4 Giới hạn nghiên cứu
1.2. Hệ thống SCADA, Phần mềm thiết kế SCADA
1.2.1. Các thành phần cơ bản của hệ thống SCADA
a) MTU - Master Terminal Unit (trạm điều khiển giám sát trung tâm)
Hình 1.7. Mô hình phòng điều khiển trung tâm hệ thống SCADA. MTU là trung tâm của một hệ thống SCADA, trong thực tế nó thường là một hệ máy tính công nghiệp. MTU giao tiếp với người điều hành và RTU thông qua khối truyền thông. Ngoài ra MTU còn được kết nối với các thiết bị ngoại vi như monitor, máy in và có thể kết nối với mạng truyền thông.
Nhiệm vụ của MTU bao gồm:
▪ Cập nhật dữ liệu từ các thiết bị RTU và nhận lệnh từ người điều hành
▪ Hiển thị các thông tin cần thiết về các quá trình cũng như trạng thái của các thiết bị lên màn hình giúp cho người điều hành giám sát và điều khiển.
▪ Lưu trữ, xử lý các thông tin và giao tiếp với các hệ thống thông tin khác.
RTU thu nhận thông tin từ xa, thường đặt tại nơi làm việc để thu nhận dữ liệu và thông tin từ các thiết bị hiện trường như các valve, các cảm biến, các đồng hồ đo… gửi đến MTU để xử lý và thông báo cho người điều hành biết trạng thái hoạt động của các thiết bị hiện trường. Mặt khác, nó nhận lệnh hay tín hiệu từ MTU để điều khiển hoạt động của các thiết bị theo yêu cầu.
Hình 1.8. Trạm thu thập dữ liệu trung gian scada
Thông thường các RTU lưu giữ thông tin thu thập được trong bộ nhớ của nó và đợi yêu cầu từ MTU mới truyền dữ liệu. Tuy nhiên, ngày nay các RTU hiện đại có các máy tính và PLC có thể thực hiện điều khiển trực tiếp qua các địa điểm từ xa mà không cần định hướng của MTU.
a) Khối truyền thông
Là môi trường truyền thông giữa các khối thiết bị với nhau, bao gồm phần cứng và phần mềm.
● Phần cứng: là các thiết bị kết nối như modem, hộp nối, cáp truyền và các thiết bị thu phát vô tuyến (trong hệ thống không dây_ wireless), các
CPU của RTU nhận luồng dữ liệu nhị phân theo giao thức truyền thông. Các giao thức có thể là giao thức mở như TCP\IP (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) hoặc các giao thức riêng. Những luồng thông tin được tổ chức theo mô hình 7 lớp ISO/OSI. Mô hình OSI được sử dụng để đặt tiêu chuẩn cho cách trao đổi thông tin với các giao thức. Truyền thông và dữ liệu RTU nhận thông tin của nó nhờ vào sự nhận dạng mã trong dữ liệu truyền. Dữ liệu này được biên dịch và được CPU điều khiển thích hợp tác động tại chỗ.
b) Giao diện người – máy HMI (Human Machine Interface)
Là các thiết bị hiển thị quá trình xử lý dữ liệu để người vận hành điều khiển các quá trình hoạt động của hệ thống, tuy nhiên ngày nay HMI không chỉ được dùng ở cấp điều khiển giám sát, mà ngay ở các cấp thấp hơn người ta cũng cần 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 cấp gần với quá trình kỹ thuật này, các OP - Operator Panel chuyên dụng chiếm vai trò quan trọng
Hiện nay, với sự tiến bộ của phần cứng và phần mềm máy tính PC, đã thúc đẩy sự phát triển các công cụ tạo dựng phần mềm SCADA theo một hướng mới, sử dụng PC và Windows làm nền tảng phát triển và cài đặt. Từ chức năng thuần túy là thu thập dữ liệu cho việc quan sát điều khiển, một hệ thống SCADA ngày nay có thể đảm nhiệm vai trò điều khiển cao cấp, điều khiển phối hợp, ví dụ như điều khiển theo mẻ, điều khiển theo công thức.... Hơn thế, khả năng tích hợp hệ thống điều khiển giám sát với các ứng dụng khác trong một hệ thống thông tin, các phần mềm quản lý, tối ưu hệ thống, của toàn công ty cũng trở nên dễ dàng hơn....
Hình 1.10. HMI được đưa vào ứng dụng trên PC và Windows