Scada viết tắt của Supervisory Control and Data Acquisition – là một trong những công nghệ cốt lõi giúp tự động hoá quá trình giám sát và điều khiển trong các nhà máy sản xuất, hệ thống tiện ích và hạ tầng công nghiệp. Hệ thống này cho phép vận hành từ xa, thu thập dữ liệu theo thời gian thực, và tối ưu hoá hiệu suất hoạt động với độ chính xác cao
Bài viết này là phần giới thiệu tổng quan về SCADA dành cho cả kỹ sư và người không chuyên, nhằm giúp bạn hiểu rõ khái niệm, nguyên lý hoạt động, ứng dụng trong thực tế, cũng như lợi ích vượt trội của SCADA so với các giao thức điều khiển công nghiệp truyền thống.
SCADA LÀ GÌ?
SCADA là một hệ thống điều khiển công nghiệp được thiết kế để giám sát và điều hành toàn bộ quy trình sản xuất hoặc vận hành thiết bị – có thể thực hiện tại chỗ hoặc từ xa.
Về mặt cấu trúc, SCADA bao gồm cả phần cứng và phần mềm. Các thiết bị phần cứng thu thập dữ liệu và truyền thông với các thiết bị hiện trường như cảm biến, bơm, van, motor… Trong khi đó, phần mềm SCADA tại LS ELECTRIC xử lý, hiển thị và cho phép người dùng điều khiển hệ thống thông qua giao diện trực quan.
Thông qua SCADA, người vận hành có thể theo dõi hoạt động của nhà máy theo thời gian thực, điều khiển thiết bị từ xa, ghi nhận dữ liệu vận hành và đánh giá hiệu suất tổng thể. Hệ thống này giúp tiết kiệm thời gian, giảm thiểu lỗi do con người và đưa ra các quyết định chính xác hơn dựa trên dữ liệu.
HỆ THỐNG SCADA HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?
Một hệ thống SCADA cơ bản bao gồm một giao diện đồ họa người dùng (GUI) kết nối với bộ điều khiển lập trình (PLC) trong nhà máy hoặc hệ thống sản xuất tự động. Hầu hết kiến trúc SCADA gồm các máy chủ trung tâm giao tiếp với các thiết bị và một giao diện GUI kết nối với máy chủ. Máy chủ và GUI có thể đặt tại chỗ hoặc từ xa, tùy thuộc vào quy mô và tính chất của nhà máy.
Mạng lưới thiết bị SCADA bao gồm các RTU (Remote Terminal Units – Thiết bị đầu cuối từ xa) và PLC (Programmable Logic Controllers). Cả RTU và PLC đều dùng vi xử lý để giao tiếp với các thiết bị hiện trường như bơm, van, động cơ và giao diện người – máy (HMI).
Các vi xử lý trong RTU và PLC thu thập dữ liệu từ thiết bị hiện trường và truyền về phần mềm SCADA đặt trên máy chủ. Dữ liệu được lưu trữ, phân tích và hiển thị thông qua giao diện người dùng GUI.
Trước khi SCADA ra đời, nhà máy sản xuất cần rất nhiều nhân công trực tiếp giám sát và điều khiển thiết bị. Nếu thiết bị có dấu hiệu quá tải hoặc gặp sự cố, công nhân phải điều chỉnh bằng tay thông qua các công tắc cơ, sau khi đọc dữ liệu từ các đồng hồ analog. Việc tắt máy, khởi động lại thiết bị và khắc phục sự cố hoàn toàn mang tính thủ công.
Với SCADA, nhu cầu nhân sự tại chỗ giảm đáng kể. Những nhân viên còn lại có thể tập trung vào các công việc quan trọng hơn. Dữ liệu có thể được thu thập từ mọi nơi trên thế giới, cho phép ra quyết định nhanh chóng và tối ưu hóa sản xuất. Hệ thống còn giúp ngăn chặn các sự cố sản xuất tốn kém nhờ khả năng phân tích dự đoán và bảo trì phòng ngừa.
LỢI ÍCH KHI SỬ DỤNG SCADA TRONG NHÀ MÁY HOẶC DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
SCADA đã tồn tại gần 50 năm và liên tục phát triển theo tiến trình công nghệ tự động hóa. Ngày nay, SCADA thường được xem là một phần của Industrial Internet of Things (IIoT) – Internet Vạn vật trong Công nghiệp.
Từ những ngày đầu, SCADA đã giúp các nhà máy tổ chức nhân sự hiệu quả hơn. Nhờ hệ thống điều khiển tập trung, số lượng công nhân cần thiết để vận hành mỗi công đoạn giảm đi đáng kể. Trong nhiều trường hợp, người vận hành không cần phải có mặt tại hiện trường mà vẫn có thể điều khiển từ xa nhiều nhà máy tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Điều này đặc biệt hữu ích trong chuỗi cung ứng toàn cầu.
Một lợi ích lớn hơn khi triển khai SCADA là khả năng xử lý, ghi nhận và phân tích dữ liệu từ các thiết bị hiện trường. Với sự phát triển của công nghệ IoT, gần như mọi bước trong quy trình sản xuất đều có thể được giám sát và đo lường thông qua cảm biến thông minh. Nhờ đó, các nhà quản lý và kỹ sư công nghiệp có thể xác định chính xác vị trí cần cải tiến để nâng cao hiệu suất. Những cải tiến nhỏ tích lũy lại có thể mang đến lợi ích lớn về chi phí hoặc năng suất theo thời gian.
SCADA VÀ VAI TRÒ TRONG SẢN XUẤT HIỆN ĐẠI
Ngày nay, SCADA không còn là lựa chọn – nó đang dần trở thành tiêu chuẩn trong các hệ thống công nghiệp lớn. Từ nhà máy điện, trạm bơm nước, xưởng chế biến thực phẩm, đến dây chuyền lắp ráp tự động, SCADA đều hiện diện như một “trung tâm điều khiển thần kinh” của hệ thống.
Kết hợp với các công nghệ mới như AI, IoT, điện toán biên (Edge Computing) và dữ liệu lớn (Big Data), SCADA sẽ tiếp tục phát triển thành nền tảng thông minh hỗ trợ ra quyết định theo thời gian thực.
SCADA mang đến một bước nhảy vọt trong cách doanh nghiệp công nghiệp quản lý, giám sát và tối ưu hóa hoạt động. Từ việc giảm chi phí nhân sự đến khả năng theo dõi hiệu suất sản xuất theo thời gian thực, hệ thống này đang trở thành xương sống của ngành công nghiệp hiện đại.
Nếu bạn đang tìm cách nâng cấp hệ thống vận hành, cải thiện hiệu suất sản xuất hoặc tăng cường khả năng điều khiển từ xa, thì SCADA là một giải pháp đáng để đầu tư và triển khai đúng cách.
