Tất tần tật về phần mềm SCADA

Phần mềm SCADA là phần mềm quen thuộc của ngành điện, tự động hóa. Nhiều người vẫn thắc mắc không biết SCADA là gì? Lợi ích và lĩnh vực sử dụng phần mềm SCADA như thế nào? Bài viết này, Nhanh.vn sẽ chia sẻ tất tần tật về phần mềm SCADA để cho mọi người nắm rõ thông tin hơn. Cùng tìm hiểu nhé!

SCADA là từ viết tắt của cụm từ Supervisory Control And Data Acquisition trong Tiếng Anh. SCADA nghĩa là hệ thống điều khiển giám sát đồng thời thu thập dữ liệu. Hệ thống SCADA có chức năng hỗ trợ con người giám sát và điều khiển từ xa trong công việc cần thiết. Đây là một thiết bị hàng đầu được nhà các phát triển sáng tạo với mong muốn nâng cao khả năng giám sát trong tương lai. 

Trong thực tế, một số hệ thống chỉ thực hiện duy nhất chức năng thu thập dữ liệu nhưng vẫn có thể được gọi là SCADA. Các hệ thống SCADA rất quan trọng và cần thiết đối với các doanh nghiệp, tổ chức, tổ chức công nghiệp. Việc xử lý dữ liệu, duy trì hiệu quả công việc sẽ rất phức tạp nếu không có hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu này. SCADA hỗ trợ doanh nghiệp đưa ra quyết định thông minh hơn, truyền đạt các vấn đề của hệ thống nhằm giúp giảm tối đa thời gian chết và quản lý hiệu quả. 

Kiến trúc của phần mềm SCADA cơ bản gồm có bộ lập trình PLC hoặc thiết bị RTU đầu cuối từ xa. PLC và RTU đều có chức năng giao tiếp đồng loạt với các thiết bị trong nhà máy như cảm biến, van điều khiển, thiết bị đóng cắt,… Thiết bị sẽ truyền thông tin từ các đối tượng chấp hành đến máy tính thông qua SCADA. Hệ thống SCADA sẽ xử lý, sau đó phân phối và hiển thị dữ liệu. Việc phân phối giúp người vận hành và nhân viên khác có thể phân tích dữ liệu rồi đưa ra quyết định quan trọng cần thiết. 

Cấu trúc một hệ thống SCADA cơ bản

Một hệ thống SCADA cơ bản gồm nhiều thành phần. Bốn thành phần chính hệ thống SCADA nào cũng cần phải có chi tiết:

• Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Trạm central host computer server là một hoặc nhiều máy chủ trung tâm có chức năng điều khiển, giám sát ngay từ lúc bắt đầu.
• Giao diện người – máy HMI: Human – Machine Interface là các thiết bị hiển thị các quá trình xử lý dữ liệu. Dữ liệu sau khi xử lý sẽ giúp người vận hành điều khiển quá trình hoạt động của toàn bộ hệ thống.
• Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Trạm RTU - Remote Terminal Units là các khối thiết bị đầu cuối từ xa hoặc PLC - Programmable Logic Controllers là các khối điều khiển logic khả trình. PLC có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành như các hộp điều khiển đóng cắt, cảm biến cấp trường và các van chấp hành...
• Hệ thống truyền thông: Hệ thống gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị chuyển đổi dồn kênh, các thiết bị viễn thông có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến máy chủ và  các khối điều khiển. Toàn bộ các thiết bị của hệ thống được kết nối thông qua một mạng cục bộ LAN. Phần mềm SCADA tại trung tâm sẽ kết nối với các trạm RTU ở các trạm biến áp sử dụng IEC 870-5-101 master hay còn gọi là giao thức truyền tin. Đồng thời, trung tâm cũng sẽ kết nối với hệ thống SCADA hoặc EMS của “Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia” qua giao thức ICCP.
• Thiết bị đầu cuối tại trạm: Thiết bị đầu cuối có thể là thiết bị RTU hoặc hệ thống tự động hóa hoặc cũng có thể là một máy tính công nghiệp. Thiết bị đầu cuối sẽ thực hiện chức năng thu thập dữ liệu, đồng thời điều khiển toàn bộ các thông số vận hành. Trường hợp sử dụng thiết bị đầu cuối RTU sẽ bao gồm các thiết bị chính như sau:
  • Tủ RTU thiết bị đầu cuối chứa các đầu vào/ra số, các cổng giao diện tín hiệu nối tiếp, đầu vào tín hiệu tương tự để kết nối đến các IED
  • Tủ giao diện SIC giám sát
  • Các modern V.24, V.28, V35 kết nối các RTU hoặc các hệ thống tự động hóa với đường truyền viễn thông
  • Các thiết bị ngoại vi khác,...

