XÂY DỰNG CÔNG CỤ THIẾT KẾ ỨNG DỤNG SCADA HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

Luận văn thạc sĩ về xây dựng công cụ thiết kế SCADA hướng đối tượng, chuyên ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa. Nghiên cứu và ứng dụng thực tế.

• Tác giả: Hồ Ngọc Tài
• Người hướng dẫn: TS. Trương Đình Châu
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Xây Dựng Công Cụ Thiết Kế Ứng Dụng SCADA Hướng Đối Tượng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tìm Hiểu Tổng Quan Về Công Cụ Thiết Kế SCADA Luận Văn

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình từ xa. Người vận hành có thể dễ dàng nhận biết và điều khiển hoạt động của thiết bị thông qua giao diện máy tính và mạng truyền thông. Hệ thống SCADA cho phép thu thập dữ liệu, điều khiển và giám sát trên phạm vi rộng lớn, tốc độ nhanh và độ tin cậy cao nhờ vào các giao thức mở và các mạng truyền thông. Ngày nay, nhiều dòng PLC có khả năng đảm nhận việc giám sát và điều khiển tại các điểm cục bộ. Cấu trúc hệ thống SCADA được xây dựng theo cấu trúc phân tán, trong đó máy chủ là bộ xử lý trung tâm, các máy tính kết nối với nhau thông qua mạng LAN. Các hệ thống SCADA hiện đại thường hỗ trợ giao thức mở với mô hình Server - Client. Theo tác giả Hồ Ngọc Tài trong luận văn, hệ thống SCADA tích hợp nhiều đặc tính nổi bật như đồ họa trực quan, hệ thống lưu trữ dữ liệu (Historian), cảnh báo và ghi nhận sự kiện (Alarm/ Event System), hỗ trợ các chuẩn truyền thông, báo cáo theo tiêu chuẩn công nghiệp, tích hợp tín hiệu video động và khả năng đồng bộ thời gian. Tự động hóa là xu hướng tất yếu, tác động đến chi phí và khả năng cạnh tranh. Do chi phí đầu tư ban đầu tương đối lớn, hệ thống SCADA thường được ưu tiên sử dụng cho các dây chuyền sản xuất quy mô lớn.

1.1. Phân Tích Cấu Trúc và Thuộc Tính Hệ Thống SCADA

Hệ thống SCADA được xây dựng trên cấu trúc phân tán, bao gồm máy chủ trung tâm và các máy trạm kết nối qua mạng LAN. Mỗi thành phần trong hệ thống có nhiệm vụ riêng biệt, từ thu thập dữ liệu đến hiển thị và báo cáo. Hệ thống được thiết kế theo giao thức mở với mô hình Server-Client, cho phép các thành phần giao tiếp và trao đổi thông tin dễ dàng. Các đặc tính quan trọng của hệ thống bao gồm đồ họa trực quan, khả năng lưu trữ dữ liệu, hệ thống cảnh báo sự kiện, hỗ trợ các chuẩn truyền thông công nghiệp, và khả năng tích hợp tín hiệu video. Các tác giả cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của khả năng đồng bộ thời gian giữa các thành phần trong hệ thống.

1.2. Ưu Điểm và Nhược Điểm Phần Mềm SCADA Phổ Biến

Phần mềm SCADA mang lại giao diện trực quan, hỗ trợ nhiều chuẩn truyền thông, khả năng thu thập và quản lý dữ liệu hiệu quả, đồng thời đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cao. Tuy nhiên, chúng thường bị giới hạn trong việc giao tiếp với các dòng thiết bị cụ thể và yêu cầu chi phí đầu tư ban đầu đáng kể. Bên cạnh đó, các thuộc tính và cấu trúc đối tượng thường bị khóa, gây khó khăn cho việc mở rộng và nâng cấp hệ thống. Luận văn cũng đề cập đến sự phát triển của các hệ thống SCADA nội địa, như phần mềm ATSCADA của công ty ATPro Corp, mặc dù vẫn còn hạn chế về hiệu suất và khả năng quản lý dữ liệu.

