Thiết kế hệ thống điều khiển, giám sát SCADA

1.1. Hệ thống SCADA là gì?
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.
SCADA là một hệ thống các yếu tố phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp có thể:
Kiểm soát các quy trình công nghiệp tại nơi làm việc hoặc tại các địa điểm từ xa.
Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu theo thời gian thực.
Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, động cơ, xy-lanh,… thông qua giao diện người – máy (HMI) hoặc qua giao diện máy tính.
Ghi lại sự kiện vào file nhật kí hoặc cơ sở dữ liệu.
Các hệ thống SCADA rất quan trọng đối với các tổ chức công nghiệp vì chúng giúp quá trình xử lý dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn, giúp các quy trình diễn ra hiệu quả hơn và giảm thiểu thời gian, chi phí hơn từ đó giúp nâng cao năng suất, an toàn, ổn định cho hệ thống.
1.2. Thành phần chính của hệ thống SCADA
Mọi hệ thống SCADA đều có bốn thành phần chính sau:
– Giao diện quá trình: gồm các cảm biến, thiết bị đo lường và các thiết bị chấp hành như van, xy lanh, động cơ,…
– Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các 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 thiết bị đầu vào và thiết bị chấp hành.
– Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông trong công nghiệp, các thiết bị viễn thông,… có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.
– Hệ thống điều khiển và giám sát: gồm các phần mềm điều khiển và giao diện người – máy HMI (Human Machine Interface).

Các thành phần của hệ thống SCADA
1.3. Lĩnh vực sử dụng hệ thống SCADA?
Các hệ thống SCADA hoạt động tốt trong nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau vì chúng có thể bao gồm từ các cấu hình đơn giản đến cài đặt lớn, phức tạp. Các hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, bao gồm:
– Năng lượng, dầu khí, sắt thép
– Thực phẩm, nước và chất thải
– Chế tạo, tái chế…
Hầu hết bất cứ nơi nào hiện nay bạn cũng nhìn thấy một số hệ thống SCADA chạy phía sau: SCADA quản lý tòa nhà, SCADA làm lạnh tại một siêu thị, SCADA đảm bảo sản xuất và an toàn tại nhà máy lọc dầu, SCADA cho hệ thống xử lý nước thải, SCADA giám sát năng lượng…
1.4. Lợi ích của việc sử dụng hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA được áp dụng cho các lĩnh vực nói trên sẽ mang lại nhiều lợi ích như sau:
– Nâng cao năng suất: nhờ quá trình thu thập và phân tích dữ liệu, các quy trình sản xuất, nhà quản lý dung các thông tin này để gia tăng hiệu quả sản xuất và cải tiến kỹ thuật.
– Cải thiện chất lượng sản phẩm: Nhờ vào việc phân tích, xử lý kịp thời, nhà quản lý có thể tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót, giảm lượng sản phẩm lỗi trong quá trình sản xuất.
– Giảm thời gian và chi phí vận hành, bảo trì, bảo dưỡng: 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 đặt ở các vị trí xa. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng không phải trả cho các chuyến đi kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng xa, thế nên chi phí được giảm bớt.
– Tăng tính an toàn: hệ thống SCADA thay thế cho con người giám sát và điều khiển ở những khu vực nguy hiểm, độc hại và đồng thời hạn chế các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành.
– Bảo toàn vốn đầu tư: Một hệ thống SCADA được thiết kế “mở” giúp chủ đầu tư chỉnh sửa, thay đổi theo quy mô, loại bỏ tính nhất thời và có thể tiếp tục đầu tư nâng cấp với chi phí thấp.

Tham khảo thêm dịch vụ sửa chữa