SCADA và HMI là hai công nghệ cốt lõi trong giám sát và điều hành sản xuất, nhưng thường bị lầm tưởng là một. HMIs là các tập hợp con của một hệ thống SCADA, là giao diện giao tiếp giữa người và máy tại từng thiết bị, trong khi SCADA là hệ thống phần mềm quản lý, thu thập dữ liệu và giám sát toàn diện trên quy mô toàn nhà máy. Bài viết này của Q Systems sẽ giúp bạn phân biệt rõ sự khác nhau và cách phối hợp SCADA và HMI hiệu quả.
HMI là gì?
HMI (Human-Machine Interface) được hiểu là giao diện người - máy, đóng vai trò như một màn hình hiển thị hoặc bảng điều khiển trực quan giúp kỹ sư và công nhân giao tiếp trực tiếp với từng máy móc cụ thể ngay tại hiện trường.
- Quy mô cục bộ: Thiết kế dành riêng cho một máy đơn lẻ, một cụm thiết bị hoặc một công đoạn dây chuyền đơn giản.
- Đặc điểm vị trí: Được lắp đặt cố định trực tiếp trên cánh tủ điện, trên thân máy hoặc tích hợp ở các thiết bị cầm tay màn hình cảm ứng tại nhà xưởng.
- Chức năng cốt lõi: Hiển thị nút bấm ảo, cài đặt thông số vận hành (như nhiệt độ, áp suất, tốc độ), theo dõi trạng thái hoạt động tức thời và phát thông báo lỗi cơ bản của chính máy đó.
Một HMI trong phạm trù của phần mềm AVEVA Edge là một bảng điều khiển dễ dàng thiết kế, thực hành. Và duy trì/điều chỉnh thông qua các chức năng tạo lập hay điều chỉnh trong Môi trường Phát triển của phần mềm này.
Sự khác biệt giữa Scada và HMI
Sử dụng phần mềm AVEVA Edge SCADA HMI software để thiết kế các HMI có thể tiết kiệm được hàng tháng công việt phát triển, sửa chữa lại. Và thời gian viết lại cho (a) các bảng điều khiển mạch cứng hay các bảng giao diện máy móc.
Các phần mềm HMI sẽ vận hành bảo đảm trong trạng thái runtime trên một máy chủ (application server) hay trên một Thin Client sử dụng Microsoft® Internet Explorer. Hay trên AVEVA’s Secure Viewer qua những màn hình hiển thị đa dạng, các thiết bị trường. Và các platform dưới hình thức giao diện xây dựng vào, một cổng giao diện, hay một giao diện cầm tay và cổng hiển thị.
HMIs cũng có thể được truy cập và điều khiển từ xa qua web với các lập trình an ninh mạng. Ví dụ, AVEVA Edge tuân theo các tiêu chuẩn HTML5, và có thể truy cập đầy đủ qua một browser.
Hệ thống Scada là gì?
Một Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là kiến trúc phần mềm và hạ tầng truyền thông cấp cao, có thể liên kết, trực tiếp điều khiển, hoặc giao tiếp với một hay nhiều các thành phần/hệ thống sau đây:
- Hệ thống hóa các máy móc và tự động công nghiệp
- Điều khiển và đo đạc từ xa sử dụng các giao tiếp xung tần hoặc liên tục
- Điều khiển Quá trình và các hệ thống Điều khiển Quá trình Thống kê
- Data Acquisition Systems (DAQs)
- Các Server Lưu trữ Dữ liệu và Quá khứ
- Các Hệ thống Điều khiển Công nghiệp ứng dụng PLCs và PLCs và RTUs.
- Các hệ thống môi trường Kinh doanh nhưs ERP và MES
- Môi trường Máy tính Đám mây Công nghiệp
- Các Hệ thống An ninh và Quá trình
- An ninh máy trạm và điều khiển quá trình
- Sự liên kết ở cấp độ toàn Doanh nghiệp hay toàn cầu liên quan tới LDAP và các kết nối khác.
Đặc điểm của hệ thống giám sát tập trung SCADA:
- Quy mô toàn diện: Quản lý toàn bộ nhà máy sản xuất, hệ thống trạm điện, mạng lưới phân phối nước sạch hay dây chuyền công nghiệp phân tán trên diện rộng.
- Khả năng kết nối mở: Kết nối thông suốt nhiều bộ điều khiển PLC, thiết bị đầu cuối RTU, cảm biến hiện trường và tích hợp nhiều trạm HMI khác nhau thông qua mạng truyền thông công nghiệp.
- Chức năng cốt lõi: Lưu trữ cơ sở dữ liệu lịch sử vận hành dung lượng lớn, phân tích đồ thị xu hướng, quản lý báo động tập trung và hỗ trợ đội ngũ kỹ sư điều khiển giám sát từ xa.
Một hệ thống SCADA có thể được liên tục kết nối tới tất cả các thành phần trong ICS. Hoặc có thể được kết nối gián đoạn tới một vài hoặc tất cả. Và cập nhật với giao tiếp qua tín hiệu trên các modems điện thoại hoặc radio (2G, 3G, or 4G, CDMA. Hay các công nghệ GSM) tới các thiết bị trường và các thiết bị.
Một hệ thống SCADA thường bao gồm 1 hoặc nhiều hơn các Server SCADA chứa một ứng dụng. Đê giao tiếp trao đổi với các thành phần thông minh đơn lẻ như PLCs và/hoặc RTUs, hoặc thậm chí là từ xa. Các hệ thống SCADA độc lập.
