SCADA là gì? Bài viết sẽ giải thích chi tiết về hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu được sử dụng trong nhà máy công nghiệp và cơ sở sản xuất.
SCADA là gì?
SCADA là từ viết tắt của Supervisory Control and Data Acquisition (Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu), là một hệ thống máy tính và các thiết bị dùng để thu thập và phân tích dữ liệu thời gian thực để giám sát và điều khiển thiết bị xử lý các sự kiện quan trọng và nhạy cảm với thời gian.
Hệ thống SCADA lần đầu tiên được sử dụng vào những năm 1960 và hiện là một thành phần không thể thiếu trong hầu hết các nhà máy công nghiệp và cơ sở sản xuất.
SCADA là gì?
Các quy trình công nghiệp đòi hỏi sự chính xác và phối hợp cẩn thận. Thu thập dữ liệu thời gian thực và cung cấp thông tin chi tiết để tối đa hóa hiệu quả, giảm chi phí chung và hợp lý hóa hoạt động.
Nhiều tổ chức công nghiệp dựa vào SCADA để khai thác dữ liệu và quản lý thiết bị. SCADA là một hệ thống điều khiển mạnh mẽ được thiết kế để thu thập, phân tích và trực quan hóa dữ liệu từ các thiết bị công nghiệp. Người vận hành có thể xem các phép đo quan trọng như nhiệt độ, độ rung, mức sử dụng điện, …
Sử dụng các giải pháp SCADA hiện đại, người vận hành và giám sát hiện trường có thể truy cập dữ liệu và quản lý thiết bị, máy móc mà không cần di chuyển trực tiếp đến từng vị trí.
Hệ thống SCADA được sử dụng ở đâu?
Hầu hết các cơ sở công nghiệp sẽ sử dụng SCADA. Chúng thường được tìm thấy ở bất cứ nơi nào sử dụng tự động hóa công nghiệp – việc sử dụng công nghệ tiên tiến để tự động hóa các tác vụ thủ công và kiểm soát quy trình. Doanh nghiệp tận dụng SCADA để hỗ trợ cơ sở hạ tầng quan trọng, đóng vai trò là ‘xương sống’ trong quá trình sản xuất.
Các tổ chức triển khai SCADA trong các môi trường kỹ thuật cao – nơi quy mô, an toàn và độ chính xác là ưu tiên hàng đầu. Quản lý nguồn nước, nguyên liệu khí đốt, và nhà máy sản xuất là ba ứng dụng phổ biến nhất của hệ thống SCADA.
- Hệ thống quản lý nước và xử lý nước: Các công ty nước sử dụng SCADA hiện đại để giám sát và điều khiển từ xa máy bơm, động cơ, bể chứa nước và các thiết bị quan trọng khác. Thông tin chi tiết từ phần mềm SCADA giúp giảm thiểu hư hỏng tài sản và đảm bảo các dịch vụ cấp nước luôn hoạt động trơn tru.
- Các cơ sở dầu khí: SCADA cung cấp cho các nhà quản lý mỏ dầu và khí đốt khả năng hiển thị trong thời gian thực về các tài sản nằm rải rác trên các địa điểm ở xa. Bảng điều khiển dựa trên web cho phép người vận hành xem và kiểm soát từ xa các hoạt động quan trọng như mức áp suất và độ rung trên các bồn chứa và đường ống. Dữ liệu thời gian thực giúp ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch (downtime) hay nguy cơ rò rỉ.
- Nhà máy sản xuất: Được coi là nguồn gốc của SCADA, các cơ sở sản xuất đã sớm áp dụng hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu từ giữa thế kỷ 20. Ngày nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng nền tảng SCADA để giảm thiểu thời gian chết, phát hiện các sự cố máy móc tiềm ẩn trước khi chúng leo thang.
Sự khác biệt giữa các giải pháp SCADA cũ và hiện đại
Sự khác biệt cơ bản giữa các giải pháp SCADA cũ và hiện đại nằm ở kiến trúc hệ thống. Các hệ thống SCADA truyền thống thường sử dụng nhiều thiết bị phần cứng cùng các chương trình phần mềm thô sơ, kém linh hoạt. Điều này làm tăng chi phí, tiêu tốn nhân lực cho vận hành và bảo trì.
