Kích thước của nhà máy có thể từ 10 đến 10 ngàn kênh I/O.Tuy nhiên hệ thống SCADA cũng may chóng tạo ra với các hệ thống lớn kỡ vào trăm ngàn I/O

Thu thập dữ liệu tham khảo đến phương pháp được dùng để truy cập và điều khiển thông tin, hay dữ liệu được lấy từ các thiết bị điều khiển và theo dõi.Dữ liệu được truy cập sau đó được gới đến hệ thống viễn thông để sẵn sàng gởi đến những nơi khác.Dữ liệu có thể là analog hay digital từ các cảm biến, cơ cấu chấp hành , van , môtơ…

2 Lịch sử SCADA:

SCADA đánh dấu sự phát triển của dụng cụ viễn thám từ nữa đầu thế kỷ Ngành kỹ thuật động cơ phản lực và máy bay cung cấp cho loài người cùng với nhu cầu khảo sát dữ liệu về thời tiết và hành tinh Điều này đòi hỏi một cách đơn giản để nhập dữ liệu mà người quan sát bình thường không thể nhận thấy được từ không trung Những trạm cung cấp nhiều trên bề mặt trái đất như hải đăng, bưu điện, trạm khí tượng,… có thể thu nhập và giám sát thông tin về thời tiết Tuy nhiên, để đoán được thông tin thời tiết chính xác, nhiều thông tin chi tiết cấn được lấy từ không gian ( bầu khí quyển) Có hai câu hỏi cần được trả lời nhưng làm sao thông tin chính xác có thể được thu nhập từ không trung và liên lạc trở lại một

cách hiệu quả trên bề mặt trái đất ? Và làm thế nào thông tin có thể được thu nhập từ nhiều nơi tại vị trí trung tâm để ghi lại, phân tích và dự đoán thời tiết

3 Cấu trúc hệ thống SCADA:

3.1 Cấu trúc phần cứng :

Hai lớp cơ bản riêng biệt trong hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển SCADA: Lớp client là lớp cung cấp hoạt động giao tiếp giữa người và máy Lớp thứ hai là lớp server mà nó điều khiển việc giao tiếp dữ liệu quá trình Dữ liệu server thông tin với các thiết bị hiện trường qua các bộ điều khiển quá trình.Các bộ điều khiển quá trình , ví dụ PLC được kết nối đến máy server trực tiếp hay thông qua mạng hay qua fieldbus mà nó có quyền sở hữu ( ví dụ mạng SINEC H1 của Siemens), hoặc không quyền sở hữu (ví dụ mạng Profibus) Dữ liệu từ trạm server kết nối đến các trạm khác và đến trạm client qua mạng ethernet LAN ( mạng nội bộ giữa các máy tính ).Thông thường dữ liệu giữa các trạm sever và client hoạt động trên nền win NT nhưng cũng có nhiều sản phẩm trên trạm client có thể hoạt động trên nền win 95

Cấu trúc phần cứng của hệ thống SCADA cho nhà máy sản xuất công nghiệp tiêu biển như hình vẽ sau

Hình 2.3 Cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA

3.2 Cấu trúc phần mềm:

Sản phẩm phần mềm cho hệ thống SCADA là hoạt động đa công việc và dự trên cơ sở dữ liệu thời gian thực (real-time database-RTDB) được đặt trên một hay nhiều máy server.Những máy server có khả năng đáp ứng cho việc thu thập dữ liệu và điều khiển(ví dụ gọi vòng các bộ điều khiển , kiểm tra các cảnh báo,tính toán, ghi nhận dữ liệu) các tham số , tiêu biểu một phần mềm SCADA được kết nối theo các khối như hình vẽ:

Hình 2.4 cấu trúc phần mềm hệ thống SCADA

Dữ liệu lấy từ phần cứng thông qua các driver ( tuỳ thuộc loại phần cứng ) hay thông qua OPC

Dữ liệu sau khi lấy từ phần cứng về là dữ liệu thô, sau đó dữ liệu dược sử lý và cho vào khối dữ liệu thời gian thực RTDB

Các chức năng ứng dụng trong SCADA server lấy dữ liệu thông qua khối RTDB này

Trong SCADA server cung cấp các khối để giao tiếp với các phần mềm ứng dụng khác thông qua cơ sở dữ liệu ODBC ,trao đổi dữ liệu động DDE hay API/DLL

SCADA server cung cấp dữ liệu cho SCADA client

4 Các chức năng của hệ thống SCADA:

4.1 Truy cập điều khiển:

Những người dùng chỉ định thành những nhóm , mà nó định nghĩa đặc quyền truy cập đọc/ghi riêng đến các tham số quá trình trong hệ thống và thường cũng được chỉ rõ bỡi chức năng của sản phẩm

4.2 Giao tiếp người máy MMI:

Những sản phẩm hổ trợ nhiều màn hình , mà nó chứa tổng hợp công nghệ sản xuất giản đồ và chữ

Nó cũng hổ trợ ý tưởng liên kết đối tược đồ họa với các biến quá trình Những đối tượng này có thể kéo thá từ thư viện của nó vào trong màn hình theo giản đồ công nghệ sản xuất

Hầu hết các sản phẩm SCADA được đánh giá bằng một đơn vị là name ( ví dụ dòng điện cung cấp hiện hành, trạng thái của thiết bị…) Tag-name là phần tử được dùng để liên kết các đối tượng đồ hoạ đến các thiết bị quá trình , có thể thay đổi khi có yêu cầu.Sản phẩm chứa một thư viện các ký hiệu đồ họa chuẩn

