Trang chủ Công nghệ & Ứng dụng Công nghệ & Ứng dụng Sử dụng điện toán đám mây để lưu trữ và phân phối dữ liệu sản xuất

Sử dụng điện toán đám mây để lưu trữ và phân phối dữ liệu sản xuất

Các phần mềm giao diện người máy, cơ sở dữ liệu và lịch sử dữ liệu trên nền điện toán đám mây thực sự là một cổng phân phối lý tưởng để cung cấp các thông tin về máy móc, về sản xuất, về toàn bộ nhà máy cho những nơi cần sử dụng. Khả năng của đám mây trong việc thu thập dữ liệu từ các hệ thống tự động hóa trong sản xuất và sau đó phân phối, chia sẻ các dữ liệu này tới người dùng sẽ giúp tiết kiệm chi phí, cải thiện tốc độ, nâng cao độ bảo mật và rất nhiều những lợi ích khác cho nhà máy.

Khái niệm “đám mây” trên thực tế đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng như webmail, thương mại điện tử (eBay), chia sẻ âm nhạc, video số và mạng xã hội. Cũng giống như việc lưu trữ và phân phối dữ liệu sản xuất, các ứng dụng thương mại cũng đòi hỏi độ an toàn của dữ liệu lưu trữ và khả năng gửi một dung lượng lớn dữ liệu cùng lúc tới nhiều người dùng. Điểm khác biệt cơ bản giữa ứng dụng thương mại và ứng dụng sản xuất chính là độ bảo mật và độ tin cậy cao hơn khi lưu trữ và phân phối dữ liệu trong một nhà máy.

Các kiểu hạ tầng đám mây và cách thức hosting

Có nhiều kiểu hạ tầng đám mây khác nhau người dùng có thể lựa chọn tùy vào từng ứng dụng cụ thể. Lựa chọn đầu tiên mà người dùng có thể xem xét là sử dụng một trong 3 kiểu đám mây phổ biến nhất hiện nay: đám mây công cộng, đám mây cá nhân và đám mây lai.

Hạ tầng đám mây công cộng được sở hữu bởi một tổ chức cung cấp dịch vụ đám mây và có thể công cộng hóa cho người sử dụng. Hạ tầng đám mây cá nhân thì chỉ được vận hành cho các công ty tạo ra dữ liệu. Nó có thể được quản lý bởi chính công ty đó hoặc một đơn vị thứ ba khác. Đám mây lai là sự kết hợp giữa đám mây công cộng và đám mây cá nhân cùng nhau theo một tiêu chuẩn và một công nghệ ưu tiên cho phép dữ liệu và ứng dụng có thể di chuyển được.

Hình 1- Truy cập dữ liệu qua đám mây là giải pháp tốt hơn so với sử dụng hạ tầng IT nội bộ

Sau khi lựa chọn xong hạ tầng đám mây, vấn đề tiếp theo là lựa chọn cách thức hosting. Như đã đề cập trước đây, phần mềm lưu trữ và phân phối dữ liệu có thể là một gói điều khiển giám sát HMI, một gói phần mềm thu thập dữ liệu hay một cơ sở dữ liệu. Phần mềm này có thể chạy trên nền đám mây hoặc chạy trong mạng nội bộ và sau đó tải dữ liệu lên đám mây. Trong một ứng dụng chạy trên nền đám mây, phần mềm lưu trữ và phân phối dữ liệu chạy toàn bộ trên đám mây và kết nối từ xa tới mạng tự động hóa trong nhà máy thông qua Internet. Trong một ứng dụng chạy trong mạng nội bộ, phần mềm lưu trữ và phân phối dữ liệu chạy trong nhà máy và được kết nối trực tiếp tới mạng tự động hóa của nhà máy qua Internet. Nó đẩy dữ liệu lên đám mây để phân phối dữ liệu tới người dùng. (Hình 1)

Bất kể là chạy phần mềm lưu trữ và phân phối dữ liệu trên đám mây hay tại chỗ, công ty phải chọn cho mình một nhà cung cấp dịch vụ đám mây. Về cơ bản, nhà cung cấp dịch vụ đám mây thường cung cấp 3 loại dịch vụ sau:

- Hạ tầng dịch vụ (IaaS)

- Nền tảng dịch vụ (PaaS)

- Phần mềm dịch vụ (SaaS)

