0ኈI HኞC QUአC GIA TP. HCM
ЎЈ
0ϩI HϿC BÁCH KHOA
---------
LÊ TÙNG GIA
NGHIÊN CЏU VÀ PHÁT TRIϺN NϹN TϪ
0ϼ0
ǡ3ІЉ CÔNG NGHϼ OPC UA
RESEARCH AND DEVELOPMENT OF CLOUD COMPUTING
PLATFORM ON BASIS OF OPC UA TECHNOLOGY
Chuyên ngành: Kф ThuН0Чu KhiШn Và Tс 0гng Hóa
Mã sዎ: 8520216
LU$ኈC
TP. Hኡ CHÍ MINH, tháng 08 £ʹͲʹͳ
W
@0ክኪC HOÀN THÀNH TኈI
ክኧ
0ኈI HኞC BÁCH KHOA Ȃ0
-HCM
Cán bዒ ዛዔng dኻn khoa hዌc: Ǥክእ
0@
Cán bዒ chኸm nhኼn xét 1: TS. Nguyወn Trዌng Tài
Cán bዒ chኸm nhኼn xét 2:
ǤǤዛዓ0¿ዓ
Luኼ£
¯ዛዘc bo vዉ tዛዕ0i hዌ
ǡ0
Ǥ
ͳͻͲͺ£ʹͲʹͳ (Trዠc tuyዅn).
Thành phኹn Hዒ¯ዏ¯ኼ£
Âዏm:
1. Chዚ tዋch: PGS.TS. Huünh Thái Hoàng
ʹǤዛýǣǤወÂo
3. Phn biዉn 1: TS. Nguyወn Trዌng Tài
4. Phn biዉn 2:
ǤǤዛዓ0¿ዓ
5. ኬy viên: PGS.TS. Nguyወዛዓ
Xác nhኼn cዚa Chዚ tዋch Hዒ¯ዏ¯ዛዖng Khoa qun lý
chuyên ngành sau khi luኼ£¯ ¯ዛዘc sዞa chዟa (nዅu có).
CHЍ TϾCH HЅ0ЂNG
ЎЉNG KHOA 0ϼN - 0ϼN TБ
0ኈI HኞC QUአC GIA TP.HCM
ЎЈ
0ϩI HϿC BÁCH KHOA
CЅNG HÒA XÃ HЅI CHЍ
CϼT NAM
0гc lНp - Tс do - HЗnh phúc
NϼЌϯ$ϩC
ዌ²ዌ
²ǣ²î
MSHV: 1970057
ǡǡ£ǣͲͶȀͲͳȀͳͻͻ
ዓǣ¿0ዋnh
²ǣዣኼ¯ዠ¯ዒ×
ዎ : 8520216
I. 30Ϲ TÀI: Nghiên cнu và phát triШn nЧn tИ ¯Ъ ¯ǡên
дз công nghЪ OPC UA (Research and Development of Cloud Computing on
basis of OPC UA Technology)
II. NHIϼM VЌ VÀ NЅI DUNG:
- Tìm hiu và to ዜng dዙng Server dዠa trên công nghዉ OPC UA. Cho phép thu
thኼǡዛዟ dዟ liዉǡ¯u khin hዉ thዎng công nghiዉp thông qua internet.
- Tìm hiu và to ዜng dዙ¯ kዅt nዎi vዔi OPC UA Server. Cho phép hin
thዋ và cኸ¿¯ዋa chዊ ዛዟ dዟ liዉu theo nhu cኹu cዚዛዕi dùng.
- Tìm hiu và phát trin các ዜng dዙng client chy trên thiዅt bዋ Windown,
Android, IOs: cዙ th ¯ tài là phát trin ዜng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng trong
viዉc vኼn hành và giám sát hዉ thዎng.
- Tìm hiu và phát trin hዉ thዎ¯u khin sዞ dዙng chuኺn OPC UA Client (Hዉ
thዎng PLC, cm biዅǡǥȌ
III. NGÀY GIAO NHIϼM VЌ: 20/02/2021
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIϼM VЌ: 13/06/2021
V. CÁN BЅ ЎЇNG DϮN: Ǥክእ
0@
Tp. HCM, ngày ǥ tháng ǥ £Ͷͷ
CÁN Bኤ ክኦNG DኍN
(Hዌ tên và chዟ ký)
CHኬ NHIኛM Bኤ W0ኈO
(Hዌ tên và chዟ ký)
ВЍNG KHOA 0ЀN - 0ЀN TЕ
(Hб tên và chф ký)
i
ЈϪІ
ዛዔc tiên, em xin chân thành cዓኸt c quý Thኹy Cô thuዒc Bዒ Môn Tዠ
0ዒng Hóa và 0ዉn Ȃ 0ዉn Tዞ, ዛዕ0i hዌc Bách Khoa TP. Hዏ Chí Minh ¯
tኼn tình truy ¯t, trang bዋ kiዅn thዜc cho em trong suዎt quá trình hዌc tኼp ti
ዛዕng. Em xin chân thành bày tው lòng biዅዓኽc nhኸ¯ዅn thኹy cô.
0c biዉt, em xin chân thành cዓthኹy ዛዓ0¿¯ ኼn tình giúp
¯ góp ý, truy¯t cho em nhዟng kiዅn thዜc quý báu trong suዎt quá trình thዠc
hiዉ¯ tài.
