Phần mềm SCADA là lớp phần mềm gom số liệu từ nhiều thiết bị đo và bộ điều khiển, hiển thị thành sơ đồ và biểu đồ, phát cảnh báo rồi lưu lịch sử để tra lại. Bài viết phân biệt phần mềm SCADA với màn hình HMI, nêu cách tính quy mô theo số điểm đo và cấu hình máy tính công nghiệp Advantech tương ứng.
Tên gọi SCADA viết tắt cụm giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu. Phần cứng của hệ thống là bộ điều khiển, module vào ra và máy tính; phần mềm là chỗ số liệu rời rạc được ghép thành bức tranh chung. Nhiều dự án mua đủ phần cứng nhưng dừng ở mức đọc được số liệu, chưa dựng được lớp phần mềm, nên người vận hành vẫn phải đi từng tủ để xem đồng hồ.
Phần mềm SCADA làm những việc gì
Năm nhóm chức năng dưới đây có mặt trong hầu hết phần mềm SCADA. Khi so sánh các gói phần mềm, nên so theo từng nhóm thay vì so theo số lượng tính năng ghi trên tờ rơi.
| Nhóm chức năng | Việc phần mềm làm | Câu hỏi khi chọn |
|---|---|---|
| Kết nối thiết bị | Đọc và ghi dữ liệu qua Modbus RTU, Modbus TCP, OPC và các giao thức chuyên ngành | Thiết bị đang có nói giao thức nào, phần mềm có sẵn trình điều khiển chưa |
| Hiển thị vận hành | Dựng sơ đồ công nghệ, hiển thị giá trị đo và trạng thái theo thời gian thực | Dựng màn hình bằng công cụ kéo thả hay phải lập trình |
| Cảnh báo | So giá trị với ngưỡng, phát cảnh báo, ghi nhận người xác nhận | Cảnh báo gửi được qua thư điện tử hay tin nhắn không |
| Lưu lịch sử | Ghi giá trị theo chu kỳ hoặc theo sự kiện vào cơ sở dữ liệu | Lưu bao lâu, dung lượng tăng theo số điểm đo thế nào |
| Báo cáo | Tổng hợp theo ca, theo ngày; xuất tệp bảng tính cho bộ phận khác | Ai là người nhận báo cáo và nhận vào lúc nào |
Nhóm hay bị xem nhẹ nhất là lưu lịch sử. Dung lượng dữ liệu tăng theo tích số của số điểm đo với tần suất ghi, nên một hệ vài nghìn điểm ghi mỗi giây sẽ đầy ổ nhanh hơn dự kiến. Cách làm thường dùng là ghi dày cho nhóm điểm quan trọng và ghi thưa cho phần còn lại.
Phân biệt phần mềm SCADA với HMI và phần mềm báo cáo
Ba lớp phần mềm này hay bị gộp làm một trong hồ sơ mời thầu, dẫn tới mua thừa hoặc mua thiếu.
| Tiêu chí | Phần mềm HMI | Phần mềm SCADA | Phần mềm báo cáo sản xuất |
|---|---|---|---|
| Phạm vi | Một máy hoặc một cụm máy | Nhiều trạm, nhiều khu vực trong một đơn vị | Toàn nhà máy, gắn với đơn hàng và ca sản xuất |
| Người dùng chính | Người đứng máy | Người trực vận hành, kỹ thuật | Quản đốc, kế hoạch, ban giám đốc |
| Dữ liệu giữ lại | Vài ngày gần nhất | Nhiều tháng tới nhiều năm | Số liệu đã tổng hợp theo ca và theo mã hàng |
| Chỗ chạy | Màn hình cảm ứng tại tủ điện | Máy tính công nghiệp hoặc máy chủ tại phòng điều khiển | Máy chủ, thường đặt tại phòng máy |
Thứ tự đầu tư hợp lý đi từ dưới lên. Có điểm đo trước, có màn hình vận hành tại chỗ, rồi mới tới lớp gom số liệu. Bắt đầu từ lớp báo cáo trong khi chưa có điểm đo nào thì số liệu vẫn phải nhập tay.
Phần mềm WebAccess của Advantech
Advantech có sẵn phần mềm giám sát riêng, giao diện dựng trên nền web nên máy khách chỉ cần trình duyệt là xem được, không phải cài thêm ứng dụng. Phần mềm hỗ trợ các giao thức công nghiệp thông dụng và kèm công cụ dựng báo cáo, phù hợp khi nhiều bộ phận cùng theo dõi một nguồn số liệu. Bộ thu thập không dây WISE-4012E còn được đóng gói kèm dự án mẫu để dựng thử trước khi triển khai thật.