Tag-Các cửa sổ chuẩn được cung cấp các tính năng phóng to thu nhỏ, thay đổi kích thước , kéo Cấu hình và thiết kế trực tuyến cho phép những người dùng có những đặc quyền riêng.Sự liên kết được tạo ra giữa các trang màn hình để có thể chuyển đổi giữa các trang màn hình khác nhau

4.3 Vẽ đồ thị theo thời gian:

Tất cả các sản phẩm cung cấp khả năng vẽ đồ thị theo thời gian và nó có thể tóm tắt những khả năng như sau :

• Những tham số được vẽ trên đồ thị có thể được định nghĩa trước hay được định nghĩa trực tuyến

• Một đồ thị có thể chứa nhiều hơn 8 biến vẽ hay đường cong Số lượng đồ thị không có giới hạn được trình bày

• Vẽ dữ liệu theo thời gian thực và dư liệu quá khứ điều có thể.mặc dù không thể chung trên một đồ thị

• Vẽ dữ liệu quá khứ cho phép vẽ nhiều biến đã được ghi nhận lưu trữ

• Chức năng phóng to , thu nhỏ, kéo là được cung cấp

• Giá trị của biến tại vị trí của con trỏ được chỉ thị

Đặt tính của công cụ vẽ đồ thị được cung cấp thành mô đun riêng (ví dụ dưới dạng ActiveX) mà nó có thể nhúng vào màn hình

4.4 Trình bày các cảnh báo Alarm:

Các cảnh báo , sự kiện được dựa trên giới hạn và kiểm tra trạng thái và được thi hành trên các dữ liệu server.Những biểu thức phức tạp hơn ( biểu thức toán học , biểu thức logic)có thể được phát triển bằng việc tạo ra các tham số được lấy từ trạng thái, giới hạn kiểm tra của nó.Thông tin này chỉ tồn tại ở một chỗ và tất cả các người dùng điều thấy, và có nhiều mức ưu tiên alarm được hổ trợ

Tổng quát có thể tạo thành những nhóm alarm và phân loại alarm để có thể lọc và trình bày trên màn hình những loại alarm mà người dùng mong muốn

4.5 Ghi nhận dữ liệu logging/Archiving:

Đây là chức năng mà hệ thống SCADA phài có.Nó cho phép ghi lại các giá trị của các biến quá trình theo chu ky thời gian, ghi kem theo ngày giờ.Dữ liệu này có thể xem lại như là một dữ liệu quá khứ

Ngoài việc ghi dữ liệu theo chu kỳ , nó còn phải có chức năng lưu theo sự kiện khi được yêu cầu ví dụ lưu theo mẻ (sau khi thực hiện xong công đoạn này đó)

Cơ sở dữ liệu được dùng để giao tiếp dữ liệu với các ứng dụng khác

4.6 Thiết kế báo cáo:

Công cụ thiết kế các bảng báo cáo , để có in ra các bảng báo cáo ngày, giờ… các dự liệu

5 Master Terminal Unit

Nơi tin cậy của hệ thống là MTU MTU khởi xướng cả thông tin, thu nhập dữ liệu, chứa đựng tin tức, gởi thông tin đến hệ thống khác và nối kết với các nhà vận hành Sự khác biệt chính giữa MTU và RTU là điều MTU gần như khởi xướng tất cả các thông tin bởi chương trình của nó và con người Hầu như tất cả thông tin đã được kết nạp bởi MTU MTU còn liên lạc với các thiết bị ngoại vi trong điều kiện thuận lợi như giám sát, in ấn và hệ thống thông tin khác

Sự liên kết đầu tiên đối với người vận hành là việc giám sát MTU mà vẽ lên sự hiện diện của van, máy bơm,… Khi dữ liệu thu nhập được thay đổi, màn hình cập nhật.Hình 2-5 cho thấy những ví dụ về việc nhập vào từ MTU và thiết bị cùng ngành

Hình 2.5: Những tín hiệu vào & ra của MTU

6 Remote Terminal Unit:

RTU thu nhập thông tin từ những nơi xa từ những thiết bị nhập vào khác nhau như van, máy bơm, đèn báo động, dụng cụ đo lường Thực chất, dữ liệu còn là máy tính mô phỏng (số thực), xử lý dữ liệu (nhập/ xuất) hoặc dữ liệu nén, RTU nắm dữ thông tin đã được thu nhập trong bộ nhớ của chúng và chờ đợi một sự yêu cầu từ MTU để truyền dẫn dữ liệu.Phức tạp hơn có cả máy tính và kiểm định viên ngôn ngữ lập trình (PLC) có thể hoạt động điều hành trực tiếp khắp nơi không cần sự chỉ dẫn của MTU Hình 2.6 chỉ ra một ví dụ về việc xuất RTU đến MTU và các thiết bị liên quan

Hệ điều hành chính (CPU) RTU tiếp nhận dòng dữ liệu nhị phân theo đúng với nghi thức thông tin Các nghi thức có thể được mở rộng, như nghi thức điều hành truyền dẫn (TCP) và nghi thức Internet ( IP ) hoặc sự độc quyền Các dòng dữ liệu nhìn chung chứa đựng thông tin được tổ chức theo trình tự Mẫu nối kết hệ thống mở (OSI Model) OSI Model được sử dụng để xét đoán các tiêu chuẩn bằng thông tin đã được trao đổi với lĩnh vực nghi thức, giao tiếp và thông tin RTU nhận thông tin nó nhận thấy sự đồng nhất gắn chặt trong nghi thức Sau đó thông tin được dịch ra và CPU hướng dẫn hoạt động thích chỗ

Hình 2.6: Những tín hiệu vào & ra của RTU

Hình 2.7 : Ví dụ trạm RTU lấy dữ liệu từ trạm RTU và truyền về MTU qua riado

7 Truyền thông và giao tiếp giữa các phần tử trong hệ thống SCADA:

Trong hệ thống SCADA cần lấy dữ liệu từ các thiết bị hiện trường về các máy tính server , rồi máy tính server gởi dữ liệu đến các máy tính client khác