ñ
ዓ
các anh lዔp cao hዌc Tዠ 0ዒng Hóa khóa
2018, các bn hዌc viên lዔp cao hዌc Tዠ 0ዒng Hóa khóa 2019, các b²¯i
hዌc khóa 2017 ¯ ዉ¿ï¯, em trong hዌc tኼ
ñዛዠc hiዉn luኼn
£Ǥ
ñ
ዓ
cዚa các tài liዉ ¯ ዞ dዙng ¯ làm tài
liዉu tham kho.
Vì kiዅn thዜc bn thân còn hn chዅ, trong quá trình thዠc hiዉn luኼ£
em không tránh khውi nhዟng sai sót. ¯×ǡ Kính mong nhኼ ¯ዛዘc nhዟng ý kiዅn
¯××ዝ quý thኹy cô. Em xin chân thành cዓ!
TP.Hዏ Chí Minh, ngày 13 Ͳ£ʹͲʹͳ
Hዌc viên
Lê Tùng Gia
ii
Vϰϯ$
Mዙ
¯À
ዚa luኼ£ to ra ዜng dዙng trung gian cho phép truy cኼp, thu
thኼp dዟ liዉu tዝ hዉ thዎng máy móc trong công nghiዉǡ
±ዛዟ dዟ liዉu vào
ዓዖ dዟ liዉu dዠ²
زǤዛዕi dùng có cኸ¿¯ዋa chዊ ዛዟ
dዟ liዉîዓዔi nhu cኹu thông qua ዜng dዙng Web. Tዝ ¯×ǡዛዕi dùng có th
phân tích tình trng máy thông qua hዉ thዎng dዟ liዉu, hዑ trዘ dዠ ¯ዉn trng
thiዅt bዋ và lên kዅ hoch bo trì thích hዘp. Luኼ£
ño ra ዜng dዙng client,
cho phép truy cኼ¯ ghi, lኸy dዟ liዉu. Cዙ th, luኼ£ዄ nghiên
cዜu ዜng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕngǡ¯ ¯u khin
¯ዎዛዘዛ¯ዒ
ዓǡcm
biዅዛዓዠ. Client sዄ kዅt nዎ¯ዅn Server và nhኼn dng các thiዅt bዋ thông qua mã
QR. Gii pháp này sዄ giúp viዉc ¯u khin, giám sát, bo trì và bዛng hዉ thዎng
thiዅt bዋ trዖ nên dወ dàng, nhanh chóng và chính xác ዓǤ
Luኼ£ዜng dዙng các kiዅn thዜc trong lኼ¿¯u khin cho PLC,
kiዅn thዜc v mng công nghiዉp, công nghዉ OPC UA, lኼp trình C# và lኼp trình
Nodejs.
0 ¯ዛዘc xây dዠng tዝ các phኹn mm sau:
PhКn mЧm
Node (Version v13.14.0-x64)
Visual Studio Code
Unity3D (Unity version 2019.3.15f1)
Microsoft Visual Studio Professional
2019 (Version 16.7.7)
TIA Portal V16
S7-PLCSIM Advanced V3.0
WinCC Professional V16
MongoDB (NoSQL)
Mк
¯À
п dкng
Nn t¯ xây dዠng máy chዚ OPC UA
Code javascript cho viዉc xây dዠng ዜng
dዙng máy chዚ
Xây dዠng ዜng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng.
Lኼp trình cho ዜng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng
Lኼ¿¯u khin cho PLC
Mô phውng phኹn cዜng PLC
Mô phውng HMI cho hዉ thዎng
Lኼ¿
ዓዖ dዟ liዉu
iii
THESIS ABSTRACT
The purpose of the thesis is to create a server application that allows accessing
and collecting data from industrial machine systems, allow store data in a
database based on OPC UA technology. Users can configure the data address to
adapt their system through the Web application. From there, users can analyze
the machine's condition through the data system, which helps predict the
equipment's condition and plan appropriate maintenance. Besides, the thesis
creates a client application, allow access to OPC UA Server to write and retrieve
data. Specifically, the thesis will study the application of augmented reality, to
ǡ ǡǥ
server and identify the device through the QR code. This solution will make the
control, monitoring and maintenance of the equipment system easier, faster and
more accurate. This thesis applies the knowledge in PLC control programming,
industrial network knowledge, OPC UA technology, C# programming and Nodejs
programming. This project is built from the following software:
Software
Node (Version v13.14.0-x64)
Visual Studio Code
Unity3D (Unity version 2019.3.15f1)
Microsoft Visual Studio Professional
2019 (Version 16.7.7)
TIA Portal V16
S7-PLCSIM Advanced V3.0
WinCC Professional V16
MongoDB (NoSQL)
Purpose
Platform to build OPC UA Server
Javascript code for building Server
Augmented reality application
programming
Augmented reality application
programming
PLC Programing
PLC Simulation
HMI Simulation
Database Programing
iv
Ј0
W
@0ЎЋC HOÀN THÀNH TϩI
ЎЈ
0ϩI HϿC BÁCH KHOA TP. HЂ CHÍ MINH
Ø
¯¯
Ø¿²
ዜu cዚ²Ø¯ዛዘ
ዛዔng
dኻn khoa hዌc cዚǤዛዓ0¿ǡ
ዒi dung nghiên cዜu, kዅt qu trong
¯ tài này trung thዠcǡ¯ዛዘc phát trin bዖi chính tác gi. Nhዟng sዎ liዉu trong các
bng biu phዙc vዙ cho viዉc phân tích, nhኼ±ǡ¯khi thu thኼp tዝ mô phውng
và thዠc nghiዉm do chính bn thân thዠc hiዉn.
