Giống như nhiều   từ viết  tắt có tính truyền thống khác, khái niệm SCADA ( Supervisory Control And Acquisition) cũng được  hiểu với những  ý nghĩa khác nhau, tuỳ theo lĩnh  vực ứng dụng  và theo thời gian. Có thể,  khi nói tới SCADA người ta chỉ liên tưởng  tới một hệ thống mạng và thiết  bị có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập  dữ liệu  từ các trạm ở xa và truyền tải về một khu trung tâm  để xử lý. Các hệ thống ứng dụng  trong công nghiệp khai thác dầu khí và phân phối năng lượng  là những ví dụ tiêu biểu. Theo cách hiểu này, vấn đề truyền  thông  được  đặt lên hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, các khái niệm SCADA và “None-SCADA “ lại được  dùng để phân biệt các giải pháp điều khiển  giám sát dùng công cụ phần mềm chuyên  dụng  (ví dụ FIX, InTouch, WinCC, Lookout,…) hay phần mềm phổ thông (Acess, Excel, Visual Basic, Delphi, Jbuilder,…). Ở  đây, công  nghệ  phần  mềm  là vấn  đề quan tâm chủ yếu

Nói một cách tổng quát,  một hệ SCADA không  có gì khác  là một hệ thống  điều  khiển  giám  sát, tức là một hệ thống  hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều  khiển   từ xa, ở  cấp cao hơn hệ điều khiển thông thường. Đương nhiên,   để có thể quan sát và điều  khiển  từ  xa cần  phải  có một  hệ thống truy cập ( không  chỉ thu thập! ) và truyền   tải dữ liệu,  cũng như cần phải  có giao diện người -máy (Human - Machine Interface,  HMI). Tuỳ theo trọng tâm của nhiệm  vụ mà người  ta có những  cách  nhìn khác nhau. Tuy nhiên  một hệ SCADA thường phải có đủ những thành phần sau đây :

+Giao diện người – máy (sơ đồ công nghệ,  đồ thị, phím thao tác,…)

+Cơ sở hạ tầng truyền thông công nghiệp

+Phần mềm kết  nối  với  các  nguồn   dữ liệu   (drivers  cho  các  PLC,  các module vào/ra , cho các hệ thống  bus trường

+Cơ sở dữ liệu  quá trình

+Các chức năng  hỗ trợ trao đổi tin tức(Messaging ) và xử lý sự  cố (Alarm). Hỗ trợ lập báo cáo (Reporting)

Hay nói một cách tổng quát hơn, hệ SCADA bao gồm các thành phần chính như sau:

+Trạm điều khiển trung tâm (Master Station ): Có nhiệm  vụ thu thập, lưu trữ, xử lý số liệu  và đưa ra các lệnh điều khiển xuống các trạm  cơ sở

+Hệ thống trạm cơ sở  (Operation  Station ): là các  trạm được  đặt tại hiện trường  có nhiệm  vụ thu thập,   xử lý số liệu trong một phạm  vi nhất định  và gửi các số liệu về trạm  trung tâm đồng thời thực  hiện  các lệnh  điều  khiển  từ trạm trung tâm

+Mạng lưới truyền  tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng  máy tính và truyền thông công nghiệp có chức năng  đảm  bảo thông  tin hai chiều giữa trạm điều khiển trung tâm và các trạm  cơ sở

Như ta thấy,  HMI là một  thành   phần   trong hệ  SCADA, tuy nhiên không  phải  chỉ ở   cấp điều  khiển  giám  sát, mà ngay ở   các cấp  thấp  hơn người ta cũng cần giao diện người –máy phục vụ việc quan sát và thao tác vận hành cục  bộ. Vì lý  do giá thành,  đặc tính kỹ thuật  cũng  như phạm vi chức năng,  ở   các  cấp  gần  với  quá  trình kỹ thuật   này  các  OP (Operator Panel) chuyên dụng chiếm vai trò quan trọng hơn

