Luận Văn Mô hình khái niệm cho hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển phân bố

LƯU Ý: TÀI LIỆU CÓ 7 TRANG, ĐƯỢC IN TRÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
TÓM TẮT: Một trong những thành phần của hệ thống điều khiển đa cấp được kể đến là
hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát (SCADA – Supervisory Control And Data
Acquisition). Thông qua việc đánh giá, phân tích các tính chất, ưu, khuyết điểm của các hệ
thống SCADA trong thị trường tự động hóa công nghiệp bài báo đã xây dựng các khái niệm cơ
bản để làm nền tảng cho việc xây dựng mô hình cấu trúc phần mềm thu thập dữ liệu và điều
khiển, hành vi và sự tương tác giữa các thành phần trong mô hình. Cuối cùng, bài báo liệt kê
các đặc tính mở của mô hình đặt ra.
1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHẦN MỀM THU THẬP DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU
KHIỂN
Với sự phát triển của lý thuyết và công nghệ thông tin, ngày nay các thành phần trong hệ
thống thu thập dữ liệu và điều khiển (Data Acquisition And Control – DAQ&C) như HMI
(Human-Machine Interface), SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), OPC
(OLE for Process Control) Server đều có xu hướng được cải thiện lại (đối với những thành
phần đã tồn tại) hoặc được thiết kế (đối với những thành phần mới) theo định hướng đối tượng
[1] và cụ thể hơn nữa là hướng Component [2, 3, 4]. Tức là hệ thống thu thập dữ liệu và điều
khiển được cấu thành từ một loạt tập hợp các Component. Với cấu hình này, các hệ thống
DAQ&C sẽ được thể hiện mình là hệ thống mở (open system) và thừa kế tất cả những ưu điểm
của phân tích, thiết kế và lập trình hướng đối tượng, hướng Component.
Hệ thống mở là hệ thống được hiểu rằng nếu đối với nó được xác định và mô tả bởi các
dạng dữ liệu (data format) và giao diện (interface) để cho phép kết nối nó với các Component
không phụ thuộc ở phía bên ngoài. Các hệ thống SCADA hiện đại tự bản thân nó được cấu
thành từ nhiều Component khác nhau và cung cấp những interface cần thiết cho việc kết nối
với các Component do các các nhà cung cấp khác sản xuất (third-party). Mỗi interface cung
cấp một tập hợp các hàm truy cập (function) thực hiện những phần công việc khác nhau của
interface. Ví dụ minh họa sự tương tác của các Component được thể hiện qua hình vẽ 1.
Các thành phần trong hình 1 được tác giả phân loại, xây dựng và phân tích rỏ hơn trong
phần 2.
Tính chất mở của hệ thống SCADA là bài toán quan trọng nhất của nhà cung cấp hệ thống
SCADA đó. Thực tế, tính chất mở của hệ thống SCADA có nghĩa là khả năng truy cập được
đến những chi tiết kỹ thuật hệ thống (specification) để gọi những dịch vụ hệ thống khác nhau.
Ví dụ như khả năng truy cập đến những hàm đồ họa, hàm làm việc với cơ sở dữ liệu, hàm thu
thập dữ liệu và điều khiển đối tượng, v.v
Tuy nhiên thực tế cho thấy rằng đa số các hệ thống SCADA đều có nguồn gốc là bản thiết
kế đầu tiên của chúng không định hướng theo các đối tượng, các Component mà là áp dụng
các phương pháp truyền thống như thiết kế, lập trình theo modular, thực hiện từ trên xuống,
và đã được thừa kế từ các phiên bản 16 bit (theo dòng Microsoft Windows), cho nên ngày nay
các hệ thống SCADA đó khi càng được mở rộng thì càng cồng kềnh. Các nhà sản xuất cố gắng
phát triển hệ thống SCADA của mình trên mọi phương diện, trên mọi chức năng, nhưng những
Science & Technology Development, Vol 11, No.02- 2008
Trang 92
thành phần của chúng, những module của chúng không được đồng nhất về mặt cấu tạo và
tương tác, dẫn đến khó khăn trong vấn đề học tập và thao tác của người sử dụng (kỹ sư lập
trình). Các hệ thống SCADA như Intouch (Wonderware, USA), Citect (Ci Technologies,
Australia) được phát triển rất mạnh trên thị trường thế giới và Việt Nam. Những hệ thống
SCADA này rất phong phú và chúng đã bao quát gần hết các công nghệ mới. Tuy nhiên chúng
không thể tránh khỏi sự quá cồng kềnh, thiếu đồng nhất, gây phiền hà cho người sử dụng.