7.1 Truyền thông để truy cập đến các thiết bị hiện trường:

Data server gọi vòng tất cả các bộ điều khiển tại một tốc độ gọi vòng mà người dùng định nghĩa.Tốc độ gọi vòng có thể khác nhau cho những tham số khác nhau Bộ điều khiển gới những tham số được yêu cầu đến data server

Những loại bộ điều khiển khác nhau cần có một cách đọc dữ liệu khác nhau , mà thường thì do chính nhà sản xuất bộ điều khiển cung cấp.Phần mềm để đọc dữ liệu này được gọi là I/O driver.Driver cho hầu hết các bộ điều khiển thông dụng là field-buses,modbus

Một data server đơn có thể hổ trợ nhiều giao thức truyền thông, hổ trợ nhiều card giao tiếp

7.2 Truyền thông để giao tiếp giữa các máy server:

server-client,server-Giao thiếp truyền thông giữa các máy thường qua mạng LAN dùng giao thức TCP/IP.Hoạt động theo phương thức truy cập client-server

Máy server kết nối trưc tiếp đến thiết bị phần cứng lấy dữ liệu về tạo thành một cơ sở dữ liệu server phục vụ cho các máy client truy cập

7.3 Giao tiếp dữ liệu giữa các phần mềm ứng dụng trong hệ thống SCADA:

Giao tiếp ứng dụng/ giao tiếp mở

Cung cấp các giao tiếp sau :

• Giao tiếp dữ liệu qua ODBC

• Giao tiếp dưới dạng xuất/nhập ASCII

• Thư viện API hổ trợ C,C++ và Visual basic để truy cập dữ liệu từ RTDB (cơ sở dữ liệu thời gian thực) API thường không truy cập những đặc điểm nội như alarm, báo cáo , đồ thị

• Cung cấp các hàm DLL ( thư viện liên kết động) để đọc dữ liệu

• Cung cấp trao đổi dữ liệu chuẩn DDE (trao đổi dữ liệu động)

8 Dụng cụ viễn thám và thời đại vi tính có bộ nhớ khổng lồ

Giải pháp đến từ các công ty thuộc ngành đường sắt đã sử dụng thiết bị viễn thám Ngành đường sắt sử dụng dụng cụ viễn thám đưa thông tin từ vị trí xe lửa và cái ghi (ở các đường ray xe lửa) Suốt thời gian này, trước mắt ngành kỹ thuật radio đã cải tiến, thay đổi nhu cầu tháo dỡ hàng trăm dặm dây điện Quá trình mắc lỗi sửa chữa và sự nén dữ liệu cho phép nhiều thông tin được gởi một cách tin cậy qua radio Qua thế kỷ, nhiều ngành công nghiệp như dự án tự động, gas, điện, và ích lợi của nước, bắt đầu sử dụng hệ thống viễn thông để quan sát các qui trình và những nơi xa xôi

Thông tin hai chiều trở nên phổ biến đầu TK XVI Suốt thời gian này, hệ thống máy tính có bộ nhớ khổng lồ trở thành mẫu mực Hệ thống liên lạc vào máy tính (bàn phím) không cần sự thông minh sử dụng bộ nhớ để thực hiện tất cả sự tính toán và lưu trữ dữ liệu

Phương pháp này đã thay đổi vào đầu thập niên 80 cùng với sự phát triển của máy tính

9 SCADA và thời đại máy tính

Thời đại này cho phép thông tin và sự nhạy bén trên đầu ngón tay của người sử dụng Máy này cho phép qui trình điều hành được phân phối giữa những nơi xa xôi, không cần lệ thuộc vào bộ nhớ trung tâm Cuối thập niên 80, nền công nghiệp bắt đầu chuyển sang thời đại tất cả hệ thống được phân phát Đặc trưng của thời đại này là sự hội nhập mạng lưới khu vực mở rộng (WAN) và mạng lưới địa phương (LAN), tiêu chuẩn mở rộng, mẫu thông tin liên quan và những ứng dụng được thể hiện trên biểu tượng Cuối thập niên 90, thời đại máy tính mới đã nổi lên Mạng thông tin quản lý (MIS) cho thấy thời gian này như thời đại đương thời Đây là thời kì tất cả hệ thống phần cứng và sự sắp xếp những liên lạc của nó, WANS và LANS có thể hiểu được Đường dây liên lạc bị mờ nhạt Suốt thời kỳ này, nhu cầu chủ – tớ SCADA giảm xuống một cách đáng kể Kiểm soát viên ngôn ngữ lập trình có khả năng giám sát và điều hành những khu vực gần Người sử dụng SCADA bắt đầu thay đổi Các ngành công nghiệp như lợi ích của điện giữ lại yếu tố chính Tuy nhiên, các công ty sản xuất gas và dầu đã thay đổi nhiều mẫu mã đã được cải tổ, để việc điều hành quay lại bàn tay của các chuyên gia làm việc Trong khi hệ thống gần yêu cầu phải có logic lập trình để PLC được đặt lại những nơi xa, phương pháp mới thay thế hệ thống mã số này dưới sự điều hành của thiết bị trung tâm đang phát triển Điều hành này đã được hoàn tất bởi việc đồng ý mẫu PLC gắn chặt với phần mềm MicrosoftWindow Nhiều công ty nhỏ nhận thấy điều này như một cách để thu hồi lại việc phân chia thị trường từ các đối thủ lớn như: Rockwell Automation và Wonderware

