plc và scada

PLC và SCADA là hai cấp độ chính trong kim tự tháp tự động hóa. Trong khi SCADA được xem như một phần mềm, bao gồm các hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển, thì  PLC thường được liên kết với phần cứng, chỉ điều khiển các thiết bị cụ thể

PLC là gì?

Programmable Logic Controller (PLC) – một loại thiết bị điều khiển có khả năng lập trình –  thường được dùng ở cấp độ điều khiển để điều hành các thiết bị trong quá trình sản xuất. 

plc và scada
PLC kết hợp với SCADA

So với máy tính thông thường, thiết bị này ưu việt hơn nhờ tính năng cho phép người dùng cá nhân hóa các thuật toán để điều khiển các thiết bị khác một cách trơn tru.

Thiết bị điều khiển PLC được ứng dụng rộng rãi trong môi trường nhà máy công nghiệp nhờ sự đơn giản trong vận hành và độ bền cao. 

Nó được sử dụng để tổng hợp và xử lý dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị đầu vào khác, nhằm điều khiển các thiết bị đầu ra như động cơ, van, bơm… 

SCADA là gì?

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) – một hệ thống điều khiển tự động cao cấp – được sử dụng để giám sát, điều khiển, quản lý quá trình sản xuất và các hệ thống công nghiệp phức tạp.

Hệ thống này hỗ trợ công tác giám sát hoạt động của hệ thống, thu thập thông tin, hiển thị dữ liệu và đưa ra cảnh báo khi có sự cố phát sinh. 

plc và scada
Hệ thống điều khiển tự động SCADA

Để làm điều này, SCADA phải sử dụng phần mềm và màn hình HMI (công cụ giao tiếp người – máy) để kết nối với các thiết bị đầu vào và đầu ra, bao gồm cảm biến, van và bơm. 

Qua đó, nó cung cấp thông tin trực quan về hoạt động trong nhà máy, giúp quản lý kiểm soát máy móc thông qua các giao diện thông minh.

Ngày nay, hệ thống này thường được tích hợp với hệ thống điều hành và thực thi sản xuất MES để tăng cường hiệu suất hoạt động. 

MES sẽ lấy dữ liệu từ các thiết bị IIoT hoặc máy móc được kết nối, cũng như SCADA, để kết hợp thông tin và kiểm soát hoạt động giữa tầng sản xuất và bộ phận quản lý.

Kết hợp MES với SCADA giúp tối ưu hóa quá trình thu thập dữ liệu, cho phép người dùng theo dõi tình trạng hoạt động của nhà máy trực tiếp và tận dụng nguồn lực một cách hiệu quả.

Mối liên hệ giữa PLC và SCADA

Muốn hiểu được mối quan hệ giữa PLC và SCADA, bạn cần có kiến thức về Automation Pyramid (Kim tự tháp tự động hóa). 

plc và scada
Kim tự tháp tự động hóa Automation Pyramid

Đây được xem là thang đo cấp độ cho quy trình tự động hóa sản xuất và chế tạo trong ngành công nghiệp.

Kim tự tháp tự động hóa bao gồm năm cấp độ khác nhau, ứng với mức độ phức tạp của thiết bị và công nghệ. Cụ thể có 5 cấp độ sau:

  • Cấp 1 – Tầng quản lý hiện trường: Đây được xem là cấp độ cơ bản nhất, sử dụng các thiết bị cảm biến và điều khiển đơn giản như cảm biến nhiệt độ, áp suất, van điều khiển…
  • Cấp 2 – Tầng điều khiển: Ở cấp độ này sẽ sử dụng các thiết bị điều khiển PLC, bộ điều khiển PID, hệ thống thu thập dữ liệu và các phần mềm kiểm soát.
  • Cấp 3 – Tầng giám sát: Sử dụng hệ thống SCADA nhằm quản lý các thiết bị tự động hóa, bao gồm các phần mềm giám sát và điều khiển.
  • Cấp 4 – Tầng quản lý vận hành sản xuất (MES): Tầng này sử dụng hệ thống MES để quản lý sản xuất theo thời gian thực, quản lý chất lượng, truy xuất nguồn gốc, phân tích hiệu suất máy móc tổng thể.    Từ đó giúp nhà điều hành nắm rõ mọi hoạt động sản xuất và tối ưu hóa chúng hiệu quả hơn.
  • Cấp 5 – Tầng lập kế hoạch kinh doanh và ra quyết định (ERP & PLM): Là cấp độ cao nhất trong kim tự tháp tự động hóa, sử dụng hệ thống quản lý tích hợp ERP. 

