SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa. Theo định nghĩa trên thì SCADA là một hệ thống các yếu tố phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp:

• Kiểm soát các quy trình công nghiệp tại local hoặc tại các địa điểm từ xa
• Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực
• Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI)
• Ghi sự kiện vào một file nhật ký hoặc CSDL.

DCS là viết tắt của Distributed Control System- Hệ thống điều khiển phân tán – Đây là một hệ thống mà quyền điều khiển không tập trung tại một nơi, mà nó phân tán, chia quyền điều khiển đến từng hiện trường, từng nhánh trong hệ thống.

Như bạn đã biết, trước đây hệ thống SCADA là tập hợp của cả phần mềm và phần cứng cho phép giám sát và điều khiển các nhà máy, cả cục bộ và từ xa.

DCS cũng là một tập hợp các thành phần được sử dụng cho cùng một mục đích. Những điểm tương đồng này có thể khiến bạn hỏi: Về cơ bản chúng có giống nhau không?

Để trả lời câu hỏi đó, chúng ta hãy nhìn lại các nguyên tắc cơ bản của cả hai hệ thống.

Hệ thống SCADA được sử dụng để thu thập và trình bày dữ liệu cho người vận hành, đưa ra quyết định về các quy trình với sự hỗ trợ của đầu vào của người vận hành và điều khiển các chức năng của nhà máy dựa trên những quyết định đó. Vai trò của DCS trong tự động hóa nhà máy cũng giống như hệ thống SCADA.

Vai trò của hệ thống SCADA và DCS về cơ bản là giống nhau, chúng ta hãy thử so sánh và đối chiếu các cơ chế được sử dụng để xử lý các tác vụ đó.

DCS vs. SCADA (Thiết bị)

1. Giao diện người máy (HMI)

1.1. Phần cứng của HMI

Hãy bắt đầu với thiết bị mà nhân viên nhà máy sử dụng để tương tác với các quy trình tự động.

Bảng điều khiển Giao diện Người máy (HMI) là giao diện đồ họa chính giữa bộ xử lý và quy trình của nhà máy và người vận hành tương tác và kiểm soát các quy trình đó.

HMI có thể là một máy tính công nghiệp đáp ứng các yêu cầu một PC công nghiệp chắc chắn cho.

1.2. Phần mềm HMI

Mặc dù hầu hết các nhà sản xuất có thể có thương hiệu HMI của riêng họ, nhưng thông thường, chúng cần có phần mềm bổ sung để lập trình HMI nhưu phần mềm Siemens, WinCC, Allen...

Có thể có một số phần mềm lập trình PLC/HMI được tích hợp cho nhà sản xuất nhưng phần lớn, chúng là các gói phần mềm riêng biệt yêu cầu mua riêng.

HMI chủ yếu được sử dụng trong các môi trường tự động hóa quy mô nhỏ. Khi bạn có các hệ thống quy mô lớn hơn, giao diện với quy trình nhà máy thường là một máy tính để bàn. Máy tính này yêu cầu gói phần mềm riêng, trong khi hệ thống SCADA có HMI hoặc máy tính không nhất thiết phải của cùng một nhà sản xuất, các DCS có giao diện đồ họa thường được tích hợp trong hệ thống DCS.

Như bạn có thể tưởng tượng, đây là một điểm cộng nhất định vì yêu cầu về phần mềm bổ sung là không cần thiết. Và, như một phần thưởng, các thẻ trong DCS có sẵn để sử dụng mà không cần thêm nhiều nỗ lực. Dựa trên các mô tả giao diện của SCADA và DCS, rõ ràng, DCS có lợi thế trong thể loại này.

2. Bộ não của Hệ thống (PLC và RTU)

Trong hệ thống SCADA, có thể có PLC và RTU.

Như bạn đã biết, các thành phần này yêu cầu lập trình để thực hiện các lệnh cần thiết cho các hoạt động của nhà máy.

Trước đây trong lịch sử tự động hóa, có thể đã có hàng nghìn dòng mã để chạy một quy trình duy nhất trong một nhà máy.

Nhiều năm trôi qua, ngày càng có nhiều cách hợp nhất và tái sử dụng mã được thực hiện. Mã có thể sử dụng lại này vẫn cần được viết ở định được bộ điều khiển sử dụng.

Các khối chức năng tùy chỉnh, thêm hướng dẫn… được lập trình viên viết trong bộ điều khiển. Sau khi được viết, mã có thể được khởi tạo bất kỳ số lần nào để sử dụng trong bộ điều khiển. Có thể mất khá nhiều thời gian để phát triển một thư viện mã có thể được sử dụng cho nhiều dự án. Mặc dù điều này, ít nhất là trong những ngày trước, nó cồng kềnh hơn trong việc triển khai SCADA, nhưng DCS có nhiều chức năng được xác định trước có thể được tùy chỉnh và triển khai cho các ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, điều này không loại bỏ nhu cầu viết mã, nó đã giúp tạo điều kiện tích hợp nhanh hơn vì sẽ dành ít thời gian hơn để viết mã cho các chức năng thường dùng.

SCADA vs DCS (Đặc điểm khác)

1. Thời gian xử lý

DCS có thời gian xử lý hơi chậm hơn so với PLC/RTU SCADA.

Mặc dù điều này không nhất thiết là vấn đề, nhưng nó có thể có tác động đến các quy trình rất nhạy cảm về thời gian.

2. Giao thức truyền thông

Truyền thông trong một hệ thống SCADA có thể rất khác nhau và đã thích ứng với các công nghệ đang thay đổi, trong khi DCS cũng đã thích nghi, vẫn có một số thông tin truyền thông độc quyền có thể gặp nhiều thách thức.

3. An toàn

Người ta đã nói rằng nếu an toàn là ưu tiên thì DCS là con đường để đi. Tuy nhiên, ngày nay, với sự phong phú của các bộ xử lý an toàn, một hệ thống SCADA cũng có thể được lựa chọn.

Tóm lược DCS và SCADA

Tóm lại, trong thị trường ngày nay, không có sự khác biệt lớn trong các hệ thống. DCS có phần mềm giao diện vận hành tích hợp với cơ sở dữ liệu thẻ. Trong khi SCADA yêu cầu bạn phải mua phần mềm bổ sung và xây dựng hoặc nhập thẻ của bạn. Nếu bạn có một quy trình rất nhạy cảm với thời gian đáp ứng. Các hệ thống SCADA có thể có một lợi thế nhỏ vì thời gian xử lý nhanh hơn.