II. Vấn Đề Giải Pháp Xây Dựng Công Cụ Thiết Kế SCADA

Các hệ thống SCADA hiện tại thường mang tính chất cạnh tranh giữa các nhà sản xuất, thiếu hỗ trợ cho người dùng trong việc nâng cấp hệ thống. Chi phí đầu tư thiết kế và xây dựng hệ thống còn khá cao. Các hệ thống hiện nay thường chỉ tập trung vào các dòng thiết bị điều khiển nhất định, thiếu sự đa dạng về giao thức truyền thông, gây khó khăn trong việc kết nối và tích hợp. Môi trường vận hành các hệ thống SCADA hiện tại yêu cầu cài đặt thêm nhiều phần mềm đính kèm, đòi hỏi cấu hình máy tính cao. Đồng thời, các hệ thống này chưa được tích hợp thêm giao thức truyền thông OPC UA. Theo Hồ Ngọc Tài trong luận văn, mục tiêu của đề tài là xây dựng công cụ có khả năng thiết kế ứng dụng hệ thống SCADA vào thực tế hoạt động sản xuất, đáp ứng nhu cầu giám sát, điều khiển cho các hệ thống vừa và nhỏ, giải quyết vấn đề làm chủ công nghệ, có khả năng mở rộng trong tương lai.

2.1. Mục Tiêu Chính Của Công Cụ Thiết Kế SCADA Mới

Mục tiêu chính là tạo ra một công cụ có khả năng thiết kế ứng dụng hệ thống SCADA vào thực tế sản xuất. Công cụ này cần đáp ứng nhu cầu giám sát và điều khiển cho các hệ thống vừa và nhỏ, đồng thời giải quyết vấn đề làm chủ công nghệ và có khả năng mở rộng trong tương lai. Công cụ mới này cần xây dựng giao diện người dùng hướng đối tượng, trực quan, sinh động, dễ dàng xây dựng, thiết kế và sử dụng.

2.2. Định Hướng Giải Quyết Vấn Đề Khi Thiết Kế SCADA

Luận văn định hướng xây dựng, thiết kế công cụ ứng dụng hệ thống SCADA trên nền hệ điều hành Window, tối giản cấu hình chương trình để người dùng dễ cài đặt và sử dụng, giảm yêu cầu về cấu hình thiết bị vận hành, giám sát, nhằm tăng tốc độ xử lý dữ liệu. Đồng thời, hỗ trợ chức năng mã nguồn mở, cho phép người dùng tự thiết kế các đối tượng mới, tăng khả năng linh động và mở rộng hệ thống đáp ứng nhu cầu nhà tích hợp hệ thống.

2.3. Tích Hợp Truyền Thông Đa Dạng cho SCADA

Công cụ cần xây dựng giao thức truyền thông đa dạng, có thể kết nối với hầu hết các dòng thiết bị hiện tại trên thị trường. Bên cạnh đó, tích hợp truyền thông kết nối với giao thức truyền thông OPC UA giữa các máy với nhau và giữa hệ thống với thiết bị. Quan trọng nhất, công cụ mới cần đáp ứng đầy đủ các chức năng cơ bản của hệ thống SCADA, xây dựng môi trường thiết kế đa dạng, trực quan, sinh động và giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống.

III. Hướng Đối Tượng trong Công Cụ Thiết Kế SCADA Cách Tiếp Cận

Luận văn so sánh phương pháp thiết kế hệ thống theo hướng cấu trúc và hướng đối tượng. Thiết kế theo hướng cấu trúc tiếp cận bằng cách phân chia chương trình thành nhiều chương trình con hướng tới thực hiện một công việc xác định, trong khi thiết kế theo hướng đối tượng tiếp cận bằng cách phân chia hệ thống thành các đối tượng, mỗi đối tượng bao gồm dữ liệu và chức năng liên quan. Phương pháp thiết kế theo hướng đối tượng được thực hiện từ thấp lên cao, bắt đầu từ những thuộc tính cụ thể của từng đối tượng, sau đó tiến hành trừu tượng hóa thành các lớp của đối tượng. Dựa vào điều kiện và yêu cầu của đề tài, luận văn lựa chọn và đi sâu vào việc xây dựng, thiết kế theo phương pháp hướng đối tượng.

3.1. Ưu Điểm và Nhược Điểm của Phương Pháp Hướng Đối Tượng

Phương pháp hướng đối tượng có ưu điểm gần gũi với thực tế, có tính kế thừa và thuận lợi trong nâng cấp hệ thống, độ tin cậy và bảo mật cao, và dễ dàng xây dựng các hệ thống phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm là khá phức tạp, khó theo dõi và quản lý dữ liệu ở đầu vào. Do đó cần phải xác định rõ những ưu và nhược điểm để đưa ra những đánh giá chính xác nhất.

