Trong những năm 1980, một số công ty phần mềm công nghiệp nhỏ và độc
lập bắt đầu xây dựng các HMI dựa trên máy tính có tính mở hơn. Tiếp theo
sự xuất xưởng của hệ điều hành Microsoft Windows cuối những năm 1980,
giao diện người dùng đồ họa dựa trên máy tính đầu tiên dùng cho PLC đã có
mặt. Là một lớp, các giao diện đồ họa này cung cấp cả hai chức năng HMI
và thu thập số liệu và giám sát điều khiển (SCADA). Mặc dù còn lâu mới
hoàn thiện, Windows đã chứng tỏ rằng nó là một nền tảng tuyệt vời để xây
dựng HMI và các ứng dụng công nghiệp khác. Việc cách tiếp cận này tăng
lên nhanh chóng về số lượng không có gì đáng ngạc nhiên cả. Khi Microsoft
bổ sung các chức năng mới cho hệ điều hành Windows, các chức năng này
dần dần được tích hợp vào các giải pháp phần mềm công nghiệp của bên thứ
ba. Cổng Web nhúng là một ví dụ.
12 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 1895 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tự động hóa công nghiệp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tự động hóa công nghiệp
Giới thiệu
Các nhà thiết kế ứng dụng công
nghiệp hiện nay đang có hai lựa
chọn trong việc tương tác với các
quá trình sản xuất thông qua bộ
điều khiển logic khả trình (PLC):
họ có thể mua một giao diện người
- máy (HMI) đóng gói sẵn, nguyên
khối, đã lập trình sẵn, hoàn chỉnh
và sẵn sàng hoạt động, hoặc họ có
thể tự xây dựng giải pháp cho riêng mình.
Các gói phần mềm HMI đóng gói sẵn rất hấp dẫn vì đã ẩn đi rất nhiều tác vụ
phức tạp. Mua phần mềm phát triển từ một nhà phân phối chính thức, nạp nó
vào máy tính phát triển rồi đặt cấu hình, gỡ rối và chạy thử. Sau đó, chỉ cần
triển khai các ứng dụng thời gian chạy, máy chủ số liệu và các tệp tin cấu
hình cần thiết lên (các) máy tính. Còn gì dễ dàng hơn?
Thế nhưng các giải pháp phần mềm HMI có sẵn lại không nhất thiết phải là
cách tiếp cận tốt nhất hoặc thực tế nhất đối với các ứng dụng công nghiệp
riêng của từng đối tượng.
Ví dụ, mặc dù các gói phần mềm HMI đóng gói sẵn cho phép kết nối với các
thiết bị, phần mềm và hệ thống của các nhà cung cấp khác thông qua OPC
hoặc các chuẩn khác, thì những kết nối đó lại hiếm khi phù hợp với điều
khiển thời gian thực hoặc bảo mật cao. Và không cần biết gói sử dụng công
nghệ tích hợp tiên tiến tới mức nào, ta sẽ bị chậm ở mỗi khúc quanh của
công nghệ. Ví dụ, nếu bạn đã mua một gói phần mềm sử dụng mô hình đối
tượng chung phân tán (DCOM) và muốn tận dụng những ưu thế về bảo mật
và bền vững mà Microsoft đã có được kể từ khi bạn mua gói phần mềm, bạn
sẽ phải mua một gói phần mềm khác. Ngoài ra, bản chất nguyên khối của
các đơn chào hàng đóng gói sẵn thường gây khó cho việc tích hợp trực tiếp
ứng dụng của bên thứ ba vào giải pháp của bạn, và do đó giới hạn các lựa
chọn trong tương lai.
Sau đó là vấn đề đào tạo. Vì môi trường phát triển và hành vi của các phần
mềm thay đổi tùy theo nhà cung cấp HMI, bạn sẽ cần phải có được những kỹ
năng chuyên biệt để hoàn thành các nhiệm vụ tương tự. Các khóa đào tạo,
giá thành, và lịch học thay đổi tùy theo nhà cung cấp HMI và thường được
mời chào thông qua các kênh phân phối độc quyền. Có thể xem xét khả năng
thuê người ngoài, nhưng vì cần có kinh nghiệm và huấn luyện chuyên biệt
nên số lượng chuyên gia tương đối ít, do đó giá thành tăng lên.
