Phần mềm scada là gì và vai trò quan trọng của nó trong ngành công nghiệp? Đây là một câu hỏi thường được đặt ra trong thế giới công nghệ hiện đại. SCADA, viết tắt của Supervisory Control and Data Acquisition, là một hệ thống phần mềm đặc biệt thiết kế để giám sát và điều khiển quy trình sản xuất trong ngành công nghiệp. Nó không chỉ đơn giản là một phần mềm, mà còn là cột mốc quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất, đảm bảo an toàn và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Hãy cùng khám phá và tìm hiểu thêm về phần mềm SCADA và tầm quan trọng của nó trong bài viết này.

Phần mềm SCADA là gì?

phan-mem-scada-la-gi-1

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. SCADA giúp cho việc giám sát và điều khiển từ xa quá trình trở nên dễ dàng hơn đối với con người. Hệ thống SCADA có vai trò rất quan trọng trong các doanh nghiệp hiện nay, giúp duy trì hiệu suất hoạt động, xử lý dữ liệu và đưa ra những quyết định thông minh hơn, giảm thiểu thời gian không hoạt động.

Phần mềm SCADA được thiết kế để xây dựng một mô hình hệ thống SCADA, và để thiết kế một hệ thống như vậy, ta cần sử dụng nhiều phần mềm chuyên dụng khác nhau. Có một số phần mềm phổ biến như Ultimate Access, WinCC, Wonderware, iFIX, Citect,…

Kiến trúc cơ bản của SCADA bắt đầu với việc lập trình PLC hoặc sử dụng các thiết bị đầu cuối từ xa như RTU. PLC hoặc RTU sẽ thực hiện việc giao tiếp với các thiết bị thực thi trong nhà máy như cảm biến, van điều khiển, thiết bị đóng cắt,… Sau đó, chúng sẽ thu thập thông tin và truyền dữ liệu từ các đối tượng thực thi đến máy tính thông qua phần mềm SCADA. Phần mềm SCADA sẽ xử lý, phân phối và hiển thị dữ liệu, giúp người vận hành và nhân viên phân tích dữ liệu đưa ra những quyết định quan trọng.

=> Xem thêm: Tài liệu về hệ thống scada

Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA

phan-mem-scada-la-gi-2

Hệ thống SCADA cơ bản bao gồm các thành phần sau:

  • Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Có thể là một hoặc nhiều máy chủ trung tâm, thường được đặt ở trung tâm quản lý.
  • Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Bao gồm các thiết bị như Remote Terminal Unit (RTU) hoặc Programmable Logic Controller (PLC) được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị thực thi.
  • Hệ thống truyền thông: Bao gồm mạng truyền thông công nghiệp hoặc các thiết bị truyền thông và chuyển đổi dữ liệu giữa các điều khiển và máy chủ.
  • Giao diện người-máy HMI: Đây là các thiết bị hiển thị thông tin và quá trình xử lý dữ liệu để người vận hành có thể điều khiển các hoạt động của hệ thống.
  • Thiết bị trường: Bao gồm các thiết bị thực thi như cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các cơ cấu thực thi khác.
  • Cơ sở thu thập dữ liệu: Trong hệ thống SCADA, quá trình thu thập dữ liệu bắt đầu tại các RTU, nơi chúng quét thông tin từ các thiết bị thực thi. Sau đó, các máy chủ quét các RTU với tốc độ chậm để thu thập dữ liệu từ chúng. Khi có yêu cầu điều khiển, máy chủ gửi tín hiệu yêu cầu đến các RTU, từ đó cho phép các RTU gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp xuống các thiết bị thực thi.

=> Xem thêm: Hệ thống scada nhà máy nước

Lợi ích của phần mềm SCADA là gì?

phan-mem-scada-la-gi-3

Hệ thống phần mềm SCADA mang lại nhiều lợi ích cho các doanh nghiệp, bao gồm:

  • Thu thập và quản lý dữ liệu: Phần mềm SCADA cho phép doanh nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu và tương tác với các máy móc. Đối với các thiết bị như van, máy bơm, động cơ và các thông tin liên quan, dữ liệu được lưu trữ trên máy chủ.
  • Ứng dụng rộng rãi: Hệ thống SCADA được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại như năng lượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải, xử lý nước và rác thải, vv.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: Phân tích hoạt động thông qua hệ thống SCADA giúp nhà quản lý tìm cách giảm thiểu và ngăn chặn lỗi trong quá trình sản xuất, từ đó cải thiện chất lượng sản phẩm.
  • Nâng cao năng suất: Phân tích quy trình sản xuất thông qua SCADA giúp nhà quản lý tăng cường hiệu suất sản xuất và cải tiến kỹ thuật.
  • Bảo toàn vốn đầu tư: Hệ thống SCADA thiết kế mở cho phép chủ đầu tư điều chỉnh và thay đổi theo quy mô sản xuất, giúp loại bỏ các rủi ro và tiết kiệm vốn đầu tư theo thời gian.
  • Giảm chi phí vận hành và bảo trì: Khi triển khai hệ thống SCADA, doanh nghiệp không cần nhiều nhân viên quản lý các thiết bị tại các vị trí xa. Đồng thời, không cần chi trả cho các chuyến kiểm tra và bảo trì từ xa, giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì.

=> Xem thêm: Hệ thống scada trong nhà máy thủy điện

Cơ chế thu thập dữ liệu của hệ thống SCADA là gì?

