Hệ thống giám sát SCADA và IoT – Vì sao cần phải đầu tư ?

Vai trò của hệ thống SCADA

Thế giới đang hướng tới cách tiếp cận tự động hóa và thông minh hóa. Do đó, điều này dẫn đến một nhu cầu hiểu các hoạt động điều khiển máy. Trong thời đại ngày nay, máy móc đã tiếp quản hoạt động sản xuất, sản xuất và đóng gói của bất kỳ ngành công nghiệp nào. Vì thế vai trò của 1 hệ thống giám sát và điều khiển SCADA là không thể thiếu.

Thực tế không thể phủ nhận rằng máy móc phải được vận hành thủ công và cần phải giám sát quá trình xử lý nội bộ. Và dưới đây là những gì SCADA làm tròn nhiệm vụ :

  • Thu thập, giám sát và xử lý dữ liệu thời gian thực từ các thiết bị vật lý được kết nối
  • Kiểm soát các quy trình công nghiệp từ xa hoặc cục bộ
  • Ghi lại các sự kiện và dữ liệu vào một file nhật ký máy móc
  • Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và hơn thế nữa thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI)
  • Là cầu nối giữa dữ liệu phi cấu trúc và dữ liệu số
Chức năng điều khiển của SCADA

Phần mềm SCADA được tích hợp với các thành phần phần cứng hoặc máy móc nhằm đơn giản hóa một cơ sở hạ tầng nhất định. Tuy nhiên, các thành phần của chúng khá phức tạp. Có năm hệ thống con quan trọng nhất của hệ thống SCADA đã giúp nó trở thành tương lai của quy trình công nghiệp:

  • Giao diện người máy (HMI)
  • Hệ thống giám sát
  • Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU)
  • Bộ điều khiển logic lập trình (PLC)
  • Cơ sở hạ tầng truyền thông
Chức năng báo cáo của SCADA

SCADA là một hiện tượng gần đây khi IIoT bắt đầu nổi lên. Hệ thống phối hợp chặt chẽ với thành phần phần cứng và phần mềm. Phần cứng tập hợp và cung cấp dữ liệu vào bộ xử lý của máy tính. Sau đó, máy tính sẽ xử lý dữ liệu được ghi ở các khoảng thời gian khác nhau. SCADA cũng ghi lại và ghi lại tất cả các sự kiện vào một tệp được lưu trữ trên đĩa cứng hoặc gửi chúng đến máy in. Phần mềm tăng cảnh báo khi các điều kiện trở nên nguy hiểm hoặc có xu hướng gây hại cho toàn bộ hệ thống.

IoT so với SCADA

Dễ cài đặt, giảm chi phí, tăng độ chính xác dữ liệu và kiểm soát và giám sát từ xa trên toàn thế giới là tất cả những điều mà IoT cung cấp cho các ngành công nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, vì IoT là một công nghệ tương đối mới liên quan đến SCADA và PLC, nên các khả năng của nó có thể thích ứng một cách tự nhiên với nhu cầu của ngành công nghiệp hiện đại. Điều đó đang được nói, khi SCADA bắt đầu, nó cho phép các hệ thống của các nhà sản xuất hoạt động cùng nhau trong thời gian thực, giống như IoT đang làm. Do đó, rất rõ ràng rằng sức mạnh của các hệ thống SCADA và khả năng công nghệ của nó vẫn có liên quan ngay cả trong công nghiệp 4.0. Tuy nhiên, nơi mà nó thiếu, đang xử lý phần còn lại của một doanh nghiệp để tạo ra một hệ sinh thái thực sự kết nối. Câu hỏi không nên là về việc loại bỏ hoặc thay thế SCADA, mà là SCADA, thì sao?

Hiện tại, IoT đang cách mạng hóa SCADA bằng cách cung cấp nhiều tiêu chuẩn hóa và cởi mở hơn. IoT cũng đang cung cấp khả năng mở rộng, khả năng tương tác và bảo mật nâng cao bằng cách giới thiệu khái niệm về nền tảng IoT. Về cơ bản, cả hai nền tảng đều được sử dụng để tăng năng suất tổng thể bằng cách tích hợp bảo trì thông minh. Cũng như giảm chất thải, tăng hiệu quả, giảm thời gian chết và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Thông tin được tạo từ các hệ thống SCADA hoạt động như một trong những nguồn dữ liệu cho IoT. Trọng tâm của SCADA là giám sát và kiểm soát. Trong khi đó, IoT tập trung hơn vào việc phân tích dữ liệu máy để cải thiện năng suất và tác động đến dòng sản phẩm hàng đầu của bạn. IoT về cơ bản là một đỉnh cao của những tiến bộ trong khả năng kết nối của mạng phần cứng và dữ liệu mà SCADA cung cấp. Cũng như điện toán đám mây và xử lý dữ liệu bit. Nói tóm lại, IoT bắt đầu khi SCADA và PLC kết thúc.