Trong luኼ£ này, tác gi có tham kh¯ tài luኼ£
ዚa mዒt sዎ anh cao
hዌc khóa 2019 và cዚa các b²¯i hዌc khóa 2016. Ngoài ra, tác gi còn
tham kho các các tài liዉዛዔc, tኸt c ¯u có ghi chú cዙ th.
Nዅu phát hiዉn có bኸt kü gian lኼn nào tôi xin chዋu hoàn toàn trách nhiዉm v
nዒi dung luኼn £
ዚa mình.
ዛዕ 0i hዌc Bách khoa thành phዎ Hዏ Chí Minh Ø ² ¯ዅn
nhዟng vi phm tác quyn, bn quyn do tôi gây ra và trong quá trình thዠc hiዉn
(nዅu có).
TP. Hዏ Chí Minh, ngày 13 tháng 06 £ʹͲʹͳ
Lê Tùng Gia
v
ЌЌC
NHIኛM Vካ LU$ኈC ......................................................................................................... i
LኧI Cእ..............................................................................................................................................ii
TÓM TT LU$ .......................................................................................................................... iii
THESIS ABSTRACT .............................................................................................................................. iv
Lኧ0........................................................................................................................................ v
MካC LካC................................................................................................................................................... vi
MካC LካC HÌNH NH .......................................................................................................................... vii
DANH MካC BNG BIኙU ................................................................................................................... viii
DANH MካC CÁC Tኯ VIኗT TT ........................................................................................................ix
ክእ
ͳǤ GIኦI THIኛU ..................................................................................................................1
1.1. Lý do chዌ¯ tài ....................................................................................................................1
1.2. Nhiዉm vዙ cዚa luኼ£ ........................................................................................................1
1.3. Cኸu trúc luኼn £ ...................................................................................................................2
ክእ
ʹǤ LÝ THUYኗT...................................................................................................................3
2.1. Công nghዉ OPC UA ................................................................................................................3
2.1.1.
Tዐng quan .....................................................................................................................3
2.1.2.
ؿدዋa chዊ...................................................................................4
2.2. Thዠc tዅ £
ዛዕng ...............................................................................................................8
2.3. 0ዉ¯ ...............................................................................................................9
2.4. ዓዖ dዟ liዉu MongoDB ................................................................................................... 10
2.5. Phኹn mm .............................................................................................................................. 11
2.5.1.
NodeJs ......................................................................................................................... 11
2.5.2.
TIA Portal................................................................................................................... 12
2.5.3.
Unity3D ....................................................................................................................... 13
2.5.4.
Visual Studio IDE .................................................................................................... 14
ክእ
͵Ǥ THኲC HIኛ0ኘ TÀI ............................................................................................... 15
3.1. Tዐ¯ tài.................................................................................................................. 15
3.2. Lên kዅ hoch ......................................................................................................................... 17
3.3. Thዠc hiዉ¯ tài và kዅt qu ............................................................................................ 19
3.3.1.
Xây dዠng OPC UA Server .................................................................................... 19
3.3.2.
Lኼ¿
ዓዖ dዟ liዉu......................................................................................... 25
3.3.3.
Web API và Web UI ............................................................................................... 27
3.3.4.
Xây dዠng ዜng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng................................................. 37
3.3.5.
Lኼp trình PLC (OPC UA Client) và lኽp ráp mô hình thዠc tዅ ................. 53
3.3.6.
À
ዓዉ thዎng .................................................................................................. 57
ክእ
ͶǤ KኗT QU VÀ KኗT LUN ...................................................................................... 59
4.1. 0ዅt qu.................................................................................................................. 59
4.2. 0ዋዛዔng phát trin...................................................................................................... 60
ክእ
ͷǤ TÀI LIኛU THAM KHO ......................................................................................... 61
PHኋN LÝ LኝCH TRÍCH NGANG ....................................................................................................... 63
vi
ЌЌ@Ϫ
Hình 2.1. Các thông tin cዚa nút trong OPC UA...........................................................................4
Hình 2.2: Cኸu trúc ID cዚa nút ............................................................................................................5
Hình 2.3. Kiዅn trúc bo mኼt OPC UA Server/Client ................................................................7
Hình 2.4. Các chính sách bo mኼt cዚa OPC UA ..........................................................................8
