Chiều 3 tháng 3 năm 2016, Chủ tịch UBND TP.HCM Nguyễn Thành Phong tiếp và làm việc với Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc Siemens Việt Nam Phạm Thái Lai. Phía Siemens muốn hợp tác về giao thông thông minh và cấp điện cho xe điện ngầm. Bài viết ghi lại buổi làm việc đó, rồi bàn việc luôn phát sinh trong dự án dạng này: thiết bị nhiều hãng phải nói chuyện được với nhau, và bộ chuyển đổi giao thức Advantech đứng ở đâu.
Nội dung buổi làm việc năm 2016
Tại buổi tiếp, đại diện Siemens giới thiệu khái quát hoạt động của công ty tại Việt Nam. Siemens có mặt tại Việt Nam từ năm 1993, văn phòng chính đặt tại TP.HCM, và khi đó khẳng định kế hoạch đầu tư lâu dài. Phía thành phố nêu các thách thức đang phải giải quyết gồm hạ tầng giao thông, chống ngập, môi trường và chỉnh trang đô thị, đồng thời mong muốn doanh nghiệp tiếp tục tham gia các dự án thuộc những lĩnh vực này.
Đây là một buổi làm việc ở mức chủ trương, chưa phải hợp đồng kỹ thuật. Nhưng nó cho thấy một đặc điểm đúng với mọi dự án hạ tầng lớn: mỗi hạng mục do một nhà thầu khác nhau làm, mỗi nhà thầu mang thiết bị của hãng mà họ quen. Sau vài năm, thành phố có nhiều hệ thống tốt nhưng không nói chuyện được với nhau.
Vì sao dự án giao thông luôn có thiết bị nhiều hãng
Ba nguyên nhân lặp lại ở hầu hết dự án.
- Chia gói thầu theo hạng mục. Đèn tín hiệu, camera, bảng thông tin điện tử, hệ thống cấp điện và phần mềm trung tâm thường thuộc các gói khác nhau, đấu thầu vào các thời điểm khác nhau.
- Thiết bị có tuổi thọ dài hơn phần mềm. Một tủ điều khiển ngoài đường chạy hơn mười năm, trong khi phần mềm trung tâm được thay mới vài lần trong quãng đó. Hệ mới phải đọc được thiết bị cũ.
- Mở rộng theo giai đoạn. Giai đoạn sau hiếm khi mua đúng model của giai đoạn trước, vì model cũ đã ngừng sản xuất.
Hệ quả là lớp kết nối trở thành phần quyết định dự án chạy được hay không. Phần này ít được nhắc trong hồ sơ nhưng chiếm phần lớn thời gian hiệu chỉnh tại hiện trường.
Bốn cách đưa thiết bị của nhiều hãng về một hệ
| Tình huống tại hiện trường | Cách xử lý | Điểm cần chú ý |
|---|---|---|
| Thiết bị có cổng RS-485 và nói Modbus RTU | Dùng bộ chuyển đổi Modbus để hệ trung tâm hỏi bằng Modbus TCP | Đếm số thiết bị con trên mỗi cổng, chia bớt sang cổng thứ hai nếu vòng hỏi đáp quá lâu |
| Thiết bị chạy giao thức riêng của hãng qua cổng nối tiếp | Dùng bộ chuyển tiếp cổng nối tiếp qua mạng, phần mềm của hãng vẫn chạy như đang nối trực tiếp | Kiểm tra phần mềm có chịu được độ trễ mạng không, và có tự nối lại sau khi mất kết nối không |
| Bộ điều khiển của hãng khác đã có cổng mạng và giao thức mở | Đọc thẳng, không thêm thiết bị trung gian | Thống nhất danh sách điểm dữ liệu và chu kỳ cập nhật trước khi triển khai |
| Hai vùng mạng do hai đơn vị quản lý | Đặt một điểm nối duy nhất có kiểm soát, cấu hình lại quyền truy cập theo cổng | Bên vận hành và bên công nghệ thông tin cần cùng nhìn thấy trạng thái thiết bị |
Trường hợp thứ tư thường bị bỏ quên. Bên vận hành muốn theo dõi thiết bị bằng phần mềm điều khiển, bên công nghệ thông tin muốn theo dõi cùng thiết bị đó bằng công cụ quản trị mạng. Có loại switch đáp ứng cả hai bằng cách trả lời Modbus/TCP cho phần mềm giám sát và trả lời SNMP cho hệ quản trị mạng.