Và đối với nhiều người, giá thành của việc cài đặt nhiều lần thậm chí còn là
một vấn đề lớn hơn. Trước khi có thể thực sự cài đặt một giải pháp lên máy
tính, thiết bị xách tay, hoặc các trạm chủ web, người ta còn phải trả thêm
tiền cho việc cài đặt phần mềm lên nhiều thiết bị. Nếu ta có nhiều người
dùng, điều này sẽ dẫn tới một chi phí đáng kể, và thường làm cho cách tiếp
cận này trở nên rất đắt đỏ, đặc biệt là nếu như phải trả tiền cho nhiều chức
năng mà thực ra chỉ cần ít chức năng.
Cuối cùng là tính mơ hồ. Mặc dù các giải pháp đóng gói sẵn có thể được
thiết kế tốt và linh hoạt, chúng luôn luôn dẫn đến những thỏa hiệp không cần
thiết nếu giải pháp được thiết kế cho những ứng dụng chuyên dụng. Dù đó là
vấn đề về chức năng hay chỉ là tính tự tôn, nó có thể đóng vai trò đáng kể
vào sự thỏa mãn của khách hàng
với giao diện thu được.
Lợi ích của một giải pháp đặt
hàng
Tự xây dựng HMI và hệ thống liên
lạc của riêng mình có thể khắc
phục được những hạn chế của các
gói phần mềm sẵn có, đặc biệt nếu
ta có sẵn các nguồn lực của riêng
mình. Bạn cũng có thể tiết kiệm
bằng cách chỉ xây dựng các chức
năng mà bạn cần. Và một khi làm
xong, bạn sở hữu nó, vì thế bạn có
thể cài đặt nó lên bao nhiêu máy
cũng được, với một vẻ bề ngoài,
cảm giác, và thiết kế cuối cùng
hoàn toàn độc nhất đối với bạn và công ty của bạn và hoàn toàn phù hợp với
mọi ứng dụng của bạn. Trên hết, bạn có thể tùy biến và thay đổi nó tùy ý cho
những ứng dụng khác.
Nhưng có nhiều công ty đã bỏ lỡ mất cơ hội tận dụng lợi ích của HMI đặt
hàng chỉ vì họ không có thời gian hoặc nguồn lực cho việc này và phải dùng
một giải pháp đóng gói sẵn. Tuy nhiên, ngày nay, các môi trường xây dựng
ứng dụng hiện đại và các bộ công cụ dựa trên cơ sở cấu thành đang khiến
cho các công ty tận hưởng sự linh hoạt và giá thành rẻ của một ứng dụng đặt
hàng, mà không cần phải hi sinh sự đơn giản trong sử dụng và vẻ bóng bẩy
của một giải pháp đóng gói sẵn.
Không giống như các giải pháp “tự xây dựng lấy” trước đây, vốn chỉ hứa
hẹn về khả năng tùy biến nhưng cuối cùng vẫn đòi hỏi sự đầu tư đáng kể về
thời gian và công sức, các kỹ sư và các chuyên gia vận hành có thể lắp ghép
các giao diện mới bằng cách nhập các thông số vào các hộp thoại, và đôi khi
cũng cần phải lập trình mã lệnh một chút. Bí mật nằm ở việc sử dụng các
công cụ phát triển phần mềm .NET mã nguồn mở để gia công các cấu thành
HMI tiền thiết kế rẻ tiền và các bộ điều khiển truyền thông thành một HMI
phù hợp với các ứng dụng và sự nhạy cảm một cách hoàn hảo.