Nhà cung cấp hạ tầng dịch vụ IaaS, ví dụ Amazon Web Services, là hạ tầng dịch vụ lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhiều nhất bởi các ứng dụng HMI. Họ cho phép các công ty triển khai và chạy phần mềm HMI trên đám mây giống như trên chính hạ tầng công nghệ thông tin của mình. Nhà cung cấp IaaS cung cấp dịch vụ dự liệu của các máy chủ ảo, máy lưu trữ ảo, mạng ảo và các tài nguyên tính toán khác theo yêu cầu. Điều này cho phép các công ty chỉ phải trả chi phí cho dữ liệu online mà họ cần. Các công ty không tham gia vào việc quản lý hay điều khiển hạ tầng của đám mây nhưng có thể điều khiển hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng và lựa chọn các thành phần mạng (ví dụ: tường lửa máy chủ).

Nhà cung cấp nền tảng dịch vụ PaaS, giống như Azure của Microsoft hay Goople Apps, có một bộ phần mềm và các công cụ phát triển sản phẩm được lưu trữ trên cơ sở hạ tầng của họ, cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng trên Internet. Các công ty sử dụng dịch vụ này không quản lý hay điều khiển hạ tầng của đám mây nhưng có thể điều khiển các ứng dụng triển khai và cấu hình môi trường hosting của ứng dụng. PaaS là một cách thức tương đối phổ biến dành cho các khách hàng phát triển phần mềm HMI của chính mình.

Nhà cung cấp phần mềm dịch vụ SaaS, ví dụ như hệ thống thư điện tử trên nền Web, cho phép một công ty sử dụng ứng dụng đang chạy trên hạ tầng đám mây của nhà cung cấp thông qua các thiết bị Client như Web Browser. Các công ty không quản lý hay điều khiển hạ tầng đám mây nhưng bù lại phải trả phí khi sử dụng ứng dụng.

Những lợi ích của đám mây

Ngày nay, nhà cung cấp dịch vụ có thể tích hợp các công cụ và toàn bộ tài nguyên đám mây vào một nơi sử dụng chung cho phép khởi tạo và quản lý các nguồn tài nguyên. Tất cả đều được cung cấp cùng với các ứng dụng di động để sử dụng được mọi lúc mọi nơi.

Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây cũng cung cấp các khuôn mẫu được xây dựng sẵn để đơn giản hóa quá trình triển khai các tài nguyên mới như máy chủ ảo, bộ nhớ ảo và các ứng dụng. Các mẫu này được tối ưu cho từng ứng dụng cụ thể: hệ điều hành, phần mềm cơ sở dữ liệu và các phần mềm theo yêu cầu khác. Điều này giúp giảm thiểu thời gian cấu hình và cài đặt phần mềm cho các nhân viên IT và nhân viên OT. Các nhà cung cấp cũng cho phép tạo ra các mẫu tùy biến cho các ứng dụng HMI riêng. Với khả năng này, sẽ chỉ mất vài phút để người dùng tạo ra các tài nguyên đám mây mới.

Các ứng dụng và giao diện đám mây được xây dựng dựa trên các công nghệ mở như Java, HTML5 và dịch vụ web RESTful. Người dùng và các nhà phát triển có thể truy cập tài nguyên đám mây sử dụng các giao diện chuẩn và thông dụng. Các công nghệ mở như OpenStack, CloudStack và Eucalyptus cũng có thể sử dụng để tạo ra một nền tảng điện toán đám mây cá nhân riêng. Những nhà cung cấp dịch vụ đám mây thương mại thường hay sử dụng các công nghệ này.

Tính an toàn

Sử dụng dịch vụ đám mây trong lưu trữ dữ và phân phối dữ liệu giúp cải thiện độ an toàn, độ bảo mật và độ tin cậy của dữ liệu. Kiến trúc điện toán đám mây có xu hướng đồng nhất hơn so với tất cả các kiến trúc điện toán truyền thống. Kiến trúc đồng nhất hơn sẽ mang lại độ bảo mật cao hơn nhờ phân phối và thực hiện tốt hơn việc điều khiển cấu hình, kiểm chứng độ bảo mật, kiểm tra tình trạng nguy hiểm và nhiều yếu tố khác. Trong một môi trường hạ tầng công nghệ thông tin truyền thống, một hệ thống có thể bị sập hoàn toàn nếu cả máy chủ chính và máy chủ dự phòng bị lỗi tại cùng một thời điểm. Đối với kiến trúc đám mây, nếu một nút máy tính - đám mây bị lỗi trong hệ thống, các nút khác sẽ đứng ra đảm nhiệm vai trò của nút bị lỗi ngay lập tức mà không làm gián đoạn hoạt động của hệ thống.

