[iNut PLC]Hệ thống giám sát nước sinh hoạt bằng - Hướng dẫn giám sát PLC trên Internet

Theo Wikipedia, SCADA là:

SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.

Tuy nhiên, trong thực tế có một số hệ thống vẫn thường được gọi là SCADA, mặc dù những hệ thống này chỉ thực hiện duy nhất một chức năng là thu thập dữ liệu.

Cấu trúc một hệ SCADA có các thành phần cơ bản sau (hình 1):

• Trạm điều khiển giám sát trung tâm: là một hay nhiều máy chủ trung tâm (central host computer server).
• Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Là các khối thiết bị vào ra đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) hoặc là các khối điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành (cảm biến cấp trường, các hộp điều khiển đóng cắt và các van chấp hành…).
• Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ
• Giao diện người - máy HMI (Human - Machine Interface): Là các thiết bị hiển thị quá trình xử lý dữ liệu để người vận hành điều khiển các quá trình hoạt động của hệ thống.

Trên thế giới, ngày càng nhiều doanh nghiệp nổi tiếng đã cung cấp những giải pháp IoT từ dân dụng đến công nghiệp:

• Như Amazon ra Amazon Web Services hỗ trợ các dịch vụ máy chủ và dịch vụ nền IoT.
• Microsoft thì có Azure
• Và rất nhiều các startup khác như: Blynk, Xively, Koor.IO, PubNub (khá nổi tiếng)
• ...

Nhìn chung, IoT trong công nghiệp là xu hướng mà xã hội tương lai sẽ hướng đến. Và chúng ta - những người con của dân tộc Việt Nam - đang ở đâu trong hành trình này?

Có người cho rằng, trong điều kiện đang tiến hành công nghiệp hóa, Việt Nam nên tập trung thực hiện các nội dung của cuộc cách mạng 2.0, đến khi tạo ra đủ tiền đề vật chất mới đặt vấn đề thực hiện cách mạng công nghiệp 4.0.

Cách tiếp cận đó có vẻ thực tế, nhưng không khoa học, trong điều kiện nước ta đã hội nhập sâu rộng với thế giới, đã đạt được những thành tựu to lớn, biến đổi kinh tế - xã hội của cả dân tộc, đang khát khao vươn lên từng nấc thang của quá trình phát triển theo hướng văn minh, hiện đại. Việt Nam đang tiến hành cuộc cách mạng 2.0, xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật và xã hội và cuộc cách mạng 3.0 với sự phát triển của công nghệ thông tin, tự động hóa, mạng Internet rộng khắp cả nước, đồng thời chủ động thực hiện cách mạng công nghiệp 4.0, nhằm tận dụng cơ hội mới để xích gần và đuổi kịp trình độ phát triển của khu vực và thế giới.

Trích http://baodautu.vn/cach-mang-cong-nghiep-40-voi-viet-nam-d77369.html

Ở Việt Nam nói chung hay ở TPHCM nói riêng, với hơn 300 dự án về Internet of Things, chính là minh chứng cho những điều này (trích dẫn từ Cộng đồng IoT Việt Nam của anh David Trieu). Như vậy, Việt Nam chúng ta không hề yếu, không hề chậm chân trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, sự phân mảnh và cạnh tranh trong lĩnh vực này là rất lớn. Vì vậy, nếu có thể, chúng ta hãy cùng nhau, làm phần tốt nhất của mình để tương trợ nhau đưa Việt Nam cán đích 4.0 để đuổi kịp thế giới.

Không phải khách hàng nào cũng sẵn sàng bỏ ra một số tiền lớn để đầu tư một hệ thống Scada công nghiệp, vì:

• Chi phí đầu tư cao.
• Nguyên nhân chính: Thay đổi các hệ thống hiện có dẫn đến sự ngắt ngừng hệ thống.

Chính từ vấn đề ấy, cùng với sự hỗ trợ thử nghiệm của anh Kim Nhật từ CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT ĐIỆN OMINA, nền tảng iNut Platform đã ra được sản phẩm mới gọi là iNut PLC. Với bo mạch iNut PLC, SCADA đã nằm trong lòng bàn tay của bạn.

