Trong triển khai nhà máy thông minh, khái niệm SCADA xuất hiện rất phổ biến. Vậy hệ thống SCADA được hiểu là gì và khi nào các nhà máy nên triển khai mô hình trên?
SCADA được hiểu là hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu
Khái quát về hệ thống SCADA
SCADA viết tắt từ cụm Supervisory Control and Data Acquisition, được hiểu là hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu, dùng để chỉ một bộ ứng dụng phần mềm công nghiệp có thể được cấu hình để hỗ trợ quản lý hầu hết mọi loại sản xuất quy trình liên tục hoặc rời rạc. Một cấu trúc hoàn chỉnh của hệ thống SCADA bao gồm:
- Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU): Đây là các thành phần phần cứng có giao diện người dùng được tích hợp trực tiếp trong các máy móc thiết bị và điều khiển chúng. Chúng có trách nhiệm giao tiếp với các cảm biến trong máy. Tất cả các thông số yêu cầu giám sát có sẵn ở đây. PLC và RTU sẽ cung cấp dữ liệu nhận được qua các cảm biến cho SCADA thực hiện những tác vụ tiếp theo.
- OPC (OLE cho điều khiển quá trình): là một phương pháp kết nối với phần cứng.
- Hệ thống giám sát và cảnh báo: Hệ thống cho phép người quản lý giám sát máy móc của họ. Các hệ thống này thực hiện giám sát tình trạng theo thời gian thực, tăng cảnh báo khi ngưỡng an toàn của hệ thống bị vi phạm và đảm bảo rằng máy móc hoạt động tối ưu.
- Hệ thống thu thập dữ liệu: Đây là các hệ thống tập trung thu thập dữ liệu từ PLC và RTU qua cổng kết nối có dây (Modbus, TCP) hoặc phương pháp kết nối không dây.
Trong một hệ thống SCADA thông thường, thông tin từ các cảm biến sẽ được thu thập bởi các trạm dữ liệu trung gian như RTU hoặc PLC. Các khối thiết bị này sau đó sẽ truyền thông tin về hệ thống điều khiển giám sát, còn gọi là SCADA- HMI thông qua mạng LAN hay WAN. Hệ thống điều khiển giám sát sẽ kết nối người quản lý với toàn bộ các thông tin thông qua một giao diện trực quan hóa. Từ đây, người quản lý có thể quan sát các tín hiệu thu thập được và điều khiển thiết bị từ xa thông qua các màn hình thông minh.
Đọc thêm: SCADA trong mô hình nhà máy thông minh
Những lợi ích to lớn mà hệ thống SCADA đem lại cho nhà máy của bạn
Với cơ chế hoạt động trên, một hệ thống SCADA sẽ cho phép các doanh nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu, tương tác trực tiếp và kiểm soát hoạt động của các loại máy móc, thiết bị như cảm biến, van, máy bơm và các động cơ cũng như lưu trữ mọi thông tin vào tệp tin máy chủ. Nhờ tính năng ưu việt, hệ thống SCADA đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp hiện đại như năng lượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải, xử lý nước và rác thải… với một số ưu thế nổi bật như:
- Theo dõi hoạt động vận hành bên trong nhà máy, thu thập các dữ liệu và xử lý thông tin theo thời gian thực;
- Kiểm soát, giám sát các quy trình công nghiệp từ xa hoặc tại chỗ. Từ đó cho phép quản lý nhà máy có thể ra các quyết định nhanh chóng;
- 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.
SCADA sẽ cho phép các doanh nghiệp thu thập, quản lý dữ liệu, tương tác trực tiếp và kiểm soát hoạt động của các loại máy móc, thiết bị
Đọc thêm: Smart Factory là gì?
Khi nào cần hệ thống SCADA?
Các hệ thống SCADA được sử dụng một cách rộng rãi và mạnh mẽ bên trong các khu vực nhà máy của lĩnh vực công nghiệp với mục tiêu nâng cao hiệu quả việc kiểm soát và duy trì việc phân phối dữ liệu nhằm hỗ trợ công tác ra quyết định của nhà quản lý có thể thông minh hơn và nhanh chóng hơn. Các mô hình SCADA có thể hoạt động tốt trong nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau bởi cấu trúc linh hoạt từ đơn giản đến phức tạp. Hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, bao gồm:
- Energy – Năng lượng;
- Food and beverage – Thực phẩm;
- Manufacturing – Sản xuất;
- Oil and gas – Dầu khí;
- Recycling – Tái chế;
- Transportation – Vận chuyển;
- Water and wastewater – Nước và chất thải;
- And many more – Và vô số lĩnh vực…
Sự phổ biến của hệ thống SCADA trong thế giới thông minh ngày nay được thể hiện qua sự xuất hiện rộng rãi của mô hình trên, có thể kể đến như: duy trì hệ thống làm lạnh của siêu thị, đảm bảo an toàn sản xuất tại nhà máy lọc dầu, tiêu chuẩn chất lượng tại nhà máy xử lý nước thải hoặc thậm chí theo dõi sử dụng năng lượng tại nhà của bạn. Các mô hình SCADA hiệu quả có thể giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc. Có thể thấy, triển khai các mô hình công nghệ thông minh là cuộc chơi mà mọi doanh nghiệp không thể bỏ qua, bởi những tính ưu việt mà nó đem lại là vô cùng lớn.
Xu hướng phát triển mô hình SCADA hiện nay
-
Giao thức mở
Việc sử dụng các giao thức mở không chỉ là nhu cầu của thị trường, mà đã trở thành xu hướng nhằm làm giảm các chi phí khi tích hợp hệ thống, cho phép thu được các dữ liệu ổn định, và làm giảm thời gian thiết kế các ứng dụng. Tuy nhiên, doanh nghiệp không chỉ cần xem xét khả năng tương thích của các giao thức, mà còn cần tối ưu hóa khi sử dụng trong mô hình SCADA. Vì thế, đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu giữa các thiết bị và phần mềm được đánh giá là sẽ giúp các doanh nghiệp có nhiều lợi ích hơn từ cấu trúc hệ thống mở.
- Tích hợp hệ thống điều hành trong sản xuất MES
MES là một hệ thống thông tin kết nối, giám sát và kiểm soát giữa hoạt động sản xuất tại nhà máy với bộ phận quản lý thông qua việc lấy dữ liệu trực tiếp từ máy móc hoặc các thiết bị kết nối như IIoT, SCADA. Hệ thống MES hỗ trợ đội ngũ quản lý sản xuất, quản lý chất lượng và công nhân vận hành máy trong việc đảm bảo thực hiện hiệu quả các hoạt động sản xuất và cải thiện sản lượng sản xuất.
Dựa trên nền tảng mô hình SCADA, phần mềm MES có thể thúc đẩy quá trình kiểm tra sản phẩm, thu thập dữ liệu, tối ưu hóa nguồn lực và quản lý chất lượng trong nhà máy một cách trực tiếp và theo thời gian thực.
Trên thực tế, nhiều doanh nghiệp vẫn đang loay hoay chưa biết bắt đầu từ đâu khi tiếp cận hệ thống SCADA. Tìm kiếm một nhà cung cấp giải pháp có năng lực và kinh nghiệm triển khai chính là cách để rút ngắn khó khăn của doanh nghiệp trong con đường chuyển mình trong thời đại mới. Để được tư vấn sâu hơn về triển khai các giải pháp nhà máy thông minh, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi qua số hotline: 092.6886.855