Vì vậy, trong khi thị trường IoT vẫn đang trong giai đoạn đầu sản xuất, nó có thể cùng tồn tại với SCADA. IoT đang mang đến một làn sóng các mô hình kinh doanh và công nghệ mới đang thay đổi cục diện của SCADA. Tuy nhiên, mô hình SCADA luôn là một mô hình linh hoạt cho sự thay đổi trong ngành.

Nếu bạn đã có sẵn hệ thống SCADA, bạn có thể tích hợp giải pháp IoT với hệ thống SCADA của mình và thu thập dữ liệu từ máy Hệ thống thu thập dữ liệu (DAS). Bằng cách tận dụng sức mạnh và khả năng mở rộng của IoT, bạn có thể sử dụng dữ liệu được thu thập để tạo ra một loạt các báo cáo như báo cáo Hiệu quả Thiết bị Tổng thể, Báo cáo Dữ liệu Sản xuất cũng như báo cáo tiện ích (gas, nước, điện).

Trong tương lai, có khả năng các hệ thống SCADA sẽ phát triển thành các hệ thống IoT. Thiết bị và PLC sẽ trở nên thông minh hơn và có thể tích hợp các nền tảng đám mây khác nhau. Điều này sẽ cho phép các nền tảng bảo mật mới sẽ bảo mật hơn nữa bất kỳ dữ liệu nào được ghi lại. Điều này có nghĩa là những cải tiến sẽ tiết kiệm tiền có thể được thực hiện.

SCADA là về việc cho phép con người tương tác từ xa với một quy trình. Trong khi đó IoT thường được sử dụng như một công cụ giao tiếp giữa máy với máy. Thay vì một cái gì đó tồn tại chủ yếu để trình bày thông tin cho một con người. Đó chỉ là một phần nhỏ trong quá trình của nó. IoT đảm bảo rằng thông tin được chia sẻ với cả người và máy, thay vì chỉ người. Nói tóm lại, nó đảm bảo rằng tất cả mọi người và mọi thứ đều được giữ vùng kết nối mọi lúc.

Tích hợp SCADA và IoT

Phải thừa nhận rằng, nền tảng SCADA đang thiếu những đổi mới đặc biệt, nếu không, nhu cầu về IoT sẽ tốt hơn nhiều. SCADA hiện đang bị ảnh hưởng bởi các khái niệm và giải pháp IoT đang nhanh chóng được tích hợp vào kiến ​​trúc SCADA. Điều này được thực hiện một cách liền mạch đến nỗi chúng ta sẽ không bao giờ nhận thấy sự khác biệt.

Phối hợp IoT và SCADA

Tuy nhiên, SCADA hiện vẫn giới hạn ở khu vực nhà máy. Dữ liệu được lấy từ các thiết bị của nhà máy chỉ được xem bên trong nhà máy. Trong khi đó IoT lấy dữ liệu đó, cung cấp thông tin chi tiết cho người dùng và cung cấp dữ liệu đó ở mọi nơi, mọi lúc. Điều này, đến lượt nó, cho phép các mô hình kinh doanh mới được tạo ra nhờ tính real-time và access Everywhere của nó.

Tương lai của SCADA và IoT

Cả SCADA và IoT đều liên quan đến cảm biến và thu thập dữ liệu. Mặc dù chúng khác nhau về nhiều mặt, cả hai đều có chung một mục tiêu. Việc tối ưu hóa việc sử dụng và cuối cùng là kiểm soát tốt hơn một số thiết bị hoặc một quy trình. Toàn bộ ý tưởng về lưới điện thông minh dẫn đến tích hợp SCADA và IoT. Vì SCADA không phải là một hệ thống điều khiển đầy đủ, thay vào đó là một hệ thống máy tính tập hợp và phân tích dữ liệu thời gian thực, rất hữu ích trong việc giám sát và kiểm soát nhà máy hoặc thiết bị công nghiệp. Nó sẽ thu thập thông tin về một rủi ro, chuyển nó trở lại một trang web trung tâm và cảnh báo trạm nhà. Sau đó, nó sẽ thực hiện bất kỳ phân tích và kiểm soát cần thiết nào và hiển thị thông tin theo cách hợp lý và có tổ chức để con người giải thích và sử dụng theo đó.

