Dòng máy chủ biên EIS Advantech là nhóm máy đặt giữa thiết bị trong xưởng và hệ thống quản lý phía trên. Nhóm này xếp thành nhiều cấp, từ EIS-D110 nền Intel Celeron cho tới EIS-S230 nền Intel Xeon chạy dịch vụ dữ liệu. Chọn sai cấp thì hoặc máy quá tải sau vài tháng, hoặc trả tiền cho phần tính toán không dùng đến. Bài viết xếp lại các cấp theo vai trò thực tế trong nhà máy và nêu căn cứ để chốt cấp trước khi hỏi báo giá.
Máy chủ biên làm việc gì trong nhà máy
Một hệ thống thu thập dữ liệu sản xuất có ba lớp. Lớp dưới là thiết bị trường: đồng hồ đo, bộ điều khiển, cảm biến, biến tần. Lớp trên là phần mềm quản lý, có thể đặt trong phòng máy hoặc trên hạ tầng đám mây. Lớp giữa là máy chủ biên, và đây là chỗ mọi dự án hay tính thiếu.
Lớp giữa gánh bốn việc. Việc thứ nhất là đọc thiết bị trường bằng đúng giao thức của từng thiết bị, thường là Modbus RTU trên đường RS-485 hoặc Modbus TCP trên mạng nội bộ. Việc thứ hai là đổi số liệu thô về một định dạng chung, thông dụng nhất là bản tin MQTT với nội dung định dạng JSON. Việc thứ ba là lọc và gộp: đọc mỗi giây nhưng chỉ gửi tiếp giá trị thay đổi hoặc giá trị trung bình theo phút, nhờ vậy lượng dữ liệu đi lên giảm nhiều lần. Việc thứ tư là giữ số liệu tại chỗ khi đường truyền gián đoạn rồi gửi bù khi mạng trở lại.
Bốn việc đó quyết định cấu hình máy. Đọc nhiều điểm đo cần nhiều cổng nối tiếp. Lọc và gộp cần bộ nhớ. Giữ số liệu tại chỗ cần ổ lưu trữ đủ lớn. Chạy thêm mô hình phân tích cần vi xử lý mạnh hơn hẳn.
Bốn thông số cần chốt trước khi chọn cấp máy
Bảng dưới là bốn con số nên có trước khi mở bảng giá. Thiếu bốn con số này thì việc so sánh model chỉ là so tên vi xử lý.
| Thông số cần chốt | Cách lấy số liệu | Ảnh hưởng tới cấu hình máy |
|---|---|---|
| Số điểm đo và giao thức từng thiết bị | Lập danh sách thiết bị theo từng tủ, ghi rõ giao thức và địa chỉ thanh ghi | Quyết định số cổng nối tiếp, số cổng mạng và nhu cầu mô-đun mở rộng |
| Chu kỳ đọc của từng nhóm điểm | Hỏi bộ phận công nghệ: điểm nào cần theo giây, điểm nào theo phút | Quyết định tải xử lý, từ đó quyết định nền tảng Celeron hay Core i5 |
| Lượng dữ liệu mỗi ngày và thời gian giữ tại chỗ | Ước theo số điểm nhân số lần đọc nhân dung lượng một bản ghi | Quyết định dung lượng ổ lưu trữ và cơ chế đệm khi mất mạng |
| Điều kiện lắp đặt tại vị trí đặt máy | Đo nhiệt độ trong tủ, kiểm tra nguồn cấp và độ rung tại chỗ | Quyết định dải nhiệt, dải điện áp vào và cách gá máy |
Con số thứ ba hay bị bỏ qua nhất. Một trạm đọc bốn trăm điểm với chu kỳ một giây sinh ra khoảng ba mươi tư triệu bản ghi mỗi ngày. Nếu quy định giữ tại chỗ bảy ngày phòng khi mất mạng, dung lượng ổ phải tính theo yêu cầu đó chứ không lấy theo cấu hình mặc định.