.NET đã mau chóng trở thành nền tảng của việc lựa chọn trong công nghệ
thông tin, với nhiều công ty đã bố trí nhân lực và huấn luyện họ để cài đặt và
hỗ trợ lâu dài. Những người cần công nghệ .NET chỉ để dùng vào việc phát
triển HMI có thể tải miễn phí phiên bản Visual Studio .NET từ Microsoft.
báo sẽ xem xét kỹ hơn các giải pháp dựa trên cơ sở cấu thành này, đặc biệt
là khi chúng liên quan đến việc xây dựng HMI và truyền thông cho các hệ
thống dựa trên cơ sở PLC trong môi trường .NET.
Tóm tắt lịch sử của các giao diện PLC - người
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) dựa trên máy tính được đưa ra năm
1968. Nó thay thế các bộ điều khiển rơle bằng dây nối kém linh hoạt đang
được sử dụng lúc bấy giờ. Các PLC đời đầu dựa vào các nút ấn gắn trên
panel và các đèn báo để tạo ra một “giao diện người - máy” thô sơ, hay còn
gọi là HMI.
HMI dựa trên máy tính đầu tiên dùng cho PLC xuất hiện trong những năm
1980. Các giao diện này dựa trên lệnh văn bản và thường là tài sản của từng
nhà sản xuất PLC.
Trong những năm 1980, một số công ty phần mềm công nghiệp nhỏ và độc
lập bắt đầu xây dựng các HMI dựa trên máy tính có tính mở hơn. Tiếp theo
sự xuất xưởng của hệ điều hành Microsoft Windows cuối những năm 1980,
giao diện người dùng đồ họa dựa trên máy tính đầu tiên dùng cho PLC đã có
mặt. Là một lớp, các giao diện đồ họa này cung cấp cả hai chức năng HMI
và thu thập số liệu và giám sát điều khiển (SCADA). Mặc dù còn lâu mới
hoàn thiện, Windows đã chứng tỏ rằng nó là một nền tảng tuyệt vời để xây
dựng HMI và các ứng dụng công nghiệp khác. Việc cách tiếp cận này tăng
lên nhanh chóng về số lượng không có gì đáng ngạc nhiên cả. Khi Microsoft
bổ sung các chức năng mới cho hệ điều hành Windows, các chức năng này
dần dần được tích hợp vào các giải pháp phần mềm công nghiệp của bên thứ
ba. Cổng Web nhúng là một ví dụ.
Sau đó, khoảng năm 2001, Microsoft giới thiệu công nghệ lập trình .NET,
môi trường xây dựng và điều hành ứng dụng thế hệ tiếp theo cho Windows
của công ty. Microsoft .NET sử dụng tối đa các dịch vụ web và các công
nghệ tích hợp mã nguồn mở khác để đem lại một nền tảng vô cùng mạnh mẽ
trong việc xây dựng và triển khai các ứng dụng, đơn giản hóa việc chia sẻ
thông tin giữa các máy tính và các hệ điều hành.
Tuy nhiên Microsoft .NET đã làm cho rất nhiều nhà sản xuất phần mềm
HMI hàng đầu bị tụt lại phía sau trong việc trợ giúp công nghệ mới và không
thể theo kịp những bước tiến nhanh chóng của các nền tảng và các hệ điều
hành. Không giống như các giải pháp phần mềm HMI đơn khối, ngày nay,
các giải pháp “tự-làm-lấy” có thể tận dụng tối đa mọi thứ mà .NET phải
cung cấp thông qua các cấu thành và các phần mềm phụ của bên thứ ba.
Xem xét .NET kỹ hơn
Microsoft .NET vừa là một chiến lược vừa là một cấu trúc phần mềm. Theo
chủ tịch Bill Gates của Microsoft, chiến lược .NET “quan trọng như chuyển
từ DOS sang Windows”. Thực tế thì .NET đại diện cho cố gắng của
Microsoft trong việc biến Windows thành một nền tảng phát triển, cải thiện
việc tương tác với các sản phẩm và ứng dụng không dựa trên Microsoft, và
cải thiện tổng thể độ tin cậy và an toàn.