Sự tiến bộ trong công  nghệ  phần  mềm  và kỹ thuật  máy tính PC, đặc biệt  là sự chiếm  lĩnh thị trường của hệ điều hành Windows NT cùng với các công  nghệ  của Microsoft đã thúc  đẩy  sự  phát  triển  của các công  cụ  tạo dựng phần mềm SCADA theo một hướng  mới, sử dụng PC và Windows NT làm nền phát triển  và cài đặt. Từ phạm   vi chức năng  thuần  tuý là thu thập dữ liệu  cho việc quan sát, theo dõi quá trình, một hệ SCADA ngày nay có thể đảm nhiệm  vai trò điều  khiển  cao cấp, điều khiển  phối hợp. Phương pháp điều khiển theo mẻ, điều khiển  theo công thức (batch control, recipe control) là những   ví dụ tiêu biểu. Hơn thế nữa, khả năng  tích hợp hệ thống điều khiển  giám sát với các ứng dụng  khác nhau trong một hệ thống  thông tin, các phần  mềm  quản  lý, tối ưu hoá hệ thống,..của  toàn công ty cũng  trở nên dễ dàng hơn.

Trong giải pháp điều khiển  phân  tán,  hệ thống  truyền  thông  ở  cấp dưới (bus trường, bus chấp hành – cảm biến)  đã có sẵn. Nếu  như mạng máy tính của một công  ty cũng đã được  trang bị (chủ yếu dùng Ethernet),thì  cơ sở hạ  tầng  cho việc truyền  thông không còn là vấn  đề lớn phải  giải quyết. Chính vì vậy, trọng  tâm của việc xây dựng  các giải pháp SCADA trong thời điểm hiện nay là vấn đề lựa chọn  công cụ phần mềm thiết kế giao diện  và tích hợp hệ thống.

II.Nguyên tắc hoạt  động của hệ thống SCADA

Hệ thống  SCADA hoạt  động dựa trên nguyên  tắc lấy tín hiện  từ các cơ cấu cảm biến  được  gắn trên các thiết  bị công tác hoặc  trên dây truyền sản xuất  gửi về cho máy tính (thực hiện phần thu nhận  dữ liệu ) . Máy tính xử lý, kiểm  tra trạng thái hoạt  động  của hệ thống,  các yêu cầu kỹ thuật  của sản phẩm  đã được  cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng  thời, máy tính sẽ hiển  thị lại những thông tin kỹ thuật  của hệ thống  trên  màn  hình, cho phép tự động giám  sát và điều  khiển   hệ thống  và phát  ra tín hiệu điều khiển  đến máy

công tác tạo  nên vòng tín hiệu kín (thực  hiện  chức năng  giám  sát và điều khiển)

Việc điều khiển  giám sát ở đây bao hàm hai ý nghĩa :

+Con  người theo dõi và điều  khiển

+Máy tính giám  sát và điều  khiển

Đối với các hệ thống  sản xuất  tự động trước đây, việc kiểm tra giám sát hoàn  toàn  do con người đảm trách. So với máy  tính, tốc  độ  xử lý tính toán của con người  rất chậm  và dễ nhầm  lẫn .Việc  tính toán điều khiển của máy tính sẽ tránh  được những  hậu quả trên.  Những  sai sót nhỏ,  đơn giản thường  xuyên   gặp phải  sẽ được máy tính giám   sát  và  xử  lý theo chương trình được  đặt sẵn. Đối với những  sự cố lớn máy tính sẽ báo  cho người theo dõi biết  và tạm dừng hoạt  động của hệ thống để chờ quyết  định  của người điều hành.

Vì vậy, bên cạnh  khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một chương trình định trước,  hệ SCADA còn cho phép người vận hành quan sát  được trạng  thái làm việc của từng thiết bị tại các trạm  cơ sở, đưa ra các cảnh báo, báo động khi hệ thống   có sự cố và thực hiện các lệnh điều khiển can thiệp vào hoạt  động của hệ thống khi có tình huống bất thường hay có sự cố

III.Chức năng và nhiệm vụ cơ bản của hệ thống  SCADA:

1.Giám sát và phân  tích hoạt động sản xuất:

Ngay khi nhận biết được những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ phận   cảm  biến  gửi về, máy  tính sẽ phân  tích những tín hiệu  đó và so sánh với những  tín hiệu chuẩn,  với những tín hiệu  yêu  cầu từ các tập tin về cấu hình hoạt  động của hệ thống sản xuất, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm,  quy trình sản xuất,  các thông  số công nghệ của các máy công tác(dữ liệu  tham khảo).   Nhờ các bộ phận cảm biến,  các thiết  bị đo lường mà trong quá trình sản xuất luôn thông  báo cho người  giám  sát biết được các thông  tin về tiến  trình hoạt động sản  xuất,  các thông   số kỹ thuật  ,số lượng  sản phẩm...

