Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) đã tồn tại ba thập kỷ; cho đến ngày nay nó vẫn được coi là giải pháp trực quan để giao tiếp với PLC và cung cấp đa chức năng như cảnh báo, ghi nhật ký theo dõi, đồ thị – biểu đồ và HMI . Ngày nay, hầu hết các gói phần mềm SCADA đều bao gồm giao diện web và giao diện trên di động thông minh; đồng thời duy trì và phát triển các tính năng này như giải pháp công nghiệp Internet of Things (IIoT) hay công nghiệp 4.0. Với sự phát triển đó, những lợi ích của việc tận dụng IIoT có thể thực sự là loại bỏ được SCADA truyền thống.
Lý do cần nâng cấp SCADA
Đầu tiên cần xem xét về khả năng hỗ trợ và bảo trì. Nhật ký dữ liệu từ hệ thống SCADA thường được đẩy vào cơ sở dữ liệu SQL và tiếp tục phát triển kèm theo bảo trì định kỳ. Phần mềm SCADA thường yêu cầu nâng cấp và vá lỗi để cập nhật bản vá hệ điều hành Windows mới nhất. Hệ điều hành Windows mà bạn đang sử dụng sẽ có thể lỗi thời trong vòng 5 năm, vì vậy bạn sẽ sớm phải mua bản nâng cấp SCADA và cài đặt cũng như định cấu hình lại toàn bộ.
Các công ty sản xuất có đội ngũ lập trình viên SCADA giàu kinh nghiệm thì sẽ thấy rằng duy trì nâng cấp hệ thống SCADA là việc tẻ nhạt và tốn thời gian. Người dùng cuối ít kinh nghiệm thì thực sự có thể gặp khó khăn với những vấn đề này và thường kết thúc hợp đồng với nhà tích hợp trước đó và thực hiện nâng cấp hệ thống với nhà tích hợp khác.
Đối với OEM, việc hỗ trợ duy trì gói PC và SCADA trên một hệ thống từ xa là vấn đề đau đầu. Trong một số trường hợp, nhân viên CNTT của người dùng cuối có kiến thức về phần mềm, hệ điều hành, vi-rút, trình duyệt, v.v. thì sẽ yêu cầu cập nhật thường xuyên trên PC & SCADA mà họ đang sử dụng.
Các cập nhật thông số kỹ thuật này thường tạo thêm công việc cho các OEM bởi vì mỗi hệ thống SCADA & PC là riêng rẽ và duy nhất. Nếu người dùng cuối không có nhân viên CNTT nội bộ có đủ khả năng hỗ trợ, OEM có thể tự thuê hoặc ký hợp đồng với vai trò hỗ trợ CNTT cho người dùng cuối ngay khi họ bán cho họ một hệ thống cũ.
Lưu trữ trên cloud mang lại một giải pháp thay thế
Điều gì sẽ xảy ra nếu nhà máy của bạn có đầy đủ những lợi ích của SCADA mà không cần đến sự hỗ trợ về IT? Dữ liệu của các hệ thống điều khiển cục bộ sẽ được đẩy một cách an toàn đến máy chủ được lưu trữ trên cloud. Máy chủ lưu trữ dữ liệu và cung cấp trình điều khiển, giám sát trên giao diện web tùy chỉnh, thông báo qua Email & SMS, hiển thị dữ liệu bằng đồ thị – biểu đồ, tùy chỉnh báo cáo, có ứng dụng dành riêng cho điện thoại hoặc giao diện trên điện thoại và có khả năng kết nối với các hệ thống phần mềm doanh nghiệp khác. Hệ thống này dễ dàng thiết lập và chạy nhiều tác vụ tương tự như một hệ thống SCADA cục bộ thực hiện.
Tuy nhiên, vẫn cần sự kiểm soát tại chỗ. Hầu hết người dùng sẽ không muốn dựa hoàn toàn vào một máy chủ từ xa để vận hành hệ thống máy móc và thiết bị. Dù vậy, với sự liên kết hệ thống giám sát từ xa được lưu trữ trên máy chủ cloud với các hệ thống cục bộ sẽ mang lại những lợi ích đáng kể. Hầu hết các nhiệm vụ SCADA cần thực hiện đều có thể xử lý qua máy chủ cloud, còn các yêu cầu về HMI cục bộ có thể được giải quyết bằng các màn hình cảm ứng HMI chuyên dụng.
HMI hay IPC, Panel PC, VDI (Virtual Desktop Infrastructure) đáng tin cậy hơn và dễ bảo trì hơn PC. Chúng thường sử dụng hệ điều hành nhúng, công nghệ ảo hóa, khởi động trong vài giây và không dễ bị nhiễm vi-rút. Nếu bạn chuyển chức năng thu thập, lưu trữ, phân tích, báo cáo và truy cập dữ liệu từ di động sang giải pháp cloud thì những việc còn lại bạn có thể vận hành nhà máy của mình với màn hình cảm ứng cục bộ.
