Luận Văn Thiết kế và xây dựng phần mềm scada với kiến trúc mở áp dụng cho ứng dụng vừa và nhỏ

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong điều kiện nền khoa học kĩ thuật Việt Nam ngày càng phát triển, hệ thống SCADA –
Hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu – ngày càng thể hiện sự cần thiết và quan
trọng của nó cho việc quản lý, điều khiển các hệ thống và quá trình trong công nghiệp và
cả trong dân dụng. Hiện nay có rất nhiều phần mềm SCADA trên thị trường như WinCC
(Siemens), VijeoCitect (Schneider), GeniDAQ (Advantech) Các phần mềm này có hiệu
năng và độ tin tưởng cao do được một đội ngũ kỹ sư hùng hậu của các công ty tự động hóa
nổi tiếng trên thế giới thiết kế. Tuy nhiên, do phải tốn nhiều công sức và thời gian xây
dựng nên các phần mềm này có giá cả rất cao và đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ
nhất định mới có thể sử dụng hiệu quả. Do đó việc áp dụng các phần mềm này cho các ứng
dụng vừa và nhỏ trong ở Việt Nam là rất khó khăn thậm chí là không khả thi đối với các
ứng dụng dân dụng.
Luận văn sẽ thiết kế và xây dựng một phần mềm SCADA theo kiến trúc mở như một giải
pháp cho vấn đề trên. Phần mềm SCADA được thiết kế trong luận văn có tính chất gọn
nhẹ, dễ sử dụng ngay cả đối với người dùng không có kinh nghiệm với: giao diện Designer
hổ trợ đầy đủ các công cụ để thiết kế và chỉnh sửa hệ thống; giao diện RunTime dễ dàng
kiểm soát các quá trình đang thực hiện trong hệ thống. Ngoài ra phần mềm này cũng sẽ
đảm bảo các yêu cầu của một phần mềm SCADA như: khả năng kết nối với nhiều loại thiết
bị, cơ chế thu thập dữ liệu và kiểm soát quá trình từ xa, hệ thống quản lí task, display,
alarm, trend
Với việc sử dụng ngôn ngữ C# hiện đại, kết hợp nền tảng XML để xây dựng file cấu hình,
áp dụng các giao thức công nghiệp hiện đại và giao diện trực quan thân thiện, phần mềm
này có thể thực hiện được đầy đủ các tính năng cơ bản của một phần mềm SCADA. Tuy
còn nhiều hạn chế, chưa thực hiện được các tác vụ cao cấp của SCADA như: redundancy,
privileged access, distributed servers nhưng phần mềm đã có thể áp dụng vào các hệ
thống SCADA vừa và nhỏ.
ix
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN vii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .viii
MỤC LỤC ix
DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG, TỪ VIÊT TẮT . xi
Chương 1. MỤC TIÊU LUẬN VĂN . 1
1.1. Mục tiêu đề tài . 1
1.2. Nhiệm vụ đề tài . 1
1.3. Tầm quan trọng của đề tài 2
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ SCADA 5
2.1 Giới thiệu . 5
2.2 Các thành phần của hệ thống 6
2.3 Cơ chế thu thập và xử lí dữ liệu . 9
2.4 Lợi ích của việc sử dụng hệ thống SCADA 10
2.5 SCADA software . 11
2.5.1 Thành phần . 12
2.5.2 Chức năng 12
Chương 3. C# VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHẦN MỀM SCADA . 20
3.1 C# .NET 20
3.1.1 Giới thiệu . 20
3.1.2 Đặc tính của C# 20
3.1.3 Ưu điểm của C# 21
3.2 Sử dụng C# trong thiết kế phần mềm SCADA . 22
3.2.1 Xử lí đối tượng XML 22
3.2.2 Multi-Threading . 27
Chương 4. THIẾT KẾ PHẦN MỀM SCADA 31
4.1 Khái quát về phần mềm SCADA của luận văn . 31
4.2 Common project 34
4.2.1 Project class 35
4.2.2 Logger class 37
4.2.3 FileProcess class . 37
4.3 SCADA Core . 38
4.3.1 Đối tượng SCADA . 38
4.3.2 Các thiết bị trong phần mềm SCADA . 40
x
4.3.3 Các tác vụ trong hệ thống SCADA . 46
4.3.4 Task 47
4.3.5 Tag . 49
4.3.6 Display . 57
4.3.7 DisplayTag . 59
4.3.8 Alarm . 63
4.3.9 Report . 65
4.3.10 Script 66
4.4 Designer Project 69
4.4.1 MainForm . 70
4.4.2 Các Form quản lí các thành phần của hệ SCADA . 71
4.4.3 Form thiết kế giao diện cho WindowForm Display . 73
4.4.4 Các tool thiết kế DisplayTag . 76
4.4.5 WindowManager 79
4.4.6 Lưu trữ dự án SCADA 80
4.5 RunTime project 82
Chương 5. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SCADA ĐÃ THIẾT KẾ 86
5.1 Simulation Project . 86
5.2 Product Classification Project 89
5.3 Water Tank Control Project . 91
5.4 SCADA trong hệ thống thủy lợi . 95
5.5 Script Demo Project . 99
Chương 6. TỔNG KẾT, ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI 101
6.1 Kết quả đạt được 101
6.2 Những hạn chế . 101
6.3 Hướng phát triển trong tương lai 102
Tài liệu tham khảo . 103