Thiết bị Giao diện Dữ liệu Hiện trường

VTTechlogy Tài liệu kỹ thuật 26 May 2015 26 May 2015 Cập nhật lần cuối: 18 Tháng tám 2019 Lượt xem: 4005

Thiết bị Giao diện Dữ liệu Hiện trường - Tai và Mắt hệ thống SCADA

Thiết bị giao diện dữ liệu hiện trường tạo thành "tai mắt" của hệ thống SCADA. Các thiết bị này bao gồm: thiết bị đo mức nước, đo lưu lượng, vị trí van, đo nhiệt, đo điện năng tiêu thụ, đồng hồ áp lực ... cung cấp thông tin điều hành hệ thống. Tuy nhiên, trước khi tín hiệu đo được tự động hóa hoặc giám sát từ xa, các tín hiệu từ thiết bị giao diện hiện trường cần phải được chuyển đổi sang ngôn ngữ tương thích với hệ thống SCADA.

Remote Terminal Units (RTU)

Remote Terminal Units (RTU), hay còn gọi là Remote Telemetry Unit, dùng cho chuyển đổi này. RTU dùng chuyển đổi tín hiệu điện tử nhận được từ (hoặc theo yêu cầu của) các thiết bị trường thành (hoặc từ) ngôn ngữ (giao thức truyền thông) dùng truyền dữ liệu trên kênh thông tin.

RTU thường lắp một ngăn trong tủ điện, với dây tín hiệu điện chạy từ thiết bị hiện trường và cáp kết nối với kênh thông tin, như truyền dữ liệu không dây (xem Hình 1 dưới đây).

Hình 1 – Tủ RTU với thiết bị RTU, bộ đàm truyền dữ liệu và đầu nối dây cảm biến

Bộ điều khiển tự động hóa cho thiết bị giao diện dữ liệu, chẳng hạn như điều khiển bơm logic, được lắp đặt tại chỗ. Việc thiết kế này do băng thông hạn chế khết nối hệ thống máy tính trung tâm SCADA với các thiết bị giao diện dữ liệu tại chỗ. Bộ điều khiển tự động dưới dạng thiết bị điện tử gọi là Thiết bị Điều khiển Logic Lập trình (Programmable Logic Controllers - PLC).

Thiết bị PLC (Programmable Logic Controller)

Thiết bị PLC kết nối trực tiếp với thiết bị giao diện hiện trường và được lập trình theo thủ tục logic dùng xử lý khi xuất hiện trạng thái từ hiện trường . Tuy nhiên, nhiều hệ thống SCADA (đặc biệt trong hệ thống nước) không có bộ PLC. Trong trường hợp này, logic điều khiển được lắp đặt luôn trong tủ RTU hoặc dưới dạng logic relay trong tủ điện.

PLC ban đầu dùng trong tự động hóa, chủ yếu trong điều khiển sản xuất và quy trình nhà máy. Hệ thống SCADA ban đầu chỉ dùng thu thập từ xa dữ liệu vận hành, không cần các bộ PLC vì ban đầu thuật toán điều khiển đã được thiết kế trong các relay tại chỗ.

Hình 2 – Thiết bị PLC thực hiện chức năng điều khiển tại chỗ, có kết nối dây đến RTU.

Khi thiết bị PLC được dùng để thay thế bộ điều khiển logic chuyển mạch relay, hệ thống điều khiển từ xa telemetry dùng càng nhiều hơn thiết bị PLC tại các trạm từ xa. Việc này đã biến chức năng giám sát thành chức năng giám sát và điều khiển trong hệ thống SCADA.

Khi chỉ cần điều khiển tại chỗ đơn giản, người ta có thể lưu trữ chương trình điều khiển trong RTU và điều khiển thiết bị tại chỗ.

Thiết bị PLC cũ có modun truyền thông cho phép PLC báo cáo trạng thái chương trình điều khiển cho máy tính kết nối PLC tại chỗ hoặc máy tính từ xa qua đường dây điện thoại. Nhà sản xuất PLC và RTU có cùng sự cạnh tranh về chức năng và thị trường sản phẩm. Kết quả của quá trình cạnh tranh này là ranh giới giữa PLC và RTU bị mờ nhạt và thuật ngữ có thể hoán đổi cho nhau. Để đơn giản, RTU dùng để chỉ thiết bị giao diện dữ liệu tại trạm từ xa, trong khi PLC dùng chỉ thiết bị lập trình để tự động hóa.