
Tổng quan
Một trạm cấp khí của nhà cung cấp khí tại Bình Dương đặt trong khuôn viên nhà máy khách hàng, vận hành bằng PLC và 2 bộ hiệu chỉnh lưu lượng khí EVC. Nhà cung cấp khí cần giám sát thông số trạm từ xa trên nền tảng hiển thị của mình, trong khi nhà máy khách hàng cần đọc dữ liệu trạm qua OPC UA mà không được vào mạng điều khiển của trạm. Bài toán đặt ra là một gateway vừa đẩy dữ liệu lên cloud qua 4G, vừa cấp dữ liệu cho nhà máy trên một mạng cách ly.
Công nghệ sử dụng:
Bài toán
Qua khảo sát thực tế, trạm cấp khí nằm trong nhà máy khách hàng có PLC điều khiển trạm và 2 bộ EVC MACBAT 5 đo lưu lượng khí. Dữ liệu trạm cần đi hai hướng — về nền tảng giám sát của nhà cung cấp khí và về hệ thống của nhà máy — trong khi hai mạng phải tách biệt.
Thách thức đặt ra:
-
Chia sẻ dữ liệu nhưng phải cách ly: Nhà máy khách hàng cần dữ liệu trạm theo chuẩn OPC UA, nhưng không được truy cập vào mạng điều khiển của trạm — tránh PLC bị dừng, bị xâm nhập hoặc bị online nhầm giữa hai hệ thống.
-
EVC chạy pin: Bộ hiệu chỉnh lưu lượng MACBAT 5 thường dùng pin; khi truyền thông liên tục về cloud, pin nhanh cạn và đo dễ sai.
-
Đọc 2 EVC trên RS-485 khó ổn định: Ở một trạm tương tự trước đây, gateway đã không đọc trực tiếp được cả 2 EVC.
Yêu cầu:
-
Giám sát từ xa thông số vận hành của trạm trên nền tảng hiển thị (Visualisation Platform) của nhà cung cấp khí.
-
Cấp dữ liệu trạm cho nhà máy khách hàng theo chuẩn OPC UA, trên một mạng cách ly.
-
Cấp nguồn ngoài để EVC hoạt động liên tục và đo chính xác, không phụ thuộc pin.
Giải pháp của Aucontech: IoT Gateway 4G
Aucontech lắp tại trạm một Ewon Flexy 102 làm IoT Gateway và VPN router: đọc dữ liệu từ PLC và 2 bộ EVC MACBAT 5, gửi lên cloud qua 4G, đồng thời cấp dữ liệu cho nhà máy khách hàng qua OPC UA trên một card Ethernet riêng, cách ly với mạng trạm.
Một gateway, hai hướng dữ liệu: cloud qua 4G và nhà máy qua OPC UA
nguồn ngoài INT-S3
RS-485 · Ethernet · 4G
Visualisation Platform
không vào mạng trạm
Cấu hình thiết bị tại trạm
Gateway được lắp thêm card RS-485 (nối MACBAT 5), card Ethernet (OPC UA về nhà máy) và card 4G; anten 4G kéo dây nối dài ra ngoài tủ điện.
Nguyên lý hoạt động
Gateway đọc dữ liệu PLC qua cổng RJ45 của switch.
Gateway đọc dữ liệu MACBAT 5 qua cổng serial bằng Modbus RTU.
Cứ 30–60 giây, gateway gửi dữ liệu về cloud server qua 4G để lưu trữ và xử lý.
- Kết nối: nhà máy cắm cáp Ethernet vào cổng WAN của Ewon, hoặc nối qua hạ tầng Internet/Intranet sẵn có. Cáp Ethernet tối đa 100 m, xa hơn phải dùng cáp quang.
- Gửi theo thay đổi: Ewon chỉ đẩy dữ liệu khi giá trị thay đổi, hoặc theo chu kỳ đã cấu hình.
- Firewall: lọc IP, chỉ hệ thống của nhà máy được truy cập cổng OPC UA.
- Xác thực: nhà máy phải dùng đúng User/Password hoặc Certificate khai báo trên Ewon mới đọc được tag.
Phương án dự phòng đọc EVC
- Gateway đọc MACBAT 5 trực tiếp qua card RS-485, Modbus RTU
- Thiết bị bổ sung: không
- OPC UA về nhà máy: như nhau
- Áp dụng khi gateway không đọc trực tiếp được cả 2 EVC
- Anybus ABC3090-A chuyển Modbus RTU sang Modbus TCP; gateway đọc qua switch
- OPC UA về nhà máy: như nhau
Tách mạng nhà máy khỏi mạng trạm, giảm rủi ro PLC bị dừng, bị xâm nhập hoặc bị online nhầm; trao đổi dữ liệu không ảnh hưởng logic điều khiển của bên nào.
Phạm vi giám sát / điều khiển
Hệ thống giám sát một trạm cấp khí đặt trong nhà máy khách hàng; gateway lấy dữ liệu từ PLC và 2 bộ EVC, rồi cấp cho hai nơi: cloud và nhà máy khách hàng.
Thông số vận hành từ PLC và dữ liệu lưu lượng khí từ 2 EVC, xem từ xa trên nền tảng hiển thị của nhà cung cấp khí.
Nhà máy chỉ đọc được các tag đã khai báo, qua OPC UA có xác thực và lọc IP.
Không nằm trong phạm vi; trao đổi dữ liệu không ảnh hưởng logic điều khiển PLC của bên nào.
Kết quả
Trạm cấp khí được giám sát từ xa qua 4G, đồng thời cấp dữ liệu cho nhà máy khách hàng qua OPC UA trên mạng cách ly, không ảnh hưởng hệ thống điều khiển của hai bên.
Card 4G cấp internet riêng cho gateway, anten kéo ra ngoài tủ điện.
Dữ liệu vận hành lên cloud mỗi 30–60 giây, xem trên nền tảng hiển thị của nhà cung cấp khí.
Nhà máy khách hàng nhận dữ liệu qua OPC UA trên mạng cách ly, không chạm vào mạng điều khiển của trạm.
Nguồn ngoài INT-S3 giúp MACBAT 5 chạy liên tục, không cạn pin khi truyền thông thường xuyên.
Vận hành và báo cáo thực hiện từ xa. Đào tạo và bảo trì sau bàn giao.
Từ dự án này, nhà cung cấp khí tiếp tục hợp tác lâu dài với Aucontech; hiện đang mở rộng giải pháp lên 23 trạm khí.
Trạm của bạn cần chia sẻ dữ liệu cho nhiều bên mà vẫn giữ mạng điều khiển an toàn? Aucontech giúp kết nối thay vì thay thế.