Các cấp trong dòng máy chủ biên EIS Advantech
Bảng dưới xếp các cấp theo vai trò, số liệu lấy từ tài liệu công bố cho từng model. Ô nào chưa có số liệu chắc chắn thì ghi rõ là theo tài liệu hãng.
| Cấp máy | Nền tảng công bố | Vai trò trong hệ thống | Khi nào chọn cấp này |
|---|---|---|---|
| EIS-D110 | Intel Celeron J1900, 4 GB bộ nhớ, ổ SSD 64 hoặc 128 GB, nguồn 12 V | Cổng gom dữ liệu cho một tủ hoặc một chuyền | Số điểm đo vừa phải, chỉ đọc và chuyển tiếp, chỗ đặt máy chật |
| EIS-D120 | Intel Celeron J1900, 4 GB bộ nhớ, ổ SSD 64 GB, nguồn 9 đến 36 V, nhiều cổng nối tiếp | Cổng gom dữ liệu cho tủ có nhiều thiết bị đường RS-485 | Cần bốn cổng nối tiếp trở lên và dải nguồn rộng theo nguồn tủ |
| EIS-D210 | Intel Celeron N3350 hoặc E3940, 4 GB bộ nhớ, ổ SSD 64 GB, có mạng không dây | Trạm biên ở nơi kéo cáp khó, nhận thêm cảm biến không dây | Điểm đo phân tán, đường truyền chập chờn, cần nối dịch vụ đám mây |
| EIS-D150 | Nền Intel Core i5 theo tài liệu hãng | Máy biên có phần tính toán tại chỗ, không chỉ chuyển tiếp | Cần chạy quy tắc cảnh báo, tổng hợp theo ca hoặc mô hình nhẹ |
| EIS-D620 | Rockchip RK3399, hệ điều hành Debian, 2 GB bộ nhớ, 16 GB eMMC | Trạm biên gọn, tiêu thụ điện thấp, gá thanh DIN hoặc treo tường | Chỉ đọc và đẩy dữ liệu, không cần phần mềm nền Windows |
| EIS-S230 | Nền Intel Xeon hoặc Core, bộ nhớ tới 32 GB theo tài liệu hãng | Máy chủ dữ liệu tại chỗ, nhận dữ liệu từ nhiều cổng biên | Nhiều xưởng cùng gửi dữ liệu, cần cơ sở dữ liệu và trang báo cáo |
| EIS-DK10 | Bộ kit theo tài liệu hãng | Bộ chạy thử trước khi chốt quy mô | Chưa rõ lượng dữ liệu thật, cần đo trước khi mở rộng |
Đọc bảng theo chiều dọc sẽ thấy ba nhóm. Nhóm Celeron gồm EIS-D110, EIS-D120 và EIS-D210 làm cổng gom dữ liệu, khác nhau ở số cổng và cách nối mạng. Nhóm tính toán tại chỗ gồm EIS-D150 và EIS-D620, một bên mạnh về xử lý, một bên gọn và tiết kiệm điện. Nhóm máy chủ dữ liệu chỉ có EIS-S230, đứng ở lớp trên cùng của hệ thống biên.
Ba lỗi hay gặp khi xếp cấp máy
Lỗi thứ nhất là lấy một máy mạnh làm tất cả. Một máy đặt trong phòng kỹ thuật kéo cáp RS-485 tới từng tủ nghe có vẻ gọn, nhưng đường truyền dài dễ nhiễu, một sự cố mất toàn bộ dữ liệu, và mỗi lần thêm thiết bị lại phải kéo cáp mới. Cách làm bền hơn là đặt máy cấp thấp ngay tại tủ, cáp ngắn, rồi nối các máy đó về máy cấp trên bằng mạng.
Lỗi thứ hai là bỏ qua dải điện áp vào. Tủ điện trong xưởng thường có sẵn nguồn hai mươi bốn vôn một chiều. Máy chỉ nhận mười hai vôn thì phải thêm bộ chuyển nguồn, tức là thêm một điểm hỏng. Máy nhận dải rộng từ chín tới ba mươi sáu vôn cắm thẳng vào nguồn tủ.
Lỗi thứ ba là chọn cấu hình theo số điểm đo hiện tại. Danh sách thiết bị của một xưởng đang chạy hầu như luôn dài thêm sau một năm. Nên chừa dư khoảng ba mươi phần trăm số cổng và dung lượng ổ ngay từ đầu, rẻ hơn nhiều so với thay máy giữa chừng.
Ví dụ xếp cấp cho một nhà máy ba xưởng
Một nhà máy cơ khí có ba xưởng, mỗi xưởng khoảng một trăm điểm đo gồm điện năng, nhiệt độ và trạng thái máy. Ban giám đốc muốn xem sản lượng theo ca và cảnh báo khi máy dừng quá mười phút.