Hình 2.5: ኮng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng trong vኼn hành, giám sát thiዅt bዋ ..................8
Hình 2.6. Thዠc tዅ £
ዛዕng kዅt hዘp vዔi mã QR trong vኼn hành ...................................9
Hình 2.7. Giዔi thiዉu TIA Portal ...................................................................................................... 12
Hình 2.8. Giao diዉn cዚa TIA Portal. .............................................................................................. 12
Hình 2.9. Giao diዉn Unity Hub 2.4.3 ............................................................................................ 13
Hình 2.10. Giao diዉn lኼp trình Unity3D ..................................................................................... 13
Hình 2.11. Giao diዉn lኼp trình Visual Studio 2019 ............................................................... 14
Hình 3.1: Mô hình wirerarchy cዚa hዉ thዎng ........................................................................... 15
Hình 3.2: SCADA cዚa bên thዜ 3 có th truy cኼp tዝ ¯ዅn các hዉ thዎng ¯u khin
thông qua OPC UA Server ................................................................................................................ 16
Hình 3.4. Các phኹn m¯ዛዘc xây dዠ¯ tài ......................................................... 17
Hình 3.5: Hዉ thዎng OPC UA Server .............................................................................................. 19
Hình 3.6: Thông tin cዚ¯ዎዛዘng ............................................................................................... 26
Hình 3.7: Thông tin phiên làm viዉc ............................................................................................. 26
Hình 3.8: Thông tin tài khon cዚa Server ................................................................................. 26
Hình 3.9: Giá trዋ cዚa nút.................................................................................................................... 26
Hình 3.10. Giao diዉ¯£ኼp cዚa OPC UA Server ........................................................... 30
Hình 3.11. Giao diዉ¯£ýn mዔi ........................................................................... 30
Hình 3.12. Giao diዉn trang trng thái ......................................................................................... 31
Hình 3.13. Giao diዉn trang trng thái ......................................................................................... 32
Hình 3.14. Giao diዉn trang lዋch sዞ truy cኼp ............................................................................. 33
Hình 3.15. Giao diዉn trang không gian dዟ liዉu....................................................................... 34
Hình 3.16. Kዅt qu khዖi chy Server .......................................................................................... 35
Hình 3.17. Khዖi to phiên làm viዉc ............................................................................................. 35
Hình 3.18Ǥدዋa chዊ Server hin thዋ trên Prosys ............................................... 35
Hình 3.19. Các sዠ kiዉn thዠc thi trên Server............................................................................. 36
Hình 3.20. Ngኽt kዅt nዎi khi quá timeout ................................................................................... 36
Hình 3.21. Giao diዉn kዅt nዎ¯ዅn OPC UA Server .................................................................. 38
Hình 3.22. Faceplate cho thiዅt bዋ ¯ዒ
ዓ ................................................................................ 42
Hình 3.23. Faceplate cho thiዅt bዋ tín hiዉዛዓዠ .................................................... 45
Hình 3.24. Kዅt nዎ¯ዅn Server, chዅ ¯ዒ bኸt kü ai ..................................................................... 51
Hình 3.25: Kዅt nዎ¯²ዞ dዙng tài khon ................................................................. 51
Hình 3.26: Nhኼز¯£ኼp và mኼt khኺu .............................................. 52
Hình 3.27. Faceplate cm biዅዛዓዠ ................................................................................... 52
Hình 3.28: Tዠ ¯ዒng kዅt nዎ¯ዛዕng truyn bዋ ¯n............................................. 52
Hình 3.29. Kích hot chዜ
£ UA Client PLC S7-1500 (Firmware 2.6) ........ 53
Hình 3.30. Lዠa chዌn Runtime Licenses cho PLC ................................................................... 53
vii
Hình 3.31. Cኸu hình các biዅn cኹn lኸy dዟ liዉu cho PLC S7-1500 ...................................... 53
Hình 3.32. Cኸu hình các tham sዎ cho OPC UA Client ........................................................... 54
Hình 3.33. Thông tin các biዅn cኹn lኸy dዟ liዉu tዝ server ................................................... 54
Hình 3.34. Các khዎi chዜ
£
ዚa OPC UA Client PLC S7-1500 ................................... 55
Hình 3.35Ǥዓ¯ዏ phኹn cዜ¯ኸu nዎi PLC ............................................................................ 56
Hình 3.37. Cኸu hình hዉ thዎng thዠc tዅ ......................................................................................... 58
ЌϪ
Ϻ
Bng 2.1. Các kiu nút trong OPC UA ...........................................................................................5
Bng 2.2: Mô t chi tiዅt thuዒc tính nút..........................................................................................5
Bng 2.3: Các thuዒc tính cዚa nút .....................................................................................................6
Bng 3.1. Danh sách dዟ liዉu cዚa lዋch sዞ truy cኼp .................................................................. 28
Bng 3.2. Ma trኼn phân quyn truy cኼp cዚa web .................................................................. 29
viii
ЌАϸϰ
OPC UA
OPC Unified Architecture: Giao thዜc truyn thông công
nghiዉp.
OPC
Open Platfrom Communication/ OLE for Process
Control: Chuዑi các thông sዎ kዣ thuኼ ¯c biዉ ¯ trao
¯ዐi dዟ liዉu trong tዠ ¯ዒng hóa công nghiዉp.
PLC
Programmable Logic Controller: Mዒt thiዅt bዋ ¯ዛዘc sዞ
dዙng trong ngành công nghiዉp tዠ ¯ዒ ×Ǥ 0ዛዘc lኼp
¿¯ ¯u khin máy tዠ ¯ዒng.
HMI
Human Machine Interface: Mዒt phኹn cዚa máy xዞ lý sዠ
ዛዓ
ዟ
ዛዕi và máy móc.
AR
Augemented Reality: Thዠc tዅ £
ዛዕng
LAD
SCL
Ladder: Ngôn ngዟ lኼp trình cho PLC cዚa Siemens
Structed Control Language: Ngôn ngዟ lኼp trình cho PLC
cዚa Siemens
Tên cho vዋ trí ô nhዔ.
