SCADA là gì? Tìm hiểu tất tần tật các thông tin về SCADA

SCADA hiểu đơn giản là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nó ra đời có vai trò là hỗ trợ con người trong việc giám sát và điều khiển từ xa. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, SCADA lại mang một nghĩa khác. Vậy thực chất SCADA là gì? Chức năng của hệ thống SCADA là gì? Và những ứng dụng của SCADA hiện nay là gì? Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu rõ hơn về SCADA là gì nhé!

Khái quát về SCADA

SCADA là gì?

SCADA là tên viết tắt của cụm từ Tiếng anh Supervisory control and data acquisition được hiểu là điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. SCADA là một hệ thống phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp thực hiện một số công việc như:

• Kiểm soát các quy trình công nghiệp ngay tại chỗ hoặc từ xa.
• Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu ở tại thời gian thực.
• Tương tác trực tiếp với các thiết bị ví dụ như cảm biến, van, động cơ, máy bơm. Hơn thế nữa là thông qua các phần mềm giao diện người – máy (HMI).
• Ghi lại các sự kiện vào trong tệp nhật ký (log file).

Khái quát về SCADA

Hệ thống SCADA có vai trò vô cùng quan trọng đối với các tổ chức công nghiệp. Bởi lẽ chúng giúp duy trì, xử lý dữ liệu cho các quyết định một cách hiệu quả, thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề hệ thống tốt hơn để từ đó giúp giảm thiểu đi thời gian chết.

Kiến trúc SCADA cơ bản bắt đầu bằng các bộ điều khiển logic lập trình được viết tắt là PLC) hoặc các thiết bị đầu cuối từ xa được viết tắt là RTUs. PLC và RTU là các máy vi tính giao tiếp với một loạt các đối tượng như HMI, cảm biến, máy nhà máy và thiết bị đầu cuối. Sau đó sẽ định tuyến thông tin từ các đối tượng đó đến với máy tính có phần mềm SCADA. Phần mềm SCADA từ đó sẽ có vai trò xử lý, phân phối và hiển thị dữ liệu. Từ đó giúp các nhà khai thác và các nhân viên khác phân tích được dữ liệu và đưa ra các quyết định quan trọng.

Ai sẽ là người cần đến SCADA?

Hệ thống SCADA được sử dụng phổ biến bởi các tổ chức công nghiệp và các công ty trong khu vực công và tư nhân. Với mục đích là để kiểm soát và duy trì hiệu quả, phân phối dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn. Bên cạnh đó còn truyền đạt các vấn đề hệ thống để giúp giảm thiểu đi thời gian chết.

Hệ thống SCADA có thể hoạt động tốt ở nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau. Bởi lẽ chúng có thể từ các cấu hình đơn giản chuyển thành các cài đặt lớn, phức tạp. Hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, nó bao gồm:

• Energy;
• Food and beverage;
• Manufacturing;
• Oil and gas;
• Power;
• Recycling;
• Transportation;
• Water and waste water;
• And many more.

Hầu như bất cứ nơi nào bạn nhìn thấy trong cuộc sống ngày nay đều có một số loại hệ thống SCADA chạy phía sau. Một ví dụ điển hình là: Bạn có thể thấy SCADA trong việc duy trì hệ thống làm lạnh của siêu thị, đảm bảo an toàn cho quá trình sản xuất tại nhà máy lọc dầu, tiêu chuẩn chất lượng tại những nhà máy xử lý nước thải hoặc thậm chí là theo dõi sử dụng năng lượng ngay tại ngôi nhà của bạn. Các hệ thống SCADA hiệu quả có thể giúp tiết kiệm được thời gian và tiền bạc một cách đáng kể.

Đặc điểm về giao tiếp giữa người và máy

Các hệ thống SCADA là gì ngày nay được trang bị các khối hiển thị hình ảnh VDU (Video Display Unit). VDU hiển thị vô cùng đầy đủ hình ảnh đồ họa của các quá trình. Ngoài ra nó còn có kèm theo mouse, joystick, trackball và bàn phím, các nút điều khiển được thay thế bằng các Icon ở trên màn hình. Chúng được tác động bằng con chuột, bàn phím hay có thể chỉ tay lên biểu tượng trên màn hình đối với những màn hình cảm ứng.

Các thiết bị đó giúp cho người điều hành có khả năng: 

• Hoán đổi giữa các hiển thị một cách nhanh chóng.
• Nhanh chóng xem được chi tiết các thông tin mới được cập nhật.
• Tạo và sửa đổi các hiển thị trực tiếp ở trên màn hình hệ thống.
• Có những hiệu ứng đặc biệt. Từ đó giúp dễ dàng phân biệt trạng thái cũng như nhận biết được dữ liệu.

Ngoài ra các VDU chạy trên môi trường Windows hay trên Windows-X còn giúp điều hành viên có thể:

• Xem trên cùng một VDU nhiều mảng thông tin khác nhau.
• Truy cập được các dữ liệu nằm rải rác theo vị trí địa lý.
• Truy cập được các dữ liệu thuộc các cơ sở dữ liệu khác nhau.

Chức năng chung của hệ thống SCADA

Chức năng chung của hệ thống SCADA là thu thập dữ liệu từ xa, các số liệu về sản lượng, thông số vận hành ở các trạm biến áp thông qua đường truyền số liệu được truyền về trung tâm và lưu trữ ở hệ thống máy tính chủ.