Như trang mạng của Microsoft đã giải thích, “Microsoft .NET là một tập các
công nghệ phần mềm của Microsoft dùng để kết nối thông tin, người dùng,
các hệ thống và các thiết bị. Nó cho phép tích hợp phần mềm ở mức độ cao
hơn thông qua việc sử dụng các dịch vụ web - các ứng dụng khối xây dựng
rời rạc và nhỏ, vốn kết nối với nhau cũng như với các ứng dụng khác lớn
hơn qua Internet”. Được viết bằng ngôn ngữ XML, một ngôn ngữ phổ quát
dùng để trao đổi dữ liệu, các dịch vụ web này cho phép thông tin liên lạc
trên toàn Internet (hoặc trong các mạng nội bộ) giữa các nguồn không kết
nối khác.
XML, ngôn ngữ mà dựa vào đó mọi dịch vụ web được xây dựng, là một
chuẩn công nghiệp mở do tập đoàn World Wide Web quản lý. XML tách
chính bản thân số liệu thực ra khỏi việc biểu diễn số liệu đó, làm cho việc xử
lý dữ liệu và trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng trở nên đơn giản hơn. XML
cho phép gộp các nguồn khác nhau vào thành một đơn vị thông tin đơn nhất.
.NET Framework - nền tảng phát triển ứng dụng
.NET Framework, nằm ở trái tim của nền tảng phát triển .NET, cung cấp cho
các nhà phát triển phần mềm một cách tiếp cận đơn nhất để xây dựng các
ứng dụng có thể chạy trên máy tính để bàn, trong các thiết bị di động, và trên
web. Các ứng dụng được phát triển dựa trên .NET cũng đồng thời có được
độ tin cậy, độ linh hoạt, hiệu năng và an toàn - những thứ rất quan trọng đối
với các ứng dụng công nghiệp. .NET Framework cho phép lập trình viên
truy cập vào các đặc trưng của ứng dụng ngôn ngữ thông thường và cung
cấp nhiều dịch vụ cao cấp để giảm thiểu việc tái mã hóa các đặc trưng
thường được truy cập.
Nhờ một mô hình lập trình đơn giản và phù hợp và một số dịch vụ có sẵn,
.NET Framework cho ta một môi trường dễ điều khiển để xây dựng các giải
pháp chất lượng công nghiệp và bền vững hơn so với những gì mà các nhà
lập trình trước kia trông đợi ở Microsoft. Các dịch vụ này bao gồm thu thập
số liệu rác, tích hợp ngôn ngữ chéo và quản lý ngoại lệ, an ninh được nâng
cao, trợ giúp về phiên bản và cài đặt, các dịch vụ gỡ rối và số liệu tóm tắt,
v.v… Đặc biệt, .NET Framework đơn giản hóa việc cài đặt ứng dụng và
tránh được xung đột về phiên bản xuất hiện trong “địa ngục DLL” mà các
lập trình viên đã gặp quá thường xuyên với các mô hình cài đặt Windows
trước đây.
Mã nguồn tái sử dụng đồng nghĩa với việc các nhà phát triển ứng dụng có
thể “viết ít hơn, dùng lại nhiều hơn”. Môi trường .NET cũng hỗ trợ việc
dùng lại mã nguồn kế thừa; mã nguồn C/C++ kế thừa có thể tái biên dịch
vào mã .NET. Điều này giúp bảo tồn các tài sản trí tuệ quan trọng.
.NET khuyến khích việc tái sử dụng thông qua một thiết kế phần mềm
hướng đối tượng (OOP) và phương pháp xây dựng cho phép sáng tạo các
thành phần (lớp) phần mềm riêng biệt, gán các hành vi chuyên biệt cho mỗi
lớp (hàm), trong phạm vi giới hạn đã đặt ra (thuộc tính). Chúng có thể nhóm
lại thành các biến rời rạc nằm bên trong một lớp của chương trình, cho phép
phân tách nhóm này với nhóm khác, và ngăn chặn bất kỳ sự tương tác nào
không được điều khiển bởi một thao tác chuyên biệt trong lớp đó.