AVEVA Edge hoạt động như một platform phần mềm SCADA mà trên chính nó, có thể thiết kế được hệ thông SCADA hiệu quả.
Một Hệ Thống Điều khiển Công nghiệp (ICS) như đã mô tả ở trên có thể thể được kết nối với nhau thông qua (một hay nhiều) các cổng kết nối serial connections, mạng proprietary và/hoặc Ethernet, LAN, WAN, và/hoặc Đám mây và có thể liên quan trên diện rộng các thiết bị ngoại vi, bao gồm các quá trình như các hệ thống MES và ERP Systems, Điều khiển Quá trình và Phả hệ Dữ liệu, các kết nối JIT và upstream/downstream khác,… vv.
So sánh sự khác nhau giữa SCADA và HMI
Để giúp doanh nghiệp dễ dàng phân biệt hai giải pháp, dưới đây là bảng tổng hợp các tiêu chí kỹ thuật quan trọng:
|
Tiêu chí so sánh |
Hệ thống HMI |
Hệ thống SCADA |
|
Bản chất |
Giao diện hiển thị và thao tác trực tiếp tại trạm máy. |
Hệ thống phần mềm giám sát, thu thập và quản lý dữ liệu tập trung. |
|
Phạm vi quản lý |
Giới hạn trong phạm vi một máy độc lập hoặc cụm thiết bị nhỏ. |
Bao quát toàn bộ nhà máy, nhiều dây chuyền hoặc hạ tầng phân tán rộng lớn. |
|
Vị trí vận hành |
Đặt trực tiếp tại hiện trường xưởng sản xuất. |
Đặt tại phòng điều khiển trung tâm (Control Room) hoặc giám sát từ xa. |
|
Lưu trữ dữ liệu |
Hạn chế, chỉ ghi nhận dữ liệu tức thời hoặc lưu ngắn hạn. |
Lưu trữ dữ liệu lịch sử chuyên sâu, hỗ trợ truy xuất và phân tích lâu dài. |
|
Xử lý cảnh báo |
Hiển thị thông báo sự cố tức thời tại máy đang vận hành. |
Quản lý, phân loại và gửi cảnh báo tập trung đến toàn bộ các bộ phận. |
Như vậy, điểm mấu chốt để phân biệt hai khái niệm này là: HMI tập trung vào thao tác điều khiển tức thời cho từng máy, trong khi SCADA tập trung vào quản trị dữ liệu và điều hành tổng thể toàn hệ thống.
Mối quan hệ và cách phối hợp giữa SCADA và HMI
Trong mô hình tự động hóa tiêu chuẩn, hai nền tảng công nghệ này không hề tách rời hay thay thế cho nhau mà có mối quan hệ tương hỗ chặt chẽ:
- Kiến trúc con - mẹ: HMI thực chất là một thành phần giao diện con nằm bên trong tổng thể hạ tầng của hệ thống SCADA.
- Sự phụ thuộc vận hành: Mọi hệ thống SCADA đều cần đến màn hình hoặc giao diện trực quan của HMI để người vận hành có thể quan sát dữ liệu. Tuy nhiên, một thiết bị HMI đơn lẻ tại trạm máy thì không thể gọi là một hệ thống SCADA.
- Luồng tương tác hai chiều: Khi công nhân thao tác trên HMI tại hiện trường, dữ liệu sẽ được đóng gói và truyền tải lên hệ thống SCADA trung tâm. Tại đây, SCADA tiến hành xử lý, ghi nhận vào cơ sở dữ liệu lịch sử, đồng thời tổng hợp bức tranh vận hành toàn cảnh để cấp quản lý đưa ra quyết định kịp thời.
Các Hệ thống Điều khiển, SCADA, HMI được phát triển bởi Phần mềm AVEVA Edge SCADA/HMI software được ứng dụng trong rất nhiều các ngành công nghiệp khác nhau, từ lớn tới nhỏ. Nhằm cung cấp các phương tiện điều khiển máy móc và quá trình trực tiếp, tự động, an ninh an toàn, lưu trữ dữ liệu và phân tích. Các dịch vụ vận hành gián tiếp như điều khiển ra/vào, giao tiếp và video, kết nối với một loạt các chức năng nằm trong hệ thống hoặc sản xuất và chuỗi cung ứng mà có liên quan chặt chẽ hoặc liên đới tới sản xuất vận hành của các sản phẩm và dịch vụ.
Hiểu đúng bản chất và sự khác biệt giữa SCADA và HMI giúp doanh nghiệp đưa ra chiến lược đầu tư công nghệ chính xác, tránh lãng phí ngân sách. Việc kết hợp nhịp nhàng giữa màn hình HMI tại hiện trường và hệ thống SCADA trung tâm sẽ tạo nên hạ tầng điều hành sản xuất an toàn, minh bạch và tối ưu. Liên hệ với Q Systems để nhận được tư vấn chi tiết!
Hãy liên hệ với chúng tôi - Q Systems để được tư vấn thêm:
- Email:qsystems@hn.vnn.vn
- Tel: (+84) 24.3976 0144.
.jpg "Hệ thống IoT là gì? Kiến trúc, mô hình xử lý dữ liệu và ứng dụng thực tế")