• Dùng cơ sở số liệu đó để cung cấp dịch vụ về điều khiển giám sát hệ thống điện.
• Hiển thị các trạng thái về quá trình hoạt động của các thiết bị điện. Hiển thị đồ thị, sự kiện, báo động, báo cáo sản xuất.
• Thực hiện điều khiển từ xa quá trình Đóng /Cắt máy cắt, dao cách ly, tiếp địa. Thay đổi giá trị của đầu phân áp máy biến thế, đặt giá trị của rơle…
• Thực hiện các dịch vụ về truyền số liệu trong hệ và ra bên ngoài hệ, việc đọc viết số liệu ở lên PLC /RTU, trả lời các bản tin yêu cầu của cấp trên về số liệu hoặc về thao tác.
• Một hệ SCADA kết hợp phần cứng lẫn phần mềm vi tính nhằm mục đích để tự động hóa việc điều khiển giám sát cho một đối tượng ở trong hệ thống điện.

Thành phần chính của hệ thống SCADA

Một hệ thống cơ bản gồm nhiều thành phần khác nhau bao gồm một số thành phần chính như:

• Máy tính chủ SCADA.
• Máy tính chủ với giao diện người dùng là MMI – Man Machine Interface.
• Máy tính chủ liên kết dữ liệu là ICCP – Inter Control Center Protocol.
• Máy tính chủ Lưu trữ dữ liệu là HIS – Historical Information System.
• Máy tính chủ Mô phỏng đào tạo điều độ viên theo thời gian thực là DTS – Dispatcher Training Simulator và Hệ thống phát triển là DS – Development System.
• Máy tính chủ ứng dụng là Application Serve.
• Các trạm làm việc là Workstation PC.
• Hệ thống hiển thị VPS (Video Projector System).
• Thiết bị tiền xử lý thông tin là CFE (Communication Front End Proccessor).
• Thiết bị tập trung Modem.
• Hệ thống thu nhận và phân phối tín hiệu đồng bộ về tinh là GPS (Global Position System).

Thiết bị đầu cuối tại các trạm

Thiết bị đầu cuối tại trạm có thể là thiết bị RTU hoặc là một hệ thống tư động hóa trạm hoặc cũng có thể là 1 máy tính công nghiệp thu thập dữ liệu và điều khiển toàn bộ những thông số vận hành của trạm. Trong trường hợp sử dụng thiết bị đầu cuối RTU thì tại mỗi trạm gồm các thiết bị chính như:

• Tủ thiết bị đầu cuối RTU chứa các đầu vào số, đầu ra số, đầu vào tín hiệu tương tự, các cổng giao diện tín hiệu nối tiếp để có thể kết nối đến với các IED.
• Tủ giao diện giám sát SIC.
• Các modem V.24/V.28, V35 để kết nối với các RTU hoặc kết nối với các hệ thống tự động hóa đến đường truyền viễn thông.
• Các thiết bị ngoại vi khác.

RTU có thể thu nhận thông tin từ xa. Chúng thường được đặt ngay tại nơi làm việc. Với nhiệm vụ là để thu nhận dữ liệu và thông tin từ các thiết bị hiện trường như các valve, cảm biến, đồng hồ đo… gửi đến MTU để từ đó xử lý và thông báo cho người điều hành biết trạng thái hoạt động của những thiết bị hiện trường. Bên cạnh đó, ó nhận lệnh hay tín hiệu từ MTU để điều khiển hoạt động của các thiết bị theo yêu cầu nhất định.

RTU không thực hiện các chức năng ngay tại chỗ và thông tin lên trung tâm giám sát, điều khiển từ trung tâm. Nó chỉ là một thiết bị giao tiếp giữa hệ thống quản lý mạng và những thiết bị đóng cắt. RTU và các trung tâm điều khiển tạo nên một hệ thống SCADA. Với mục đích để giám sát, điều khiển và quản lý hệ thống điện từ xa bởi sự can thiệp của con người.

Các ứng dụng của SCADA

Trong hệ thống sản xuất công nghiệp hay dân dụng các ứng dụng SCADA có thể được phân chia thành 3 loại sau:

• Điều khiển logic tuần tự (tên Tiếng anh là sequence logic control).
• Điều khiển điều chỉnh (Tên Tiếng anh là regulatory control).
• Giám sát, vận hành và thu thập những số liệu (SCADA).

Các hệ thống điều khiển được xây dựng trong thực tế phải đáp ứng được yêu cầu về cả ba loại ứng dụng điều khiển nêu trên.

Có hai cách để thực hiện các ứng dụng là:

• Thực hiện mỗi ứng dụng bằng một hệ thống riêng biệt. Đối với cách này, ứng dụng điều khiển logic sẽ được thực hiện bởi các PLC. Còn ứng dụng điều khiển điều chỉnh sẽ được thực hiện bằng các controller. Ứng dụng SCADA sẽ được thực hiện bởi một hệ SCADA riêng biệt với nhau. Cách thức này thường được nhiều nhà máy cỡ nhỏ và vừa sử dụng. 
• Sử dụng một hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp để thực hiện cả ba ứng dụng này. Mỗi ứng dụng sẽ như một chức năng riêng biệt của hệ thống điều khiển. Cách này thường được các hệ thống điều khiển sản xuất hiện đại xây dựng.

Kết luận

Trên đây là toàn bộ thông tin về SCADA là gì mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng bài viết cung cấp được cho bạn đọc nhiều thông tin bổ ích. Thietbikythuat cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại bạn trong những bài viết tiếp theo nhé!