3.2. Lựa Chọn Phương Pháp Hướng Đối Tượng Trong Thiết Kế

Dựa vào những phân tích và so sánh ưu nhược điểm của cả 2 phương pháp trên, luận văn đã lựa chọn và đi sâu và xây dựng, thiết kế theo phương pháp hướng đối tượng. Việc lựa chọn phương pháp này cần căn cứ vào điều kiện và yêu cầu của đề tài, từ đó có những lựa chọn phù hợp nhất.

IV. Kỹ Thuật then chốt Xây Dựng Công Cụ Thiết Kế Ứng Dụng SCADA

Để xây dựng công cụ thiết kế ứng dụng SCADA hướng đối tượng, luận văn đi sâu vào các kỹ thuật chính. Đầu tiên là kỹ thuật xây dựng cấu trúc, bao gồm cấu trúc tổng quan của hệ thống và lưu đồ giải thuật hệ thống, giúp xác định rõ cách thức hoạt động của công cụ. Tiếp theo là kỹ thuật xây dựng giao thức truyền thông, với lưu đồ giải thuật cho OPC DA (OPC Data Access) và OPC UA (OPC Unified Architecture), đảm bảo khả năng kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thành phần. Kỹ thuật kết nối dữ liệu hệ thống cũng được quan tâm để đảm bảo tính toàn vẹn và chính xác của thông tin. Ngoài ra, công cụ còn được trang bị Image Manager, Tag Manager, và thư viện các đối tượng để quản lý hình ảnh, biến dữ liệu và các thành phần giao diện.

4.1. Kỹ Thuật Xây Dựng Cấu Trúc và Lưu Đồ Giải Thuật Cho SCADA

Kỹ thuật xây dựng cấu trúc bao gồm việc xác định cấu trúc tổng quan của hệ thống và xây dựng lưu đồ giải thuật chi tiết. Cấu trúc tổng quan giúp hình dung rõ các thành phần và mối quan hệ giữa chúng, trong khi lưu đồ giải thuật mô tả cách thức hoạt động của hệ thống, từ đó tạo nền tảng cho việc phát triển các module chức năng.

4.2. Xây Dựng Giao Thức Truyền Thông OPC DA và OPC UA

Giao thức truyền thông OPC DA và OPC UA đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị và hệ thống khác nhau. Việc xây dựng lưu đồ giải thuật cho cả hai giao thức này đảm bảo khả năng tương thích và tích hợp của công cụ với nhiều loại thiết bị công nghiệp khác nhau.

V. Ứng Dụng Thực Tế Công Cụ Thiết Kế SCADA Cho Lò Hơi

Luận văn trình bày ứng dụng thực tế của công cụ thiết kế ứng dụng SCADA hướng đối tượng vào hệ thống lò hơi (Coal Boiler). Hệ thống được triển khai tại nhà máy AGC VietNam. Giao diện được thiết kế bằng công cụ thiết kế ứng dụng SCADA hướng đối tượng cho hệ thống Coal Boiler. Sau khi hoàn thành, có thể thực hiện các thao tác như vận hành động cơ, theo dõi trạng thái hoạt động, và điều khiển các thông số quan trọng. Kết quả điều khiển giữa chương trình và hệ thống SCADA hiện hữu được so sánh để đánh giá hiệu quả của công cụ mới. Các thông số cài đặt bộ điều khiển PID của các thiết bị trong hệ thống được hiển thị và điều chỉnh thông qua giao diện chương trình.

5.1. Thiết Kế Giao Diện Cho Hệ Thống Lò Hơi Sử Dụng SCADA

Giao diện chương trình được thiết kế trực quan và dễ sử dụng, cho phép người vận hành dễ dàng theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống lò hơi và thực hiện các thao tác điều khiển cần thiết. Các đối tượng hiển thị được lấy từ thư viện người dùng và tùy chỉnh để phù hợp với yêu cầu của hệ thống.

5.2. So Sánh Hiệu Quả Điều Khiển Giữa Chương Trình và SCADA

Kết quả điều khiển giữa chương trình được thiết kế và hệ thống SCADA hiện hữu được so sánh để đánh giá hiệu quả của công cụ mới. Các thông số quan trọng như tần số động cơ, nhiệt độ, áp suất được theo dõi và so sánh để đảm bảo tính chính xác và ổn định của hệ thống.