CHƯƠNG 3 I/O DRIVER VÀ OPC TRONG HỆ THỐNG SCADA

1 I/O Driver:

1.1 Giới thiệu:

Thông tin giữa phần mềm SCADA và thiết bị phần cứng (hệ thống tự động AS) trong công nghiệp được trao đổi qua lại bằng đơn vị là Tag.Tuy theo số lượng Tag này mà chúng ta có thể đánh giá hệ thống này lớn hay nhỏ

Tag như là một biến trong phần mềm ,nó dùng để chứa giá trị của biến quá trình được đọc về từ phần cứng hay để ghi giá trị đến phần cứng

Mỗi thiết bị phần cứng có một cách đọc ghi các Tag này đặc thù riêng Một cơ cấu phần mềm để đọc ghi các Tag này làm I/O Driver

I/O Driver là một phần tử phần mềm cài đặt liên kết phần cứng AS và tag trong SCADA.Thông thường phần mềm SCADA cho phép nhiều I/O Driver hoạt động cùng một lúc kết nối đến nhiều hệ thống tự động AS

Vị trí của I/O Driver được thể hiện trên hình vẽ sau :

Configuration

logic in control

Plant iT classes Communication

Máy chủ Trạm vận hành

Hình 3.1 Ví trí của I/O driver

Hệ thống tự động

AS

Phần mềm SCADA TagI/O Driver

1.2 Ví dụ cách làm việc của I/O driver được dùng trong phần mềm

SCADA iFix:

CÁCH LÀM VIỆC CỦA I/O DRIVER

Hình 3.2 Mô hình I/O driver được sử dụng trong iFix (1) I/O Server:

I/O Server là I/O driver nồng cốt Nó chứa các đối tượng và những giao diện để thực hiện những công việc sau:

+ Duy trì cấu hình của I/O driver

+ Xử lý việc đọc và ghi dữ liệu phần cứng đưa về

+ Thể hiện chức năng của I/O driver thông qua OLE tự động

(2) Những đối tượng Server:

Phần mềm Điều khiển

Những công việc của iFix Máy khách OPC Điều khiển tự động/ COM

DBB/SAC Ứng dụng Máy khách Ứng dụng Khách hàng

Bộ nhớ chung DLL

Điều hòa đường truyền TH DLL Giao diện

Xử lý phần cứng

Đối tượng bộ điều khiển (Driver Object) : Quản lý các kênh và toàn bộ trạng thái của bộ điều khiển ( driver )

Đối tượng kênh (Channel Object) : Một kênh là một đường truyền tin của I/O driver Đối tượng kênh chứa những thuộc tính và phương pháp mà nó sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của kênh

Kênh (Channel): là một lộ trình hoặc kết nối thông qua đó thông tin di chuyển giữa hai thiết bị Kênh có thể ở bên trong hay bên ngoài một thiết bị điều khiển Nếu là bên trong, thiết bị điều khiển dựa vào một kênh tốt hơn mệnh danh là bus, để chuyển giao thông tin giữa các bộ phận của hệ thống Bus là một kết nối vật lý qua đó thông tin số hoá được chuyển giao theo dạng điện từ

Đối tượng thiết bị (Device Object) : Một thiết bị là thiết bị phần cứng hoặc trạm điều khiển mà nó tồn tại trên một kênh Đối tượng thiết bị chứa những thuộc tính và phương pháp mà nó sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị

Đối tượng sổ dữ liệu (Datablock Object) : Một datablock chứa phần phân vùng địa chỉ của một thiết bị Đối tượng datablock chức những thuộc tính và phương pháp để quản lý hoạt động của một datablock Những datablock trong vùng nhớ nội của server tương đương với vùng nhớ chung của DLL Khi ta thêm một datablock mới trong vùng nhớ nội của server, tức là ta cũng thêm một vùng dữ liệu trong vùng nhớ chung của DLL

(3) Những giao diện OLE:

Đưa dữ liệu và những đặt tính của server tới những ứng dụng khác

(4) I/O DLL:

Cung cấp những chức năng cho việc nhận và gửi dữ liệu thông qua việc xử lý phần cứng

(5) Vùng nhớ chung DLL:

Xây dựng vùng nhớ chung, đưa những đặt tính của nó đến I/O sever, và lưu trữ và duy trì việc xử lý dữ liệu

(6) NIO DLL:

Chứa dữ liệu truy xuất từ các hàm API của I/O driver NIO DLL truy cập trực tiếp đến vùng dữ liệu chung của DLL, cung cấp khả năng đọc và ghi nhanh và hiệu quả hơn

(7) Điều hòa đường truyền tín hiệu DLL (Signal Conditioning DLL) : Chứa hệ giao tiếp lập trình ứng dụng (API) dùng để cân chỉnh, điều phối dữ liệu thô ( data raw )

(8) API ( Application Program Interface ): Các API là những dạng thức ngôn ngữ và thông báo định nghĩa cách các chương trình tương tác vời một hệ điều hành, với các thủ tục trong những chương trình khác, với các hệ thống truyền thông, hay với các trình điều khiển phần cứng Ví dụ một hệ điều hành cung cấp một tập hợp các API chuẩn để lập trình viên có thể sử dụng để thực hiện những tác vụ thông thường như chấp nhận dữ liệu nhập vào của người dùng, ghi thông tin ra màn hình hay quản lý tập tin Các API trong Microsoft Windows khá phức tạp vì nó cho phép lập trình viên xây dựng các chương trình truy các dễ dàng đến các tính năng như trình đơn, biểu tượng, thanh cuộn, … Trong môi trường mạng, các API sẵn sàng giao tiếp với các dịch vụ mạng để gửi dữ liệu qua các hệ thống truyền thông Trong các hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu, các API kẹp chung các ứng dụng của người dùng với hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu đó

