Trong một hệ thống thu thập dữ liệu, máy đứng ở vai trò cổng gom và chuyển dữ liệu có yêu cầu phần cứng khác hẳn máy chạy màn hình vận hành. Bài này liệt kê sáu yêu cầu riêng của vai trò đó và mã máy tính công nghiệp IoT Advantech đáp ứng từng yêu cầu, để tránh mua nhầm một máy mạnh nhưng thiếu cổng.
Phần dữ liệu giữ ở đâu và giữ bao lâu nằm ở bài dữ liệu IoT công nghiệp giữ gì, giữ ở đâu, giữ bao lâu, bài này chỉ bàn phần cứng của máy.
Sáu yêu cầu riêng của vai trò cổng dữ liệu
| Yêu cầu | Vì sao vai trò này cần | Chi tiết phần cứng phải có | Mã máy Advantech trong danh mục |
|---|---|---|---|
| Nhận nhiều loại tín hiệu trường | Thiết bị trong xưởng dùng nhiều chuẩn khác nhau | Nhiều cổng nối tiếp, cổng vào ra số có cách ly, khe lắp mô-đun fieldbus | ARK-2121F, UNO-2372G, UNO-2484G |
| Chạy liên tục, không người trực | Máy đặt trong tủ, không ai bấm khởi động lại | Không quạt, mạch giám sát treo máy, tự khởi động lại khi có điện | ARK, UNO không quạt; ADAM-6060 có mạch giám sát hệ thống |
| Giữ dữ liệu khi mất đường truyền | Đường truyền tại trạm xa hay gián đoạn | Ổ thể rắn riêng cho phần đệm, mSATA cộng khay 2.5 inch | ARK-2121F, ARK-3520P; EKI-1321 đệm bằng thẻ nhớ |
| Nối mạng không dây và mạng di động | Trạm xa không kéo được cáp mạng | Khe mPCIe khổ đầy đủ kèm giá thẻ SIM, lỗ ra ăng ten | ARK-1550, ARK-3510, ARK-1123H |
| Nguồn hiện trường không ổn định | Cấp từ ắc quy, từ tủ có biến tần | Nguồn vào dải rộng, giắc khoá được, hoặc hai đường nguồn | ARK-3520P nhận 9 tới 36 VDC; UNO-3085G nhận hai nguồn |
| Quản lý và bảo mật từ xa | Máy nằm giữa mạng nhà máy và đường ra ngoài | Chip bảo mật phần cứng, phần mềm quản trị thiết bị của hãng | UNO-2484G có TPM 2.0; TPC-1751T hỗ trợ SNMP Subagent |
Sáu hàng này không phải danh sách tuỳ chọn. Bỏ hàng nào cũng tạo ra một điểm hỏng cụ thể: thiếu cổng thì phải mua bộ chuyển đổi rời, thiếu đệm thì mất số liệu, thiếu nguồn dải rộng thì máy tắt mỗi lần điện chập chờn.
Nhận đủ loại tín hiệu ở hiện trường
Ở hiện trường Việt Nam, một trạm gom điển hình phải nói chuyện cùng lúc với đồng hồ điện qua RS-485, với bộ điều khiển qua Modbus TCP, và đọc vài tiếp điểm khô báo trạng thái máy. Máy cổng phải có sẵn các cổng đó chứ không nên nối qua nhiều lớp chuyển đổi.
ARK-2121F có sáu cổng nối tiếp, sáu cổng USB và cổng vào ra số có cách ly, đủ cho một trạm gom cỡ vừa. UNO-2372G đi theo hướng mô-đun: thân máy có hai cổng mạng, bốn cổng USB, bốn cổng nối tiếp và hai khe mPCIe, phần còn thiếu bổ sung bằng mô-đun iDoor cắm thêm cho fieldbus công nghiệp hoặc cổng cách ly.
Khi điểm đo nằm rải rác và không tiện kéo dây về máy, dùng mô-đun vào ra qua mạng thay vì cố tăng số cổng trên máy. ADAM-6060 có sáu kênh vào số và sáu kênh rơ-le, nói Modbus TCP, đặt ngay tại cụm thiết bị rồi nối về máy bằng một sợi mạng.
Chạy liên tục ở nơi không có người trực
Máy cổng thường nằm trong tủ khoá, có khi ở trạm cách nhà máy vài cây số. Một lần treo máy mà không ai bấm khởi động lại là mất số liệu cả ngày.
- Bỏ chi tiết quay: chọn máy không quạt để loại bỏ nguyên nhân hỏng cơ khí phổ biến nhất.
- Mạch giám sát treo máy: mạch này tự khởi động lại hệ thống khi phần mềm ngừng phản hồi; tài liệu ADAM-6060 ghi mạch giám sát hệ thống 1,6 giây và mạch giám sát truyền thông đặt được thông số.
- Tự chạy lại khi có điện: đặt trong phần thiết lập cơ bản của máy để sau khi mất điện máy tự lên.
- Đèn báo trạng thái ở mặt trước: UNO-2174A và UNO-3085G có đèn báo tình trạng ngay trên thân, giúp người đi kiểm tra đọc được trạng thái mà không cần cắm màn hình.
Giữ dữ liệu khi đường truyền đứt
Đây là yêu cầu hay bị bỏ sót nhất. Máy cổng cần một chỗ ghi tạm để khi đường truyền hồi phục thì gửi bù phần đã lỡ. Dung lượng tính theo số điểm đo nhân tần suất lấy mẫu nhân thời gian mất mạng dài nhất từng gặp tại trạm đó.