Cách xếp cấp hợp lý gồm ba lớp. Mỗi xưởng đặt một máy cấp Celeron ngay trong tủ trung tâm của xưởng, đọc thiết bị bằng đường RS-485 và mạng nội bộ, gộp dữ liệu theo phút rồi đẩy tiếp. Phòng kỹ thuật đặt một máy cấp cao hơn nhận dữ liệu từ ba xưởng, lưu vào cơ sở dữ liệu và dựng trang báo cáo cho ban giám đốc. Trước khi mua đủ ba máy, nên chạy thử một xưởng trong hai tuần để đo lượng dữ liệu thật, vì con số ước lượng ban đầu thường lệch.
Kết quả của hai tuần chạy thử là ba con số: dung lượng dữ liệu mỗi ngày, tỷ lệ thời gian mất kết nối và tải trung bình của máy biên. Ba con số đó mới là căn cứ để chốt cấu hình cho hai xưởng còn lại.
Chọn thiết bị cho lớp máy chủ biên
Nếu dự án chỉ cần đọc và chuyển tiếp dữ liệu, hãy bắt đầu từ nhóm Celeron và chọn theo số cổng nối tiếp cần dùng. Nếu máy phải chạy quy tắc cảnh báo hoặc xử lý ảnh, bỏ qua nhóm Celeron và tính thẳng từ cấp Core i5. Nếu nhiều xưởng cùng gửi dữ liệu về một chỗ, phải tách riêng một máy chủ dữ liệu chứ không dồn vai trò đó cho cổng biên.
Các máy hộp không quạt dùng cho vai trò tương tự nằm ở danh mục máy tính không quạt cho IoT, còn các bài cùng chủ đề nằm ở chuyên mục giải pháp IoT công nghiệp. Phần đối chiếu rộng hơn giữa các dòng máy công nghiệp của hãng nằm ở chuyên mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247.
Khi gửi yêu cầu báo giá, nên kèm bốn con số ở bảng phía trên cùng sơ đồ đặt máy dự kiến. Đó là cách nhanh nhất để nhận lại một cấu hình sát việc thay vì một danh sách model. Trường hợp chưa chốt được nên dùng máy giao kèm phần mềm hay máy hộp thuần phần cứng, có thể chạy công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt rồi gửi kết quả kèm đề nghị báo giá.
Câu hỏi thường gặp về dòng máy chủ biên EIS Advantech
Dòng EIS của Advantech khác máy hộp công nghiệp thường ở chỗ nào?
Khác ở phần mềm giao kèm máy. Máy hộp công nghiệp bán phần cứng, bên tích hợp tự dựng phần thu thập và truyền dữ liệu. Máy dòng EIS giao kèm sẵn lớp phần mềm biên gồm thu thập, chuyển đổi giao thức, dựng luồng và quản lý thiết bị từ xa.
Nên bắt đầu từ cấp nào trong dòng EIS?
Bắt đầu từ số điểm đo và chu kỳ đọc. Dưới vài trăm điểm đo với chu kỳ giây thì cấp Celeron đủ. Có thêm phần tính toán tại chỗ hoặc xử lý ảnh thì lên cấp Core i5. Có nhiều xưởng cùng đẩy dữ liệu về một chỗ thì mới cần cấp máy chủ dữ liệu.
Máy cấp thấp trong dòng EIS có nâng cấp lên cấp cao được không?
Không nâng cấp bằng cách thay linh kiện, vì mỗi cấp là một thân máy riêng. Cách làm thực tế là giữ máy cấp thấp ở vai trò cổng gom dữ liệu tại chuyền, rồi bổ sung máy cấp cao hơn ở phòng kỹ thuật để nhận dữ liệu từ nhiều cổng.
Chọn nền tảng ARM hay nền tảng Intel cho lớp biên?
Nền tảng ARM tiết kiệm điện, thân máy gọn, hợp với trạm chỉ đọc và chuyển tiếp dữ liệu. Nền tảng Intel chạy được phần mềm giám sát bản Windows và các công cụ phân tích nặng hơn. Quyết định theo phần mềm phải chạy chứ không theo giá máy.
Vì sao phải đặt máy chủ ở biên thay vì đẩy hết dữ liệu lên đám mây?
Ba lý do thường gặp: chi phí đường truyền tính theo lượng dữ liệu, độ trễ khi cần phản hồi trong vài chục mili giây, và yêu cầu giữ số liệu tại chỗ khi mạng gián đoạn. Máy biên lọc và gộp dữ liệu trước nên chỉ phần cần thiết mới đi tiếp.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
