Ứng dụng scada đã trở thành một trong những công nghệ quan trọng nhất trong lĩnh vực tự động hóa hiện đại. Với khả năng giám sát và điều khiển hệ thống tự động một cách linh hoạt và hiệu quả, SCADA đã thay đổi cách chúng ta quản lý và vận hành các quy trình công nghiệp và hạ tầng cơ sở. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về ứng dụng SCADA và những lợi ích mà nó mang lại trong việc quản lý các hệ thống tự động hóa. 

SCADA là gì?

ung-dung-scada-1

SCADA, viết tắt của Supervisory Control And Data Acquisition (kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu), là một hệ thống quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp. Nó cung cấp khả năng kiểm soát và giám sát từ xa, đồng thời hỗ trợ thu thập thông tin dữ liệu. SCADA sử dụng một cấu trúc phần cứng và phần mềm phổ biến, và được áp dụng rộng rãi trong các tổ chức công nghiệp để thực hiện các hoạt động sau:

  • Kiểm soát quy trình công nghiệp từ xa.
  • Theo dõi, xử lý và thu thập dữ liệu.
  • Tương tác trực tiếp với các thiết bị cảm biến, máy bơm, động cơ, van thông qua giao diện phần mềm HMI.
  • Ghi lại sự kiện và nhật ký.

Hệ thống SCADA đóng vai trò quan trọng trong tổ chức công nghiệp, giúp duy trì hiệu suất và xử lý dữ liệu quyết định thông minh hơn về các vấn đề truyền đạt, từ đó giảm thiểu thời gian. Cấu trúc cơ bản của SCADA bao gồm các thành phần như điều khiển logic lập trình (PLC) hoặc thiết bị đầu cuối từ xa (RTU), các máy tính vi xử lý, cảm biến và thiết bị đầu cuối.

Phần mềm SCADA xử lý và phân phối dữ liệu hiển thị, giúp khai thác và phân tích dữ liệu để đưa ra các quyết định quan trọng nhất. Hệ thống SCADA nhanh chóng thông báo cho điều hành và tạm dừng xem xét dữ liệu thông qua giao diện SCADA và HMI để xác định nguyên nhân và vấn đề. Bằng việc xem xét dữ liệu và phát hiện các sự cố máy móc từ hệ thống SCADA, người điều hành có thể giải quyết vấn đề và ngăn chặn quá trình mất sản phẩm.

Cấu trúc và hoạt động của hệ thống SCADA

ung-dung-scada-2

Mọi hệ thống SCADA đều bao gồm 3 cấp thành phần cấu tạo chính:

  • Cơ cấu chấp hành:
    • Bao gồm các thiết bị đo lường như cảm biến, bộ chuyển đổi tín hiệu đo lường, bộ truyền tín hiệu đo và thiết bị chấp hành như động cơ, biến tần, van và các bộ điều khiển van.
    • Vai trò: Các thiết bị này có nhiệm vụ đo đạc các thông số và trực tiếp điều khiển.
  • Cấp điều khiển:
    • Bao gồm thiết bị trạm đầu xa RTU (Remote Terminal Unit) và thiết bị điều khiển logic PLC + HMI.
    • Vai trò: Thiết bị này nhận tín hiệu từ các thiết bị đo lường và lệnh từ trung tâm điều khiển để trực tiếp điều khiển cơ cấu chấp hành.
  • Cấp giám sát và thu thập dữ liệu:
    • Bao gồm hệ thống máy chủ và màn hình giao diện HMI.
    • Vai trò: Cấp này giám sát hoạt động hệ thống, trực tiếp gửi lệnh điều khiển cho cấp điều khiển và thu thập dữ liệu từ hệ thống. Cấu trúc SCADA cơ bản bắt đầu bằng bộ điều khiển logic PLC hoặc thiết bị trạm đầu xa RTU. PLC và RTU giao tiếp với một loạt các đối tượng như máy móc ở nhà máy, HMI, cảm biến và thiết bị đầu cuối, sau đó định tuyến thông tin từ các đối tượng đó đến máy tính bằng phần mềm SCADA. Phần mềm SCADA xử lý, phân phối và hiển thị dữ liệu, giúp người vận hành và các nhân viên phân tích dữ liệu để đưa ra các quyết định quan trọng về vận hành.

Các ứng dụng của hệ thống SCADA

ung-dung-scada-3

Trong quá trình sản xuất công nghiệp và ứng dụng công nghệ hiện đại, SCADA có thể được áp dụng vào ba loại điều khiển cơ bản như sau:

  • Giám sát và vận hành thu thập số liệu:
    • Hệ thống SCADA cho phép giám sát và vận hành quá trình sản xuất, đồng thời thu thập dữ liệu liên quan.
    • Nó cung cấp thông tin cần thiết để theo dõi các thông số quan trọng và hiển thị số liệu một cách trực quan.
  • Điều khiển Logic tuần tự – Sequence logic control:
    • SCADA hỗ trợ điều khiển tuần tự các quy trình công nghiệp, thực hiện theo các bước và trình tự đã được xác định trước.
    • Điều này đảm bảo sự chính xác và liên tục trong quá trình sản xuất.
  • Điều khiển điều chỉnh – Regulatory control:
    • SCADA cung cấp khả năng điều chỉnh và điều khiển các thông số và quá trình sản xuất theo các tham số quy định.
    • Nó đảm bảo sự ổn định và đáng tin cậy của quá trình, đồng thời giúp điều chỉnh và duy trì các thông số theo mục tiêu được đặt ra.

Các hệ thống SCADA được xây dựng để đáp ứng mọi yêu cầu của quá trình sản xuất và tương thích với thiết bị sử dụng. Chúng cung cấp các ứng dụng điều khiển cơ bản và đáp ứng mọi yêu cầu, đảm bảo hiệu quả và hiệu suất trong quá trình sản xuất.