Các API thường gọi là những móc nối Một Cross-platform API cung cấp một giao diện để xây dựng ứng dụng hay sản phẩm có thể làm việc qua nhiều hệ điều hành hay nền tảng

Có 3 loại API dành cho việc truyền thông trên môi trường mạng hay Internet Đó là Conversation ( đàm thoại ), RPC ( remote procedure call ) và các message API

(9) DLL máy chủ OPC

Truy xuất cấu hình dữ liệu thông qua giao diện OLE của máy chủvà đọc hoặc ghi dữ liệu thông qua NIO DLL

(10) Những ứng dụng của iFix:

Truyền thông với I/O driver thông qua NIO DLL, vì truy xuất NIO DLL trực tiếp qua vùng nhớ chung DLL

(11) Những ứng dụng của máy khách OPC

Truyền thông với I/O driver thông qua DLL máy chủ OPC Vì DLL máy chủ OPC truyền thông với NIO DLL, những ứng dụng của máy khách OPC tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng đọc và ghi mà NIO DLL cung cấp

(12) Điều khiển tự động và những ứng dụng máy khách COM

Truyền thông với I/O driver thông qua giao diện OLE Bạn cũng có thể thiết kế một COM/OLE tự động thông qua những trình ứng dụng như Visual Basic, Visual C++, Power Builder

(13) Xử lý phần cứng

Bao gồm tất cả các I/O driver điều khiển quá trình

2 OPC –OLE for Process Control:

2.1 Nguyên tắc cơ bản của OPC

OPC dựa trên nền tảng kỹ thuật OLE/COM của Microsoft

2.1.1 Những đối tượng và giao diện OPC

Những đặc tính này mô tả những đối tượng COM OPC và những giao diện của chúng được thực thi bởi OPC Servers

Hình 3.3 OPC Client

Những OPC server có thể cung cấp từ những nhà cung cấp khác nhau Nhà cung cấp cung cấp mã để xác định những thiết bị và dữ liệu để mỗi server có thể truy xuất, những tên dữ kiện, và những chi tiết về cách truy xuất cấu trúc vật lý của server

Hình 3.4 Mối quan hệ OPC Client/Server

2.1.2 Quan điểm tiếp cận dữ liệu OPC:

Ngày nay nguồn cung cấp dữ liệu khi được cập nhật thông tin mới, được phân phối đến người sử dụng và khách hàng phần mềm quan tâm đến thông tin Hầu hết những hệ thống gần đây sử dụng chính quyền sở hữu giao diện của

chúng để phổ biến dữ liệu Không có khả năng tranh luận hoặc sử dụng những giải pháp đang tồn tại với những khả năng khác trong môi trường tương thích giữa các thiết bị Điều này đòi hỏi nhà phát triển tạo ra cơ sở hạ tầng cho sản phẩm của họ, giống như những nhà cung cấp phải phát triển độc lập không liên quan đến các hệ thống khác

Có nhiều loại server Một vài loại được cung cấp bởi một số đặt trưng sau:

• Biểu đồ dữ liệu: những máy chủ được cung cấp ít sau đó lưu trữ dữ liệu thô

• Phân tích và tổng hợp dữ liệu phức tạp Những máy chủ này cung cấp dữ liệu đã được tổng hợp, cũng như những dữ liệu thô Chúng có khả năng cung cấp dữ liệu tổng hoặc những chức năng phân tích dữ liệu, chẳng hạn giá trị trung bình, min, max … Chúng có thể cung cấp việc cập nhật dữ liệu và những dữ liệu đã được cập nhật

2.1.3 Những phù hợp OPC ở đâu:

Mặc dù OPC đầu tiên được thiết cho việc truy xuất dữ liệu từ mạng máy chủ, giao diện OPC có thể được sử dụng theo nhiều cách trong một ứng dụng Ở cấp thấp nhất chúng có thể lấy dữ liệu thô từ các thiết bị ngoại vi thông qua SCADA hoặc hệ thống DCS vào bên trong ứng dụng Cấu trúc và thiết kế làm nó có khả năng xây dựng máy chủ OPC mà nó cho phép một ứng dụng máy khách truy xuất dữ liệu từ nhiều máy chủ OPC được cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp OPC khác nhau đang chạy trên những node khác nhau thông qua một đối tượng đơn giản

Hình 3.5 Mối quan hệ OPC Client/Server

2.1.4 Cấu trúc và những thành phần chung của OPC:

Đặc tính của OPC luôn chứa hai loại giao diện (I/F): Giao diện khách hàng và Giao diện tự động

Hình 3.6: Giao diện OPC

Chúng ta cho rằng những máy chủ OPC sẽ thực thi ở trong nội hay ở xa mà công việc này bao gồm mã để thực thi có hiệu quả việc thu thập dữ liệu từ thiết

bị vật lý và nền dữ liệu

Một ứng dụng OPC khách thông tin với một máy chủ OPC qua khách hàng đặc biệt và những giao diện tự động Những OPC server phải thực thi giao diện khách và không bắt buộc thực thi giao diện tự động Trong một vài trường hợp,

Ứng dụng

VB

Ứng dụng

C++

I/F OPC khách hàng

I/F OPC tự động

Máy chủ OPC ( Nội bộ, từ xa,

những nguyên tắc cơ bản của OPC cung cấp chuẩn trình bao bọc giao diện tự động

Hình 3.7 Cấu trúc OPC

Ưùng dụng

VB

I/F OPC khách hàng

I/F OPC tự động

Trình bao bọc

Nội bộ hoặc ở xa

Ưùng dụng

C ++ Các dữ liệu máy chủ

Thiết bị Vật lý Dữ liệu

2.2 Tiếp cận thông tin trong quá trình tự động:

Theo từ điển Merriam-Webster, trong số những lời diễn đạt định nghĩa thông tin như: “ kiến thức đạt được từ việc khảo sát, nghiên cứu và chỉ thị” Thông tin cần thiết cho việc phát triển tất cảcác hoạt động của con người và vì thế khuynh hướng hiện nay là tiếp tục tăng thông tin đã được thu thập và lưu trữ Điều này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu phát triển và cải tiến công cụ để lưu trữ và tiếp cận thông tin Trong việc tiếp cận thông tin và cấu trúc thông tin về mặt quy trình tự động đã được thảo luận

