Bài này bàn phần đường lên, tức kết nối đám mây cho EI-A215: chọn cách gửi dữ liệu, ước lượng khối lượng đường truyền, tách vùng mạng và xác định nhóm dữ liệu nên giữ lại trong nhà máy. Phần vai trò của một cổng thu dữ liệu, cách đọc thiết bị trường và cách mở rộng cổng đã có ở bài máy tính nhúng IoT Advantech làm cổng thu dữ liệu, ở đây không nhắc lại.
Đường lên đám mây thực chất giải quyết việc gì
Câu hỏi nên đặt trước khi bàn kỹ thuật là ai sẽ mở số liệu ra xem và xem để làm gì. Trong các dự án chạy được, đường lên đám mây phục vụ ba nhóm việc rõ ràng.
Thứ nhất là gộp số liệu của nhiều nhà máy hoặc nhiều xưởng về một chỗ để so sánh. Việc này không làm được ở lớp biên vì mỗi máy biên chỉ thấy phạm vi của mình. Thứ hai là giữ lịch sử dài, tính bằng năm, phục vụ báo cáo và tra cứu. Thứ ba là cho người ở xa xem số liệu mà không phải mở đường vào mạng nhà máy.
Ba nhóm việc trên đều là việc đọc và tổng hợp, không phải việc điều khiển. Đó là ranh giới cần giữ: điều khiển nằm ở lớp thiết bị và lớp máy biên, đám mây nhận số liệu và trả về báo cáo. Giữ đúng ranh giới này thì mất Internet không làm dừng dây chuyền. Máy có sẵn bộ công cụ thu thập và quản lý thiết bị, phần nối với hệ giám sát tại chỗ trình bày ở bài phần mềm nhúng iEdge.
Bốn cách gửi dữ liệu và khi nào dùng cách nào
Cùng một tập điểm đo, bốn cách gửi dưới đây cho khối lượng đường truyền chênh nhau hàng chục lần. Chọn sai cách ngay từ máy đầu tiên là nguyên nhân phổ biến khiến chi phí đường truyền vượt dự toán khi nhân ra nhiều trạm.
| Cách gửi | Khối lượng tương đối | Độ trễ số liệu | Hợp với nhóm tín hiệu |
|---|---|---|---|
| Gửi từng bản ghi ngay khi đọc | Cao nhất | Vài giây | Cảnh báo và tín hiệu cần phản ứng nhanh, số lượng ít |
| Gộp theo phút rồi gửi một gói | Thấp hơn nhiều lần | Khoảng một phút | Phần lớn số liệu sản xuất và số liệu năng lượng |
| Chỉ gửi khi giá trị đổi quá ngưỡng | Thấp, phụ thuộc độ dao động | Không cố định | Trạng thái đóng cắt, mức bồn, nhiệt độ biến đổi chậm |
| Chỉ gửi sự kiện và tổng kết ca | Thấp nhất | Theo ca | Báo cáo sản lượng, thống kê dừng máy |
Cách làm hợp lý là trộn bốn cách theo nhóm tín hiệu chứ không chọn một cách cho toàn bộ. Nhóm cảnh báo gửi ngay, nhóm số liệu sản xuất gộp theo phút, nhóm trạng thái gửi theo thay đổi, phần tổng kết gửi cuối ca. Cách trộn này giữ được phản hồi nhanh ở chỗ cần mà không phải trả giá cho toàn bộ tập điểm đo.
Ước lượng khối lượng đường truyền trước khi ký hợp đồng mạng
Phép tính đơn giản: số bản tin trong ngày nhân dung lượng mỗi bản tin. Điểm hay bị bỏ sót là phần tiêu đề. Một bản tin chở một giá trị và một bản tin chở sáu mươi giá trị gộp lại có phần tiêu đề gần như nhau, nên gộp theo phút không chỉ giảm dữ liệu mà còn giảm mạnh phần bao gói.
Ba con số nên tính ra và ghi vào hồ sơ. Một, lưu lượng trung bình mỗi ngày ở trạng thái bình thường. Hai, lưu lượng ngày cao nhất, thường là ngày có nhiều cảnh báo hoặc ngày gửi bù sau khi mất mạng. Ba, dung lượng phải gửi bù sau một ngày mất kết nối, con số này quyết định đường truyền có đủ sức phục hồi hay không.
Con số thứ ba hay bị quên. Một trạm gửi bù trọn ngày sẽ đẩy lưu lượng lên gấp nhiều lần mức bình thường trong vài giờ. Nếu cả chục trạm cùng khôi phục sau một sự cố mạng chung thì đường ra của nhà máy phải chịu được đợt dồn đó, nếu không thì hệ sẽ tự kéo dài thời gian phục hồi.
Tách vùng mạng và giữ đường ra an toàn
Máy có hai cổng mạng, và cách dùng gọn nhất là mỗi cổng một vùng. Cổng thứ nhất quay xuống vùng thiết bị, nơi có bộ điều khiển, biến tần và mô-đun thu thập. Cổng thứ hai quay lên vùng có đường ra ngoài. Chia như vậy thì thiết bị điều khiển không nằm chung vùng với đường Internet, và khi có sự cố thì tách được nguyên nhân theo từng phía. Cách phân vùng chi tiết hơn có ở bài mạng máy tính công nghiệp, phần thiết bị chia mạng trong xưởng ở bài bộ chia mạng công nghiệp.