Theo cách này, mỗi chức năng của đối tượng được thể hiện thành một tập
các thuộc tính và các hàm mà nó đáp ứng. Các mã khác có thể gọi các hàm
này và dùng chúng để trích rút hoặc thay đổi một số thông tin, nhưng các mã
khác không thể tác động đến thông tin hoặc quá trình của chính các đối
tượng khác.
Điều này cho phép các nhà phát triển ứng dụng .NET Framework xây dựng
các chương trình thực thi trong .NET và sau đó cài đặt chúng lên các máy
tính và các thiết bị tính khác nhau. Sự độc lập về khía cạnh nền tảng này làm
cho ngôn ngữ lập trình chuyên biệt đã dùng trở nên không thích hợp, vì mọi
thứ trở nên bình đẳng đối với hầu hết ứng dụng.
Visual Studio .NET
Tổng giám đốc điều hành của Microsoft, Steve Ballmer, tuyên bố rằng công
ty đã tiêu hơn 750 triệu USD cho việc phát triển Visual Studio .NET, một
công cụ có sẵn để phát triển các ứng dụng kiểu .NET. Những người xây
dựng ứng dụng thông minh sẽ tận dụng sự đầu tư khổng lồ này của
Microsoft để cải thiện chất lượng và giảm giá thành phát triển của các ứng
dụng của họ. Với Visual Studio .NET, bạn chỉ phải trả tiền một lần cho
những công cụ phát triển đầy sức mạnh này và sau đó có thể dùng đi dùng
lại chúng trong việc phát triển và triển khai các ứng dụng.
Ngày nay Visual Studio .NET cung cấp cho các nhà phát triển ứng dụng một
bộ công cụ dễ dùng và phổ biến để viết các mã nguồn quản lý cho các ứng
dụng nền Windows, PDA và web. Các ứng dụng này có thể trải dài từ các
ứng dụng HMI đơn giản và thu thập số liệu thô sơ, cho đến các ứng dụng
điều khiển giám sát phức tạp, quản lý gói, kiểm soát hiệu năng, và các ứng
dụng dây chuyền ở nhà máy hoặc phân xưởng, kể cả các ứng dụng nội bộ
hoặc giữa các xí nghiệp.
Nhiều công ty sản xuất - lớn và nhỏ - đã dùng Microsoft làm chuẩn cho phần
mềm sản xuất văn phòng, tích hợp nền tảng chéo, và phát triển ứng dụng. Vì
có nhiều công ty đã dùng Visual Studio .NET để phát triển các ứng dụng
quản lý nhà máy và doanh nghiệp, nên điều đó rất có ý nghĩa đối với việc tận
dụng các khoản đầu tư của họ vào các công cụ phát triển của Microsoft và
vào việc huấn luyện để phát triển các ứng dụng cho nhà máy xí nghiệp.
.NET - tích hợp xí nghiệp
Trong môi trường cạnh tranh ngày nay, các nhà sản xuất không thể cho phép
PLC và các hệ thống điều khiển máy móc và quá trình thời gian thực của họ
hoạt động như các ốc đảo; độc lập về mặt bảo dưỡng, dây chuyền sản xuất,
và các hệ thống tin học và sản xuất khác. Kiểu tiếp cận tích hợp giải pháp
.NET của Microsoft trong sản xuất đã loại trừ nhu cầu lắp ghép các giải
pháp điểm khác nhau. Thay vào đó, Visual Studio .NET, SQL Server,
Sharepoint Portal Server, và BizTalk Server là một số cấu thành khả dụng
của Microsoft dùng cho việc trợ giúp các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng
cho nhà máy xí nghiệp làm việc cùng nhau theo một cách thống nhất.
