Phần mềm Scada là gì? Tìm hiểu chi tiết một hệ thống Scada

SCADA là gì? Phần mềm SCADA là gì? Nên sử dụng phần mềm Scada nào? Hẳn các bạn đã từng nghe những cụm từ đâu đó từ những bạn bè, người thân, báo đài, internet…. Cụm từ trên không xa lạ gì với những bạn học ngành điện – tự động hóa. Vậy SCADA là gì? Phần mềm SCADA là gì? Nên sử dụng phần mềm SCADA nào là tốt nhất? Cùng tìm hiểu bài viết này để hiểu thêm hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA nhé.

Scada là gì?

SCADA viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition được hiểu là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.

Tuy nhiên, trong thực tế có một số hệ thống vẫn thường được gọi là SCADA, mặc dù những hệ thống này chỉ thực hiện duy nhất một chức năng là thu thập dữ liệu.

Các hệ thống SCADA có ý nghĩa rất quan trọng đối với các doanh nghiệp, tổ chức công nghiệp vì chúng giúp duy trì hiệu quả, xử lý dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề của hệ thống để giúp giảm thiểu thời gian chết.

Kiến trúc SCADA cơ bản bắt đầu bằng bộ lập trình PLC hoặc thiết bị đầu cuối từ xa (RTU). PLC và RTU có chức năng giao tiếp với một loạt các thiết bị chấp hành trong nhà máy như cảm biến, thiết bị đóng cắt, van điều khiển… sau đó truyền thông tin từ các đối tượng chấp hành này 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 khác phân tích dữ liệu và đưa ra quyết định quan trọng.

Cấu trúc một hệ thống SCADA cơ bản

• Trạm điều khiển giám sát trung tâm: là một hay nhiều máy chủ trung tâm (central host computer server), các phần mềm và giao diện người-máy HMI (Human Machine Interface).
• Trạm điều khiển, thu thập dữ liệu trung gian: Là các thiết bị đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) hoặc là các bộ lập trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành (cảm biến, thiết bị điều khiển, đóng cắt và các van chấp hành…).
• Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị truyền thông và các thiết bị chuyển đổi có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.
• Thiết bị cấp trường: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các cơ cấu chấp hành…

Cơ chế thu thập dữ liệu

Trong hệ SCADA, quá trình thu thập dữ liệu được thực hiện trước tiên ở quá trình các RTU quét thông tin có được từ các thiết bị chấp hành nối với chúng. Thời gian để thực thi nhiệm vụ này được gọi là thời gian quét bên trong. Các máy chủ quét các RTU (với tốc độ chậm hơn) để thu thập dữ liệu từ các RTU này.

Để 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 thực thi nhiệm vụ.

Hệ thống SCADA được dùng ở đâu?

Các hệ thống SCADA được sử dụng bởi các tổ chức công nghiệp và các công ty trong khu vực công và tư nhân để kiểm soát và duy trì hiệu quả, phân phối dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề hệ thống để giúp giảm thiểu thời gian chết. Các hệ thống SCADA hoạt động tốt trong nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau vì chúng có thể bao gồm từ các cấu hình đơn giản đến các cài đặt lớn, phức tạp. Các hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, bao gồm:

• Năng lượng
• Đồ ăn và đồ uống
• Chế tạo
• Dầu khí
• Tái chế
• Vận tải
• Ngành nước
• Và nhiều cái khác

Lợi ích của SCADA

Với cơ chế hoạt động trên, một hệ thống SCADA sẽ cho phép các doanh nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu, tương tác và kiểm soát hoạt động của các loại máy móc, thiết bị như van, máy bơm hay các động cơ, cũng như lưu trữ mọi thông tin vào tệp tin máy chủ. Một số ưu thế nổi bật như:

• Nâng cao năng suất: nhờ quá trình phân tích các quy trình sản xuất, nhà quản lý có thể dùng các thông tin này để gia tăng hiệu quả sản xuất và cải tiến kỹ thuật.
• Cải thiện chất lượng sản phẩm: cũng thông qua việc phân tích các hoạt động, nhà quản lý có thể tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót trong quá trình sản xuất.
• Giảm chi phí vận hành và bảo trì: khi một hệ thống SCADA được lắp đặt, doanh nghiệp sẽ không cần quá nhiều nhân sự cho việc quản lý giám sát các thiết bị hiện trường được đặt ở các vị trí xa. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng không phải chi trả cho các chuyến đi kiểm tra, bảo trì ở xa, thế nên, chi phí bảo trì cũng sẽ được giảm bớt.
• Bảo toàn vốn đầu tư: khi các chủ nhà máy đầu tư nâng cấp hoạt động sản xuất, họ cần đảm bảo sự nâng cấp đó có tính sử dụng lâu dài. Một hệ thống SCADA được thiết kế mở sẽ cho phép chủ đầu tư chỉnh sửa, thay đổi tùy theo quy mô sản xuất, nhờ đó giúp loại bỏ các hao hụt theo thời gian.

Phần mềm Scada là gì?

Phần mềm Scada hiểu đơn giản là phần mềm dùng để thiết kế nên một hệ thống Scada. Giống như bộ lập trình PLC vậy, chúng ta cũng cần phần mềm lập trình, viết câu lệnh xong mới nạp chương trình đó vào PLC để PLC hoạt động.