TAG
API
SERVER
OPC UA Server
CLIENT
OPC UA Client
IoT
SQL
JSON
ID
Application Programming Interface: giao diዉn lኼp trình
ዜng dዙng
Thuኼt ngዟ ¯ chዊ máy chዚ
Thuኼt ngዟ ¯ chዊ máy chዚ ho¯ዒng dዠa trên công
nghዉ OPC UA
Thuኼt ngዟ ¯ chዊ máy khách
Thuኼt ngዟ ¯ chዊ máy khách ho¯ዒng dዠa trên công
nghዉ OPC UA
Internet of Thing: Vn vኼt kዅt nዎi Internet
Structure Query Language: Ngôn ngዟ truy vኸn mang
tính cኸu trúc
JavaScript Object Notation: Mዒt kiu dዟ liዉu mዖ trong
JavaScript
Identification: Là mዒt chዟ sዎ hay dãy sዎ ¯ nhኼn dng
ዛዕi dùng, thiዅt bዋ,..
ix
ЎІ
ͳǤ
Їϼ
1.1. ý
Э¯Ч
Cuዒc cách mng công nghiዉͶǤͲ¯ ዛዖng mnh mዄ ¯ዅn toàn thዅ giዔi.
Hiዉn nay, các tኼ¯ዔ¯ ¯ ዜng dዙng vn vኼt kዅt nዎi Internet, trí tuዉ
nhân to, công nghê dዟ liዉu lዔn, công nghዉ ¯ዉ¯ǡǥኸt mnh mዄ. Ti
Viዉt Nam, viዉc áp dዙ¯ዉ¯
ዉ thዎ¯u khin máy móc
trong công nghiዉ
ዛ¯ዛዘc phát trin nhiu.
¯×ǡዉc phát trin hዉ ¯¯ዉ¯¯ thu thኼp dዟ liዉu tዝ
hዉ thዎng, cm biዅǡ¯u khin hዉ thዎng thông qua dዟ liዉ¯¯¯ዛዘc
nghiên cዜu và phát trin rኸt mnh mዄ. Trong thዕi gian gኹ¯ǡ
i pháp cho
phép giao tiዅp máy vዔi máy, truyn dዟ liዉu thዕi gian thዠ
¯u khin hዉ thዎng
tዝ ǡ¯¯ዛዘc phát trin mnh mዄ dዠa trên các công nghዉ ዛ: OPC UA, MQTT
Broker,...
Dዠa vào nhu cኹu thዋ ዛዕng và nhዟዛኸn cዚa ging viên ዛዔng dኻn, em
quyዅ¯ዋnh chዌ¯ tài DzNghiên cнu và phát triШn nЧn tИ¯Ъ¯ǡ
²
д з công nghЪ dz sዞ dዙng công nghዉ OPC UA ¯ phát trin gii
pháp thu thኼp dዟ liዉ¯u khin hዉ thዎ×
دዉ¯
mây. Gii pháp này cho phép thu thኼp dዟ liዉ¯u khin tዝ xa hዉ thዎng công
nghiዉp theo thዕi gian thዠc.
1.2. Ък
лН£
Mዙc tiêu cዚ¯ tài là nghiên cዜu và phát trin hዉ thዎng phኹn mm (Server
và Client) dዠa trên nn tng công nghዉ OPC UA, ¯ዜng các công nghዉ cዚa cách
mng công nghiዉp 4.0 (CMCN 4.0) bao gዏm: kዅt nዎi dዟ liዉu lዔǡ ¯ዉ ¯
mây, trí tuዉ nhân to và thዠc tዅ £
ዛዕng.
Hዉ thዎng phኹn mm ¯ዛዘc to ra nhኾm phዙc vዙ viዉc tዠ ¯ዒng hóa cho các hዉ
thዎng sn xuኸt trong các nhà máy vዝa và lዔn ዖ Viዉt Nam. Các mዙc tiêu cዙ th cዚa
¯ tài gዏm:
1. Xây dዠ¯ዛዘc mዒt bዒ phኹn mm nn tng cho phép tích hዘp hዉ thዎng
trong nhà máy tዝ tኸt c các cኸp: kዅt nዎi thiዅt bዋ ¯u khin; server dዟ liዉu thዕi
gian thዠc, xዞ lý dዟ liዉu, giao diዉ¯u khin, qun lý dዟ liዉu, sዎ hóa và vኼn hành
thዠc tዅ £
ዛዕng.
2. Trin khai ዜng dዙng tዎi thiu cho mዒt quá trình sn xuኸt thዠc tዅ.
1
1.3. Йï
Н £
Phኹ¯ኹu tiên cዚa luኼ£ዔi thiዉu v lý do chዌn ¯ tài, nhiዉm vዙ và
cኸu trúc luኼ£.
Phኹn lý thuyዅt bao gዏm các thông tin v công nghዉ OPC UA, 0ዉ¯
mây, thዠc tዅ
ዛዕng ¯ ïዛዕ¯ዌc hiýÂ
ዚa nó và lý do ti sao nó
¯ዛዘc sዞ dዙǤ
ዛዓ¿Nodejs, Visual Studio, ǡ͵¯ዛዘc
sዞ dዙng trong dዠ
ñ ¯ዛዘc giዔi thiዉu trong phኹn lý thuyዅ
ñ ዛ
thዜc OPC UA.
Phኹn thዠc hiዉ¯ tài bao gዏm kዅ hoch thዠc hiዉn, quá trình thዠc hiዉn, chዌn
lዠØ¿¯ thዠc hiዉn và kዅt qu.
Phኹn kዅt luኼn bao gዏ¯ዅt qu ¯¯ዛዘc, các vኸ¯ ¯ i quyዅt,
các vኸ¯ còn tዏn tዛዔng phát tri¯ tài.