Về phần cứng, cách gọn nhất là chọn máy có hai chỗ chứa: một ổ mSATA cho hệ điều hành và một khay ổ 2.5 inch cho phần đệm. ARK-2121F và ARK-3520P đều có cấu hình này, riêng ARK-3520P có hai khay ổ 2.5 inch rút ra được nên thay ổ đệm không phải mở máy. Ở mức thiết bị nhỏ hơn, EKI-1321 dùng thẻ nhớ SD làm bộ đệm dữ liệu khi đường di động gián đoạn.
Nối mạng không dây và mạng di động
Với trạm bơm, trạm quan trắc và tủ ven đường, kéo cáp mạng thường không khả thi. Máy phải có khe mPCIe khổ đầy đủ kèm giá gắn thẻ SIM và lỗ ra ăng ten trên vỏ, hai chi tiết này phải có sẵn từ nhà máy chứ không tự thêm được.
ARK-1550 có một khe mPCIe khổ đầy đủ cho mô-đun di động và một khe nửa khổ cho mô-đun Wi-Fi. ARK-3510 có hai khe miniPCIe kèm hai giá thẻ SIM, dùng được khi cần hai nhà mạng dự phòng cho nhau. ARK-1123H có một khe Mini PCIe khổ đầy đủ, lắp được mô-đun Wi-Fi 802.11 a/b/g/n tuỳ chọn hoặc mô-đun mạng di động cho vai trò cổng IoT.
Nguồn cấp và bảo mật tại chỗ
Nguồn tại hiện trường ít khi ổn định. Trạm chạy ắc quy có điện áp tụt sâu lúc tải nặng, tủ có biến tần có xung nhiễu theo đường nguồn. Máy nhận dải rộng 9 tới 36 VDC như ARK-3520P đi qua được các nhịp đó, còn UNO-3085G nhận hai đường nguồn để một đường mất thì máy vẫn chạy, kèm cách ly giữa vỏ máy và mát nguồn.
Phần bảo mật cần tính từ lúc chọn máy vì máy cổng nằm ngay chỗ nối giữa mạng nhà máy và đường ra ngoài. UNO-2484G có chip bảo mật TPM 2.0 riêng, dùng để giữ khoá và kiểm tra tính toàn vẹn khi khởi động. Các dòng TPC và ARK hỗ trợ SNMP Subagent và phần mềm quản trị thiết bị của hãng, nội dung này nằm ở bài quản lý đội máy công nghiệp Advantech từ xa.
Chọn máy tính công nghiệp IoT Advantech
Bốn số liệu đủ để chốt máy cổng: số điểm đo và chuẩn tín hiệu của từng điểm, tần suất lấy mẫu, thời gian mất mạng dài nhất phải chịu được, và nhiệt độ đo trong tủ tại vị trí đặt máy. Có bốn số này thì danh sách model rút lại còn vài mã.
Máy cổng và mô-đun thu thập xem trong danh mục máy tính không quạt cho IoT. Các hạng mục cần ghi vào yêu cầu kỹ thuật trước khi gửi hỏi giá nằm ở bài lập yêu cầu kỹ thuật mua máy tính công nghiệp IPC. Bối cảnh chung về dòng máy nhúng của hãng có ở trang máy tính nhúng Advantech trên IPC247.
Có đủ bốn số liệu rồi thì lọc model bằng công cụ chọn máy theo yêu cầu, ghi rõ số cổng nối tiếp và nhu cầu mạng di động.
Câu hỏi thường gặp về máy tính công nghiệp IoT Advantech
Máy làm cổng IoT có cần cấu hình mạnh không?
Thường không. Việc chính là đọc tín hiệu, chuyển đổi giao thức và đẩy dữ liệu đi, tải tính toán thấp. Thứ quyết định là số cổng đúng loại, dung lượng đệm và độ ổn định khi chạy liên tục. Cấu hình mạnh chỉ cần khi máy phải xử lý ảnh ngay tại chỗ.
Có nên dùng bộ định tuyến phổ thông thay cho máy tính công nghiệp?
Chỉ khi dữ liệu đơn giản và không cần lưu tại chỗ. Bộ định tuyến phổ thông không có cổng nối tiếp cách ly, không có vào ra số, không chạy được phần mềm chuyển đổi giao thức và không công bố dải nhiệt làm việc trong tủ điện.
Đường truyền hay rớt thì phải chuẩn bị gì?
Chuẩn bị bộ nhớ đệm tại chỗ và cơ chế gửi bù. Máy cần một ổ thể rắn riêng cho phần đệm, dung lượng tính theo số điểm đo nhân với tần suất lấy mẫu nhân với thời gian mất mạng dài nhất từng gặp.
Nối mạng di động thì cần gì trên máy?
Cần một khe mPCIe khổ đầy đủ kèm giá gắn thẻ SIM và lỗ ra ăng ten trên vỏ. Các dòng ARK-2121F, ARK-1550 và ARK-3510 đều công bố khe mPCIe có giá SIM, riêng ARK-3510 có hai khe kèm hai giá SIM.
Máy cổng IoT có cần phần bảo mật riêng không?
Có, vì máy này nằm giữa mạng nhà máy và đường ra ngoài. Nên chọn máy có chip bảo mật phần cứng như UNO-2484G với TPM 2.0, đặt máy sau một lớp mạng riêng và không dùng chung tài khoản quản trị với máy trạm văn phòng.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