Trong hệ thống SCADA, quá trình thu thập dữ liệu thực hiện khi RTU quét thông tin có được từ các thiết bị chấp hành được nối với chúng. Thời gian để thực hiện nhiệm vụ này gọi là thời gian quét bên trong. 

Các máy chủ gửi tín hiệu yêu cầu xuống các RTU, cho phép các RTU tiếp tục gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp xuống thiết bị chấp hành nhằm thực thi nhiệm vụ để điều khiển.

Các hệ thống SCADA được sử dụng ở các tổ chức, đơn vị công nghiệp, doanh nghiệp và các công ty trong khu vực công nhân, tư nhân độc lập. SCADA được ứng dụng để kiểm soát, giám sát, phân phối dữ liệu và duy trì hiệu quả để ra quyết định thông minh hơn. Hệ thống SCADA hoạt động rất tốt trong nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau. Từ cấu hình đơn giản đến các cài đặt phức tạp, hệ thống SCADA chính là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại như: Năng lượng, Chế tạo, Dầu khí, Đồ ăn và đồ uống, Nước và chất thải, Tái chế, Quyền lực, Vận chuyển và nhiều lĩnh vực khác,...

Hiện nay, hầu như rất nhiều lĩnh vực có một số loại hệ thống phần mềm SCADA chạy như quản lý tòa nhà, đạt chuẩn chất lượng nhà máy xử lý nước thải, đảm bảo sản xuất và an toàn tại nhà máy lọc dầu, quản lý hệ thống làm lạnh tại siêu thị địa phương, theo dõi sử dụng năng lượng ở nhà,…

Các hệ thống phần mềm SCADA giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc rất hiệu quả. Nhiều nghiên cứu đã công bố những lợi ích và tiết kiệm nổi bật của việc sử dụng giải pháp quản lý WinCC, Win CC OA hay Advantech WebAccess.

Phần mềm SCADA cho phép các doanh nghiệp, tổ chức công nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu và kiểm soát hoạt động của máy móc. Đối với các thiết bị như máy bơm, van hay các động cơ, đều có thể lưu trữ mọi thông tin vào file máy chủ. Nhờ nhiều tính năng ưu việt, phần mềm SCADA đang được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại tại nhiều nước trong đó có Việt Nam như: năng lượng, vận tải, thực phẩm, dầu khí, xử lý nước và rác thải,... 

Lợi ích của phần mềm SCADA

Các lợi ích của mô hình SCADA được ưa chuộng là:

Cải thiện chất lượng sản phẩm: Nhờ việc phân tích các hoạt động, người quản lý có thể tìm cách ngăn chặn và hạn chế các sai sót trong quá trình sản xuất.

Nâng cao năng suất công việc: Quá trình phân tích quy trình sản xuất, người quản lý có thể dùng thông tin đó để cải tiến kỹ thuật và tăng hiệu quả sản xuất.

Bảo toàn nguồn vốn đầu tư: Các chủ nhà máy đầu tư sẽ cần nâng cấp hoạt động sản xuất để hoạt động kinh doanh có thể sử dụng lâu dài. Một phần mềm SCADA được thiết kế mở cho phép nhà đầu tư có thể chỉnh sửa, thay đổi phù hợp với quy mô sản xuất của mình. Nhờ đó, hệ thống sẽ giúp loại bỏ các chi phí hao hụt theo thời gian.

