HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 11

CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT11.1 Giới thiệu chung về các hệ điều khiển giám sátĐiều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là một phần không thể thiếu được trong một hệ thống tự động hóa hiện đại. Từ những năm gần đây, tiến bộ trong các lĩnh vực truyền thông công nghiệp và công nghệ phần mềm đã thực sự đem lại nhiều khả năng mới, giải pháp mới.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 11 8711 CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT11.1 Giới thiệu chung về các hệ điều khiển giám sát Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là một phần không thểthiếu được trong một hệ thống tự động hóa hiện đại. Từ những năm gần đây,tiến bộ trong các lĩnh vực truyền thông công nghiệp và công nghệ phần mềmđã thực sự đem lại nhiều khả năng mới, giải pháp mới. Giống như nhiều từ viết tắt có tính chất truyền thống khác, khái niệmSCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) cũng được hiểu với những ýnghĩa hơi khác nhau, tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng và theo thời gian. Có thể,khi nói tới SCADA người ta chỉ liên tưởng tới một hệ thống mạng và thiết bị cónhiệm vụ thuần túy là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về mộtkhu trung tâm để xử lý. Các hệ thống ứng dụng trong công nghiệp khai thácdầu khí và phân phối năng lượng là những ví dụ tiêu biểu. Theo cách hiểunày, vấn đề truyền thông được đặt lên hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, cáckhái niệm SCADA và None-SCADA lại được dùng để phân biệt các giải phápđiều khiển giám sát dùng công cụ phần mềm chuyên dụng (ví dụ FIX,InTouch, WinCC, Lookout, ...) hay phần mềm phổ thông (Access, Excel, VisualBasic, Delphi, JBuilder, ...). ở đây, công nghệ phần mềm là vấn đề được quantâm chủ yếu. Nói một cách khái quát, một hệ SCADA không có gì khác là một hệ thốngđiều khiển giám sát, tức là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc quan sátvà điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển tự động thông thường.Đương nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa cần phải có hệ thốngtruy nhập (không chỉ thu thập!) và truyền tải dữ liệu, cũng như cần phải cógiao diện người-máy (Human-Machine Interface, HMI). Tùy theo trọng tâm củanhiệm vụ mà người ta có thể có những cách nhìn khác nhau. Như ta thấy, HMI là một thành phần trong một hệ SCADA, tuy nhiên khôngphải chỉ ở cấp điều khiển giám sát, mà ngay ở các cấp thấp hơn người ta cũngcần giao diện người-máy phục vụ việc quan sát và thao tác vận hành cục bộ.Vì lý do giá thành, đặc tính kỹ thuật cũng như phạm vi chức năng, ở các cấpgần với quá trình kỹ thuật này các OP chuyên dụng chiếm vai trò quan trọnghơn. Sự tiến bộ trong công nghệ phần mềm và kỹ thuật máy tính PC, đặc biệt làsự chiếm lĩnh thị trường của hệ điều hành Windows NT cùng với các côngnghệ của Microsoft đã thúc đẩy sự phát triển của các công cụ tạo dựng phầnmềm SCADA theo một hướng mới, sử dụng PC và Windows NT làm nền pháttriển và cài đặt. Từ phạm vi chức năng thuần tuý là thu thập dữ liệu cho việcquan sát, theo dõi quá trình, một hệ SCADA ngày nay có thể đảm nhiệm vaitrò điều khiển cao cấp, điều khiển phối hợp. Phương pháp điều khiển theo mẻ,điều khiển theo công thức (batch control, recipe control) là những ví dụ tiêu © 2005, Hoàng Minh Sơn 88biểu. Hơn nữa, khả năng tích hợp hệ điều khiển giám sát với các ứng dụngkhác như các phần mềm quản lý, tối ưu hóa hệ thống,... của toàn công tycũng trở nên dễ dàng hơn. Trong giải pháp điều khiển phân tán, hệ thống truyền thông ở các cấp dưới(bus trường, bus chấp hành-cảm biến) đã có sẵn. Nếu như mạng máy tínhcủa một công ty cũng đã được trang bị (chủ yếu dùng Ethernet), thì cơ sở hạtầng cho việc truyền thông không còn là vấn đề lớn phải giải quyết. Chính vìvậy, trọng tâm của việc xây dựng các giải pháp SCADA trong thời điểm hiệnnay là vấn đề lựa chọn công cụ phần mềm thiết kế giao diện và tích hợp hệthống. Trong một hệ điều khiển phân tán, chức năng SCADA là một thành phầnkhông thể thiếu được. Như vậy có thể nói, một hệ DCS bao giờ cũng có chứcnăng SCADA, trong khi một hệ SCADA theo đúng nghĩa của nó không thể làmột hệ DCS.11.1.1 Các thành phần chức năng cơ bản Xét một cách tổng quát, một hệ SCADA bao gồm các thành phần chức năngliệt kê dưới đây.Phần cứng • Thiết bị thu thập dữ liệu: PLC, RTU, PC, I/O, các đầu đo thông minh • Hệ thống truyền thông: Mạng truyền thông, các bộ dồn kênh/phân kênh, Modem, các bộ thu phát. • Trạm quản lý dữ liệu: Máy chủ (PC, Workstation), các bộ tập trung dữ liệu (Data concentrator, PLC, PC) • Trạm vận hành (Operator Station) Hình 11-1: Các thành phần phần mềm trong một hệ SCADAPhần mềm: • Giao diện vào/ra (phần mềm giao diện quá trình), dưới dạng các I/O- Drivers, I/O-Servers (DDE,OPC,...). • Giao diện người-máy © 2005, Hoàng Minh Sơn 89 HỆ GIAO THỐNG DIỆN CẢNH NGƯỜI ...