Khi nào cần một hệ thống SCADA cho nhà máy

Câu hỏi khi nào cần một hệ thống SCADA Advantech không trả lời được bằng quy mô nhà máy, mà bằng khoảng cách giữa các điểm đo, tần suất cần số liệu và mức thiệt hại khi phát hiện sự cố muộn. Bài viết nêu sáu dấu hiệu nhận biết, cách đo thử hai tuần trước khi quyết định và thiết bị dùng cho bước đo thử đó.

Đầu tư giám sát hay bị hoãn vì khó ước lượng lợi ích. Cách tiếp cận đỡ rủi ro là chia làm hai giai đoạn: đo thử với chi phí thấp để có số liệu thật, rồi mới quyết định quy mô đầu tư. Phần dưới sắp xếp các dấu hiệu và bước làm theo thứ tự đó.

Sáu dấu hiệu cho thấy đã tới lúc cần giám sát tập trung

Không cần đủ cả sáu. Có ba dấu hiệu trở lên là đã đủ cơ sở để lập dự toán.

• Số liệu vẫn ghi tay theo ca. Người vận hành đi từng tủ đọc đồng hồ rồi chép vào sổ. Số liệu về tới người quản lý sau vài giờ và không thể tra lại thời điểm cụ thể trong ca.
• Điểm đo nằm rải rác. Các trạm, bể, tủ phân phối cách nhau vài trăm mét tới vài kilômét, mỗi lần kiểm tra phải cử người đi.
• Sự cố chỉ được biết khi đã xảy ra. Bơm dừng, máy nén quá nhiệt hay lộ điện quá tải chỉ lộ ra khi sản xuất đứng lại, không có cảnh báo trước.
• Không truy lại được nguyên nhân. Sau một lần dừng máy, không ai dựng lại được diễn biến vì các thiết bị ghi sự kiện riêng lẻ và không cùng mốc thời gian.
• Nhiều bộ phận dùng số liệu khác nhau. Kỹ thuật, sản xuất và kế toán mỗi bên có một bảng số, họp là mất thời gian đối chiếu.
• Có yêu cầu báo cáo định kỳ ra bên ngoài. Báo cáo tiêu thụ điện, nước hoặc chỉ tiêu môi trường phải nộp đều đặn và phải chứng minh được nguồn số liệu.

Đối chiếu quy mô với mức đầu tư hợp lý

Bảng dưới ghép ba yếu tố quyết định là số điểm đo, khoảng cách và tần suất cần số liệu, rồi chỉ ra mức đầu tư tương ứng.

Hai dòng đầu bảng thường bị bỏ qua. Rất nhiều đơn vị nhảy thẳng lên cấu hình dòng thứ ba trong khi số điểm đo thực tế chưa tới một trăm, dẫn tới phần mềm mua rộng nhưng dùng một phần nhỏ.

Thiết bị Advantech cho bước đo thử

Bước đo thử cần thiết bị đọc được tín hiệu sẵn có mà không đụng tới chương trình điều khiển. Bảng sau nêu các mã có trong catalog của website và điểm cần lưu ý khi đấu nối.

Ví dụ đo thử hai tuần tại cụm máy nén khí

Một xưởng có sáu máy nén khí đặt ở hai nhà đặt máy, nghi ngờ chi phí điện cho khí nén cao hơn mức cần thiết nhưng không có số liệu chứng minh. Cấu hình đo thử gồm ba phần.

Phần một, mỗi máy nén được gắn một module vào ra đọc hai tín hiệu có sẵn trong tủ: trạng thái chạy và trạng thái tải. Phần hai, một máy tính công nghiệp cỡ nhỏ đặt trong tủ điện đọc các module qua mạng, ghi giá trị mỗi ba mươi giây vào ổ thể rắn. Phần ba, sau hai tuần, số liệu được vẽ thành biểu đồ số giờ chạy không tải theo ngày.

Kết quả của bước này có ba tác dụng. Nó cho biết vấn đề thật nằm ở đâu, nó tạo mốc so sánh cho lần đầu tư sau, và nó cho biết số điểm đo thực tế cần theo dõi lâu dài là bao nhiêu. Toàn bộ thiết bị dùng cho bước đo thử đều giữ lại được khi mở rộng, vì đó chính là lớp thu tín hiệu của hệ thống giám sát đầy đủ.

Chọn thiết bị cho bước đầu

Ba thứ cần chuẩn bị trước khi mua: danh sách tín hiệu định đọc kèm loại tín hiệu là số hay analog, sơ đồ vị trí các tủ và khoảng cách giữa chúng, và nguồn điện sẵn có trong tủ. Ba thông tin này quyết định số module, chọn mạng nối tiếp hay Ethernet, và có cần bộ chuyển đổi giao thức hay không.

Các module thu tín hiệu nằm trong danh mục Embedded IoT Solutions, máy gom dữ liệu đặt trong tủ chọn theo máy tính không quạt. Phần phần mềm chạy phía trên có trong bài phần mềm SCADA là gì, giới thiệu chung về họ module đọc tín hiệu có ở bài ADAM-6000 series.

Kiến thức nền về cách chọn cấu hình máy có tại bài cấu hình máy tính công nghiệp trên IPC247. Để lọc nhanh model theo môi trường lắp đặt, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu rồi gửi kết quả kèm danh sách điểm đo.

Câu hỏi thường gặp về hệ thống SCADA

Nhà máy nhỏ có cần hệ thống SCADA không?

Quy mô không phải tiêu chí quyết định, khoảng cách và tần suất mới là. Một xưởng nhỏ nhưng có bốn điểm đo nằm cách nhau vài trăm mét và cần số liệu theo giờ thì việc gom tự động đã có ích. Ngược lại, một xưởng lớn nằm gọn trong một nhà và chỉ cần số liệu cuối ca thì màn hình vận hành tại chỗ vẫn đủ.

Nên đo thử bao lâu trước khi đầu tư?

Hai tuần là mức thường dùng, đủ để có cả tuần cao điểm và tuần bình thường. Nếu quá trình có chu kỳ dài hơn, ví dụ mẻ nung hoặc mùa vụ, nên đo trọn một chu kỳ. Dữ liệu của giai đoạn này chính là mốc so sánh sau khi đầu tư.

Đo thử có phải dừng máy hay sửa chương trình điều khiển không?

Không cần trong đa số trường hợp. Module vào ra đấu song song với tín hiệu sẵn có trong tủ điện, chỉ đọc chứ không ghi, nên chương trình điều khiển giữ nguyên. Việc đấu nối vẫn phải do người có chuyên môn điện thực hiện và nên làm trong ca dừng bảo trì.

Bước nào tốn nhiều công nhất khi triển khai?

Lập danh sách điểm đo và thống nhất cách gọi tên. Phần đấu nối và cài đặt phần mềm thường nhanh hơn dự kiến, còn việc thống nhất một tên gọi chung cho từng thiết bị giữa các bộ phận mới là phần kéo dài. Làm xong danh sách này thì các bước sau đi rất nhanh.

Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.