Một giải pháp sẵn có cho các công ty phần mềm HMI và các nhà phát triển
ứng dụng độc lập tương tự
Đúng là đã có hàng vạn cấu thành sẵn có cho .NET Framework (đấy là chưa
kể hàng trăm quyển sách “bí quyết” và các tài liệu hỗ trợ khác), các tiện ích
rất giống nhau này cũng sẵn sàng cho các nhà phát triển các ứng dụng riêng
trong công nghiệp về HMI và thu thập số liệu. Không giống các công ty đã
lựa chọn giải pháp phần mềm HMI đóng gói sẵn, các nhà phát triển các ứng
dụng riêng cũng thoải mái trong việc tận dụng một khối lượng khổng lồ các
cấu thành công nghiệp tương thích .NET và các phần mềm truyền thông của
bên thứ ba, vốn có thể dễ dàng tích hợp vào các ứng dụng riêng của họ.
Các thư viện truyền thông và các cấu thành công nghiệp .NET, giá rẻ bổ
khuyết “mắt xích thiếu”
Khi mà ứng dụng .NET Framework và Visual Studio .NET cung cấp một
môi trường phát triển và triển khai lý tưởng, các công cụ sẵn có này chỉ có
thể giúp bạn đến mức độ đó khi mà cần phải phát triển các giải pháp ứng
dụng chuyên biệt cho HMI và SCADA công nghiệp. Tin tốt là đã có các thư
viện truyền thông .NET chất lượng cao, giá rẻ cho PLC, các cấu thành đồ
họa công nghiệp, và các công cụ của bên thứ ba dưới dạng các thư viện liên
kết động (.dll) để hoàn thiện giải pháp của bạn. Một thư viện liên kết động
của Windows là một tệp tin phần mềm có chứa một tập hợp các chương
trình con hoặc các lớp dùng để phát triển ứng dụng. Các thư viện liên kết
động cung cấp các dịch vụ phần mềm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chia
sẻ mã nguồn và thông tin theo kiểu module hóa.
Có thể sử dụng rất nhiều kiểu lựa chọn bản quyền khác nhau. Những kiểu
này cho ta một mức độ linh hoạt rất cao về giá thành, từ bản quyền phát triển
cá nhân, cho tới bản quyền cấp mã nguồn và chạy tự do không giới hạn.
Các thư viện của bên thứ ba, xây dựng bằng mã nguồn viết trong .NET
Framework, cũng có thể dễ dàng tích hợp vào HMI, SCADA, hoặc các giải
pháp công nghiệp .NET khác của riêng bạn. Các thư viện này có thể cung
cấp một kênh truyền thông Ethernet trực tiếp với Allen-Bradley, GE Fanuc,
Schneider và các PLC phổ biến khác. Bằng các sử dụng kết nối Ethernet trực
tiếp, các thư viện truyền thông .NET này loại trừ được nhu cầu tìm mua một
phần mềm truyền thông của nhà sản xuất PLC hoặc dùng một trạm OPC đi
kèm theo chi phí về phần cứng và phần mềm. Trong khi OPC đóng một vai
trò quan trọng trong các chiến lược tích hợp và tự động hóa hiện nay, việc sử
dụng công nghệ theo một cách phù hợp cũng rất quan trọng. OPC không chỉ
nặng nề khi cài đặt trong .NET, nó còn có thể quá chậm chạp đối với nhiều
ứng dụng thời gian thực. Theo kết quả điều tra gần đây về 113 người dùng
OPC từ 500 công ty hàng đầu thế giới được trình bày trong một bài báo
trắng được các chuyên gia về an ninh - tự động của Viện Công nghệ British
Columbia kết hợp với Viện nghiên cứu Byres viết ra, việc sử dụng công
nghệ OPC một cách không đúng đắn rất có thể đặt công nghiệp vào tình thế
nguy hiểm. Trên 1/4 người dùng được khảo sát nói rằng tổn thất trong truyền
thông OPC sẽ làm quá trình sản xuất của công ty họ ngừng hoạt động.