Khái niệm và mục đích:

Người ta nói rằng số lượng thông tin lưu trữ tăng lên gấp đôi hàng năm Điều này tạo ra sự thách thức lớn cho ngành công nghệ thông tin Không phải nơi nào cũng lưu trữ thông tin và làm thế nào để lư trữ thông tin, làm thế nào để tiếp cận thông tin Việc tiếp cận thông tin không cần nhanh và không cần hiệu quả Lợi ích từ lượng lưu trữ thông tin cũng không đáng kể

Tiếp cận thông tin nghĩa là truy xuất dữ liệu từ nguồn dữ liệu Hoàn tất việc tiếp cận thông tin nguồn dữ liệu, kênh thông về dữ liệu yêu cầu đã được rút

ra từ quy trình, chẳng hạn mối quan hệ của dữ liệu được rút ra đối với chủ đề nào hoặc nơi mà dữ liệu được lưu trữ

Một điển hình của quá trình tiếp cận thông tin có thể là hệ thống điều hành sản xuất ( MES – Manufacturing Execution Systems ) Nó được sử dụng để cung cấp thông tin về hoạt động sản xuất từ doanh doanh nghiệp đến hệ thống dự án nguồn doanh nghiệp ( ERP – Enterprise Resources Planning ) Thông tin được cung cấp có thể là cái nhìn khách quan của quá trình sản xuất từ việc chấp nhận 1 trật tự mới để hoành thành sản phẩm và nó có thể là câu trả lời nhanh hơn đối với việc thay đổi nhu cầu chất lượng sản phẩm Mục đích để thu thập dữ liệu trong trường hợp này được phân chia thành các danh mục như sau:

• Đảm bảo chất lượng: dữ liệu kết hợp với chất lượng sản phẩm mà được so sánh với sản phẩm đạt yêu cầu, để đạt được mưcù độ chất lượng sản phẩm mong muốn

• Phân tích sự vận hành: dữ liệu từ quy trình sản xuất đại diện cho hành loạt quy trình sản xuất cá nhân và giúp tạo ra sự phân tích quá trình vận hành

• Quản lý bảo trì: dữ liệu chứa đựng những giá trị của quy trình khác nhau có thể được sử dụng để tìm ra và đoán trước sự cố của hệ thống

• Tài liệu: dữ liệu phục vụ cho việc thống kê về quy trình điều hành và chế tạo sản phẩm

• Khả năng tìm kiếm sản phẩm: dữ liệu liên quan đến điều kiện sản xuất của sản phẩm riêng lẻ

• Quản lý hậu cần: dữ liệu hậu cần phục vụ cho dự án cụ thể

Tóm lại, thông tin từ quy trình sản xuất và việc xác định đúng của thông tin này cải tiến trong số các quy trình khác của dây chuyền sản xuất, việc phân phát sản phẩm đúng giờ, số lượng sản phẩm được tạo ra và vì thế tạo ra lợi nhuận là chính yếu

Trong quá trình tự động, kiểm soát quy trình chính xác phụ thuộc vào việc rút dữ liệu nhanh và thích hợp đại diện quy trình hiện tại Dữ liệu về sự vận hành, bộ cảm biến và hệ thống kiểm soát cũng cần được đảm bảo sự điều hành phù hợp của cả hệ thống kiểm soát Bên cạnh bộ phận điều hành, dữ liệu có thể được sử dụng bởi người giám sát quy trình Trong trường hợp này, dữ liệu luôn được hình dung ở dạng biểu đồ và hình ảnh, thể hiện sự điều hành quy trình Cách sử dụng dữ liệu khác là việc xác định và thống kê sau cùng

2.3 Nhu cầu:

Tiếp cận thông tin cung cấp dữ liệu cho nhiều mục đích và đến nhiều người sử dụng khác nhau Nhìn chung, tiếp cận thông tin có những lợi ích mà tầm quan trọng của nó dựa vào những trường hợp riêng lẻ nơi tiếp cận thông tin được sử dụng

• Độ tin cậy: Liên quan đến chức năng của việc tiếp cận thông tin và lệ thuộc vào quá trình thự hiện Ví dụ: các ngành công nghiệp được sử dụng và cách chúng được đáp ứng

• Sự chính xác: nghĩa là khả năng cung cấp dữ liệu theo những đặc điểm đã được cung cấp Sự chính xác lệ thuộc vào việc chuẩn bị nhận dữ kiện mà dữ liệu đã được lưu trữ và lệ thuộc vào sự thay đổi thông tin, mà được cung cấp cùng với dữ kiện và diễn tả nội dung của nó

• Dấu nhắc: liên quan đến thời gian cần thiết để giữ được dữ kiện yêu cầu Nó phụ thuộc vào nguồn dữ kiện máy tính cung cấp, thuật toán sử dụng để nghiên cứu thông tin và nhận dữ kiện mà dự kiện được lưu trữ

• Sự đa năng: nghĩa là khả năng cung cấp những dữ kiện khác nhau trong những định dạng khác nhau

• Sự nhạy bén: nghĩa là khả năng cung cấp những loại dữ kiện khác nhau qua kênh thông tin khác nhau đến người sử dụng

