Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA là gì? Tại sao những doanh nghiệp hiện nay lại cần thiết sử dụng hệ thống Scada?

SCADA LÀ GÌ?

SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ thống quản lý tự động hóa trong công nghiệp với chức năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Khởi nguồn của hệ thống SCADA chính là các thiết bị nhập, xuất dữ liệu được sử dụng để kiểm soát từ xa các hoạt động công nghiệp trong những năm 1960. Chỉ đến đầu những năm 1970, khái niệm “SCADA” mới được hình thành, khi mà các bộ vi xử lý và điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller) phát triển, từ đó giúp nâng cao khả năng quản lý và kiểm soát quy trình tự động hóa ở các doanh nghiệp.
 
Hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA là gì?

 
Trong những năm 1980 và 1990, hệ thống SCADA đã được cải tiến với việc sử dụng mạng cục bộ LAN (Local Area Network), cho phép các hệ thống SCADA kết nối với nhau, và là tiền đề cho sự phát triển của phần mềm giao diện người - máy trên máy tính (PC - based HMI software).
 
Đến những năm 1990 và đầu 2000, các cơ sở dữ liệu (CSDL) sử dụng ngôn ngữ truy vấn cấu trúc (SQL) đã trở thành tiêu chuẩn cho CSDL công nghệ thông tin. Tuy nhiên, nhiều nhà lập trình SCADA đã không ứng dụng phương pháp này, khiến công nghệ SCADA có những bước lùi trong giai đoạn này. Nhưng ngay sau thời kì này, khi các tiêu chuẩn công nghệ thông tin hiện đại và các phương pháp như ngôn ngữ SQL đã được ứng dụng vào hệ thống SCADA, các hệ thống này đã trở nên hiệu quả, an toàn, ổn định và năng suất hơn.

THÀNH PHẦN CHÍNH

Mọi hệ thống SCADA đều có bốn thành phần chính sau:
 
  • Giao diện quá trình: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các cơ cấu chấp hành.
  • Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các khối thiết bị đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) hoặc các khối điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành.
  • Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.
  • Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện người-máy HMI (Human Machine Interface).
 
Trong một hệ thống SCADA thông thường, thông tin từ các cảm biến hay cơ cấu chấp hành sẽ được thu thập bởi các trạm dữ liệu trung gian như RTU hoặc PLC. Các khối thiết bị này sau đó sẽ truyền thông tin về hệ thống điều khiển giám sát hay đôi khi còn gọi là SCADA- HMI thông qua mạng LAN hay WAN. Hệ thống điều khiển giám sát sẽ kết nối người quản lý với toàn bộ các thông tin bằng giao diện trình duyệt trên máy tính. Từ giao diện này, người quản lý có thể quan sát các tín hiệu thu thập được và điều khiển thiết bị từ màn hình máy tính.
 
Hệ thống SCADA
Sơ đồ hệ thống SCADA

 

ƯU THẾ

Với cơ chế hoạt động trên, một hệ thống SCADA sẽ cho phép các doanh nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu, tương tác và kiểm soát hoạt động của các loại máy móc, thiết bị như van, máy bơm hay các động cơ, cũng như lưu trữ mọi thông tin vào tệp tin máy chủ. Nhờ tính năng ưu việt, hệ thống SCADA đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp hiện đại như năng lượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải, xử lý nước và rác thải, v.v. với một số ưu thế nổi bật như:
 
  • Nâng cao năng suất: nhờ quá trình phân tích các quy trình sản xuất, nhà quản lý có thể dùng các thông tin này để gia tăng hiệu quả sản xuất và cải tiến kỹ thuật.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: cũng thông qua việc phân tích các hoạt động, nhà quản lý có thể tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót trong quá trình sản xuất.
  • Giảm chi phí vận hành và bảo trì: khi một hệ thống SCADA được lắp đặt, doanh nghiệp sẽ không cần quá nhiều nhân sự cho việc quản lý giám sát các thiết bị hiện trường được đặt ở các vị trí xa. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng không phải chi trả cho các chuyến đi kiểm tra, bảo trì ở xa, thế nên, chi phí bảo trì cũng sẽ được giảm bớt.
  • Bảo toàn vốn đầu tư: khi các chủ nhà máy đầu tư nâng cấp hoạt động sản xuất, họ cần đảm bảo sự nâng cấp đó có tính sử dụng lâu dài. Một hệ thống SCADA được thiết kế mở sẽ cho phép chủ đầu tư chỉnh sửa, thay đổi tùy theo quy mô sản xuất, nhờ đó giúp loại bỏ các hao hụt theo thời gian.

XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Cho đến nay, SCADA vẫn luôn được cải tiến liên tục và trong những năm gần đây, các chuyên gia dự đoán hệ thống này sẽ phát triển theo các xu hướng chính sau:

Kết hợp hệ điều hành Windows với các hệ thống SCADA

Nền tảng Windows giúp gia tăng sự ổn định, khả năng bảo trì phần cứng và phần mềm cũng như khả năng thay thế cho sản phẩm SCADA sẵn có. Ngoài ra, chi phí của phương thức này lại rất cạnh tranh cho hầu hết các doanh nghiệp.

Giao thức mở

Việc sử dụng các giao thức mở không chỉ là nhu cầu của thị trường, mà đã trở thành xu hướng nhằm làm giảm các chi phí khi tích hợp hệ thống, cho phép thu được các dữ liệu ổn định, và làm giảm thời gian thiết kế các ứng dụng. Tuy nhiên,doanh nghiệp không chỉ cần xem xét khả năng tương thích của các giao thức, mà còn cần tối ưu hóa chúng khi sử dụng trong hệ thống SCADA. Vì thế, đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu giữa các thiết bị và phần mềm được đánh giá là sẽ giúp các doanh nghiệp có nhiều lợi ích hơn từ cấu trúc hệ thống mở.
 
Hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA rất hữu ích cho các doanh nghiệp

Tích hợp dữ liệu và cấu trúc OPC UA (OPC Unified Architecture)

Việc tích hợp dữ liệu giữa SCADA và các hệ thống khác trong doanh nghiệp như hệ thống hoạch định tài nguyên doanh nghiệp (ERP), chuỗi cung cấp –Supply Chain, và các hệ thống khác, ngày càng trở nên quan trọng.
 
OPC nổi lên như là một nỗ lực tiêu chuẩn hóa các lớp của bộ điều khiển I/O, truy cập dữ liệu - (DA), các sự kiện và cảnh báo (AE), dữ liệu quá khứ (HAD) và các tính năng khác. Sáng kiến này tập trung vào khả năng tương tác của các hệ thống, và tìm kiếm một tiêu chuẩn chung cho các mô hình riêng lẻ. Với việc sử dụng một tiêu chuẩn chung, phương pháp này có thể áp dụng với bất kỳ hệ điều hành nào, từ đó giúp tạo ra các mô hình dữ liệu lớn hơn trong các hệ thống SCADA, và giúp mở rộng hệ thống tùy theo sự phát triển quy mô doanh nghiệp.
 
(Nguồn ST - internet)

Mọi thông tin chi tiết vui lòng liên hệ Hotline: 0967 608 585.

----------------------------💧💧💧---------------------------------
CÔNG TY CỔ PHẦN WESTERNTECH VIỆT NAM

🏢 Tầng 12, Tòa nhà Licogi 13, Số 164 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội
☎️ +84 2466 638 759
📧 info@westerntechvn.com

🌐 http://www.westerntechvn.com