Các Thành Phần Cơ Bản Của Hệ Thống Điều Khiển Scada

Hệ thống giám sát cho phép theo dõi và giám sát các thông tin dữ liệu trong quá trình sản xuất. Ví dụ, thông tin được thu thập thông qua các thiết bị thu thập dữ liệu. Chúng sẽ được xử lý, phân tích và lưu trữ. Thông tin này sau đó được gửi đến người dùng. Các hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển SCADA (Kiểm soát Giám sát và Thu thập Dữ liệu).

Cách thức hoạt động của hệ thống điều khiển scada

Ngày nay, các hệ thống tự động hóa công nghiệp sử dụng công nghệ máy tính và truyền thông. Chúng được sử dụng để giám sát và kiểm soát các quy trình trong các ngành công nghiệp tự động. Các hệ thống này có nhiệm vụ thu thập dữ liệu trong môi trường phức tạp. Những dữ liệu này phải được trình bày một cách thân thiện với người vận hành. Tài nguyên đồ họa tinh vi (giao diện người-máy) và nội dung đa phương tiện sẽ giúp thực hiện nhiệm vụ này.

Trong quá trình hoạt động, hệ thống SCADA liên tục nhận dạng các thẻ thông tin. Đây là các biến số hoặc chữ cái. Chúng liên quan đến các ứng dụng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các chức năng máy tính hoặc biểu diễn các điểm đầu vào / đầu ra cho một quá trình điều khiển. Trong trường hợp này, mỗi biến của quy trình thực tế sẽ được biểu diễn bằng một kết nối tương ứng. Kết nối này diễn ra giữa bộ điều khiển và hệ thống. Thông tin dựa trên các giá trị thẻ đã được thu thập và trình bày cho người dùng. Chẳng hạn như nhiệt độ, mức độ, lưu lượng, v.v.

Tham Khảo: Cách Sử Dụng Scada | Tất Tần Tật Về Phần Mềm Scada

Các thành phần phần cứng của hệ thống giám sát

Hệ thống giám sát phần cứng bao gồm 3 thành phần chính. Đó là các cảm biến và thiết bị chấp hành, mạng lưới truyền thông và các trạm giám sát trung tâm. Các trạm này còn được gọi là Hệ thống máy tính SCADA (SCADA Computing Systems).

Cảm biến và thiết bị chấp hành

Cảm biến và thiết bị chấp hành được kết nối với thiết bị được điều khiển. Hệ thống SCADA sẽ giám sát các thiết bị này. Sau đó, họ chuyển đổi các thông số vật lý nói trên thành tín hiệu kỹ thuật số. Tương tự như vậy, những dữ liệu này cũng có thể được đọc từ trạm ở xa. Các thiết bị chấp hành là các thiết bị thực thi nhiệm vụ trong hệ thống. Nhiệm vụ của nó là đóng/cắt các thiết bị.

Mạng truyền thông

Nó là cơ sở để thông tin chạy từ PLC / RTU đến hệ thống SCADA. Đồng thời xem xét các yêu cầu hệ thống và khoảng cách phủ sóng của hệ thống. Mạng truyền thông được xây dựng với sự hỗ trợ của cáp Ethernet, cáp quang, đường dây thuê bao hoặc đường quay số cho dữ liệu, sóng vô tuyến, v.v.

Trạm giám sát trung tâm

Là thiết bị chính của hệ thống SCADA. Các trạm quan trắc này có nhiệm vụ tổng hợp thông tin do các trạm quan trắc tạo ra. Họ sẽ hành động theo sự kiện được thực thi. Trạm giám sát trung tâm có thể được tập trung thành một máy tính duy nhất. Ngoài ra, chúng có thể được phân phối qua mạng máy tính. Mục đích là cho phép thông tin thu thập được chia sẻ trong mạng.

Tham Khảo: Cấu Trúc Phần Cứng Của Hệ Thống Scada

Các thành phần logic của hệ thống SCADA

Trong nội bộ, các hệ thống SCADA thường chia nhiệm vụ thành các khối hoặc mô-đun. Điều này cho phép hệ thống linh hoạt và có khả năng thực hiện các tác vụ mạnh mẽ.

Các nhiệm vụ mà hệ thống có thể thực thi được phân chia

Phần lõi xử lý của hệ thống
Truyền thông với các PLC/RTU
Quản lý các cảnh báo
Cơ sở dữ liệu quá khứ và cấu hình hệ thống
Logic lập trình nội bộ (các mã lệnh) và các điều khiển
Giao diện đồ họa
Báo cáo trong hệ thống
Truyền thông với các trạm khác
Truyền thông với các hệ thống bên ngoài/nội bộ
Các nhiệm vụ khác

Các chế độ truyền thông

Chức năng chính của bất kỳ hệ thống điều khiển SCADA nào là trao đổi dữ liệu / thông tin (truyền thông). Các phương thức giao tiếp của hệ thống SCADA bao gồm:

Truyền thông với các thiết bị trường

Mô hình này đạt được bằng cách chia sẻ các giao thức với các phương pháp có thể là domain công cộng hoặc hạn chế. Chế độ này thường hoạt động khi polling hoặc làm gián đoạn, theo các chỉ định thông thường với cơ chế báo cáo loại trừ (Report by Exception).

Truyền thông theo phương pháp polling (Master/Slave)

Chế độ này xảy ra ở trạm trung tâm (chính). Nó điều khiển toàn bộ hệ thống trạm, lần lượt truy vấn các trạm từ xa. Trạm từ xa sẽ trả lời trạm trung tâm chỉ sau khi nhận được yêu cầu của trạm riêng. Điều này làm cho việc thu thập dữ liệu trở nên đơn giản và không có xung đột khi truyền dữ liệu qua mạng. Đặc biệt, không cần trạm thông minh từ xa. Nói cách khác, chế độ này cho phép liên lạc từ một trạm trung tâm đến một trạm ở xa.

Truyền thông trên cơ sở ngắt phiên

Nói cách khác, chế độ này được thực thi khi PLC hoặc RTU giám sát các giá trị đầu vào của nó. Ngoài ra, khi kiểm tra các thay đổi kỹ thuật hoặc các giá trị vượt quá giới hạn đặt trước. Sau đó PLC / RTU sẽ gửi thông tin / dữ liệu đến trạm trung tâm. Điều này giúp tránh việc chuyển dữ liệu không cần thiết (vì nó sẽ làm tăng việc sử dụng băng thông mạng). Điều này cũng cho phép kiểm tra nhanh chóng các thông tin quan trọng, cũng như truyền dữ liệu giữa các trạm từ xa.

Truyền thông giữa các trạm SCADA

Chế độ này có thể sử dụng các giao thức được phát triển bởi các nhà sản xuất hệ thống SCADA hoặc thậm chí các giao thức đã biết. Chúng được thực hiện qua mạng Ethernet TCP / IP, đường dây thuê bao chuyên dụng hoặc quay số (modem).

Truyền thông với hệ thống khác

Ví dụ, điều phối các trình tự hoặc bộ thu thập hoặc nhà cung cấp dữ liệu có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một mô-đun duy nhất thông qua cơ sở dữ liệu hoặc công nghệ khác. Ví dụ: XML và OPC.

Hy vọng rằng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về hệ thống điều khiển scada. Hẹn gặp lại các bạn trong những bài viết tiếp theo!

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT MAX ELECTRIC VN