Rất nhiều thiết bị tiền định nghĩa và các cấu thành đồ họa động xuất sắc phát
triển cho .NET cũng có thể tích hợp được vào .NET Windows Form, Web
Form, và các ứng dụng HMI nhúng và SCADA của bạn. Chúng bao gồm các
cấu thành như bộ quay số, thanh trượt, núm vặn và truyền thông (hình 1), tất
cả đề được tiền định nghĩa để có thể trao đổi lẫn nhau trong môi trường
.NET. Những công cụ này giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn nhu cầu tự vẽ
các đối tượng hiển thị của riêng bạn một cách nhàm chán hoặc viết mã
nguồn cho việc truyền thông thích hợp tới các nguồn dữ liệu động hoặc tĩnh.
Các cấu thành hiển thị số liệu .NET (ví dụ như các đồ thị và biểu đồ động)
và các gói bảng đồng hồ hiển thị hoàn chỉnh (với các đồng hồ đo hiệu năng
động) cũng sẵn sàng giúp lập trình viên trong việc tạo ra các bộ hiển thị số
liệu tùy biến và các ứng dụng trợ giúp ra quyết định thời gian thực.
Dùng các công cụ
Transitions Optical là một ví dụ về một công ty đã ứng dụng thành công các
công nghệ .NET sẵn có vào sản xuất. Transitions Optical có năm cơ sở sản
xuất trên thế giới và dùng PLC của Allen Bradley cho các hệ thống sản xuất.
Tổ hợp Transitions Optical là nhà sản xuất các thấu kính Transitions ®, thấu
kính biến sáng số một trên thế giới. Transitions Optical đã phát triển công
nghệ thấu kính biến sáng tiên tiến nhất thế giới có khả năng điều chỉnh tự
động theo các điều kiện ánh sáng khác nhau - từ môi trường trong nhà cho
đến tối như kính râm dưới ánh sáng mặt trời chói lọi. Số liệu từ PLC rất
quan trọng đối với nhiều hàm quản lý quan trọng.
Ví dụ như số liệu từ các hệ thống dò tìm và bám sát lô hàng của nó được hệ
thống MES nhà máy dùng để tạo ra các nhãn mác đóng gói thấu kính theo
điều lệ quy định FDA.
Việc nhận các dữ liệu này dẫn đến việc phải thăm dò các PLC đang điều
khiển một hệ thống kiểm tra tự động và Transitions đã xây dựng các giao
diện riêng của mình để thực hiện việc này bằng cách dùng các công cụ lập
trình của CimQuest INGEAR. Các công cụ này đóng gói tất cả các phần
mềm Allen Bradley cần thiết với các chương trình và thủ tục của Visual
Basic hoặc Visual Studio .NET của Microsoft vốn thường được sử dụng cho
các tác vụ công nghiệp.
Theo Patrick LaFerriere, chịu trách nhiệm chính về các hệ thống thừa hành
sản xuất trong các xí nghiệp của Transitions, kiểu lập trình này đòi hỏi kiến
thức về các ngôn ngữ lập trình của Microsoft và về các quá trình công
nghiệp đang được lập trình.
"Việc tìm lập trình viên Visual Basic hoặc .NET tương đối dễ, tôi có thể
nhanh chóng tuyển được các lập trình viên Microsoft viết mã nguồn cho
PLC," Laferriere nói.
CimQuest INGEAR cung cấp cho Transitions các thư viện lớp miễn phí,
chúng làm đơn giản hóa việc xây dựng, phát triển và triển khai các hệ thống
được kết nối với nhau dùng cho các ứng dụng sản xuất sử dụng Visual Basic
hoặc Visual Studio .NET. INGEAR.NET cung cấp một kênh liên lạc
Ethernet trực tiếp tới các bộ điều khiển logic khả trình cần thiết cho việc viết
các giao diện HMI với các điều khiển PLC hoặc để thu thập số liệu từ
chúng. Nó không cần cấu thành phụ của bên thứ ba, phần mềm, API hoặc
các công cụ như OPC Servers.
