SCADA Sản phẩm Made in Vietnam

Nhà sản xuất:

CÔNG TY TNHH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ LOTN VIỆT NAM.

Văn phòng: 14 Thọ lão, P Đống mác, Q Hai Bà Trưng, Hà nội.

Điện thoại: (04) 22129566, Fax: (04) 39727524, Di động: 0963.210.234.

Thuật ngữ và các chữ viết tắt:

SCADA:      Suppervisory Control And Data Acquisition

EMS:        Energy Management System

SAS:        Substation Automation System

DCS:        Distributed Control System

RTU:        Remote Terminal Unit

IED:        Inteligent Electronic Divice

GaiteWay:   Cổng dữ liệu của hệ thống DCS

HMI:        Human Machine Interface

HTĐ:        Hệ thống điện

A0:         Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia

A1:         Trung tâm Điều độ HTĐ miền Bắc

A2:         Trung tâm Điều độ HTĐ miền Nam

A3:         Trung tâm Điều độ HTĐ miền Trung

NMĐ:        Nhà máy điện

TBA:        Trạm biến áp

I.          Giới thiệu chung

     Hiện nay các hệ thống SCADA/SAS/DCS đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giớp và ngay cả ở Việt nam. Do đặc thù của mình, ngành điện là một trong số các ngành kinh tế kỹ thuật Việt nam đã áp dụng rộng rãi và đồng bộ hệ thống này.

    Công nghệ SCADA/SAS/DCS sử dụng ở Việt nam hiện nay chủ yếu  nhập từ nước ngoài và chủ yếu do các hãng lớn, ví dụ: ABB, Areva, Siemens, Sell, …. cung cấp.

    Thực ra ngay từ 1980 đến 1984, một hệ thống SCADA qui mô nhỏ (với 1 trung tâm, quản lý 2 trạm biến áp và 1 nhà máy điện) do người Việt nam xây dựng đã được lắp đặt tại Điều độ TĐH (lúc đó trực thuộc Công ty điện lực miền Bắc). Ở hệ thống này, người Việt nam đã làm chủ công nghệ, từ việc chế tạo các transducer đến Modem, RTU và máy chủ, bao gồm cả   phần mềm quản lý và giao thức truyền tin.  Tuy nhiên do không được quan tâm thích đáng, công nghệ đã không được tiếp tục phát triển ở Việt nam.

     Cùng với công trình đường dây 500kV, một Trung tâm Điều độ quốc gia (A0) đã được thành lập cùng với một hệ thống SCADA do Cegelec (Pháp) cung cấp. Đây là hệ thống SCADA tương đối hoàn chỉnh đầu tiên của Việt nam, với một hệ máy tính chủ và 15 thiết bị RTU đặt tại các trạm 500kV và các nhà máy và trạm quan trong khác của HTĐ Việt nam.

     Ngày nay Trung tâm Điều độ HTĐ Việt nam vận hành 4 hệ thống SCADA/EMS  đặt tại độ A0, A1, A2, A3 thế hệ 2 và đang đấu thầu xây dựng hệ thống SCADA/EMS thế hệ 3.

II.      Máy chủ, các thiết bị đầu cuối và GATEWAY

Hệ thống SCADA bao gồm hệ máy tính chủ ở Trung tâm

     Việc thu thập dữ liệu HTĐ do các thiết bị đầu cuối RTU và GaiteWay đảm nhiệm. RTU là thiết bị đầu cuối truyền thống đặt tại các nhà máy điện và trạm biến áp đã tồn tại. Đối với các nhà máy và trạm biến áp mới người ta sử dụng hệ thống điều khiển trạm SAS dựa trên công nghệ điều khiển phân tán DCS. GaitWay là cổng dữ liệu của hệ thống DCS.

     Dữ liệu SCADA trao đổi giữa hệ thống máy chủ của hệ thống SCADA với các RTU/GaiteWay được thực hiện trên các kênh truyền viễn thông.

III.  Sự lệ thuộc công nghệ nước ngoài

         Công nghệ SCADA/SAS/DCS sử dụng ở Việt nam hiện nay chủ yếu  nhập từ nước ngoài và chủ yếu do các hãng lớn, ví dụ: ABB, Areva, Siemens, Sell, …. cung cấp.

         Do không làm chủ công nghệ nên việc quản lý, vận hành các hệ thống SCADA/SAS/DCS gặp nhiều khó khăn. Đặc biệt khi cần sửa đổi, mở rộng hoặc sửa chữa.

         Bản thân các hãng nước ngoài không bao giờ muốn chuyển giao công nghệ. Tuy nhiên và vì nhiều lý do, bản thân những người trong cuộc cũng không tìm được lối ra cho mục tiêu làm chủ công nghệ.

IV.      Tiêu chuẩn, tiêu chuẩn hóa và hàng rào ngăn cản tiêp cận công nghệ

Bên cạnh các tiêu chuẩn thông thường về một sản phẩm công nghệp, hệ thống SCADA/SAS/DCS đòi hỏi một loại tiêu chuẩn ít được biết tới đó là các chuẩn kết nối qui định phương thức kết nối giữa các thành phần trong hệ thống phân tán. Ví dụ như giữa máy tính chủ với RTU, giữa IED với các thiết bị nhất thứ.… Đó là các tiêu chuẩn MODBUS, IEC870-5-101/103/104,… Chúng ít được biết tới do tính trừu tượng và khó hiểu của nó, và đây chính là đặc điểm của tiêu chuẩn công nghệ cao.