2
ЎІ
ʹǤ
zϸ
2.1. Công Ъ OPC UA
2.1.1. б
ዛዔ
¯ǡዒt tኼp hዘp các phኹn mm giao tiዅp phዙc vዙ cho viዉc trao
¯ዐi dዟ liዉu giዟa ዜng dዙng trên máy tính và thiዅt bዋ. Các phኹn mm giao tiዅp này
¯ዛዘ
¯ዋ¯ዋnh cዚa Microsoft COM (Component Object Model). Do
¯×ǡ×
× dወ dàng tích hዘp vዔi hዉ thዎng cዚa Microsoft.
OPC Server cung cኸp thông tin v quá trình trên giao diዉn cዚa nó. OPC Client kዅt
nዎ¯ዅn Server và có th truy cኼ¯ዛዘc Server cung cኸp dዟ liዉu.
Công nghዉ COM hoc DCOM có mዒt sዎ ¯
¯ዛǣ
- Chዊ cho phép Server và Client chy trên mዒt máy tính hoc mዒt mng nዒi
bዒ
- Giao tiዅp giዟa các hዉ tዎng tዠ ¯ዒng hóa chዊ thዠc hiዉ¯ዛዘc thông qua mዒt
vài giao thዜc chዚ yዅu
- Phi dùng mዒt sዎ công cዙ ï ¯ giúp viዉc giao tiዅp không bዋ £
n
bዖዛዕng lዝa hoc cኸu hình DCOM.
- Viዉc giao tiዅp chዊ có th ¯ዛዘc thዠc hiዉn thông qua các ዜng dዙng cዎ ¯ዋnh
ዛǣΪΪǢǤǢ
Ǥ
ዛዕng hዘp cኹn thu thኼp dዟ liዉu thዕi gian thዠc, viዉc cኸu hình OPC trዖ
nên phዜc tǤ 0 gii quyዅt nhዟng ዛዘ
¯m cዚa trên, hiዉp hዒ ¯ ¯ዋnh
²ዒt nn tng mዔi có tên gዌi là OPC Unified Architecture (OPC UA).
×
×ኸ¯
¯ዑዘኸዎ
ዉ
ዅዎǡኼዟዉ¯
ዉዎዛǣ
x
x
x
x
x
x
ኺዎ
ዅʹͷͶͳ.
ዅዝ
À£
ዚØ
ዚዟ²ዛዔ
¯×Ǥ
À
ዘ
ዓ
ዅ
ኼኼ²
ኸ¯ዒዜ
ዜ
ዙǤ
×ዖዒ
ዟ¯ዎዛዘዟዉዜ
Ǥ
ዓ
ዅኼ
ኽ
mô hình hóa là
ዓዖ
²
ኺ
khác.
£ ዖ ዒ
ዉ ዎ ¯ ï ው ¯ዅ
ዜ
ዙዝدዋ
ዊ¯ዓ¯ዅ
ዟØ¿
ዛዔ¯ዎዛዘዜ
ǡ
3
2.1.2. ؿدЬ
Ы
2.1.2.1. Йï
ǣ
Hình 2.1. Các thông tin cዚa nút trong OPC UA
¯ዛዘ
¯ዋ Â
Thuгc tính và Tham chiЦu. Chúng sዄ
¯ዛዘc khዖi to khi mዒ¯ዛዘ
¯ዋÂدዋa chዊ
x Thuዒc tính là các phኹn tዞ dዟ liዉu mô t các nút. Client có th truy cኼp các
giá trዋ Thuዒc tính bኾng cách sዞ dዙng các dዋch vዙ 0ዌc, Ghi, Truy vኸǡ0£
ký/Giám sát
x Tham chiዅu: ¯ዛዘc sዞ dዙ¯ liên kዅt các nút vዔi nhau. Chúng có th ¯ዛዘc
truy cኼp bኾng trình duyዉt và dዋch vዙ truy vኸn.
2.1.2.2. ШрЪ
лïدЬ
Ыǣ
STT
KiШu nút
Mô tИ chi tiЦt
1
0ዎዛዘng (Objects) Mዒ ¯ዎ ዛዘ ¯ዛዘc sዞ dዙng làm vùng chዜa hoc
ዛዙ
¯ ¯ዋnh dng cho các thዃǡዛዓዜc và
sዠ kiዉn.
2
Thዃ (Tag)
Thዃ ¯i diዉn cho dዟ liዉu cዚ
¯ዎ ዛዘng hoc
thuዒc tính cዚa mዒïዛዔi dng các thuዒc tính
3
ዛዓዜc
ዛዓዜc là thành phኹn cዚ¯ዎዛዘng và có th
(Method)
có danh sách các tham sዎ ¯ኹu vào ho
¯ኹu ra. Các
tham sዎ ¯ዛዘc mô t thông qua các thuዒc tính xác
¯ዋnh
4
Hin thዋ (View)
Các chዅ ¯ዒ ¯i diዉn cho mዒt phኹn cዚa không
¯ዋa chዊ. ï ¯ዛዘc sዞ dዙ ¯m truy cኼp
và bዒ lዌc khi duyዉt
5
Lo¯ዎዛዘng
Các ki ¯ዎ ዛዘng cung cኸp thông tin v cኸu trúc
(Object Types)
hoc các thành phኹn cዚ¯ዎዛዘng
4
6
Loi thዃ (Tag Type)
7
Kiu tham chiዅu
(Reference Types)
Loi dዟ liዉu (Data
Type)
Bng 2.1. Các kiu nút trong OPC UA
8
Các loi thዃ ዛዕng mô t các thuዒc tính hoc kiu
dዟ liዉu nào có th ¯ዛዘc tìm thኸy trong mዒt phiên
bn cዚa thዃ
Các kiu tham chiዅ
¯ዋnh các kiu tham chiዅu
có th có giዟa các nút.