Giảm chi phí vận hành và bảo trì hoạt động kinh doanh: Phần mềm SCADA được lắp đặt thì doanh nghiệp sẽ giảm thiểu được nhân sự để quản lý và giám sát các thiết bị hiện trường đặt ở vị trí xa. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng sẽ tiết kiệm khoản chi trả cho chuyến đi để kiểm tra và bảo trì ở xa.

Ultimate Access là một công cụ tự động hoá chạy trên nền tảng Microsoft Windows. Ultimate Aces có thư viện và đồ họa phong phú, giúp người sử dụng giảm thời gian thiết kế. Bởi vì có nhiều tính năng ưu việt nên phần mềm SCADA rất được ưa chuộng lựa chọn và thống nhất sử dụng trên nhiều lĩnh vực làm việc. 

Một số điểm nổi bật của phần mềm SCADA Cimon

Một số điểm nổi bật của SCADA Cimon: 

• Ultimate Access cho phép điều khiển và giám sát qua Web/Mobile Server cực kỳ có lợi và tiết kiệm
• Giám sát và điều khiển qua Silverlight nên không bị hạn chế trên nền tảng và trình duyệt Web.
• Hỗ trợ phương pháp truyền thông đa dạng như: RS-232/ 422/ 485, DDE, ODBC, OPC, TCP/IP, UDP/IP, USB,…
• Có thể kết nối với nhiều thiết bị phần cứng của các hãng khác để giám sát và điều khiển từ xa.
• Tính năng soạn thảo riêng cho từng đối tượng của các thiết bị bằng ngôn ngữ Visual Basic.
• Có nhiều công cụ thiết kế giúp chỉnh sửa hình ảnh, ảnh động, báo cáo, chỉnh sửa tag, thiết lập truyền thông,... để xây dựng hệ thống tự động.
• Ultimate Access hỗ trợ các đối tượng xây dựng hệ thống tự động nhờ theo dõi theo thời gian thực, xu hướng lịch sử,...
• Sử dụng phương thức ODBC để chia sẻ dữ liệu với các cơ sở dữ liệu bên ngoài hệ thống.
• Hỗ trợ tính năng OPC Server/Client, xác thực Soft license trực tuyến.
• Hỗ trợ thêm trình điều khiển cho các mô-đun I/O chính, PLC, PAC, CNC, chuyển mạch mạng, nền tảng máy tính,...
• Hỗ trợ các giao thức chuẩn Modbus, OPC DA, OPC UA, Ethernet/IP, SNMP, DNP3 và BACnet GUI dựa trên HTML5 của WebAcccess/Dashboard 2.0. Giao thức chuẩn để phân tích dữ liệu đa trình duyệt, đa nền tảng.
• Widget Builder có thể tạo Widget tùy chỉnh, truy cập cơ sở dữ liệu bên ngoài và giao diện dịch vụ web. Tính năng này nhằm thu thập dữ liệu của hệ thống phần mềm bên thứ ba. 
• Cung cấp APP WebAccess để giám sát và điều khiển từ xa, thông báo đẩy các báo động cho thiết bị di động iOS, Android.
• Tích hợp phần mềm của bên thứ ba như MES hay ERP qua các dịch vụ web giao diện mở RESTful API/SignalR, API WebAccess, giao diện widget.
• Chế độ khôi phục cơ sở dữ liệu linh hoạt giúp nhà quản lý có thể truy cập dữ liệu tự động với tốc độ truy vấn tốt.

Video giới thiệu phần mềm SCADA:

Trên đây là bài viết chia sẻ tất tần tật về phần mềm SCADA. Hy vọng các bạn sẽ nắm được thêm nhiều thông tin bổ ích. Nếu còn thắc mắc, xin hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp chi tiết. Chúc các bạn sức khỏe!