So sánh giữa Cloud SCADA & SCADA truyền thống
Dưới đây là những lợi thế của việc sử dụng hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu dựa trên cloud thay vì SCADA truyền thống.
| SCADA truyền thống | Cloud SCADA | |
| Bảo trì | Các chương trình chống vi-rút cần được cập nhậtCần nâng cấp phần mềm SCADA trên từng PC để cập nhật theo các bản vá lỗi của Windows
Hệ điều hành yêu cầu mua phần mềm, cài đặt, truyền file và chuyển đổi file Tốn thời gian và chi phí để chuẩn đoán, giải quyết các vấn đề liên quan đến phần mềm |
Thiết bị thu thập dữ liệu, máy chủ lưu trữ và cơ sở dữ liệu được quản lý hoàn toàn trong phần của phí lưu trữ hàng nămThường sử dụng một hệ điều hành nhúng. Dễ dàng nâng cấp, có thể thực hiện từ xa
Chỉ thực hiện các thay đổi trong hệ điều hành theo yêu cầu của khách hàng Hỗ trợ kỹ thuật cho hệ thống được bao gồm trong phí lưu trữ hàng năm |
| Đăng nhập vào dữ liệu | Cơ sở dữ liệu quan hệ (như Microscoft SQL), yêu cầu bảo trì định kỳ. Hiệu suất sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng nếu không thực hiện bảo trì định kỳ các chức năngCác gói historian do SCADA cung cấp có thể yêu cầu bảo trì ít hơn, nhưng mức chi phí nâng cấp khá là đáng kể | Dữ liệu được thu thập và đánh dấu thời gian thực và gửi đến máy chủ cloud để lưu trữBảo trì cơ sở dữ liệu được thực hiện thường xuyên như một phần của phí lưu trữ hàng năm
Dữ liệu thường được cập nhật khi thay đổi và cảnh báo ngay lập tức khi giảm thiểu băng thông dữ liệu |
| Bảo mật dữ liệu | Hầu hết là người dùng cuối phải chịu trách nhiệm sao lưu dữ liệuViệc không thực hiện sao lưu và cập nhật dữ liệu định kỳ để có quyền truy cập có thể ảnh hưởng đến tất cả dữ liệu được lưu trữ | Dữ liệu thường được lưu trữ trong trung tâm dữ liệu bảo mật cấp độ 3 với khả năng phát điện dự phòng, sao lưu dự phòngThông tin truy cập và đăng nhập là dành riêng cho người dùng
Có thể được thực hiện kiểm tra quyền và lưu lượng truy cập |
| An ninh mạng | “Trust No One” – TNO đối với bảo mật và SCADA hiếm khi được tuân thủLicense SCADA yêu cầu kết nối internet để nâng cấp có thể ảnh hưởng đến bảo mật dữ liệu | Lập trình trước để chỉ kết nối với máy chủ được quyền lưu trữTất cả việc truyền dữ liệu đều được mã hóa và kết nối được xác minh bằng chứng chỉ TLS. Không có lỗ hổng tường lửa VPN
Không yêu cầu thiết lập bổ sung từ nhân viên CNTT của người dùng cuối |
| Biểu đồ historian | Biểu đồ historian bị giới hạn bởi không gian lưu trữ trên PC cục bộ | Lưu trữ dữ liệu thường là một năm, nhưng có thể được gia hạn với một khoản phí bổ sung nhỏ. Biểu đồ dữ liệu có thể được giữ trực tuyến trong nhiều năm nếu muốn |
| Báo cáo và phân tích | Báo cáo và phân tích dữ liệu thường được thiết lập dưới dạng một gói tiện ích bổ sung riêng biệt và có thể yêu cầu rất nhiều kiến thức chuyên môn để thiết lập và duy trì | Báo cáo dữ liệu và phân tích là một phần không thể thiếu của hệ thống (được tích hợp sẵn) |
| Giao diện web | Giao diện web được thêm vào dựa trên nhu cầu người dùng và kèm theo một khoản phí bổ sungNgười dùng giao diện web thường có các khả năng giống như người dùng SCADA cục bộ | Các hệ thống được lưu trữ trên cloud thường không yêu cầu thêm bất kỳ khoản phí nào cho mỗi người dùng. Người dùng web có quyền truy cập vào trang tổng quan để hiển thị tất cả nội dung của họ với chi tiết các trang, biểu đồ và báo cáo trạng thái cụ thểQuyền truy cập vào màn hình người dùng HMI thực tế có thể được cung cấp theo yêu cầu
Giao diện có thể gắn thương hiệu với logo, phông chữ và màu sắc của khách hàng |
| Giao diện di động | Tùy thuộc vào nhà cung cấp, đây có thể chỉ là một trang HTML với đồ họa được định dạng cho PCCác nhà cung cấp SCADA cung cấp ứng dụng dành cho thiết bị di động thường thiết kế một kích thước giao diện dành cho tất cả di động (tính linh hoạt hạn chế) | Ứng dụng dành cho thiết bị di động có thể được định cấu hình với các trang được tùy chỉnh cho phù hợp với thiết bị cụ thể của bạn |
| Thông báo Email và Văn bản | Máy chủ SCADA cần quyền truy cập vào một máy chủ email cục bộ hoặc có thể dựa trên web để gửi thông báo của chúng qua văn bản hoặc emailNgười nhận thông báo thường được thiết lập mặc định như là một phần của cấu hình hệ thống. Người nhận không còn muốn nhận hoặc muốn ít thông báo hơn là cần phải nhà phát triển SCADA thực hiện chỉnh sửa | Người dùng có thể đăng ký hoặc hủy đăng ký nhận thông báoNgười nhận có thể tùy chỉnh thời lượng và thời gian tồn tại của thông báo dựa trên mức độ quan trọng. Máy chủ cloud tích hợp sẵn máy chủ email của riêng họ nên không cần thiết lập bổ sung
Thông báo có thể được gửi dưới dạng văn bản, email hoặc thông báo đẩy của ứng dụng điện thoại thông minh với các liên kết đến trang tổng quan để chẩn đoán nhanh |
Từ những thông tin cung cấp phía trên ta có thể rút ra kết luận ngắn gọn: CLOUD SCADA là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu được thiết kế và phát triển trên nền tảng SCADA truyền thống với sự kết hợp công nghệ điện toán đám mây (Cloud Based SCADA).