Trong hệ thống SCADA, quá trình thu thập dữ liệu được tiến hành bằng các bước sau:

  • Thu thập dữ liệu tại các RTU: Đầu tiên, quá trình thu thập dữ liệu bắt đầu tại các RTU, nơi chúng quét thông tin từ các thiết bị chấp hành được kết nối với chúng. Thời gian thực hiện nhiệm vụ này được gọi là thời gian quét nội bộ của RTU.
  • Thu thập dữ liệu bởi các máy chủ: Sau đó, các máy chủ sẽ quét các RTU (với tốc độ chậm hơn) để thu thập dữ liệu từ các RTU này.
  • Điều khiển thông qua tín hiệu yêu cầu: Để thực hiện điều khiển, các máy chủ sẽ gửi tín hiệu yêu cầu xuống các RTU, từ đó cho phép các RTU gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp xuống các thiết bị chấp hành để thực hiện nhiệm vụ.

Lý do tại sao doanh nghiệp cần phần mềm SCADA?

phan-mem-scada-la-gi-4

Phần mềm SCADA đang đứng đầu trong các nhu cầu và xu hướng đầu tư của nhiều doanh nghiệp tại Việt Nam. Có những lợi ích quan trọng mà phần mềm này mang lại cho các doanh nghiệp. Hãy cùng tìm hiểu lý do tại sao doanh nghiệp cần phần mềm SCADA qua những lợi ích sau:

  • Nâng cao năng lực sản xuất: Dựa vào khả năng phân tích quá trình và hoạt động sản xuất, doanh nghiệp có thể rút ra kinh nghiệm từ dữ liệu thu thập để nâng cao năng suất sản xuất.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: Phân tích dữ liệu giúp nhà máy tìm ra các giải pháp hạn chế để xử lý tình huống kịp thời, ngăn chặn sai sót trong quá trình sản xuất và giảm số lượng sản phẩm lỗi.
  • Cải tiến quy trình hoạt động: Dữ liệu được tổng hợp, lưu trữ và phân tích cung cấp cơ sở để cải tiến quy trình làm việc, tạo ra quy trình hiệu quả hơn.
  • Giảm thời gian và chi phí vận hành: Cải tiến quy trình giúp dây chuyền hoạt động mượt mà hơn, loại bỏ các bước không cần thiết và giảm thời gian chết. Công nhân giám sát cũng được giảm bớt vì hệ thống có khả năng giám sát tự động. Hệ thống cũng có thể phát hiện lỗi máy móc kịp thời, giúp doanh nghiệp đảm bảo bảo trì, thay thế và lên kế hoạch bảo trì định kỳ.
  • Tính an toàn cho hoạt động sản xuất: Hệ thống SCADA thay thế con người trong việc giám sát và điều khiển máy móc tại các khu vực nguy hiểm, từ đó giảm thiểu các sự cố.
  • Bảo toàn vốn đầu tư cho chủ nhà máy và doanh nghiệp: Hệ thống SCADA được thiết kế mở, cho phép quản lý tùy chỉnh và sửa đổi theo quy mô sản xuất. Điều này giúp loại bỏ tính hạn chế và đảm bảo đầu tư với chi phí thấp, đồng thời đảm bảo hoạt động lâu dài và hiệu quả.

Xu hướng phát triển của SCADA trong tương lai

phan-mem-scada-la-gi-5

Xu hướng phát triển của các PLC và phần mềm HMI/SCADA là tiếp tục tiến hóa theo hướng “mix and match” (lựa chọn và kết nối khác nhau nhưng đều hỗ trợ nhau để tạo thành một hệ thống thống nhất).

Trước đây, vào thập kỷ 90 của thế kỉ trước, việc sử dụng các thiết bị vào/ra (I/O) để thu thập dữ liệu rất phổ biến. Khi kết nối, việc ưu tiên sử dụng các chuẩn kết nối phù hợp với khoảng cách truyền dẫn như RS-485. Tuy nhiên, điều này hạn chế sự linh hoạt trong việc lựa chọn thiết bị khi yêu cầu thay đổi.

Vì nhược điểm nêu trên, đến cuối những năm 90, xu hướng đã dịch chuyển sang sử dụng các chuẩn truyền thông mở như IEC870-5-101/104 và DNP 3.0. Các chuẩn này đã trở nên phổ biến trong việc sản xuất các thiết bị và cung cấp giải pháp cho các hệ thống phần mềm SCADA.

Vào năm 2000, hầu hết các nhà sản xuất thiết bị vào/ra dữ liệu đã chuyển sang sử dụng giao thức mở như Modicon MODBUS dựa trên chuẩn TCP/IP.

Hiện nay, hệ thống phần mềm SCADA đang trong xu hướng chuyển sang sử dụng công nghệ truyền thông Ethernet và TCP/IP. Các chuẩn này đang dần thay thế các chuẩn cũ hơn.

Theo nhà cung cấp giải pháp tự động hóa và thông tin phần mềm như Wonderware và Rockwell Automation, thế hệ tiếp theo có thể sử dụng chuẩn truyền thông OPC-UA. Chuẩn này có nhiều ưu điểm từ việc hỗ trợ của công nghệ thông tin, sử dụng ngôn ngữ XML (Extensible Markup Language), các dịch vụ web và các công nghệ web hiện đại khác.

Kết luận

Hi vọng những thông tin trên đây bạn đã biết câu trả lời phần mềm scada là gì? Phần mềm SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là một hệ thống quản lý và giám sát quy trình tự động trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển và giám sát các hệ thống công nghiệp quy mô lớn. Phần mềm SCADA cho phép người điều khiển xem và điều khiển các thiết bị và quá trình hoạt động thông qua giao diện đồ họa trực quan. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và tăng cường an ninh trong quá trình vận hành. Bằng cách tích hợp và phân tích dữ liệu từ các thiết bị cảm biến, phần mềm SCADA đóng vai trò quan trọng trong việc đưa ra quyết định thông minh và nhanh chóng, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và điều hành hệ thống công nghiệp hiệu quả hơn.