Công cụ chỉ sử dụng ba lớp sơ cấp về mã nguồn, một lớp quản lý PLC, một
lớp quản lý số liệu đọc được từ PLC hoặc viết ra PLC, và một lớp quản lý
việc tập hợp các hàm, thuộc tính và sự kiện để tối ưu hóa các thao tác
đọc/viết lên một tập hợp các lớp thẻ.
thuộc tính, hàm và sự kiện trong lớp bộ điều khiển PLC, được mô tả bằng
phần dưới ở hình 2, thiết lập kết nối với các bộ điều khiển Allen-Bradley,
thực hiện các quá trình thông tin liên lạc, ví dụ như các tác vụ Tag
Read/Write riêng lẻ hoặc TagGroup Read/Write, và quản lý việc khai báo và
báo cáo lỗi.
Các thuộc tính, hàm và sự kiện của các lớp thẻ, minh họa bằng các hình chữ
nhật màu xanh lục trong hình 2, biểu diễn các giá trị dữ liệu đọc từ và ghi
vào thiết bị điều khiển logic khả trình AB. Điều này bao gồm cả các tác vụ
như đánh địa chỉ bảng dữ liệu, định nghĩa kiểu dữ liệu, đặt định dạng cho
các giá trị dữ liệu, các tác vụ theo thời gian biểu, v.v… Và các thuộc tính,
hàm và sự kiện của lớp TagGroup thực hiện các tác vụ đọc/viết tối ưu hóa
trên một tập các lớp thẻ, bao gồm cả thêm và bớt các thẻ khỏi các nhóm.
"Với .NET chúng tôi có thể định nghĩa một cách đơn giản mọi thứ chúng tôi
cần trước, gọi đến PLC và nhận mọi thứ chúng tôi cần trong một mảng đơn
nhất," Laferrier nói.
Laferrier cũng cho rằng việc truy cập PLC hiệu quả hơn theo cách này cũng
làm giảm tải cho hệ thống, do đó giảm bớt khả năng hỏng hóc, điều đặc biệt
quan trọng đối với một tác vụ phải chạy 24/7 nhằm đáp ứng nhu cầu sản
xuất.
Khi sử dụng các khả năng đó, Laferrier nói rằng ông có thể tích hợp một
cách dễ dàng các ứng dụng mà trước kia chưa bao giờ khả thi do vấn đề giá
thành. Ngoài việc tích hợp các số liệu dò tìm và bám sát đọc từ PLC, như đã
nói ở trên, có rất nhiều khả năng khai thác dữ liệu để điều khiển các chức
năng lên kế hoạch nguồn lực xí nghiệp (ERP).
Quả thật là hiện nay Transitions đang chuyển các hệ thống thông tin liên lạc
sang hệ thống dựa trên web, để mọi cơ sở trên thế giới đều có thể chia sẻ
cùng một bộ cơ sở dữ liệu chung, các bộ chỉ thị hiệu năng chủ yếu (KPI)
chung và có thể báo cáo dữ liệu một cách nhất quán.
Tất nhiên, việc khách hàng có chọn gói phần mềm đóng gói sẵn thay vì HMI
riêng hay không tùy thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm ngân sách hiện có, nhu
cầu thay đổi tùy biến giao diện, số lượng người dùng tiềm năng, nhu cầu bảo
dưỡng và số lượng người có nghiệp vụ. Nhưng nếu khách hàng cần một giao
diện chuyên nghiệp, được thiết kế hoàn hảo cho ứng dụng PLC của mình, thì
có rất nhiều ví dụ mà trong đó, việc dùng công nghệ .NET để tùy biến một
giao diện sẽ không phải trả tiền nhiều lần cho một lần mua, trong khi vẫn
đảm bảo có được một HMI công nghiệp thật sự là của riêng mình.
Để xem một trình chiếu theo từng bước về việc làm thế nào tạo ra các ứng
dụng HMI và SCADA của riêng mình dùng cho các PLC của Allen-Bradley,
GE Fanuc, và Schneider sử dụng Visual Studio .NET và tải xuống các phần
mềm truyền thông công nghiệp thực thi và các cấu thành đồ họa .
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- trong_tu_dong_hoa_cong_nghiep_3056.pdf