• Dữ kiện hợp lệ: liên quan đến khả năng cung cấp dữ kiện hữu ích Trong quá trình tự động, độ tin cậy của việc tiếp cận thông tin là cực kì quan trọng trong nhiều bộ phận của hệ thống, mà thuộc vào hệ thống hướng dẫn kiểm soát Hệ thống, sự cản trở quy trình làm việc của người nào đó thì rất đắt, phải chứa đựng hệ thống thông tin liên lạc Hệ thống khác phải chiếm hữu ít nhất là một thuật toán hoặc một tình huống đã được vận hành trong trường hợp về sự cố hệ thống thông tin Sự chính xác của thông tin được chấp nhận từ bộ cảm biến

phụ thuộc vào cách giải quyết những gì mà thông tin được nhận ra Phương pháp

đo lường phụ thuộc vào 2 nhân tố

Trước hết, về quy trình vật lý được kiểm soát và về đặt tính của nó Những quy trình khác nhau đòi hỏi độ chính xác đo lường cũng khác nhau Ví dụ trong ngành công nghệ thực phẩm, thời gian nấu ăn không cần độ chín xác cao hơn giây

Thứ hai, việc giải quyết phụ thuộc chính vào bộ cảm biến, dựa trên năng lực của chúng Trong tất cả các trường hợp, độ chính xác của thông tin được đo lường có thể điều hành thích hợp về quy trình được cung ứng và không bị hạn chế bởi chất lượng của bộ cảm biến

Tính chất nhanh lẹ cùng với những thông tin cần được cung cấp dựa vào các trường hợp riêng lẻ của quy trình tự động Sự sốt sắng luôn nhanh hơn động lực của quy trình kiểm soát

Sự đa năng của hệ thống nhận dữ liệu thông tin không quá quan trọng đối với quy trình tự động Thông tin luôn được cung cấp trong hệ thống nhận dữ liệu mà được lựa chọn tại thời gian xác định của hệ thống kiểm soát và sự cải tiến sau đó đối với hệ thống, thiết kế để sử dụng định dạng giống nhau

Sự nhạy bén của thông tin cung cấp từ thiết bị này đến thiết bị khác thì rất quan trọng trong quy trình tự động Sản phẩm hiện nay được đặc trưng bởi nhiều công ty và thông tin hổ trợ cho nhau cần thiết cho việc sự dụng chúng Hơn nữa, thời gian này sẵn sàng trong việc sử dụng nhiều phương thức ( dữ kiện SCADA,

cơ sở dữ liệu) mà còn phải đưa vào tài khoản khi thiết kế kiến trúc hệ thống thông tin

Dữ kiện hợp lệ đóng vai trò quan trọng trong tất cả các loại hình tiếp cận thông tin và hầu như được nối kết với nhiều chức năng của nguồn dữ liệu Nếu dữ liệu không phân phát kịp thời, nó có thể trở nên vô ích và có thể nguy hại nếu sử dụng nó

Từ quan điển tiếp cận thông tin chung là một phần trong kiến trúc hệ thống thông tin, đại diện cho cả mạng lưới hệ thống phần cứng và phần mềm có thể tiếp cận thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu

• Tiếp cận thông tin: cung cấp dữ liệu từ nguồn dữ liệu được kết nối thông qua mạng luới giao dịch, cho phép thông tin đưa ra những nguồn dữ kiện khác và cung cấp dữ liệu trong định dạng được yêu cầu

• Sự bảo trì nhất quán: cho phép khám phá ra tính không nhất quán trong các loại dữ kiện và dữ kiện được lưu trữ, cung cấp công cụ và phương pháp cho việc thay đổi chúng

• Giám sát và tự động: những người giám sát thay đổi thông tin và tự động cập nhật thông tin, khai báo những sự kiện đặc biệt Chẳng hạn khi thông tin đặc biệt được lưu trữ

• Việc hợp tác: cho phép người và máy tính làm việc cùng với nhau

• Gia nhập hệ thống: cho phép một hệ thống được xây dựng từ những thành phần phát triển một cách độc lập và được sử dụng và bảo quản dễ dàng

Khối dữ liệu thu được từ một quy trình dựa vào 2 yếu tố: thứ nhất, là sự phức tạp về hệ thống đã bị điều khiển và đang điều khiển Đó là quá trình phổ biến để thu thập nhiều dữ liệu hơn và nó cần thiết để gia tăng sự khắt khe kiểm soát Thứ hai, nó phụ thuộc vào chu kì với dữ liệu đã thu thập được Điều này liên quan đến chức năng của hệ thống kiểm soát và mức độ chính xác của hệ thống

Khi thực hiện kiến trúc thông tin, ta phải đưa vào tài khoản cũng như kinh phí của nó làm gia tăng nhu cầu về tài khoản cá nhân đặc biệt Vì vậy, nó luôn cần thiết để nghiên cứu những yêu cầu phù hợp

2.4 Người sử dụng:

Người sử dụng thông tin trong quá trình tự động là những người đòi hỏi những nhu cầu Họ có những vai trò khác, vì thế họ cần những loại thông tin khác với những nhu cầu khác Vai trò riêng của họ là:

• Người vận hành trực tuyến

• Người điều hành sản xuất

• Giám đốc kỹ thuật

• Nhân viên phục vụ

• Nhà nghiên cứu

• Người điều khiển từ xa

• Người hướng dẫn và những trình ứng dụng

Người vận hành trực tuyến điều khiển trực tiếp hệ thống quy trình tự động nếu nó điều hành đúng Anh ta sử dụng hệ thống giám sát mà thể hiện những giá trị thay đổi hiện hành và những giá trị giới hạn của chúng Người vận hành trực tuyến là người đầu tiên biết bất kỳ những lỗi hệ thống và cũng là người tìm cách khắc phục sự cố Anh ta phải tiếp cận với những giá trị của tất cả sự thay đổi hệ thống hiện hành