Với tinh thần, hầu hết các PLC đều có cổng RS485 và hỗ trợ chuẩn truyền thông Modbus RTU. Nên iNut PLC, sẽ giúp PLC kết nối lên Internet bằng cách đồng bộ một số thanh ghi D (DATA MEMORY WORDS) lên Internet. Có thể xem mô tả qua lược đồ sau (click vào để xem rõ hơn):

Với mô tả trên, mỗi PLC sẽ được đồng bộ một số thanh ghi, mà ở phiên bản đầu tiên của iNut PLC sẽ là 8 thanh ghi D101, D102, D103, D104, D105, D106, D107 và D108. Bằng việc vận dụng khéo léo cách sửa chữa các thanh ghi, mà bạn hoàn toàn có thể điều khiển 1 máy bơm hoặc nhiều máy bơm. Ở trên là dùng để điều khiển máy bơm.

Okay, bây giờ mình sẽ thử đặt ra một bài toán như sau:

Một trạm nước thải như hình sau:

• Có 4 máy bơm:
  • G1, G2
  • M1, M2
• Có 2 cảm biến digital:
  • Đầy bể
  • Cạn bể
• Có 2 cảm biến analog 4-20ma
  • Áp suất 1
  • Áp suất 2

Lần lượt đưa 8 giá trị trên vào 8 thanh ghi

• G1: D101
• G2: D102
• M1: D103
• M2: D104
• Đầy bể (ĐB): D105
• Cạn bể (CB): D106
• Áp suất 1: D107
• Áp suất 2: D108

Okay, nào cùng thực chiến!

iNut PLC hỗ trợ các mức điện thế sau: 5VDC/9VDC/12VDC/19VDC/24VDC . Wow, rất nhiều phải không nào. Thích hợp cho nhiều dự án

Okay, sau khi cấp điện, các bạn tiến cành cài đặt mạng cho iNut PLC như sau (các bạn có thể kết nối tới wifi trong nhà hoặc ở những tủ điện không có wifi thì các bạn có thể kết nối với một loại usb wifi 3g nhé)

Ở bước này, các bạn sẽ làm webapp chạy trên máy tính. Ở bước dưới mình sẽ hướng dẫn các bạn tải webapp này lên server internet miễn phí là Heroku.

Cài đặt Node-RED

Các bạn mở Windows command line lên bằng cách nhấn tổ hợp phím Windows + R (phím Windows là phím giữa Alt và Ctrl á). Sau đó gõ lệnh cmd và nhấn OK.

Trong bản lệnh hiện ra, bạn lần lượt chạy các lệnh sau (chép và dán vào từng lệnh một cho chắc nhé)

Clone code về

git clone https://github.com/ngohuynhngockhanh/iNut-Node-RED-Kickstarter

cd iNut-Node-RED-Kickstarter

git checkout inut-plc-example2

Cài đặt

npm install

Chạy chương trình

npm start

Sau khi cài đặt xong, bạn sẽ có một thông báo như thế này:

Và các bạn truy cập vào http://127.0.0.1:1880/... để tiến hành xem khối lệnh nhé! Đây là giao diện của chúng ta.

Các bạn truy cập vào địa chỉ http://localhost:1880/ui/... để xem giao diện đồ họa nhé.

Okay, cài đặt xong rồi, bước tiếp theo là cập nhập các mã thông tin trong ví dụ mẫu cho phù hợp với các thiết bị iNut của bạn. 

Lấy mã thiết bị iNut PLC để xuất khối lệnh vào Node-red

Các bạn lần lượt làm theo các video sau:

Tuyệt vời, các bạn đã thành công, bây giờ các bạn có thể khám phá rất nhiều mẫu ví dụ về Node-red để tự làm một giao diện sáng tạo tại Cộng đồng Arduino Việt Nam - Cộng đồng học thuật chất lượng về tự động hóa tốt nhất.