=> Xem thêm: Thiết kế hệ thống SCADA

Chức năng chung của hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA có những chức năng quan trọng sau:

  • Thu thập thông tin và dữ liệu từ xa:
    • SCADA thu thập thông tin về sản lượng và các thông số vận hành tại các trạm biến áp thông qua việc truyền dữ liệu và lưu trữ trên máy chủ hệ thống.
  • Hiển thị trạng thái và thông tin hoạt động:
    • Hệ thống SCADA hiển thị trực quan trạng thái quá trình hoạt động thông qua các đồ thị, thiết bị điện, hiển thị sự kiện và báo cáo hoạt động.
    • Nó cung cấp thông báo báo động khi có sự cố xảy ra để người dùng có thể phản ứng kịp thời.
  • Điều khiển từ xa:
    • SCADA cho phép điều khiển từ xa các quá trình như đóng, cắt, đổi trạng thái các thiết bị như dao tiếp địa, dao cách ly, máy biến thế, rơ le, và thiết lập giá trị.
    • Nó cung cấp khả năng điều khiển và thay đổi trạng thái từ xa một cách an toàn và hiệu quả.
  • Quản lý dữ liệu và cung cấp dịch vụ:
    • SCADA áp dụng cơ sở dữ liệu để cung cấp dịch vụ về giám sát và điều khiển trong hệ thống điện.
    • Nó thực hiện việc truyền dữ liệu trong và ngoài hệ thống, đáp ứng yêu cầu và phản hồi thông tin số liệu theo yêu cầu.
  • Tự động hóa quá trình điều khiển:
    • Một số hệ thống SCADA kết hợp phần mềm và phần cứng vi tính để tự động hóa quá trình điều khiển trong hệ thống điện.

Ưu nhược điểm của hệ thống SCADA

ung-dung-scada-4

Ưu điểm: Hệ thống SCADA có những ưu điểm sau đây:

  • Cung cấp thông tin cơ học và đồ họa trên giao diện HMI: SCADA cung cấp giao diện HMI với thông tin cơ học và đồ họa dễ hiểu, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều khiển quá trình.
  • Tự động hóa và thay thế công việc của con người: Hệ thống SCADA có khả năng tự động hóa các hoạt động, giảm sự phụ thuộc vào con người trong quá trình làm việc.
  • Dễ dàng mở rộng và thêm thiết bị điều khiển, cảm biến: SCADA linh hoạt và dễ dàng mở rộng, cho phép thêm các thiết bị điều khiển và cảm biến mới theo yêu cầu của hệ thống.
  • Khả năng vận hành trong nhiều tình huống quan trọng: Hệ thống SCADA có khả năng vận hành ổn định và đáng tin cậy trong nhiều tình huống quan trọng, đảm bảo hoạt động hiệu quả của quá trình.

Nhược điểm: Bên cạnh những ưu điểm, hệ thống SCADA cũng có những hạn chế sau đây:

  • Cấu trúc tập trung gây tắc nghẽn thông tin: Vì cấu trúc tập trung, thông tin từ nhiều điểm được tập trung về máy chủ, dẫn đến tình trạng tắc nghẽn thông tin và khó khăn trong xử lý, gây quá tải thông tin.
  • Phù hợp với các hệ thống nhỏ: Hệ thống SCADA thường chỉ phù hợp với các hệ thống nhỏ, có số lượng điểm đo thường dưới 100.

Lợi ích của hệ thống SCADA trong công nghiệp

ung-dung-scada-5

Hệ thống SCADA mang lại những lợi ích đáng kể cho các doanh nghiệp như sau:

  • Cải tiến quy trình hoạt động: SCADA cho phép thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu, giúp nhà quản lý cải thiện quy trình hoạt động với chi phí thấp hơn nhưng hiệu quả cao hơn.
  • Nâng cao năng suất: Nhờ phân tích quy trình sản xuất, nhà quản lý có thể sử dụng thông tin để nâng cao năng suất sản xuất.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: Bằng cách phân tích hoạt động và xử lý tình huống kịp thời, nhà quản lý có thể giảm lượng sản phẩm lỗi và cải thiện chất lượng trong quá trình sản xuất.
  • Giảm thời gian và chi phí vận hành, bảo trì: SCADA giúp giảm sự cần thiết của nhân sự giám sát, phát hiện sự cố hỏng hóc sớm, giúp doanh nghiệp đưa ra phương án và giảm chi phí bảo trì.
  • Tăng tính an toàn: Hệ thống SCADA thay thế con người trong việc giám sát và điều khiển các máy móc trong các khu vực nguy hiểm, độc hại, đồng thời giảm thiểu sự cố trong quá trình vận hành.
  • Bảo toàn vốn đầu tư: SCADA được thiết kế mở, cho phép chủ doanh nghiệp điều chỉnh và thay đổi theo quy mô sản xuất, giúp loại bỏ tính nhất thời và tiếp tục đầu tư nâng cấp với chi phí thấp hơn.

=> Xem thêm: Ứng dụng của scada trong hệ thống điện

Kết luận

Trong thế giới công nghiệp ngày nay, ứng dụng SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) đã trở thành một phần không thể thiếu để quản lý và điều khiển các hệ thống tự động. Với khả năng giám sát và điều khiển từ xa, SCADA đã mang lại nhiều lợi ích lớn cho các ngành công nghiệp như điện lực, nước và xử lý chất thải. Nó giúp cải thiện hiệu suất, tăng cường an toàn và giảm thiểu sự cố không mong muốn.Với tiềm năng không ngừng phát triển, SCADA đang trở thành công cụ quan trọng trong việc xây dựng các hệ thống công nghiệp thông minh và hiệu quả.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *