Quá trình hình thành và lịch sử phát triển hệ thống scada

 Trong ngành tự động hóa ngày nay, SCADA là một hệ thống không thể thiếu. Vậy lịch sử phát triển hệ thống scada như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Xem thêm:Tu dien dieu khien quat

SCADA là gì?

SCADA (Kiểm soát Giám sát và Thu thập Dữ liệu) theo nghĩa truyền thống là một hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu. Hệ thống hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa. Tuy nhiên, trong thực tế vẫn có những hệ thống thường được gọi là SCADA. Mặc dù chúng chỉ thực hiện một chức năng là thu thập dữ liệu.

Tham khảo: Lập Trình Scada Là Gì? Tìm Hiểu Chi Tiết Một Hệ Thống Scada

Quá trình hình thành và lịch sử phát triển hệ thống scada

Giai đoạn những năm 1940

Từ những năm 1940, yêu cầu vận hành các thiết bị điện ở các vị trí khác nhau đã dẫn đến nhu cầu thiết lập hệ thống điều khiển để giám sát các thiết bị này. Cách đầu tiên để xây dựng hệ thống này là sử dụng một cặp hoặc nhiều cặp giữa các trang web. Mỗi cặp dây hoạt động một thiết bị. Điều này làm tăng chi phí. Tuy nhiên, điều này là bắt buộc để vận hành thiết bị một cách thường xuyên. Nó cũng có khả năng khôi phục hệ thống nhanh chóng nếu xảy ra lỗi.

Tủ điều khiển trong trạm biến áp. Các tín hiệu báo động và tín hiệu điều khiển của các thiết bị trong trạm biến áp được tập trung tại tủ này.

Để tiết kiệm chi phí hơn, vấn đề cần giải quyết là làm thế nào để điều khiển nhiều thiết bị chỉ với một đôi dây. Trong thời gian này, các công ty điện thoại đã phát triển hệ thống chuyển mạch bước sử dụng nam châm. Công nghệ lần đầu tiên được đưa vào hệ thống giám sát để nâng cao hiệu quả, tiết kiệm chi phí và giảm hệ thống dây điện. Khung lựa chọn / thử nghiệm / vận hành được giới thiệu do tính linh hoạt của một cặp dây và nhu cầu điều khiển thiết bị chính xác.

Hệ thống điều khiển giám sát Visicode được phát minh từ những năm 1950

Với sự phát triển của điện thoại xung, Westing house đã cùng nhau phát triển hệ thống giám sát Visicode dựa trên đếm xung với North Electric. Visicode sử dụng 2 cửa sổ trễ để tạo xung và đếm xung. Cửa sổ ngắn để chọn / kiểm tra thiết bị. Cửa sổ lớn để chọn / kiểm tra một nhóm thiết bị. Hàng ngàn thiết bị này đã được sử dụng trong những năm 1950 và 1960.

Năm 1960-1970, Westinghouse đã phát triển một hệ thống giám sát trạng thái rắn được gọi là REDAC. Hệ thống sử dụng khung dữ liệu cố định. Hệ thống cũng sử dụng biểu đồ luồng lựa chọn / kiểm tra / hành động. GE cũng đã phát triển một hệ thống tương tự gọi là GETAC.

Tham khảo: Hệ Thống Scada Trong Trạm Biến Áp

Để giảm bớt gánh nặng của người vận hành trong việc lưu trữ dữ liệu đọc hàng giờ, chúng tôi đã giới thiệu một hệ thống lưu trữ dữ liệu tự động. Phiên bản đầu tiên của hệ thống này có trước hệ thống trạng thái rắn và hệ thống đo từ xa. Tuy nhiên, phải đến khi hệ thống thể rắn ra đời và sự phát triển của máy tính thì hệ thống này mới được đưa vào sử dụng.

 Hệ thống SCADA được phát minh năm 1960

Hệ thống SCADA để thu thập dữ liệu giám sát thực sự phát triển sau khi máy tính trở nên phổ biến. Vào giữa những năm 1960, Westing house và GE đã chế tạo bộ vi xử lý cho hệ thống này. Westinghouse được gọi là PRODAC, GE được gọi là GETAC. Do sự phức tạp của các yêu cầu, máy chủ server cần cung cấp tất cả các chức năng của hệ thống SCADA. Chức năng chính của máy chủ là quét dữ liệu, theo dõi dữ liệu và trạng thái. Ngoài ra, hiển thị dữ liệu nếu có cảnh báo cho sự thay đổi, hiển thị dữ liệu trên màn hình, lưu dữ liệu định kỳ. Hầu hết các hệ thống SCADA hoạt động bằng cách quét liên tục. Máy chủ sẽ gửi một yêu cầu dữ liệu đến đầu cuối từ xa và đầu cuối từ xa sẽ phản hồi.

RTU là gì?

Thuật ngữ RTU đã được sử dụng từ những năm 1960. RTU được cung cấp bởi các nhà sản xuất SCADA. RTU bao gồm các khối chức năng với các thẻ mạch in. Nó thường được lắp đặt trong tủ thiết bị và có thể dễ dàng treo tường ở các trạm biến áp ở xa. Hầu hết các RTU hoạt động bằng cách quét liên tục. Họ có thể phản hồi nhanh chóng với các sự kiện được điều khiển trong môi trường ồn ào. RTU cũng sử dụng lược đồ chọn / kiểm tra / hành động được sử dụng trong các hoạt động điều khiển. Trong những năm 1960 và 1970, giao thức truyền thông RTU là độc quyền của nhà sản xuất RTU.

Tủ lắp đặt thiết bị RTU. Các tín hiệu thu thập và điều khiển sẽ được tập trung đến RTU.

Cấu trúc cơ bản của RTU bao gồm giao diện truyền thông, bộ điều khiển trung tâm và hệ thống đầu vào / đầu ra kỹ thuật số. Một hệ thống SCADA lớn có thể có hàng trăm RTU.

Kiến trúc hệ thống SCADA. Máy chủ RTU, IED, PLC, SCADA có thể được kết nối và trao đổi với nhau.

Giao diện hệ thống SCADA

Về giao diện, ban đầu hệ thống SCADA sử dụng bảng điều khiển với các nút để lựa chọn và vận hành thiết bị. Thông tin giám sát được hiển thị bằng màn hình kỹ thuật số. Cảnh báo được đưa ra trong một danh sách thông qua máy in. Màn hình CRT đã được sử dụng cho giao tiếp giữa người và máy từ cuối những năm 1960. Phiên bản đầu tiên sử dụng các ký tự màu đen và trắng trên CRT. Màn hình CRT được sử dụng để hiển thị dữ liệu và trạng thái. Chúng được biểu diễn dưới dạng bảng, danh sách báo động và xóa danh sách báo động. Sử dụng bàn phím thay vì các nút trên bảng điều khiển.

Năm 1970, màn hình CRT màu ra đời. Màn hình có các ký tự đồ họa cho phép biểu diễn sơ đồ mạch bằng cách sử dụng các phím động và công tắc. Các phép đo như điện áp, dòng điện, công suất, v.v. có thể được biểu diễn trên sơ đồ một dòng và được cập nhật thường xuyên. Năm 1980, CRT hình ảnh đầy đủ màu sắc cho phép mức độ ánh xạ chuỗi đơn phức tạp hơn. Nó có thể phóng to, thu nhỏ, chi tiết từng chi tiết. Trên sơ đồ này, người vận hành có thể chọn thiết bị, xác nhận lựa chọn thiết bị và vận hành các điều khiển thiết bị.

Màn hình HMI. Từ giao diện này, người vận hành có thể quan sát các tín hiệu thu thập được. Bạn cũng có thể điều khiển thiết bị từ màn hình này.

Tạm kết

Hy vọng qua bài viết này các bạn có thể hiểu rõ hơn về hệ thống SCADA và lịch sử phát triển hệ thống scada. Đừng quên đón đọc những bài viết tiếp theo để bổ sung thêm nhiều kiến ​​thức bổ ích cho bản thân nhé.

Mọi thông tin xin liên hệ MAX ELEXTRIC