Phân phối dữ liệu đám mây

Việc truy cập đám mây có thể thực hiện từ xa, trên toàn thế giới từ bất kỳ thiết bị nào có khả năng kết nối Internet như PC, điện thoại thông minh hay máy tính bảng. Thông qua tính năng truy cập này, người dùng có thể giám sát và phân tích các thông tin trên kho lưu trữ dữ liệu và phần mềm phân phối.

Các nhà cung cấp điện toán đám mây có nhiều kết nối internet và luôn có dự phòng cho những kết nối đó. Nếu một công ty lựa chọn sử dụng hạ tầng IT của chính mình, việc truy cập dữ liệu người dùng sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào một nhà cung cấp dịch vụ internet của công ty. Khi nhà cung cấp dịch vụ này bị gián đoạn, người dùng sẽ mất khả năng truy cập tới các ứng dụng HMI.

Hình 2 - Phân phối dữ liệu đám mây

Dữ liệu được lưu trữ trên một đám mây có thể truy cập được một cách dễ dàng, khôi phục một cách nhanh chóng và thường có độ tin cậy rất cao. Dung lượng tài nguyên theo nhu cầu có thể bảo đảm được độ ổn định khi đối mặt với các nhu cầu dịch vụ tăng cao cũng như khôi phục nhanh chóng trước những sự cố nghiêm trọng.

Sử dụng công nghệ đẩy dữ liệu lên đám mây thay vì dùng công nghệ kéo dữ liệu sẽ giúp giải quyết được vấn đề này. Công nghệ đẩy dữ liệu sẽ không để lại các cổng mạng mở trên hạ tầng điều khiển. Sử dụng một đám mây lai với một kết nối mạng riêng ảo tới hạ tầng điều khiển là một giải pháp được đề xuất đáng xem xét.

Hỗ trợ nhân viên di động

Ngày nay, rất nhiều ứng dụng di động được sử dụng để điều khiển hay giám sát hệ thống từ xa. Các ngành công nghiệp như Xử lí nước và xử lí nước thải, dầu khí, công nghiệp tái chế năng lượng là những người dùng phổ biến công nghệ di động này.

Bằng cách sử dụng các tính năng điều khiển giám sát từ xa, người dùng có thể xem và kiểm tra tất cả thông tin về thiết bị hiện trường thông qua giao diện HMI trên thiết bị di động (Hình 4). Dữ liệu từ HMI sẽ được đẩy lên đám mây và tất cả các thiết bị di động: điện thoại thông minh, máy tính bảng có thể quan sát giao diện này thông qua đám mây.

Trong trường hợp các truy cập là nội bộ bên trong nhà máy sản xuất, sử dụng mạng Wi-Fi sẽ hiệu quả hơn, bảo đảm dịch vụ vẫn hoạt động tốt khi đám mây hoặc kết nối tới nó bị sự cố.

Các nhà tích hợp hệ thống có thể cung cấp giải pháp giám sát trên nền đám mây giống như một dịch vụ, cài đặt toàn bộ hệ thống và bán giải pháp này cho khách hàng. Ví dụ, một công ty có thể có nhu cầu đánh giá thông tin về giếng dầu chỉ trong một tháng. Họ sẽ thuê một đơn vị tích hợp hệ thống cài đặt một hệ thống giám sát từ xa trên nền đám mây thay vì phải phát triển một hệ thống của riêng mình, do thời gian sử dụng dịch vụ của họ là rất ngắn.

HMI, đám mây và công nghệ di động hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và rất phù hợp cho các ứng dụng truy cập di động. Sử dụng đám mây để truy cập tới dữ liệu HMI thông qua thiết bị di động thường là giải pháp tốt hơn và kinh tế hơn phương thức mua, thực hiện hay bảo trì hạ tầng điện toán nội bộ. Người dùng có thể bắt đầu một cách chậm chạp với một ứng dụng HMI, nhưng sau đó họ có thể nhanh chóng sử dụng và mở rộng sang nhiều ứng dụng khác sau khi đã quen với công nghệ được sử dụng trên đám mây.

NHẬT MINH (theo www.automation.com)

Số 180 (3/2016)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay


Newer news items:
Older news items:

 

Hỗ trợ online

Hỗ trợ Web
Mr Phương: 0988906030

Liên kết & Quảng cáo


 
 
 






 


 

Nhà tài trợ


Sửa biến tần

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết