E3 là hệ thống HMI/SCADA hệ thứ ba của hãng Elipse Software-Brazil. Đây lào một bước tiến trong việc phát triển các hệ thống truyền thống, từ hệ thống chỉ có hai lớp client/server tới mô hình đa lớp, bao gồm các server, các quy tắc ứng dụng và các trạm client. Với E3, chúng ta có thể thiết lập trao đổi dữ liệu với hàng trăm thiết bị điều khiển và thu thập dữ liệu thông qua các bộ điều khiển chuyên biệt (driver-protocol) và OPC (OLE for Process Control).

Hình 1- Sơ đồ cấu trúc một ứng dụng của E3

CẤU TRÚC: MÔI TRƯỜNG TƯƠNG TÁC (E3 Framework)

E3 Framework là một nền tảng, để thực hiện các ứng dụng, E3 cho phép cài đặt hệ thống và chia sẻ dễ dàng tất cả các ứng dụng. Hệ thống này bao gồm 3 ứng dụng chính: E3 Server, E3 Viewer và E3 Studio. Hình 2 thể hiện cấu trúc của E3 được tổ chức theo các chức năng.

Hình 2-Cấu trúc E3

E3 Server (Máy chủ E3)

Đây là server của các ứng dụng, tại đây các quá trình thực thi của phần mềm được quản lý và truyền thông giữa các phần mềm được xử lý. Các hoạt động đó được tạo nên bởi các thành phần:

• Gửi thông tin đồ họa và dữ liệu tới các client.
• Quản lý các quá trình xử lý các tín hiệu I/O và truyền thông với một vài điểm thu thập.
• Kiểm soát giấy phép bản quyền (License).
• OPC Client and Server.
• Đồng bộ giữa các cảnh báo và các cơ sở dữ liệu.

Có thể sử dụng một số Server (máy) để thực hiện các Project (chương trình) khác nhau để cùng tạo nên một ứng dụng, điều này cho phép dễ dàng phân tán các chức năng của hệ thống vào các máy tính tùy theo nhu cầu của người sử dụng, ngoài ra E3 cũng hỗ trợ cài đặt tính năng dự phòng cho các Project nhằm phòng ngừa các sự cố có thể xảy ra đối với hệ thống.

E3 Viewer (Giao diện vận hành)

E3 Viewer là thành phần chịu trách nhiệm tạo giao diện hoạt động (tương tác với người vận hành), cũng như mô phỏng các ứng dụng trong E3 server. Hoạt động của E3 Viewer có thể được thực hiện thông qua mạng nội bộ hoặc qua Intranet/Internet. Khi sử dụng Windows Terminal Services, có thể mô phỏng hệ thống trên bất kỳ nền tảng nào hệ điều hành khác, như MacOS, Linux hoặc Windows CE… Ngoài ra, có thể sử dụng E3Webserver như là một công cụ cho việc truy cập internet.

E3 Studio (Cấu hình cơ sở dữ liệu)

Đây là công cụ duy nhất để cấu hình hệ thống, nó hoạt động với vai trò là nền tảng phát triển hệ thống. Môi trường cấu hình và thực thi cùng sử dụng chung một cơ sở dữ liệu, điều này cho phép chỉnh sửa ứng dụng và gửi đi những bản hiệu chỉnh ngay khi hệ thống đang hoạt động mà không ảnh hưởng hay làm gián đoạn tới các nhiệm vụ

Người sử dụng có thể chỉnh sửa nhiều ứng dụng cùng lúc, và một ứng dụng có thể được chỉnh sửa bởi nhiều người dùng, bởi vì các E3Studio có thể được kết nối tới cùng một server với các thiết lập khác nhau.

E3 Studio cùng với công cụ trọn bộ cho việc chỉnh sửa đồ họa kiểu vector, gồm các công cụ như trình chỉnh sửa màn hình (screen), báo cáo, đoạn mã (script). Công cụ có một thư viện với hơn ba ngàn biểu tượng đồ họa được tích hợp với ActiveX tạo nên khả năng mở rộng không giới hạn.

Ngoài ra, môi trường này còn có hai công cụ chuyên biệt: Oganizer (Công cụ tổ chức) giúp định vị cũng như phân cấp các đối tượng trong project (dự án) hỗ trợ truy vấn và bảo trì nhanh chóng; và AppBrowser cho phép truy xuất đến các thuộc tính của project tương đối dễ dàng và nhanh chóng thêm chúng vào các đoạn mã (script).

CÁC ĐẶC TRƯNG CHÍNH

Miền ứng dụng

E3 đã đưa ra khái niệm “miền ứng dụng”, đây là tên đăt cho các ứng dụng chạy trên server. Với Domain, việc sử dụng Viewer và lưu trữ dữ liệu trên server trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Ngoài ra nó còn cho phép tạo các bản dự phòng trong trường hợp xảy ra sự cố với bất kỳ điểm nào trong dự án.

Các ứng dụng trong cùng Domain có thể chia sẻ với nhau một vài nguồn tài nguyên (như cảnh báo, driver, màn hình…) như là các thành phần của ứng dụng độc lập nào đó; do đó, các đơn vị ứng dụng có thể được thêm vào, gỡ bỏ một cách linh động hoặc thậm chí là chỉnh sửa Domain chỉ trong vài phút. Một Domain có thể nằm tại một máy tính hoặc phân tán vào một số server trong hệ thống mạng .

Thư viện ElipseX

Dựa trên các module với mô hình hướng đối tượng, E3 đưa ra một hệ thống các thư viện được lập trình bởi người sử dụng, được gọi là ElipseX. XControl là một đối tượng ElipseX bao gồm những phác họa ban đầu, các đối tượng ActiveX, hoặc thậm chí là cả những ElipseX khác. XControl tượng trưng cho các đối tượng được hiển thị và thường được lặp lại trong các ứng dụng như bơm, động cơ, các van, thiết bị đóng/cắt.v.v.

XObject là một đối tượng ElipseX bao gồm các loại biến khác nhau, các công cụ tính toán, I/O tags, thiết lập cảnh báo, dữ liệu quá khứ và nhiều chức năng khác. XObject tượng trưng cho các đối tượng hoặc cấu trúc dữ liệu không hiển thị trên màn hình giao diện. Thường được lặp lại trong các ứng dụng  như tính toán, nhóm dữ liệu, các template vật lý hoặc logic,.v.v.

Với các đối tượng ElipseX sẽ dễ dàng hơn để tạo nên các hình ảnh giao diện khác nhau cho cùng một tập hợp dữ liệu và có thể gồm nhiều đối tượng như cảnh báo, dữ liệu quá khứ, I/O driver.v.v. Với cách đó, một ứng dụng có thể được xây dựng trong một thư viện và được sử dụng lại nhiều lần trong các hệ thống khác nhau. Ngoài ra, bất kỳ thay đổi của thư viện sẽ được ánh xạ tự động trong tất cả các bản sao chép hoặc cập nhật đang được sử dụng trong ứng dụng, điều này có nghĩa là các đối tượng ElipseX có thể được hiệu chỉnh nhiều lần khi cần thiết mà không cần phải cấu hình lại dự án. Ngoài ra các đoạn mã (script) có thể tùy ý sử dụng bên trong ElipseX, điều này tạo tính chủ động để phát triển các phần và hạn chế việc phải lặp lại các đoạn mã (script) nhiều lần trong ứng dụng.

Xây dựng Web với các tiêu chuẩn

E3 đã được xây dựng để chạy các ứng dụng trực tiếp từ trình duyệt và hỗ trợ công nghệ định dạng HTML, cho phép sử dụng các cách sắp xếp, bố trí màn hình giống nhau trong các ứng dụng độc lập hoặc dựa trên nền web. Mỗi khung hình có thể chứa một liên kết tới một trang web trên internet hoặc trên bảng tính điện tử hoặc tới một màn hình khác. Bất cứ màn hình nào trong ứng dụng đều có thể hiện thị thông qua một thiết bị thực thi độc lập (máy ảo) với những bản sao màn hình được kích hoạt cho mỗi kết nối của người dùng truy cập tới máy chủ.

Khả năng kết nối

E3 có khả năng giao tiếp với hơn 300 loại thiết bị và hệ thống, với các công nghệ kết nối khác nhau; ngoài ra còn có thể kết nối trực tiếp tới các OPC server, trên cả hai vai trò là client hoặc server. Đối với những Driver của I/O khác, khách hàng có thể yêu cầu Elipse Software hỗ trợ và phát triển riêng.

Truy cập tới các cơ sở dữ liệu

Server cơ sở dữ liệu chịu trách nhiệm lưu trữ và quản lý các thông tin quá khứ, cảnh báo, các công thức, quy tắc đang được sử dụng. E3 có các giao tiếp riêng để kết nối tới các phần mềm cơ sở dữ liệu Access (.MDB), SQL Server/MSDE, Orcacle hoặc truy cập thông thường bằng các tiêu chuẩn ADO và ODBC, E3 truy cập tới các cơ sở dữ liệu tương ứng bằng các giao tiếp với quá trình và các hệ thống quản lý, bảo trì, sản xuất và quản trị hành chính.

E3Query là đối tượng truy vấn được tích hợp trong E3 và cho phép tự động tạo bảng dữ liệu với những trường thông tin như các chỉ số ban đầu, màn hình sao lưu dự phòng, lưu trữ tạm thời và tự động đồng bộ giữa các máy chủ (server).

KẾT LUẬN

Elipse E3 là một hệ thống giám sát có thể áp dụng tới các quá trình cho của bất kỳ hệ thống nào với các đặc điểm chính như:

• Cấu trúc phân tán cho phép các ứng dụng có thể hoạt động nội bộ trên một máy hoặc qua mạng theo những cách thức rất rõ ràng minh bạch.
• Khả năng mở rộng và tính linh hoạt cao, bởi nó hỗ trợ  số lượng rất lớn các thiết bị và giao thức với khả năng truyền thông cao.
• Cấu hình các ứng dụng dễ dàng, nhanh chóng thông qua ElipseX.

Elipse E3 là một phần mềm HMI/SCADA hoàn hảo, mạnh mẽ, hiệu quả về chi phí và là một sự lựa chọn thông minh cho tất cả các lĩnh vực có nhu cầu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển.

OPC          : OLE for Process Control