Kiu dዟ liዉu mô t nዒi dung cዚa giá trዋ trong thዃ.
2.1.2.3. ²ØЯнсï
x Mዑ ï Ø ¯ዋa chዊ ¯ዛዘ
¯ዋnh duy nhኸt bዖi
mዒt ID.
x ID cዚï¯ዛዘc to thành tዝ mዒدዋa chዊǤ×î¯ phân
biዉt vዔi nút cዚa các hዉ thዎng con khác nhau. Mã có th là mዒt giá trዋ sዎ,
mዒt chuዑi hoc mዒt GUID. Kiu chuዑዛዕ¯ዛዘc sዞ dዙng cho ID. Các
giá trዋ sዎ ¯ዛዘc sዞ dዙ¯ thዎng kê không gian tên.
x ¯ዋÂhông gian tên vዔi chዊ sዎ ز¯ዛዘc liên
kዅ
ïǡ¯ዛዘ
¯ዋÂǤز¯ዛዘc
¯ዋÂዖi máy chዚ và có th ¯ዐi.
Cኸu trúc ID cዚï¯ዛዘ
¯ዋ¿ʹǤʹǣ
Hình 2.2: Cኸu trúc ID cዚa nút
STT
1
2
3
Mô tИ
Chዊ sዎ cዚa không gian tên
Loi ID cዚa nút (s= chuዑi (String); i= Sዎ (Numeric);
g=GUID)
ID
Bng 2.2: Mô t chi tiዅt thuዒc tính nút
5
2.1.2.4. г
À
л nút
BʹǤ͵ዛዔ¯i thích chi tiዅt các thuዒc tính quan trዌng nhኸt cዚa nút:
Thuгc
tính
Node ID
LoЗi nút
Mô tИ
Tኸt c
0ዋa chዊ nút ID duy nhኸt cዚa chዊ sዎ không gian
Namespace
index
Identifier
Type
Identifier
Browse Name
Display Name
Node Class
Description
Type
Definition
Write Mask
Tኸt c
Chዊ sዎ دዛዘc gán cho nút.
Tኸt c
Loi nút ID
Tኸt c
Tኸt c
Tኸt c
Tኸt c
Tኸt c
Tኸt c
0ዋa chዊ nút duy nhኸt bên trong chዊ sዎ không gian
²¯ዛዘc trው tዔi
Tên hin thዋ
Loïȋ¯ዎዛዘng, thዃ, loi dዟ liዉu)
Mô t ngኽn cho nút
Tham chiዅu cho kiu dዟ liዉu mô t thዃ
Tኸt c
User Write
Mask
Tኸt c
Data Type
Value Rank
Thዃ
Thዃ
Array
Dimensions
Access Level
Thዃ
Quyn chዊnh sዞa thuዒc tính nút (0= không,
1= có), không cኹn sዠ xem xét cዚa nhóm
ዛዕi dùng.
Quyn chዊnh sዞa thuዒc tính nút (0= không,
1= có), không cኹn sዠ xem xét cዚዛዕi dùng
hiዉn ti.
Kiu dዟ liዉu cዚa thዃ
Loi giá trዋ cዚa thዃ ȋØ
׿ǡØዛዔng,
vector, mng)
Sዎ À
ዛዔc cዚa mng
Thዃ
Quyn truy cኼȋ¯ዌ
ǡǡ¯ዌc/ghi) tዔi nút
Minimum
Sampling
Interval
Thዃ
Historizing
The smallest possible sampling interval of the
tag on the server side
Khong thዕi gian lኸy mኻu nhው nhኸt cዚa thዃ ዖ
phía server
Thዃ
Thዕi gian cዚa thዃ có sዀn trên máy chዚ (có,
không)
Bng 2.3: Các thuዒc tính cዚa nút
6
2.1.2.5. мдн
ИН
¿ዛዔ¯Ø tዐng quan v các lዔp bo mኼt cዚa OPC UA
Hình 2.3. Kiዅn trúc bo mኼt OPC UA Server/Client
x Viዉc xác thዠ
ዛዕî¯ዛዘc thዠc hiዉn thông qua Phiên làm viዉc. Ví dዙ,
زዛዕi dùng và mኼt khኺu hoc thông qua chዜng chዊ.
x Thông qua Kênh Bo mኼt, các ዜng dዙ¯ዛዘc xác thዠc lኻn nhau và bo mኼt
thông tin liên l
¯ዛዘc thዠc hiዉn. Mዑi tin nhኽ¯ዛዘ
ý ׯ ¯m
bo tính toàn vዂn và bí mኼt cዚa các tin nhኽn. ዓዖ cዚ
ዓ
ዅ này là
chዜng chዊ ȋͷͲͻȌ
¯ዋnh duy nhኸt các ዜng dዙng dዠa trên hዉ thዎዓዖ
h tኹng khóa công khai (PKI).
x ከ cኸ¯ዒ Socket, bo mኼዛዔng kዅt nዎi cዚa kዅt nዎi Socket thông qua Lዔp
cዐng bo mኼt (SSL) hoc thông qua Mng riêng o (VPN) có th ¯ዛዘc sዞ
dዙng bዐ sung hoc thay thዅ cho kênh bo mኼt.