Để thiết kế 1 hệ thống SCADA, có rất nhiều phần mềm chuyên dụng khác nhau ví dụ như: Ultimate Access ( Scada Cimon), WinCC (Siemens), Wonderware, Ifix, Citect … Thông thường ta hay sử dụng phần mềm hỗ trợ tốt nhất cho phần cứng (dùng phần cứng Cimon thì hay dùng phần mềm Scada Cimon – Ultimate Access), nhưng ngoài ra các phần mềm khác cũng có những điểm hay riêng. Ngày nay các hãng sản xuất phần mềm Scada cũng hỗ trợ rất nhiều phần cứng của các hãng khác. Nên chúng ta có rất nhiều lựa chọn sử dụng phần mềm Scada.

Hôm nay, mình xin giới thiệu đến các bạn phần mềm Ultimate Access SCADA, một phần mềm được phát triển bởi CIMON Hàn Quốc. Phần mềm Scada Cimon được thiết kế với cấu trúc mở, có giao diện dễ sử dụng, hỗ trợ thư viện hình ảnh đa dạng, hỗ trợ ngôn ngữ Visual Basic, ODBC, với SQL để dễ dàng kết nối với bất kỳ cơ sở dữ liệu nào.

CIMON SCADA là một phần mềm có phí. Bạn có nhiều lựa chọn với phần mềm CIMON SCADA tùy theo nhu cầu, quy mô hệ thống giám sát, điều khiển của bạn mà chọn lựa phần mềm Scada Cimon với số tag, user phù hợp. Bạn có thể mua phần mềm Scada Cimon tại https://mctt.vn với giá tốt nhất.

Ngoài ra nếu bạn đang nghiên cứu hệ thống SCADA và làm một vài dự án nhỏ thì bạn hoàn toàn có thể sử dụng phần mềm SCADA của Cimon miễn phí. Với phiên bản miễn phí bạn không bị hạn chế chức năng, mà có toàn bộ các tính năng giống như các bản có phí. Nhưng bạn chỉ có thể RUN chương trình trong 4 tiếng. ( sau 4h chương trình sẽ tắt, muốn chạy tiếp bạn phải chạy lại ).

Các phiên bản phần mềm Scada Cimon

CIMON – SCADA bao gồm CimonD là một phần mềm phát triển (Development tool) và CimonX (Runtime viewer) là một phần mềm chạy ứng dụng.

• Phần mềm Scada RS (Runtime viewer)

Phần mềm Scada RS chỉ hỗ trợ tính năng giám sát (Runtime viewer), không có tính năng chỉnh sửa dự án.

• Phần mềm Scada DS (Development)

Phần mềm Scada DS là phiên bản đầy đủ tính năng nhất, ngoài tính năng giám sát – Runtime viewer ra, nó còn hỗ trợ nhiều tính năng khác như: tính năng Development ( cho phép chỉnh sửa dự án ), giám sát qua web server, giám sát qua ứng dụng Mobile, chia sẻ thin client.

Cimon cung cấp phiên bản: 3000 Tags, Unlimited Tags cho những hệ thống lớn; 1500 Tags cho hệ thống trung bình và 500 Tags, 150 Tags, 75 Tags cho những hệ thống cỡ nhỏ và vừa. Nhiều phiên bản giúp khách hàng dễ dàng lựa chọn phiên bản phù hợp cho ứng dụng của mình.

Một số điểm nổi bật của phần mềm SCADA Cimon (Ultimate Access)

• Ultimate Access là công cụ phát triển tự động hoá chạy trên nền tảng Microsoft Windows.
• Thư viện, đồ họa phong phú, giúp giảm thời gian thiết kế cho người sử dụng.
• Ultimate Access cho phép giám sát / điều khiển qua Web/ Mobile Server một cách đơn giản.
• Ultimate Access giám sát và điều khiển thông qua Silverlight không bị hạn chế trên nền tảng và trình duyệt web
• Ultimate Access hỗ trợ phương pháp truyền thông đa dạng như: (RS-232/ 422/ 485, TCP/ IP, UDP/IP, DDE, OPC, ODBC, USB,vv…)
• Ultimate Access có thể kết nối với nhiều thiết bị phần cứng của nhiều hãng khác để giám sát/ điều khiển (hiện tại trên 500 giao thức).
• Ultimate Access hỗ trợ soạn thảo (Script) bằng ngôn ngữ Visual Basic (hỗ trợ soạn thảo riêng cho từng đối tượng của các thiết bị).
• Ultimate Access bao gồm nhiều công cụ thiết kế như ( báo cáo, chỉnh sửa hình ảnh, chỉnh sửa ảnh động, chỉnh sửa tag, thiết lập truyền thông, thư viện hình ảnh và các nhu cầu liên quan vv…) để xây dựng hệ thống tự động.
• Ultimate Access hỗ trợ các đối tượng (thời gian thực, xu hướng lịch sử, XY, đồ thị vv..) để xây dựng hệ thống tự động.
• Ultimate Access sử dụng phương thức ODBC có khả năng chia sẻ dữ liệu với các cơ sở dữ liệu bên ngoài.
• Hỗ trợ OPC Server/ Client.
• …vv

Trên đây là toàn bộ khái niệm, cấu trúc, nguyên lý hoạt động của hệ thống Scada. Nếu các bạn còn bất cứ các thắc mắc về các sản phẩm thiết bị tự động hóa thì các bạn đừng ngần ngại để lại câu hỏi, MC&TT sẽ hỗ trợ các bạn tận tình.

Chúc các bạn thành công!