Thiết bị Advantech cho lớp kết nối nhiều hãng
| Vai trò | Model | Thông số theo tài liệu hãng | Dùng khi nào |
|---|---|---|---|
| Chuyển đổi Modbus giữa mạng và bus nối tiếp | EKI-1221 | 2 cổng Ethernet 10/100 Mbps cho mạng dự phòng, ghép mạng Modbus TCP với Modbus RTU và ASCII, tốc độ tới 921,6 kbps và đặt được tốc độ tuỳ ý, hỗ trợ tới 16 kết nối và 32 yêu cầu cùng lúc, tới 31 thiết bị con trên mỗi cổng nối tiếp, chọn RS-232/422/485 bằng phần mềm, tự điều khiển hướng truyền RS-485, chống tĩnh điện 15 kV trên chân tín hiệu, gá thanh DIN, treo tường hoặc gá bảng | Thiết bị hiện trường nói Modbus RTU, hệ trung tâm muốn hỏi bằng Modbus TCP |
| Chuyển tiếp cổng nối tiếp qua mạng, nhiều cổng | EKI-1524 | 2 cổng Ethernet 10/100 Mbps cho mạng dự phòng, các chế độ cổng COM ảo, TCP và UDP, tốc độ tới 921,6 kbps, cho phép tối đa 5 máy chủ cùng truy cập một cổng nối tiếp và truy cập tới 16 máy chủ ở chế độ TCP client, chống tĩnh điện 15 kV trên chân tín hiệu, cấu hình bằng tiện ích Windows, Telnet hoặc trình duyệt, có chứng nhận Class I Division 2, số cổng nối tiếp theo tài liệu hãng | Nhiều thiết bị nối tiếp trong cùng một phòng thiết bị, phần mềm của hãng cần cổng COM |
| Chuyển tiếp một cổng nối tiếp lẻ | ADAM-4571 | 1 cổng RS-232/422/485, cổng Ethernet 10/100 Mbps tự nhận tốc độ, tốc độ nối tiếp tới 921,6 kbps, các chế độ cổng COM ảo, TCP và UDP, tối đa 5 máy chủ truy cập một cổng, tự nối lại khi mất kết nối, chống tĩnh điện 15 kV trên chân tín hiệu, cập nhật phần sụn từ xa | Một thiết bị lẻ nằm cách xa phòng thiết bị, không đáng đặt bộ nhiều cổng |
| Điểm nối giữa vùng vận hành và vùng quản trị mạng | EKI-5524SS | Trả lời Modbus/TCP cho phần mềm giám sát và SNMP cho hệ quản trị mạng cùng lúc, ưu tiên lưu lượng theo cổng, nguồn vào dải rộng 8,4 đến 52,8 VDC và nguồn kép 12 đến 48 VDC kèm rơ le báo lỗi, bảo vệ nhiễu mức 3, hỗ trợ khung dữ liệu lớn tới 9.216 byte, phát hiện vòng lặp mạng, bản dải nhiệt rộng làm việc âm 40 đến 75 độ C | Hai đơn vị cùng phải nhìn thấy trạng thái một hệ thống |
| Phần mềm giám sát ghép nhiều nguồn | WebAccess | Kiến trúc phân tán với máy chủ cơ sở dữ liệu trung tâm và nhiều nút giám sát, giao diện chạy trên trình duyệt theo chuẩn HTML5, bộ trình điều khiển cho thiết bị vào ra và các dòng bộ điều khiển lập trình phổ biến, kết nối dữ liệu qua giao thức công nghiệp và ODBC, dự phòng cho máy chủ giám sát, cổng và thiết bị, có giao diện lập trình và dịch vụ web | Cần một màn hình chung cho các hệ vốn thuộc nhiều nhà thầu |
Vai trò của phần mềm giám sát trong một dự án hạ tầng được nói kỹ hơn ở bài khi nào cần một hệ thống SCADA và bài phần mềm WebAccess HMI SCADA. Phần thiết bị chuyên cho tín hiệu giao thông nằm ở bài hệ thống giao thông thông minh Advantech, còn cách chia vùng mạng có ở bài mạng máy tính công nghiệp.
Chọn thiết bị cho lớp kết nối
Ba thông tin quyết định danh mục: bảng kê thiết bị hiện có kèm cổng vật lý và giao thức của từng thiết bị, chu kỳ cập nhật mà hệ trung tâm yêu cầu cho mỗi nhóm điểm dữ liệu, và ranh giới quản lý giữa các đơn vị. Nên lập bảng kê này trước khi chọn model, vì số cổng nối tiếp và số thiết bị con trên mỗi bus quyết định mua bao nhiêu bộ chuyển đổi.
Thiết bị mạng và bộ chuyển đổi chọn ở nhóm Embedded IoT Solutions. Trang sản phẩm hai mã dùng nhiều ở lớp này là EKI-1221 và EKI-1524, phần mềm giám sát có tại trang WebAccess.
Phần kiến thức nền về máy tính công nghiệp làm nút giám sát có tại chuyên mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Khi cần lọc model theo số cổng nối tiếp và số cổng mạng, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt.
Câu hỏi thường gặp về bộ chuyển đổi giao thức Advantech
Bộ chuyển đổi Modbus khác bộ chuyển tiếp cổng COM ở chỗ nào?
Bộ chuyển đổi Modbus hiểu nội dung bản tin: nó nhận yêu cầu Modbus TCP từ mạng, dịch thành Modbus RTU trên bus nối tiếp rồi trả kết quả về. Bộ chuyển tiếp cổng COM chỉ chuyển nguyên byte qua mạng và cần phần mềm tạo cổng COM ảo trên máy chủ, phù hợp khi thiết bị chạy giao thức riêng của hãng.
Một cổng nối tiếp gắn được bao nhiêu thiết bị?
Trên bus RS-485, một cổng thường quản lý được vài chục thiết bị con tuỳ khả năng của bộ chuyển đổi. Nhưng số thiết bị càng nhiều thì một vòng hỏi đáp càng lâu, nên khi cần số liệu cập nhật nhanh phải chia bớt sang cổng thứ hai thay vì dồn hết vào một bus.
Nên đọc thẳng từ bộ điều khiển của hãng khác hay qua lớp trung gian?
Nếu bộ điều khiển đã hỗ trợ giao thức mở thì đọc thẳng, ít thiết bị hơn và ít điểm hỏng hơn. Chỉ đặt lớp trung gian khi thiết bị dùng giao thức riêng, khi cần cách ly hai vùng mạng, hoặc khi số lượng yêu cầu từ trung tâm vượt khả năng đáp ứng của bộ điều khiển.
Làm sao biết trước hai hệ của hai hãng ghép được với nhau?
Trước khi ký hợp đồng, yêu cầu mỗi bên nộp danh sách điểm dữ liệu kèm giao thức, kiểu dữ liệu và chu kỳ cập nhật. Ghép hai danh sách đó trên giấy sẽ lộ ngay chỗ thiếu. Việc này rẻ hơn nhiều so với phát hiện lúc thiết bị đã lắp xong ngoài hiện trường.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