Và những hạn chế của chúng Anh cũng cần sự miêu tả về tất cả sự biến đổi; thời gian phát triển những thay đổi mối quan hệ giữa những sự thay đổi khác và mối quan hệ giữa sự thay đổi và các hoạt động mà được cung cấp bởi hệ thống thông tin

Giám đốc sản xuất quan tâm đến việc thống kê dữ kiện và mối quan hệ dữ kiện thất lạc có thể được lưu trữ cùng với việc giúp đỡ về công nghệ dữ liệu Giám đốc sản xuất chịu tránh nhiệm về nguyên vật liệu, dự án sản xuất và thương lượng với khách hàng Thông tin được uêy cầu thể hiện hệ thống dữ kiện gián tiếp, chẳng hạn như miêu tả dữ kiện, giá trị lịch sử của dữ kiện và tài sản đã thống kê, mối quan hệ giữa nguyên liệu nhập và sản phẩm xuất, thời gian sản

xuất của sản phẩm cá nhân và dữ kiện thống kê về sự cố hệ thống và những người lãng phí

Giám đốc kỹ thuật chịu trách nhiệm về qui trình cải tiến kỹ thuật Anh ta cần cả việc thống kê dữ liệu và phát triển đa dạng Anh ta xác định thông tin này và theo đó họ có thể thay đổi qui trình liên tục và cấu tạo qui trình Giám đốc kỹ thuật cần dữ liệu gián tiếp như hệ thống dữ liệu lịch sử và những con số thống kê và thời gian phát triển của tất cả sự đa dạng hệ thống chất lượng sản phẩm

Nhân viên phục vụ được yêu cầu tìm và thay đổi những nhược điểm của hệ thống Anh ta cần dữ liệu thể hiện những giá trị đa dạng của hệ thống và sự phát triển của chúng và sự lạc hướng từ sự phát triển mong đợi Những sự cố khác đã xảy ra trong quá khứ, hết hạn sử dụng Theo thông tin này, người phục vụ có thể tìm ra nguyên nhân của sự cố hoặc dự đoán trước trong tương lai

Người vận hành điều khiển có thể trình bày những vai trò được đề cập trước Sự khác biệt là làm thế nào và từ nơi đâu dữ kiện được tiếp cận Các nhà vận hành điều khiển dùng phụ tá riêng (PDA), thông tin di động hoặc những thiết

bị liên quan để kết nối hệ thống thông tin và để rút dữ liệu nó bị hạn chế Loại nối kết này được thể hiện bởi sự truyền tải dữ liệu chậm và bởi những khả năng của các thiết bị được sử dụng bị hạn chế Nhà điều khiển cần tiếp cận thông tin, giá trị hiện hành cũng như dữ kiện đã thống kê, ví dụ trong trường hợp khi nhập hoặc trong hợp về sự cố

Nhà nghiên cứu : nghiên cứu tình trạng điều hành hệ thống và kiểm tra những luận điểm của mình không có gì phổ biến mà nhà nghiên cứu có thể vận dụng hệ thống thông tin theo nhu cầu của mình Thật cần thiết để giữ việc điều hành và để ngăn cản sự suy giảm sản xuất Vì thế, công việc của nhà nghiên cứu

bị hạn chế Dữ liệu được đòi hỏi là dữ liệu trực tiếp thể hiện thời gian phụ thuộc

sự biến đổi về các hằng số thông tin khác nhau Miêu tả hằng số và sự thay đổi và dữ kiện về sự đa dạng của hệ thống

Tác nhân và sự đáp ứng chương trình thế hiện thông tin, kiểm soát, tác động qua lại giữa người sử dụng và tác nhân với việc cung cấp chương trình khác Tác nhân cần hợp tác lẫn nhau hoặc liên kết với các đối tác khác để tiến hành công việc Sự hướng dẫn đối tác kỹ thuật được thể hiện trong chương 3 Tiếp cận dữ liệu gián tiếp phải có sẵn 24/7 cho tất cả các loại người sử dụng mà cần nó Hệ thống thông tin phải lưu trữ tất cả dữ kiện được đo lường trong thời gian dài mà có thể thể hiện ở số lượng lớn Vì thế, chỉ có dữ liệu điển hình hoặc thống kê có thể được lưu giữ

2.4 Sự hoạt động

Sự vận hành của hệ thống thông tin liên quan đến sự hiện diện của th phân phối và được kết nối Nó cũng liên quan tới công cụ phần mềm Quá trình vận hành trải rộng từ việc chọn lựa hệ thống phần cứng đến việc giải quyết những vấn đề cơ bản Ngày nay, hệ thống phần cứng và phần mềm đang được gia tăng một cách đáng kể và các nhà sáng lập hệ thống thông tin có nhiều quan điểm để chọn lựa Sự lưa chọn cuối cùng phụ thuộc vào yếu tố kinh nghiệm mà các nhà thiết kế đã tạo ra cấu trúc phần cứng và phần mềm riêng, dựa vào sự hợp lý của các sản phẩm cá nhân đối với công việc được làm và dựa vào giá trị của các sản phẩm Tóm lại, cấu trúc thông tin cần thiết để thõa mãn nhu cầu đã được đề cập ở trên

Thực tế, cấu trúc hệ thống thông tin gắn kết nhiều nguồn dữ liệu đồng nhất nhau được phát triển bởi nhiều công ty Để đảm bảo thông tin được tin cậy giữa chúng, nhà thiết kế đã sử dụng các công cụ hiện đại hoàn toàn dộc lập và cho phép phát triển hệ thống trong tương lai, phát triển và cải biến xa hơn nữa