2.1.2.6.
î
Э
Й¿
ИН
¾ Xác thс
мжi dùng:
x Bኸt kü ȋØ ² ¯£ ኼp, không mኼt khኺu) Ȃ Anonymous (nonusername, nonȂpassword): Client sዄ ¯ዛዘc phép truy cኼp vào Server mà
không cኹn cኸp quyn tዝ phía Server.
x ² ¯£ ኼp/Mኼt khኺu (User name/password): Client sዄ ¯ዛዘc Server
cኸ²¯£ኼዛዓዜ¯ truy cኼ¯ዛዘc vào Server.
x Chዜng chዊ (Certifications): Có nhiu loi chዜng chዊ, OPC UA sዞ dዙng chዜng
chዊ X509. Nዅu lዠa chዌn chዜ
£ ǡ ዎn truy cኼp vào Server
ho
ዛዘc li, thì hai bên sዄ cung cኸp mዒt chዜng chዊ (.der hoc .pem) cho
nhau và tዉp này phi nኾዛዙ
Dzdz
ዚa c hai bên.
¾ ChЦ ¯г bИo mНt:
x None Ȃ Không bo mኼt
x Sign Ȃ Sዞ dዙng chዟ ký
x Sign&Encrypt Ȃ Sዞ dዙng chዟ ký và mã hóa
7
¾ Chính sách bИo mНt:
x None-Không bo mኼt.
x Basic128Rsa15-Sዞ dዙng thuኼt toán mã hóa
x Basic256-Sዞ dዙng các thuኼt toán mã hóa mዖ rዒng
Hình 2.4. Các chính sách bo mኼt cዚa OPC UA
2.2. с
Ц£
мж
Thዠc tዅ £
ዛዕng AR (Augmented Reality). Nó là sዠ kዅt hዘp cዚa thዅ giዔi
thኼt vዔi thông tin o, chዜ không h tách riêng biዉt giዟa thዅ giዔi o và thዠ
ዛ
(Virtual Reality).
Công nghዉ AR sዄ bዐ sung nhዟng chi tiዅt ¯ዛዘc to bዖi máy tính, ¯ዉn thoi
thông minh, vào thዅ giዔi thዠ
¯ £
ዛዕng sዠ tri nghiዉm. ዛዕi dùng có th
tho ዛዓ
ዔi nhዟng nዒi dung ¯ዕi thዠ
ǡ ዛ
m vào,
tóm lኸyǤ ዛዕi dùng có th tri nghiዉm thዠc tዅ
À ² ¯ዉn thoi
thông minh cዚa mình, mà không cኹn phî¯ዅn các thiዅt bዋ chuyên biዉt.
Hình 2.5: ኮng dዙng thዠc tዅ £
ዛዕng trong vኼn hành, giám sát thiዅt bዋ
8
Hình 2.6. Thዠc tዅ £
ዛዕng kዅt hዘp vዔi mã QR trong vኼn hành
2.3. 0Ъ¯
x Khái niЪm: 0ዉn toán máy chዚ o (Cloud Computing) Ø¿¯ዉn toán
sዞ dዙng các công nghዉ máy tính và phát trin dዠa vào mng Internet.
x Nguዏ²¯×
× là bኸt kì thዜ ¿²¯ዅ¯ዉn toán và máy
tính, ví dዙ ዛ: phኹn mm, phኹn cዜng, h tኹng m
¯ዅn các máy chዚ
và mዛዔi máy chዚ c lዔn.
x Cách thнc hoЗ ¯гng: Thay vì viዉc tiêu tዎn nhiu tài nguyên cho nhiu
máy tính, chúng ta chዊ cኹ
¯t mዒt ዜng dዙȀ
ዛዓ¿
À
o. ኮng dዙȀ
ዛዓ¿ዄ
±ዛዕኼp vào hዉ
thዎng trên nn tng web thông qua internetǡ¯×
×
ዜa tኸt c các tài
nguyên ዛዕi dùng cኹn cho công viዉc cዚa mình. Máy chዚ vኼn hành hዉ
thዎng tዝ xa thuዒc sዖ hዟu cዚa mዒt công ty khác, ×
±ዛዕi dùng có
th thዠc hiዉn bኸt kü tác nào, k c các
ዛዓ¿À
ዟ liዉu phዜc
tp.
x Phân loЗ¯Ъ¯ǣ
Hiዉn nay, các công ty cung cኸp dዋch vዙ ¯ዉ¯
͵i
Àዛǣ
- HЗ tК¯мйc cung cЙмгt dЬch vк: bn có th thuê mዒt "máy
chዚ trên mây" vዔi CPU, RAM, ዐ cዜng (SSD hoЦc HDD) tùy theo nhu cኹu.
Ví dዙ: Microsoft Azure, Amazon Web Service, Google Cloud Platform,..
- NЧn tИ¯мйc cung cЙмгt dЬch vк: bn chዊ cኹn tኼp trung vào
viዉc trin khai các phኹn mm cዚ¿²¯×ኽ¯ኹu chy mà không
cኹ¯ዅn phኹn cዜng.
- PhКn mЧ¯мйc cung cЙмгt dЬch vк: nhዟng phኹn mm, ዜng
dዙng có th ¯ዛዘc dùng ngay bዖዛዕi dùng cuዎi. Ví du: Gmail, Outlook.
9
- Xem thêm -