VI. Đánh Giá Hướng Phát Triển Công Cụ Thiết Kế SCADA Tương Lai

Luận văn đánh giá các kết quả đạt được từ việc xây dựng công cụ thiết kế ứng dụng SCADA hướng đối tượng, đồng thời phân tích những ưu điểm và hạn chế của đề tài. Các kết quả đạt được bao gồm giao diện tổng quan chương trình, thư viện các đối tượng, faceplate điều khiển các thiết bị, cấu trúc cơ sở dữ liệu hệ thống, và các công cụ hỗ trợ như Image Manager và Tag Manager. Hướng phát triển của đề tài tập trung vào việc cải thiện hiệu năng, mở rộng thư viện đối tượng, và tích hợp thêm các tính năng mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp tự động hóa.

6.1. Kết Quả Đạt Được và Phân Tích Ưu Nhược Điểm Đề Tài SCADA

Các kết quả đạt được bao gồm việc xây dựng thành công công cụ thiết kế SCADA, tạo ra giao diện trực quan và thân thiện với người dùng, xây dựng thư viện các đối tượng điều khiển, và tích hợp các công cụ hỗ trợ quản lý dữ liệu. Tuy nhiên, đề tài cũng còn một số hạn chế cần khắc phục, chẳng hạn như cải thiện hiệu năng và mở rộng khả năng kết nối với các thiết bị khác.

6.2. Hướng Phát Triển và Mở Rộng Khả Năng cho SCADA

Hướng phát triển của đề tài tập trung vào việc cải thiện hiệu năng của công cụ, mở rộng thư viện đối tượng để hỗ trợ nhiều loại thiết bị và ứng dụng khác nhau, và tích hợp thêm các tính năng mới như phân tích dữ liệu, cảnh báo thông minh, và kết nối đám mây. Mục tiêu là tạo ra một công cụ thiết kế SCADA mạnh mẽ, linh hoạt, và dễ dàng sử dụng, đáp ứng nhu cầu của các kỹ sư và nhà tích hợp hệ thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI VÀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG CỤ THIẾT KẾ ỨNG DỤNG SCADA HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 1. Tổng quan đề tài 1. Tổng quan hệ thống Scada (Supervisory control and data acquisition) là hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình từ xa. Người vận hành có thể nhận biết và điều khiển hoạt động các thiết bị thông qua máy tính và mạng truyền thông.

Các hệ thống Scada cho phép thu thập dữ liệu, điều khiển và giám sát trên một phạm vi rộng lớn, tốc độ nhanh và độ tin cậy cao nhờ vào các giao thức mở và các mạng truyền thông như mạng Profibus, WAN, LAN, Ethernet và cả mạng Internet. Mặt khác, trong hệ thống Scada ngày nay có các dòng PLC có khả năng đảm nhận việc giám sát và điều khiển tại các điểm cục bộ. Cấu trúc hệ thống Scada được xây dựng theo cấu trúc phân tán, trong đó máy chủ là bộ xử lý trung tâm, các máy tính kết nối với nhau thông qua mạng LAN. Mỗi thiết bị là mỗi bộ xử lý, mỗi bộ xử lý có nhiệm vụ riêng như: thu thập, xử lý, xây dựng, hiển thị, tạo báo cáo…và một số bộ xử lý dùng để dự phòng.

Hệ thống được thiết kế theo giao thức mở với mô hình Server - Client. Hệ thống Scada bao gồm các đặc tính sau:  Đồ họa hoàn toàn trong quá trình giám sát và điều khiển.  Có hệ thống lưu trữ dữ liệu (Historian) và hiển thị đồ thị quá trình, có khả năng hiển thị đa tín hiệu đồng thời.  Hệ thống cảnh báo và ghi nhận sự kiện (Alarm/ Event System).

 Hỗ trợ các chuẩn truyền thông nối tiếp, song song và giao thức TCP/IP.  Hệ thống báo cáo, báo biểu theo tiêu chuẩn công nghiệp.  Hỗ trợ các chuẩn giao diện OPC, OLE/DB và các giao diện công nghiệp khác.  Khả năng tích hợp tín hiệu video động.

 Khả năng đồng bộ về thời gian với hệ thống cũng như giữa các Server và Client. 1 Ngày nay, xu hướng tự động hóa là xu hướng tất yếu trong mọi lĩnh vực sản xuất và đời sống, nó giúp nâng cao hiệu quả, năng suất công việc, tác động đến chi phí và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Mỗi hệ thống tự động hóa đều có những hệ thống giám sát và điều khiển riêng, tùy vào chủng loại, quy mô và mục đích sử dụng. Đối với những hệ thống, những dây chuyền sản xuất quy mô lớn thì thường sử dụng hệ thống Scada để thuận lợi trong giám sát, quản lý toàn hệ thống, tăng hiệu suất công việc, đối với những hệ thống vừa và nhỏ thì quá trình giám sát mang tính cục bộ và qui mô giám sát nhỏ hơn nên thường sử dụng các màn hình HMI để giám sát và điều khiển (vì lý do chi phí thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống Scada khá tốn nhìu chi phí đầu tư ban đầu).