Internet of Things được tạo thành từ một mạng lưới các thiết bị vật lý được kết nối thông qua nhúng điện tử, thiết lập phần mềm, bộ truyền động cảm biến và kết nối mạng, tất cả hoạt động cùng nhau để các đối tượng kết nối và trao đổi dữ liệu. IoT cho phép các đối tượng được cảm nhận hoặc điều khiển từ xa trên các cơ sở hạ tầng mạng khác nhau. Do đó, nó tạo ra cơ hội tích hợp trực tiếp hơn thế giới vật lý vào các hệ thống dựa trên máy tính. Điều này dẫn đến cải thiện hiệu quả, độ chính xác và lợi ích kinh tế và cũng cắt giảm sự can thiệp của con người.

Cả hai nền tảng đều cung cấp rất nhiều lợi thế, cũng như một số lỗ hổng. Dự đoán đến năm 2020, 50 tỷ thiết bị hoặc đồ vật sẽ được kết nối với internet. Do đó, sự năng động của một hệ thống kiểm soát dựa trên Internet đang trở thành hiện thực sống động. Công nghiệp 4.0 là một kỷ nguyên trong đó xu hướng trao đổi dữ liệu trong các công nghệ sản xuất đang cho phép chuyển từ SCADA được triển khai theo truyền thống sang một IoT được triển khai. Với SCADA, các hệ thống vật lý không gian mạng, Internet vạn vật, điện toán đám mây và điện toán nhận thức, Công nghiệp 4.0 là thời đại sẽ thay đổi động lực của toàn bộ ngành công nghiệp tự động hóa.

Vì sao cần phải đầu tư hệ thống giám sát SCADA hay là IoT

Mặc dù mỗi phân khúc thị trường có thể khác nhau,  có những nhu cầu khác nhau, nhưng về tổng thể, SCADA và IoT là ý tưởng để tập trung hóa dữ liệu và trực quan hóa để có thể giám sát và điều khiển từ xa. Điều này sẽ cung cấp các cải tiến hoạt động thông qua khả năng hiển thị và tiêu chuẩn hóa toàn doanh nghiệp, đây là cách phổ biến để xem dữ liệu vận hành về tính nhất quán của chất lượng, quy trình và KPI.

Như vậy những hiệu quả của việc đầu tư có thể thấy rõ ràng : 

  • Cải thiện hiệu quả kỹ thuật – giảm chi phí kỹ thuật và độ phức tạp cần thiết để xây dựng và duy trì hệ thống vì có một số module chức năng đã tự động làm thay con người những việc phức tạp 24/7
  • Quản lý vòng đời tài sản nâng cao – giảm chi phí nâng cấp và bảo trì vì hệ thống đã có sự cảnh báo và ghi nhận dữ liệu thời gian thực.
  • Trao quyền cho các hoạt động – tăng hiệu quả hoạt động từ thông tin mạnh mẽ hơn và đơn giản hóa khả năng sử dụng
  • Luôn có thông tin chính xác về những gì đang diễn ra – giúp bạn phản ứng nhanh với những thay đổi hay sự cố trong sản xuất và kinh doanh.
  • Tăng khả năng hiển thị trên toàn mạng lưới sản xuất 
  • Cải thiện sự tuân thủ quy định trong sản xuất –  an toàn trong nhà máy và chất lượng sản phẩm do hệ thống đã tự động cảnh báo khi có vấn đề xảy ra
  • Chuẩn hóa các hoạt động của doanh nghiệp theo đúng những gì đã cam kết – hệ thống thu thập và giám sát tự động SCADA IoT sẽ đảm bảo mọi luồng công việc hoạt động đúng và theo sát các KPI cần thiết theo thời gian thực.
Giám sát KPI sản xuất bằng SCADA WinCC OA

 

 

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Ứng dụng IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "The Technical Foundations of IoT" và "Building Arduino Projects for the Internet of Things ".