Người quản lý có thể tự kết nối sản xuất, bao gồm các hệ thống thông tin và phần mềm kết nối để quản lý và tích hợp dữ liệu từ các cấp độ dưới đây.

Do hai công nghệ này thuộc vào hai cấp độ khác nhau, nên ta có thể dễ dàng suy luận rằng PLC và SCADA không có liên kết với nhau. 

Tuy nhiên, thực tế là cả hai đều được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp. Do đó, giữa PLC và SCADA có một mối quan hệ mật thiết và chặt chẽ với nhau.

PLC cần SCADA để điều khiển hoạt động của nó, và SCADA cần dữ liệu được thu thập bởi PLC để thực hiện công việc này một cách hiệu quả.

Ví dụ, khi hệ thống giám sát máy móc trong nhà máy, PLC có thể thu thập dữ liệu về hoạt động của máy móc và gửi cho SCADA. Rồi SCADA sẽ xử lý dữ liệu và đưa ra quyết định.

Ví dụ, nếu máy móc có quá nhiều rung động, SCADA sau khi nhận dữ liệu từ PLC sẽ kiểm tra và quyết định liệu có cần điều chỉnh hoạt động của hệ thống hay không. 

Nếu có, PLC sẽ thực hiện các thay đổi đó dựa trên hướng dẫn của SCADA.

Phân biệt PLC và SCADA

PLC và SCADA là hai hệ thống được áp dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, chúng có vài đặc điểm riêng biệt như sau:

plc và scada
PLC nằm trong hệ thống SCADA

Về triết lý điều khiển và mục đích sử dụng

  • Trong các ứng dụng nhỏ như khi người điều khiển chỉ cần kiểm soát các hoạt động bắt đầu hoặc dừng lại mà không cần phải phân tích số liệu thì PLC có thể hoạt động mà không cần SCADA.
  • Ngược lại, một hệ thống SCADA sẽ không thể hoạt động nếu thiếu PLC. 

Nếu không có bộ điều khiển, SCADA sẽ không xác định được các đối tượng cần kiểm soát và thu thập thông tin. 

Về cách vận hành và áp dụng

  • SCADA được thiết kế cho các quy trình công nghiệp quy mô lớn, cung cấp khả năng kiểm soát và giám sát, cho phép theo dõi và điều khiển quy trình toàn diện từ một vị trí trung tâm.
  • PLC thường được sử dụng trong các ứng dụng có phạm vi nhỏ hơn, tập trung vào việc kiểm soát phạm vi nhất định.

Về vấn đề giá thành

  • PLC kém linh hoạt, kích thước nhỏ hơn và có giá cả thấp hơn.
  • SCADA linh hoạt hơn, có khả năng tùy chỉnh và phù hợp hơn để thu thập và phân tích lượng lớn dữ liệu từ nhiều nguồn, do đó giá thành cũng cao hơn.

Về mặt bảo mật

  • Hệ thống SCADA tích hợp nhiều tính năng bảo mật hơn
  • PLC dễ bị tấn công mạng hơn.

Quá trình triển khai tự động hóa PLC và SCADA vào doanh nghiệp

PLC và SCADA kết hợp với các tầng quản lý hiện trường, quản lý vận hành sản xuất (MES), và lập kế hoạch kinh doanh và ra quyết định (ERP & PLM), tạo nên sự hoàn thiện trong quy trình điều hành sản xuất.

Áp dụng tự động hóa trong quá trình sản xuất theo mô hình Automation Pyramid sẽ giúp cải thiện quản lý vận hành, giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu suất cho doanh nghiệp. Từ đó giúp đảm bảo tính liên tục của hoạt động sản xuất một cách hiệu quả.

plc va scada
PLC kết hợp với SCADA

Bởi vì những ưu điểm của tự động hóa, nhiều doanh nghiệp hiện nay rất quan tâm đến việc triển khai mô hình kim tự tháp tự động hóa trong quy trình sản xuất của họ. 

Tuy nhiên, quá trình triển khai có thể gặp phải nhiều thách thức nếu không có sự hiểu biết sâu sắc về trình tự và lựa chọn thiết bị/công nghệ không phù hợp.

Do đó, sự hỗ trợ từ các đơn vị tư vấn giải pháp ở giai đoạn đầu là rất quan trọng.

Với các giải pháp tư vấn đồng hành của SSG, các doanh nghiệp có thể nâng cao hiệu suất, giảm chi phí và kaizen quá trình sản xuất của mình, từ đó tăng tính cạnh tranh và phát triển bền vững trong thị trường hiện nay.

 

PLC và SCADA trong chu trình tự động hóa khác nhau như thế nào?

You May Also Like

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *