Hệ thống SCADA là gì? Được sử dụng ở đâu và làm gì? Hệ thống có tác dụng và lợi ích như thế nào với sản xuất công nghiệp? KYODO xin trình bày những kiến thức cơ bản về hệ thống SCADA qua nội dung sau đây.
1. Hệ thống SCADA là gì?
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, là giải pháp công nghệ giúp kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu. Hệ thống điều khiển scada là một bộ ứng dụng phần mềm công nghiệp được cấu hình để hỗ trợ quản lý theo quy trình liên tục hoặc rời rạc.
Hệ thống SCADA sử dụng ở đâu?
Các hệ thống SCADA được sử dụng phổ biến trong các khu nhà máy sản xuất. Với sứ mệnh nâng cao hiệu quả cho việc kiểm soát quy trình và chất lượng sản xuất công nghiệp. Tại nước ta, hệ thống này ngày đang được sử dụng nhiều hơn nhờ các lợi ích mà nó mang lại. Tuy nhiên, không phải nhà máy nào cũng có đủ cơ sở vật chất và quy trình để phù hợp với ứng dụng SCADA. Ngày nay, SCADA đang là trụ cột vận hành của nhiều ngành công nghiệp.
- Hệ thống SCADA là gì?
Hệ thống SCADA thường được sử dụng làm gì?
SCADA có thể được ứng dụng ở các công trình nhà máy sản xuất hoặc tòa nhà thương mại. Hệ thống thường được sử dụng trong:
-
- Hệ thống quản lý sản xuất: điện tử, sắt thép, dệt, dược phẩm, thực phẩm, hóa chất …
- Hệ thống giám sát từ xa: trạm bơm, xử lý nước thải …
-
- Hệ thống giám sát tòa nhà: nhiệt độ – độ ẩm, điều hòa không khí – HVAC, ánh sáng, điện năng tiêu thụ.
Ví dụ chi tiết: Duy trì hệ thống làm lạnh, theo dõi sử dụng năng lượng/điện năng tại các tòa nhà, giám sát quản lý hệ thống xử lý và cung cấp nước, hệ thống chiếu sáng, hoạt động của máy móc,…
Các công ty có hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ với quy mô lớn. Hoặc các tổ chức công nghiệp là những người cần đến hệ thống SCADA hiện đại. Điều này giúp họ quản lý và duy trì hiệu quả các hoạt động của mình cũng như phân phối dữ liệu và đưa các quyết định thông minh. SCADA linh hoạt trong khả năng hoạt động nhờ tính mở rộng, ứng dụng cấu hình từ đơn giản cho đến phức tạp tùy theo quy mô. Do đó, SCADA hoạt động hiệu quả trong nhiều hoại hình doanh nghiệp hiện nay.
- Sơ đồ SCADA
2. Cơ chế hoạt động và chức năng của hệ SCADA
Thu thập dữ liệu
Truyền dẫn dữ liệu
Trình bày dữ liệu
Điều khiển
-
Mô phỏng hệ thống SCADA
3. Các thành phần chính trong hệ thống SCADA
Máy tính xử lý giám sát
Máy tính xử lý là một máy trạm, máy chủ (Central Host Computer server) hoặc nhiều máy chủ trung tâm có chức năng xử lý điều khiển, giám sát như một bộ não của toàn bộ hệ thống.
Bộ điều khiển logic có thể lập trình được (PLC, DDC)
Bộ điều khiển có thể lập trình (PLC – Programmable Logic Controllers) dùng để giao tiếp giữa các thiết bị chấp hành như cảm biến, đóng cắt các van chấp hành và thiết bị điều khiển.
Hạ tầng, công nghệ truyền thông
Hệ thống gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị chuyển đổi dồn kênh, khuếch đại hoặc mã hóa. Có chức năng truyền dữ liệu qua lại giữa máy chủ, thiết bị và các khối điều khiển khác. Toàn bộ các thiết bị của hệ thống được kết nối thông qua mạng cục bộ LAN, WAN, hoặc Mesh, … Hệ tầng truyền thông và các giao thức truyền tin (thường là modbus) này sẽ được xử lý tính toán và cài đặt đảm bảo sao cho hệ thống hoạt động ổn định nhất. Phù hợp với nhu cầu và đặc thù lĩnh vực cần sử dụng.
Thiết bị đầu cuối RTU
Là những thiết bị đầu cuối phổ biến trong mỗi lĩnh vực, hay có thể là một máy tính công nghiệp hoặc cả hệ thống tự động hóa. Thiết bị đầu cuối đóng vai trò thu thập dữ liệu đầu vào hoặc xử lý hành động cuối cùng khi nhận được lệnh. Có thể nói RTU là các xúc giác của hệ thống SCADA.
Giao diện người-máy HMI (Human – Machine Interface)
Là phần mềm SCADA và các thiết bị hiển thị và tương tác với hệ thống SCADA xử lý dữ liệu. Giúp người vận hành theo dõi và điều khiển quá trình hoạt động của toàn bộ hệ thống.
4. Tác dụng và lợi ích của hệ thống SCADA
- Giám sát hoạt động vận hành bên trong nhà máy, thu thập và xử lý dữ liệu thông tin vận hành sản xuất theo thời gian thực.
- Kiểm soát và xử lý quy trình sản xuất công nghiệp từ xa hoặc trực tiếp một cách nhanh chóng.
- Phân tích các quy trình sản xuất thông qua các dữ liệu thu thập, người quản lý có thể đưa ra các kế hoạch hoặc phương án tốt nhất nhằm nâng cao năng suất hoạt động.
- Thông qua quá trình theo dõi, hệ thống sẽ phân tích và đưa ra các dữ liệu trực quan, giúp người quản lý tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót trong quá trình sản xuất. Từ đó cải thiện chất lượng sản phẩm xuất.
- Giảm chi phí vận hành và bảo trì: Tiết giảm nhân sự hiện trường, tiết giảm chi phí vận hành, giảm thiểu các chi phí về sử dụng năng lượng không cần thiết. Kịp thời phát hiện các sự cố giúp xử lý nhanh chóng từ đó giảm thiểu các chi phí về bảo trì.
- Tiết kiệm chi phí đầu tư: Hệ thống SCADA có thể thay đổi, chỉnh sửa hoặc di chuyển qua một vị trí khác, không cần xây dựng mới. Đầu tư một lần có thể giúp tiết kiệm các chi phí đầu tư ở tương lai, phù hợp với nhiều quy mô sản xuất, giúp loại bỏ các hao hụt theo thời gian.