Tiêu chuẩn nói trên là con dao 2 lưỡi. Thứ nhất nó là yêu cầu bắt buộc của sản xuất công nghiệp, thứ hai nó là hàng rào ngăn cản phát tán công nghệ đối với các đối tác không nắm vững tiêu chuẩn, đặc biệt đối với các tiêu chuẩn công nghệ cao.

V.          Sản phẩm Made in Vietnam

Để làm chủ công nghệ ở mức cao, Công ty TNHH Nghiên cứu Phát triển Công nghệ LOTN Việt nam đã tiếp cận SCADA/SAS/DCS bằng con đường làm chủ công nghệ ở mức cao, chế tạo các thiết bị phần cứng, viết các phần mềm cơ sở, phần mềm SCADA (HMI, cảnh báo, danh sách sự kiện, lưu trữ...) phần mềm kết nối các Trung tâm điều độ,… tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế, đặc biệt là các tiêu chuẩn kết nối dữ liệu.

Để có được sản phẩm, Công ty đã kế thừa các kết quả nghiên cứu từ những năm 1980 và cập nhật công nghệ mới.

V.1.  RTU hỗn hợp  

1.          Mô hình RTU hỗn hợp

      Hình 2. Cấu trúc thiết bị RTU hỗn hợp

2.          Chức năng của RTU hốn hợp;

-          Thu thập dữ liệu đo lường qua các card AI (digital  input)

-          Thu thập dữ liệu trạng thái qua các card DI (digital  input)

-          Thu thập dữ liệu từ các thiết bị IED qua giao thức MODBUS

-          Thực hiện lênh điều khiển qua card DO

-          Hòa đồng bộ các tổ máy

-          Kết nối SCADA với các Trung tâm điều độ.

3.          Tích hợp các chức năng điều khiển NMĐ và TBA

-          Điều khiển kích từ

-          Điều khiển hòa đồng bộ

-          Điều khiển giám sát và bảo vệ cho nhà máy điện và trạm

-          Chức năng kết nối với các Trung tâm điều độ

4.          Tích hợp các chức năng điều khiển nhà máy điện và trạm biến áp

-          MODBUS

-          IEC870-5-101

5.          Các loại card

-          Card CPU: chuẩn hóa để làm việc với mọi loại card

-          Card DO: mỗi card quản lý tối đa 16 kênh

-          Module DO: mỗi module quản lý tối đa 4 card DO, tức là 4x16=64 kênh

-          Card DI: mỗi card quản lý tối đa 64 kênh

-          Module DI: mỗi module quản lý tối đa 8 card DI, tức là 8x64=512 kênh

-          Card AI: mỗi card quản lý 4 kênh, độ phân giải 14 bit

-          Modul AI: mỗi Module quản lý tối đa 8 card, tức là 8x4=32 kênh

-          Modul hòa đồng bộ: mỗi module quản lý 1 card 4 kênh

6.          GATEWAY

-          GATEWAY thực chất là 01 máy tính công nghiệp chạy hệ điều hành UNIX hoặc LINUX,

-         Trên GATEWAY cài đặt phần mềm ứng dụng trao đổi dữ liệu với các Module, phần mềm quản lý các giao thức truyền tin

-          Và các tiện ích khác.

V.2. Chức năng SCADA

-          Chức năng SCADA được quản lý bới các phần mềm chạy trên một máy tính. Bao gồm:

-          Thu thập dữ liệu

-          Lập biểu đồ diễn biến thông số

-          Thiết lập các cảnh báo

-          Lập danh sách sự kiện và lưu trữ

-          Thực hiện lệnh điều khiển xa

-          Giao diện HMI

-          ...

VI.      SCADA ứng dụng ở đâu?

1.          Địa chỉ ứng dụng:

+               Các nhà máy và Trạm biến áp

-                Đây là chính là các hệ thống SAS/DCS với các console SCADA

-                Mức độ thời gian thực cấp cao nhất (C1)

+               Các Trung tâm Điều độ HTĐ A0, A1, A2, A3

-                Đây là địa chỉ ứng dụng quen thuộc

-                Mức độ thời gian thực cấp 2 (C2)

+               Các Công ty Truyền tải điện

-                Dữ liệu SCADA các Trạm biến áp được  đưa về các Truyền tải

-                Mức độ thời gian thực cấp 3 (C3)

+               Các Công ty Nhiệt điện, Thủy điện ngoài EVN

-            Dữ liệu SCADA các nhà máy được đưa về các Công ty chủ quản (Than Việt nam, Các Công ty Cổ phần hoặc tư nhân)

-                Mức độ thời gian thực cấp 3

-                Ngoài dữ liệu SCADA còn có thêm một số dữ liệu khác liên quan tới sản xuất.

+            Thay thế toàn bộ hoặc từng phần các hệ thống SCADA do nước ngoài cung cấp bị xuống cấp hoặc hỏng hóc mà không có điều kiện sửa chữa.

2.          Kênh truyền dữ liệu và Công nghệ ứng dụng

+               C1: Công nghệ mạng LAN trên cáp quang, cáp mạng và dây xoắn

+               C2: Công nghệ mạng LAN/WAN trên kênh trực thông

+               C3: Công nghệ WEB  và đường truyền internet và vệ tinh