Bài này bàn phần mềm giao kèm máy, tức bộ công cụ phát triển EIS-D120: có những công cụ nào, ai trong đội dùng công cụ nào, và ranh giới giữa việc kéo thả với việc phải viết mã. Phần thông số phần cứng, cách cấp nguồn và cơ chế giữ máy chạy liên tục đã có ở bài bảng thông số đầy đủ EIS-D120, ở đây không nhắc lại.
Bộ công cụ phát triển EIS-D120 gồm những gì
Máy hộp thuần phần cứng giao đến là một chiếc máy trống, đội triển khai phải tự chọn và dựng phần mềm. Dòng EIS đi theo hướng ngược lại: phần mềm cài sẵn, đội triển khai chỉ khai báo. Bảng dưới liệt kê các công cụ theo tài liệu công bố, kèm việc làm được và người thường dùng.
| Công cụ | Việc làm được | Ai trong đội dùng |
|---|---|---|
| Trình soạn luồng dữ liệu dạng kéo thả | Nối các khối đọc, lọc, tính và gửi thành một mạch xử lý, không phải viết mã cho phần khung | Kỹ sư tự động hoá |
| Đại lý thu thập chạy nền | Đọc thiết bị theo lịch, giữ kết nối và đẩy dữ liệu lên lớp trên | Chạy tự động, người quản trị chỉ theo dõi |
| Bộ công cụ phát triển cho phần cắm giao thức | Viết thêm phần đọc cho thiết bị nói giao thức chưa có sẵn | Lập trình viên |
| Trình cấu hình Modbus có giao diện | Khai báo địa chỉ thanh ghi, kiểu dữ liệu và hệ số quy đổi bằng thao tác điền | Kỹ sư điện, kỹ thuật viên |
| Trình dựng trang hiển thị | Ghép các tiện ích dạng số, biểu đồ nhỏ và đồng hồ đo thành một trang xem tại chỗ | Kỹ sư tự động hoá, quản đốc đặt yêu cầu |
| Bộ chuyển dữ liệu sang bản tin có cấu trúc | Đưa số liệu đọc được về một dạng chung để bên nhận không phải biết thiết bị gốc | Người nối với hệ thống lớp trên |
Cách phân vai này giải thích vì sao dòng máy giao kèm phần mềm rút ngắn được giai đoạn đầu dự án. Ba trong sáu công cụ ở bảng thao tác hoàn toàn bằng giao diện, nên người hiểu thiết bị trong xưởng làm được mà không phải chờ lập trình viên.
Dựng luồng dữ liệu đầu tiên bằng công cụ đồ hoạ
Một mạch dữ liệu tối thiểu gồm bốn khối nối tiếp nhau, và dựng xong trong một buổi là mức bình thường khi thiết bị đã có tài liệu giao thức.
- Khối đọc. Khai báo thiết bị, địa chỉ thanh ghi, kiểu số và chu kỳ đọc. Việc hay sai ở bước này là kiểu số: một giá trị hai thanh ghi đọc nhầm thứ tự sẽ ra con số vô lý, nên phải đối chiếu với màn hình của chính thiết bị trước khi đi tiếp.
- Khối quy đổi. Nhân hệ số, đổi đơn vị, gắn tên trường dễ đọc thay cho địa chỉ thanh ghi. Đặt tên trường theo quy ước thống nhất ngay từ máy đầu tiên sẽ tiết kiệm rất nhiều công khi nhân ra nhiều trạm.
- Khối lọc và tính. Bỏ giá trị vô lý, tính trung bình theo phút, so ngưỡng để sinh cảnh báo. Đây là chỗ giảm khối lượng dữ liệu gửi lên nhiều nhất.
- Khối gửi. Đẩy bản tin lên lớp trên và ghi một bản tại chỗ. Nên bật phần ghi tại chỗ ngay từ đầu, vì đó là chỗ tra lại khi số liệu trên báo cáo lệch với thực tế.
Khi tuyến thiết bị đông hơn số cổng nối tiếp trên máy, cách xử lý gọn là đưa tuyến lên mạng bằng một cổng dịch giao thức rồi cho máy đọc qua mạng, trình bày ở bài cổng Modbus Advantech. Với tín hiệu cảm biến rời chưa có cổng truyền thông thì dùng mô-đun thu thập, nêu ở bài mô-đun thu thập dữ liệu ADAM.
Khi nào phải viết mã thay vì kéo thả
Giao diện kéo thả xử lý được phần lớn công việc thường ngày, nhưng có ba trường hợp bắt buộc phải có người biết lập trình.
Trường hợp thứ nhất là thiết bị nói giao thức không có sẵn trong danh sách. Máy cũ trong xưởng hay dùng giao thức riêng của hãng, khi đó phải viết một phần cắm thêm bằng bộ công cụ phát triển đi kèm. Công việc này không lớn nhưng cần tài liệu giao thức, và tài liệu mới là thứ khó lấy chứ không phải phần viết mã.
Trường hợp thứ hai là quy tắc ghép dữ liệu riêng của nhà máy. Ví dụ gắn số lô sản xuất vào chuỗi nhiệt độ, hoặc tính sản lượng quy đổi theo một công thức nội bộ nhiều điều kiện. Diễn đạt các quy tắc này bằng khối đồ hoạ vẫn được nhưng luồng sẽ rối, viết thành một khối mã ngắn dễ đọc lại hơn.
Trường hợp thứ ba là nối vào hệ thống quản lý sản xuất hoặc hệ thống kế toán đang chạy. Bên nhận thường có giao diện lập trình riêng và có yêu cầu về xác thực, phần này nằm ngoài phạm vi công cụ đồ hoạ. Khi hệ thống lớp trên là một nền giám sát công nghiệp thì cách nối được nêu ở bài phần mềm nhúng iEdge.