Danh sách tính năng theo từng phiên bản và cách cấu hình nằm trong bài phần mềm WebAccess HMI SCADA Advantech. Bài này chỉ dừng ở phần chọn phần mềm và chọn máy chạy phần mềm.
Cấu hình máy chạy phần mềm SCADA
Quy mô hệ thống tính theo tổng số điểm đo. Bảng dưới là cách chia thường dùng khi lập dự toán, dòng máy lấy theo catalog của website.
| Quy mô | Đặc điểm hệ thống | Hướng chọn phần cứng |
|---|---|---|
| Dưới 500 điểm đo | Một xưởng hoặc một trạm, ít người xem cùng lúc | Máy hộp không quạt cỡ nhỏ đặt trong tủ điện, dòng ARK |
| 500 đến 5.000 điểm | Nhiều xưởng, có lưu lịch sử vài năm, vài người xem cùng lúc | Máy không quạt cấu hình Core i, ổ thể rắn dung lượng lớn, dòng ARK cỡ vừa |
| Trên 5.000 điểm | Nhiều trạm ở xa, có máy chủ dự phòng | Máy chủ đặt phòng máy, kết hợp máy công nghiệp làm bộ gom dữ liệu tại từng khu vực |
| Đặt tại trạm điện | Nhiễu điện từ mạnh, không người trực | Máy đạt IEC 61850-3 và IEEE 1613, nguồn kép, dòng ECU và UNO cho trạm điện |
Ba thông số phần cứng đáng chú ý khi máy chạy phần mềm giám sát. Bộ nhớ quyết định số điểm đo giữ trong bộ đệm; ổ lưu trữ quyết định thời gian giữ lịch sử; số cổng mạng quyết định có tách được mạng thiết bị khỏi mạng văn phòng hay không. Với máy đặt ngoài phòng máy, thiết kế không quạt là yêu cầu gần như bắt buộc, vì quạt hút bụi vào bên trong và là chi tiết hỏng trước nhất.
Chọn phần mềm và máy chạy SCADA
Trình tự gọn cho một dự án mới gồm bốn bước. Bước một, liệt kê danh sách điểm đo theo từng thiết bị và ghi rõ giao thức. Bước hai, chốt tần suất ghi và thời gian giữ dữ liệu, hai con số này quyết định dung lượng ổ. Bước ba, chọn phần mềm theo số điểm đo và số máy khách xem cùng lúc. Bước bốn, chọn máy chạy phần mềm theo vị trí lắp đặt thực tế.
Máy đặt trong tủ điện chọn theo danh mục máy tính không quạt, cấu hình xử lý mạnh hơn nằm ở PC không quạt mạnh mẽ. Trường hợp hệ thống đặt trong trạm điện, tham khảo thêm bài SCADA trạm biến áp để biết yêu cầu chống nhiễu.
Kiến thức nền về phân loại và cấu hình máy có tại bài cấu hình máy tính công nghiệp trên IPC247. Khi cần lọc model theo môi trường lắp đặt và số cổng, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu.
Câu hỏi thường gặp về phần mềm SCADA
Phần mềm SCADA khác phần mềm HMI ở điểm nào?
HMI phục vụ một máy hoặc một cụm máy, đặt ngay tại chỗ cho người đứng máy thao tác. Phần mềm SCADA gom số liệu của nhiều trạm, nhiều khu vực về một nơi, lưu lịch sử dài hạn và cho nhiều người xem cùng lúc. Một nhà máy có thể có hàng chục màn hình HMI nhưng chỉ một hệ SCADA.
Điểm đo trong phần mềm SCADA được tính thế nào?
Mỗi giá trị đọc về là một điểm, thường gọi là tag: một dòng điện, một nhiệt độ, một trạng thái chạy hay dừng đều tính riêng. Bản quyền phần mềm và cấu hình máy chủ đều tính theo tổng số tag, nên bước đầu tiên khi lập dự toán là liệt kê danh sách tag của từng thiết bị.
Máy chạy phần mềm SCADA có cần là máy công nghiệp không?
Nếu máy đặt trong phòng máy có điều hoà và có người trực thì máy chủ thông thường vẫn chạy được. Nếu máy đặt trong tủ điện tại hiện trường, nơi có bụi, rung và nhiệt độ cao, nên dùng máy công nghiệp không quạt vì không có quạt hút bụi và không có ổ đĩa cơ hỏng do rung.
WebAccess của Advantech thuộc loại phần mềm nào?
Đây là phần mềm giám sát và thu thập dữ liệu của Advantech, giao diện dựng trên nền web nên máy khách chỉ cần trình duyệt, không phải cài phần mềm riêng. Phần mềm hỗ trợ các giao thức công nghiệp phổ biến và có sẵn công cụ dựng báo cáo, thích hợp khi các bộ phận cùng xem một nguồn số liệu.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