Nhược điểm của viêc sử dụng màn hình HMI là chỉ kết nối thông qua một số chuẩn và một số thiết bị nhất định (tùy theo khả năng mở rộng của thiết bị từ hãng sản xuất), không có khả năng mở rộng, nâng cấp hệ thống khi cần mở rộng quy mô hệ thống, không có những chức năng quản lý và lưu trữ dữ liệu như report hay historian dữ liệu, số lượng tag dữ liệu và quy mô quản lý bị giới hạn. Khái quát và phân tích một số phần mềm Scada hiện nay Hiện nay, trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng có rất nhiều hệ thống Scada. Mỗi hệ thống đều có ưu, nhược điểm riêng phù hợp với từng nhu cầu của khách hàng mong muốn. Một số hệ thống Scada được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong các ngành công nghiệp có quy mô sản xuất và quản lý lớn như WinCC (Siemens), Wonderware System Platform (Schneider), Citect (Schneider), Scada Experion (Honeywell)… Những hệ thống Scada trên đều có cùng các đặc tính cơ bản sau:  Hỗ trợ đồ họa trực quan, sinh động trong quá trình giám sát và điều khiển.

 Có hệ thống lưu trữ dữ liệu (History) và hiển thị đồ thị quá trình, có khả năng hiển thị đa tín hiệu.  Có hệ thống cảnh báo và ghi nhận sự kiện (Alarm/Event System).  Hỗ trợ các chuẩn truyền thông nối tiếp, song song và giao thức TCP/IP.  Hệ thống báo cáo, báo biểu theo tiêu chuẩn công nghiệp.

2  Hỗ trợ các chuẩn giao diện OPC, OLE/DB và các giao diện công nghiệp khác.  Khả năng đồng bộ hóa thời gian với hệ thống cũng như giữa server với client. Ưu điểm:  Giao diện trực quan, sinh động trong giám sát và điều khiển hệ thống.  Hỗ trợ nhiều chuẩn truyền thông công nghiệp trong kết nối giao tiếp với các thiết bị công nghiệp.

 Khả năng thu thập, quản lý dữ liệu thông qua các công cụ historical, alarm event và trend.  Hệ thống hoạt động ổn định, độ tin cậy cao. Nhược điểm:  Mỗi hệ thống Scada có sự giới hạn trong việc giao tiếp với các dòng thiết bị, hầu như tập trung vào các dòng thiết bị nhất định có hỗ trợ driver trực tiếp, nên khi cần kết nối với các dòng thiết bị điều khiển khác cần sử dụng driver hỗ trợ hoặc thông qua OPC Server.  Những phần mềm hệ thống Scada hầu như chỉ dành cho các hệ thống lớn và tầm trung, vì chi phí đầu tư ban đầu khá nhiều.

Ít được dùng cho các hệ thồng vừa và nhỏ.  Tất cả những thuộc tính, cấu trúc đối tượng trong thư viện phần mềm đều bị khóa và không có công cụ hỗ trợ để mở rộng nâng cấp hệ thống. Nên hoàn toàn lệ thuộc vào các phiên bản mới và license từ nhà sản xuất. Dẫn đến tốn nhiều chi phí khi cần nâng cấp mở rộng thêm những chức năng mới trong hệ thống.

Lĩnh vực tự động hóa ngày càng phát triển tại Việt Nam, hiện nay trong nước cũng có nhiều cá nhân, tập thể tự thiết kế, xây dựng những hệ thống Scada mới của Việt Nam. Một ví dụ như phần mềm ATSCADA của công ty ATPro Corp (Công ty cổ phần giải pháp kỹ thuật Ấn Tượng) Hệ thống này bao gồm một số chức năng cơ bản sau:  Realtime Data.  Hệ thống phân tán đám mây web server.  Hệ thống được xây dựng trên nền tảng .NET ngôn ngữ lập trình C#.

Ưu điểm: cung cấp cho các nhà tích hợp hệ thống thêm giải pháp công nghệ mới. Hệ thống vẫn đảm bảo đầy đủ chức năng của một hệ thống Scada hoàn chỉnh. Nhược điểm: hiệu suất hoạt động, khả năng tổ chức, quản lý dữ liệu chưa đạt được hiệu quả cao. Quy mô chỉ mới áp dụng cho các hệ thống vừa và nhỏ.

