Khái niệm về SCADA và HMI
Chào các bạn, hôm nay BKAII xin giới thiệu sơ lược về hệ thống SCADA. Đây vốn là một số khái niệm cơ bản mà bất cứ dân điện tự động hóa nào cũng biết :), BKAII xin phép nhắc lại.
Hệ SCADA ra đời vào những năm 80 của thế kỷ trước trên cơ sở ứng dụng thành tựu kỹ thuật của: tin học - mạng máy tính và truyền thông công nghiệp. Giống như các từ viết tắt khác, khái niệm SCADA ( Supervisory Control And Acquisition) cũng được hiểu và sử dụng dưới nhiều ý nghĩa khác nhau. Ví dụ, khi nói tới SCADA, có bạn sẽ liên tưởng tới một hệ thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ đơn giản là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về trung tâm để xử lý ( qua modem GPRS/3G, qua cáp quang,...), ví du như các hệ thống khai thác dầu khí và phân phối năng lượng điện... Với cách hiểu này, thì bài toán truyền thông được đặt lên hàng đầu. Một số trường hợp khác, khái niệm SCADA và "none-SCADA" lại được dùng để phân biệt các bài toán giám sát sử dụng công cụ phần mềm chuyên dụng (FIX, Intouch, WinCC,...) hay phần mềm phổ thông ( Acess, Excel, Visual Basic,...), lúc này bài toán phần mềm được đưa lên đầu để so sánh....
Như vậy, một cách tổng quát, hệ thống SCADA không khác gì một hệ thống giám sát điều khiển cao cấp hơn hệ thống điều khiển thông thường. Và hệ thống SCADA thông thường sẽ có đủ các thành phần sau:
- Giao diện người máy HMI
- Hạ tầng truyền thông công nghiệp
- Phần mềm kết nối các nguồn dữ liệu
- Hệ thống cơ sở dữ liệu
- Các chức năng hỗ trợ trao đổi tin tức
Tổng quan hơn, hệ thống SCADA bao gồm các thành phần chính sau:
- Trạm điều khiển trung tâm (Master station): Có chức năng thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu. Ngoài ra còn có chức năng truyền lệnh xuống các trạm cơ sở.
- Trạm cơ sở (Operation Station): Là các trạm được đặt tại hiện trường, có nhiệm vụ thu thập và xử lý dữ liệu trong phạm vi hẹp và gửi dữ liệu về trạm Master, đồng thời nhận lệnh từ trạm Master để điều khiển.
- Mạng truyền tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và truyền thông công nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều. Hiện nay phổ biết là sử dụng các mạng không dây như GPRS/3G -không giới hạn khoảng cách, RF/Zigbee với khoảng cách ngắn, hoặc là sử dụng đường truyền cáp quang,...
Như đã biết, HMI là một thành phần trong hệ thống SCADA, tuy nhiên HMI không chỉ được dùng ở cấp điều khiển giám sát, mà ngay ở các cấp thấp hơn ngừoi ta cũng cần giao diện người - máy phục vụ việc quan sát và thao tác vận hành cục bộ. Vì lý do giá thành, đặc tính kỹ thuật cũng như phạm vi chức năng, ở các cấp gần với quá trình kỹ thuật này, các OP - Operator Panel chuyên dụng chiếm vai trò quan trọng hơn.
Hiện nay, với sự tiến bộ của phần cứng và phầm mềm máy tính PC, đã thúc đẩy sự phát triển các công cụ tạo dựng phần mềm SCADA theo một hướng mới, sử dụng PC và Windows làm nền tảng phát triển và cài đặt. Từ chức năng thuần túy là thu thập dữ liệu cho việc quan sát điều khiển, một hệ thống SCADA ngày nay có thể đảm nhiệm vai trò điều khiển cao cấp, điều khiển phối hợp, ví dụ như điều khiển theo mẻ, điều khiển theo công thức.... Hơn thế, khả năng tích hợp hệ thống điều khiển giám sát với các ứng dụng khác trong một hệ thống thông tin, các phần mềm quản lý, tối ưu hệ thống,...của toàn công ty cũng trở nên dễ dàng hơn....