Hệ thống SCADA tiên tiến dựa trên công nghệ điện toán đám mây. Nền tảng công nghệ hợp nhất giúp dễ dàng triển khai trong các hoạt động bất kể quy mô. Kiến trúc SCADA đơn giản hóa cho phép giám sát và cảnh báo trong thời gian thực, khả năng truy cập thông tin từ xa, bất kể thời gian và vị trí.
Sơ đồ SCADA không dây
Hệ thống SCADA không dây
Nhiều tổ chức hiện đang áp dụng các công nghệ truyền dẫn không dây thay cho hình thức có dây để cải thiện độ tin cậy và chi phí. Các công nghệ không dây tiết kiệm chi phí, đồng thời cung cấp khả năng điều khiển từ xa, cho phép truy cập thông tin không giới hạn về vị trí và thời gian.
Việc triển khai cơ sở hạ tầng không dây có nhiều ưu điểm so với hình thức có dây. Giảm đáng kể chi phí và thời gian lắp đặt, giảm chi phí giấy phép, loại bỏ đường ống dẫn, đồng thời giảm thiểu sự cố về đứt hoặc chập dây do xuống cấp và môi trường vận hành.
Ví dụ về ứng dụng SCADA
Một hệ thống SCADA điển hình có thể được thiết lập để giám sát rò rỉ nghiêm trọng trên đường ống. Khi phát hiện rò rỉ; nó có thể thực hiện một chuỗi lệnh bằng cách sử dụng máy móc để cảnh báo tín hiệu rò rỉ, đồng thời ngay lập tức đóng van để giảm thiểu hoặc loại bỏ các yếu tố nguy hiểm, tổn thất doanh thu hoặc sản xuất.
Mỗi hệ thống SCADA có thể được tùy chỉnh để phù hợp chính xác với một ứng dụng cụ thể; nó có thể tương đối đơn giản – tòa nhà văn phòng nhỏ (ngân sách thấp) đến cực kỳ phức tạp – nhà máy hạt nhân (ngân sách cao).
Tại sao hệ thống SCADA lại quan trọng?
Tầm quan trọng của hệ thống SCADA là tự động hóa. Nó cho phép một tổ chức nghiên cứu cẩn thận và dự đoán phản ứng tối ưu đối với các điều kiện đo lường và thực hiện các phản hồi đó một cách tự động mọi lúc.
Việc dựa vào kiểm soát máy móc chính xác cho các thiết bị và quy trình giám sát hầu như loại bỏ được lỗi của con người.
Quan trọng hơn, SCADA giúp tự động hóa các công việc thông thường, tẻ nhạt, thường xuyên do con người thực hiện, giúp tăng thêm năng suất, cải thiện khả năng quản lý các lỗi máy móc nghiêm trọng trong thời gian thực.
Các thành phần chính của hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA sử dụng Hệ thống điều khiển phân phối (DCS), Hệ thống điều khiển quá trình (PCS), Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) và Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) thực hiện phần lớn cảnh báo, giám sát và điều khiển quá trình cục bộ và từ xa.
Yêu cầu chính của các thiết bị này bao gồm giám sát mức chất lỏng và các chỉ số đồng hồ đo khí, điện áp và dòng điện của thiết bị, áp suất và nhiệt độ vận hành, hoặc các tình trạng của thiết bị máy móc.
Có nhiều nét tương đồng với SCADA, Andon cũng là một trong những hệ thống có vai trò quan trọng hàng đầu trong việc giám sát sản xuất. Andon cung cấp khả năng ngăn ngừa những sự cố bất thường trong dây chuyền sản xuất, cải thiện năng suất thông qua giảm thời gian chết (downtime), cung cấp thông tin thống kê theo thời gian thực, báo cáo chi tiết hỗ trợ cải tiến quy trình.
Với các thông tin cụ thể trong bài viết này, chúng tôi mong doanh nghiệp đã có thể nắm được hiểu biết cơ bản về khái niệm SCADA là gì.
