Hiện nay, các doanh nghiệp sản xuất và cung cấp nước sạch đang có nhu cầu thiết lập mạng SCADA - Biến tần nhằm thỏa mãn nâng cao năng lực quản lý và tiết giảm năng lượng điện. Tuy nhiên, để thiết lập hoàn chỉnh và khai thác hết các tính năng (do phần mềm quy định) mạng này đòi hỏi nguồn vốn đầu tư để nâng cao thiết bị/máy móc tại hiện trường sao cho phù hợp với đòi hỏi của hệ SCADA. Vì vậy, các doanh nghiệp cần phải cân nhắc từ thực tế thiết bị/ máy móc của mình và các nguồn vốn để hoạch định kế hoạch đầu tư nhằm thỏa mãn dần các tiêu chí trên.
Cấu hình cơ bản mạng SCADA cho một “nhánh” của doanh nghiệp (có những đặc điểm về tổ chức như đã nêu trên) sản xuất và cung cấp nước sạch, có dạng tổng thể như Hình 0.7
Trong đó:
Trung tâm điều độ công ty (TTĐĐCTY) có chức năng giám sát, thu thập dữ liệu về quá trình sản xuất và cung cấp nước sạch của các xí nghiệp thành viên, giúp lãnh đạo công ty trong công tác quản lý sản xuất và kinh doanh, trung tâm này đặt ngay tại trụ sở công ty và trong nó có:
Máy tính để đảm bảo giám sát và thu thập dữ liệu với cấu hình tối thiểu: CPU là loại Pentium IV/3GHz; RAM 512MB; Monitor 17” LCD; Hard dish 80GB; FDD 3 ½”; CD-RW/DVD 52X; Network Card LAN, Ethernet 10/100Mbps; hệ điều hành Windows 2000 Pro/Win NT/Win XP và kèm theo đầy đủ phụ kiện như Mouse, keyboard,…;
Màn hình giám sát có đặc điểm: LCD, TV/Monitor; kết nối PC/RS232 Switch mạng truyền thông (LAN Switch) có cấu hình tối thiểu: 08 cổng giao tiếp RJ45, tốc độ truyền dữ liệu 10/100 Mbit/s, giao thức truyền thông và hoạt động TCP/IP, UTP, ISO;
Modem sử dụng công nghệ quay số thuê bao điện thọai có: tốc độ 56 Kbps, tính bảo mật cao, sử dụng các ứng dụng Internet
Phòng điều độ xí nghiệp (PĐĐXN) có chức năng điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu quá trình sản xuất của nhà máy và cung cấp nước sạch của mạng đường ống do xí nghiệp phụ trách. PĐ ĐXN có thể đặt ngay trong nhà máy (khi này phòng điều độ nhà máy và PĐ ĐXN là một) hoặc đặt tại một nơi khác ( cách xa nhà máy và gần với một trạm van quan trọng nhất) tùy thuộc vào địa hình sở tại. Tại PĐ ĐXN bố trí máy tính chủ thực hiện mọi chức năng chính của hệ SCADA. Máy tính đặt tại đây là máy tính chủ, thực hiện chức năng điều khiển(tức điều phối vận hành đồng thời là máy tính kỹ thuật), giám sát và thu thập dữ liệu. Máy tính chủ hoạt động liên tục 24/24h, có cấu hình tại TTĐ ĐCTY
Phòng điều độ nhà máy (PĐ ĐNM) có chức năng giám sát hiện trường và là nơi nhận mọi thông tin từ các cấp quản lý để thực hiện ngay tại nhà máy (trong trường hợp PĐ ĐNM và PĐ ĐXN là một thì nơi đây thực hiện chức năng như PĐ ĐXN) máy tính và các thiết bị khác có cấu hình tương tự như tại TTĐ ĐCTY
Trạm vận hành van có chức năng điều khiển van trên các đường ống (chủ yếu tại các ngã ba phân nhánh đường ống) để đảm bảo áp lực nước trên mạng đường ống khu vực và thu thập dữ liệu về lượng nước tiêu thụ tại khu vực đó). Trong trạm có PLC, màn hình tương tác Người- Máy (HMI) và kết nối với máy tính chủ
Thiết bị ghép nối (Modem) theo đường điện thoại có chức năng đảm bảo truyền thông giữa các máy tính. Đây là một biện pháp (một cách thận trọng) có thể nói là rất phù hợp về kinh tế- kỹ thuật cho doanh nghiệp. Để thực hiện doanh nghiệp cần thuê bao đường truyền riêng với Bưu điện sở tại
Thiết bị chuyển đổi truyền thông (ADP) có chức năng kết nối truyền thông giữa PLC và máy tính (PC)
Các tín hiệu đo lường cần thiết đưa về PLC gồm: áp lực nước (AP), hàm lượng clo dư (CLO), độ PH, độ đục (NTU), độ lắng cặn (TDS), lưu lượng nước (Flow), điện năng tiêu thụ của các trạm (KW TR) mức nước (Level), các tín hiệu thể hiện trạng thái của các cơ cấu chấp hành (bơm, động cơ điện, biến tần,…), các van.
Từ Hình 0.7 và nguyên lý hoạt động của hệ thống SCADA, không khó lắm để hiểu nguyên lý hoạt động một cách tổng quan mạng SCADA cho một “nhánh” công ty cấp nước, cũng như mạng SCADA cho toàn công ty có nhiều xí nghiệp và các hệ thống mạng đường ống cấp nước. Vì vậy, người viết bài thấy không nhất thiết phải mô tả kỹ nguyên lý trên Hình 0.7. Khi thiết kế cụ thể, cần phải:
Lưu ý đến việc chống sét ở mạng đường điện thoại bằng cách lắp các thiết bị bảo vệ chống sét (FSP) trước mỗi Modem.
Lưu ý đến việc cấp nguồn cho PLC. Nguồn điện cấp cho PLC phải được truyền qua biến áp cách ly (có quan hệ 1:1 giữa điện áp vào và điện áp ra) và qua ổn áp để đảm bảo tránh “sốc điện” và ổn định điện áp cấp cho PLC.
Lưu ý đến việc chống sét cho máy tính và PLC ở mạng nguồn (thông thường là 220VAC) bằng cách lắp các thiết bị bảo vệ chống sét (FSP) trên đường nguồn trước khi cấp điện cho máy tính và PLC.