Bốn quy tắc nên thống nhất với bộ phận công nghệ thông tin trước khi lắp máy.
- Chiều kết nối luôn đi từ trong ra. Máy biên chủ động mở kết nối lên, không mở cổng vào từ ngoài. Nhờ vậy không phải mở lỗ trên tường lửa cho từng trạm.
- Mỗi trạm một danh tính riêng. Không dùng chung một khoá cho cả đội máy. Khi một trạm bị thay hoặc mang đi sửa thì chỉ thu hồi phần của trạm đó.
- Ghi rõ ai giữ khoá và chứng thư. Kèm ngày hết hạn và người thay khi hết hạn. Chứng thư hết hạn giữa đêm là sự cố hay gặp và thường không ai nhớ.
- Bật ghi nhật ký kết nối. Chỉ cần biết trạm nào kết nối lúc nào, đủ để truy khi số liệu thiếu mà chưa cần công cụ giám sát phức tạp.
Nhóm dữ liệu nên giữ lại trong nhà máy
Không phải mọi thứ đọc được đều nên đẩy lên. Bốn nhóm dưới đây nên giữ tại chỗ, chỉ đẩy phần đã tổng hợp hoặc phần kết quả.
Nhóm thứ nhất là tín hiệu tham gia mạch an toàn và mạch dừng máy. Nhóm này không được phụ thuộc vào bất kỳ đường truyền nào ra khỏi nhà máy. Nhóm thứ hai là dữ liệu thô theo nhịp giây khi chưa có ai dùng tới, giữ tại máy biên rồi xoá theo thời hạn là đủ. Nhóm thứ ba là hình ảnh chưa xử lý, vì khối lượng lớn mà giá trị nằm ở kết quả nhận dạng chứ không ở tấm ảnh. Nhóm thứ tư là công thức, bản vẽ và các tệp thuộc bí mật sản xuất.
Khi bài toán cần thêm phần suy luận ngay tại lớp biên trước khi gửi lên, dòng máy có phần thu thập và tạo tri thức tại chỗ được nêu ở bài EI-A230 thu thập dữ liệu từ thiết bị đầu cuối tới đám mây.
Chọn thiết bị cho đường lên đám mây
Với vị trí cổng ra, ba tiêu chí quyết định chọn máy: số cổng mạng để tách vùng, khả năng đệm dữ liệu tại chỗ khi mất kết nối, và cách gá trong tủ. Nhóm máy đáp ứng nằm ở danh mục máy tính không quạt cho IoT, ví dụ máy UNO-2473G có nhiều cổng mạng và tầng mở rộng cho bus trường.
Đề nghị báo giá nên nêu bốn nội dung: số điểm đo chia theo bốn cách gửi ở trên, lưu lượng trung bình và lưu lượng ngày cao nhất, số ngày phải đệm được khi mất kết nối, và yêu cầu tách vùng mạng của bộ phận công nghệ thông tin. Danh mục máy tính nhúng của hãng liệt kê tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Khi chưa chốt cấu hình, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt rồi gửi kèm sơ đồ mạng dự kiến.
Câu hỏi thường gặp về kết nối đám mây cho EI-A215
Nên gửi từng bản ghi lên đám mây hay gộp lại rồi gửi?
Gộp theo phút là mặc định hợp lý cho số liệu sản xuất. Gửi từng bản ghi chỉ cần cho nhóm tín hiệu phải phản ứng trong vài giây, và nhóm đó thường rất nhỏ. Cách gộp giảm mạnh số phiên kết nối, nhờ đó đường truyền ổn định hơn và chi phí lưu lượng thấp hơn.
Hai cổng mạng trên máy dùng thế nào cho hợp lý?
Một cổng quay xuống vùng thiết bị, một cổng quay lên vùng có đường ra ngoài. Cách chia này giữ cho thiết bị điều khiển trong xưởng không nằm chung vùng với đường đi ra Internet, và khi có sự cố thì tách được nguyên nhân theo từng phía.
Mất Internet thì dây chuyền có dừng không?
Không, nếu thiết kế đúng. Điều khiển phải nằm ở lớp thiết bị và lớp máy biên, đám mây chỉ nhận số liệu và trả về báo cáo. Máy biên đệm dữ liệu trong lúc mất kết nối rồi gửi bù, còn dây chuyền vẫn chạy theo chương trình đang có tại chỗ.
Dữ liệu nào không nên đẩy lên đám mây?
Tín hiệu tham gia mạch an toàn và mạch dừng máy, dữ liệu thô theo nhịp giây khi chưa ai dùng tới, hình ảnh chưa xử lý, và các tệp công thức hay bản vẽ thuộc bí mật sản xuất. Nhóm này nên giữ tại chỗ, chỉ đẩy phần đã tổng hợp hoặc phần kết quả.
Cần chuẩn bị gì về mạng trước khi mở đường ra ngoài?
Ba việc: chốt địa chỉ và vùng mạng cho máy biên, thống nhất với bộ phận công nghệ thông tin về cổng ra và chiều kết nối, và quy định ai giữ khoá hay chứng thư. Ba việc này nên xong trước khi lắp máy, vì làm sau thường phải chỉnh lại cấu hình đã dựng.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