Từ những phân tích vể ưu điểm, nhược điểm của các hệ thống, chương trình Scada hiện có, ta có thể rút ra những vấn đề sau:  Những hệ thống hiện tại mang tính chất cạnh tranh giữa các nhà sản xuất, không hỗ trợ chức năng giúp cho người sử dụng nâng cấp hệ thống. Nên khi muốn nâng cấp mở rộng cần các phiên bản cập nhật, hoặc khi có vấn đề thì cần các bản vá lỗi hệ thống từ nhà sản xuất.  Chi phí đầu tư cho công tác thiết kế, xây dựng hệ thống còn khá cao.  Các hệ thống hầu như chỉ tập trung vào các dòng thiết bị điều khiển nhất định nên không có sự đa dạng về giao thức truyền thông.

Khi cần kết nối phải được hỗ trợ driver hoăc phần mềm hỗ trợ dẫn đến tốc độ xử lý và lưu trữ dữ liệu bị giới hạn nhiều.  Môi trường vận hành các hệ thống Scada hiện tại yêu cầu cài đặt thêm nhiều phần mềm đính kèm của nhà sản xuất, cấu hình cho thiết bị giám sát và điều khiển cần có cấu hình cao để có thể hoạt động hiệu quả.  Những hệ thống này chưa được tích hợp thêm giao thức truyền thông OPC UA. Mục tiêu đề tài Xây dựng công cụ có khả năng thiết kế ứng dụng hệ thống Scada vào thực tế họat động sản xuất.

Đáp ứng được nhu cầu giám sát, điều khiển cho các hệ thống vừa và nhỏ, giải quyết được vấn đề làm chủ công nghệ, có khả năng mở rộng trong tương lai. Xây dựng giao diện người dùng hướng đối tượng trực quan, sinh động dễ dàng xây dựng, thiết kế và sử dụng. Định hướng giải quyết vấn đề của đề tài như sau:  Xây dựng, thiết kế công cụ ứng dụng hệ thống Scada trên nền hệ điều hành window, tối giản cấu hình chương trình để người dùng dễ cài đặt và sử dụng, giảm yêu cầu về cấu hình thiết bị vận hành, giám sát, nhằm tăng tốc độ xử lý dữ liệu.  Hỗ trợ chức năng mã nguồn mở, cho phép người dùng tự thiết kế các đối tượng mới, tăng khả năng linh động và mở rộng hệ thống đáp ứng nhu cầu nhà tích hợp hệ thống.

 Xây dựng giao thức truyền thông đa dạng, có thể kết nối với hầu hết các dòng thiêt bị hiện tại trên thị trường.  Tích hợp truyền thông kết nối với giao thức truyền thông OPC UA giữa các máy với nhau và giữa hệ thống với thiết bị.  Đáp ứng đầy đủ các chức năng cơ bản của hệ thống Scada.  Xây dựng môi trường thiết kế đa dạng, trực quan, sinh động.

 Giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống. Để giải quyết những vấn để trên, luận văn đi vào xây dựng công cụ thiết kế ứng dụng Scada hướng đối tượng. Tổng quan về kỹ thuật xây dựng công cụ thiết kế ứng dụng Scada hướng đối tượng Tổng quan về các phương pháp thiết kế hệ thống: hướng cấu trúc và hướng đối tượng. Phương pháp Thiết kế theo hướng cấu trúc Thiết kế theo hướng đối tượng Cách tiếp cận - Phương pháp lập trình hướng - Phương pháp lập trình theo cấu trúc thiết kế theo hướng phân hướng đối tượng thiết kế theo chia chương trình thành nhiều hướng phản ánh chân thực từng chương trình con hướng tới thực vấn đề trong hệ thống theo các hiện một công việc xác định yêu cầu thực tế.

Với cách tiếp (phân rã chương trình theo các cận này, một hệ thống được chức năng cần đáp ứng và dữ phân chia thành các phần nhỏ liệu cho các chức năng đó). gọi là các đối tượng. Mỗi đối tượng bao gồm đầy đủ cả dữ liệu và chức năng liên quan đến đối tượng đó. Các đối tượng trong hệ thống độc lập với nhau và phần mềm được xây dựng bằng cách kết hợp các đối tượng đó lại thông qua các mối liên hệ và tương quan giữa chúng.

- Cách thực hiện theo hướng từ - Phương pháp này được tiến cao đến thấp.