Chuẩn hoá dữ liệu trước khi đẩy lên lớp trên
Phần này ít được chú ý lúc đầu nhưng quyết định công sức của cả năm sau. Bên nhận dữ liệu không nên phải biết thiết bị gốc là biến tần hãng nào, thanh ghi số mấy. Việc của máy biên là đưa mọi thứ về một dạng chung.
Ba thoả thuận nên chốt trước khi khai báo máy đầu tiên. Một, quy ước đặt tên trường: gồm mã khu vực, mã thiết bị và tên đại lượng, viết liền theo một thứ tự cố định. Hai, đơn vị đo chuẩn cho từng loại đại lượng, quy đổi ngay tại máy biên chứ không để bên nhận tự đoán. Ba, nhãn thời gian lấy theo giờ máy biên hay giờ thiết bị, và múi giờ ghi kèm hay không.
Ba thoả thuận này viết ra một trang giấy là đủ. Không có chúng thì mỗi trạm mới lại đặt tên một kiểu, và sau vài chục trạm việc gộp báo cáo trở thành một dự án riêng. Khi cần thêm một lớp chuyển đổi giao thức đứng độc lập với máy biên thì có thể xét dòng máy nêu ở bài EIS-D620 chuyển đổi giao thức.
Bàn giao: những gì phải giữ lại ngoài máy
Cấu hình đã dựng là tài sản thật của dự án, đắt hơn cả phần cứng nếu tính theo số giờ bỏ ra. Bốn thứ nên xuất thành tệp và giữ ở nơi khác ngoài máy.
- Danh sách điểm đo kèm địa chỉ thanh ghi, kiểu số, hệ số quy đổi và đơn vị.
- Luồng xử lý đã dựng, xuất nguyên trạng chứ không chụp ảnh màn hình.
- Trang hiển thị cùng danh sách tiện ích và nguồn dữ liệu của từng tiện ích.
- Một trang mô tả ghi rõ quy ước đặt tên trường, đơn vị chuẩn và cách xử lý nhãn thời gian.
Bốn tệp này cho phép dựng lại máy trong vài giờ khi phần cứng hỏng, và cho phép nhân sang trạm thứ hai mà không phải làm lại từ đầu. Đây cũng là bộ hồ sơ mà người tiếp quản sau này cần, nên nên đặt trong hồ sơ hệ thống chứ không để trong máy tính cá nhân của một người.
Chọn thiết bị theo bộ công cụ đi kèm
Câu hỏi thực chất khi chọn máy cho lớp biên không phải là máy nào mạnh hơn, mà là đội triển khai muốn tự dựng phần mềm hay muốn nhận máy đã có sẵn công cụ. Nếu đội đã quen một nền phần mềm riêng thì máy hộp thuần phần cứng ở danh mục máy tính không quạt cho IoT linh hoạt hơn và thường gọn hơn về chi phí, ví dụ máy UNO-2372G có thiết kế mô-đun và tầng mở rộng cho bus trường.
Đề nghị báo giá nên nêu ba nội dung liên quan tới phần mềm: danh sách giao thức thiết bị cần đọc, có cần trang hiển thị tại chỗ hay chỉ đẩy lên lớp trên, và bên nào sẽ giữ phần cấu hình sau khi bàn giao. Ba nội dung này quyết định chọn máy giao kèm công cụ hay máy trống. Danh mục máy công nghiệp của hãng liệt kê tại chuyên mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Khi cấu hình chưa chốt, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt.
Câu hỏi thường gặp về bộ công cụ phát triển EIS-D120
Bộ công cụ phát triển EIS-D120 gồm những phần nào?
Theo tài liệu công bố, máy giao kèm một trình soạn luồng dữ liệu dạng kéo thả nền Node-RED, một đại lý thu thập chạy nền, bộ công cụ phát triển cho phần cắm thêm giao thức, một trình cấu hình Modbus có giao diện đồ hoạ và một trình dựng trang hiển thị với các tiện ích dạng số, biểu đồ nhỏ và đồng hồ đo.
Không biết lập trình có dùng được máy này không?
Dùng được cho phần lớn công việc. Khai báo điểm đo Modbus, dựng luồng xử lý cơ bản và làm trang hiển thị đều thao tác bằng giao diện. Phần cần người biết lập trình là khi thiết bị nói một giao thức không có sẵn, khi phải ghép dữ liệu theo quy tắc riêng của nhà máy, hoặc khi cần nối vào hệ thống quản lý sản xuất đang chạy.
Dữ liệu ra khỏi máy ở dạng nào?
Tài liệu công bố nêu máy chuyển dữ liệu đọc được sang bản tin theo cơ chế xuất bản và thuê bao, nội dung ở dạng văn bản có cấu trúc. Nhờ vậy bên nhận không cần biết thiết bị gốc nói giao thức gì, chỉ cần thoả thuận trước tên trường và đơn vị đo.
Trang hiển thị dựng sẵn trên máy có thay được hệ giám sát không?
Thay được ở quy mô một trạm hoặc một chuyền, đủ cho tổ vận hành xem số liệu tại chỗ. Khi số trạm tăng lên và cần quyền xem theo người dùng, lưu lịch sử nhiều năm hoặc báo cáo ghép nhiều xưởng thì vẫn phải có một hệ giám sát tập trung ở lớp trên.
Cấu hình đã dựng có chuyển sang máy khác được không?
Nên xuất luồng xử lý, danh sách điểm đo và trang hiển thị thành tệp rồi giữ ngoài máy. Đây là phần tài sản thật của dự án, chuyển sang máy khác cùng bộ công cụ thì nạp lại được, còn dựng lại từ đầu thì tốn nhiều công và dễ sai khác so với bản đang chạy.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