Việc giám sát ở đây bao hàm hai ý nghĩa:

+Máy tính giám sát

+Con người giám sát

Việc theo dõi giám  sát chủ  yếu  là do máy tính, con người chỉ đóng vai trò phụ, chuyên theo dõi những  biến  cố lớn nguy hiểm đến hệ thống sản xuất. Những  trục trặc  nhỏ hay những sai lệch  thường  xuyên  gặp phải sẽ được máy tính sửa chữa theo chương trình được  cài sẵn

2.Hoạt động theo chương trình điều khiển

Ngoài các chức năng truyền  thống là so sánh để điều khiển cơ cấu tác động, ta còn có thể cho hệ thống  hoạt động theo một chương trình đã lập  từ trước.   Nhờ  có bộ vi xử  lý ta có  thể lập trình cho hệ thống  hoạt động theo những chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất  tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu hoạt động theo chương trình

Việc  thay đổi  chu trình hoạt động  của máy  tính hay thay đổi  kích thước  mẫu  mã sản phẩm  chỉ là việc  thay đổi chương trình. Mẫu  mã, kích thước được  vẽ trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng (Cimatron, Pro Engineer..) rồi máy  tính sẽ dịch  lại theo mã máy  để cho các máy điều khiển  số (NC,CNC) hiểu được.

3.Kiểm tra và đảm bảo chất lượng

Nhờ các thiết bị cảm ứng, các thiết bị đo lường được  gắn trên máy mà ta có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm  ngay từ nguyên nhân hỏng,  nhờ đó mà chất  lượng  sản xuất được nâng cao và giảm  bớt chi phí sản xuất;  kịp thời phát hiện,  báo động  những  biến  cố xảy ra

4.Quản lý quá  trình sản xuất

Các thông tin về hệ thống  sản xuất đều được  truyền  về cho máy tính giám  sát và thống  kê, tổng  kết quá trình sản xuất:  số lượng   sản phẩm,  số lượng nguyên   vật liệu còn tồn trữ, giúp người quản lý  ra quyết định. Đặt biệt  là khả năng  liên  kết  động  (DDE-Dynamic Data Exchange)  cho phép các thông  tin trên được kết  nối,  trao đổi  cơ sở  dữ  liệu với các hệ thống SCADA  tương  tự  khác   trên một  mạng   TCP/IP  (Transfer  Control Protocol/Intenet  Protocol)-một tập tiêu chuẩn  (các giao thức) dùng cho quá trình phát  truyền   và sửa lỗi đối với  các dữ liệu,  cho phép máy tính được ghép mạng  Internet sang máy tính khác). Điều này cho phép các hệ thống có thể truy xuất  dữ liệu  cũng  như xuất ra tín hiệu điều khiển lẫn nhau.

Hệ thống  SCADA còn có khả năng  liên  kết với các hệ thống  thương mại  có cấp độ cao hơn, cho phép đọc /viết theo cơ sở dữ liệu  chuẩn  ODBC như Oracle , Access , Microsoft SQL…

IV. Phân loại hệ thống SCADA

Có nhiều  loại  hệ thống  SCADA khác nhau nhưng trên cơ bản chúng được chia làm 4 nhóm với những  tính năng cơ bản sau :

+SCADA độc lập/SCADA nối mạng

+SCADA không  có chức năng  đồ hoạ(Blind)/SCADA có khả  năng   xử lý đồ

hoạ thông tin thời gian thực(real time)

1.Hệ thống SCADA mờ (Blind) :

Là hệ thống  thu nhận,   xử lý dữ liệu thu được bằng hình ảnh hoặc  đồ thị . Do không   có bộ phận  giám sát nên hệ thống  rất đơn giản  và giá thành thấp

2.Hệ thống SCADA xử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực (run time) :

Là hệ thống  giám  sát và thu nhận  dữ liệu  có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt  động của hệ thống  sản xuất nhờ các tập tin cấu hình của máy  đã được khai báo trước đó. Tập tin cấu hình sẽ ghi lại khả năng hoạt  động của hệ thống,   các giới hạn không gian hoạt động,  giới hạn về khả năng,  công suất làm việc  của máy.  Nhờ biết trước khả năng  hoạt động của hệ thống sản xuất  mà khi có tín hiệu vượt  quá tải hay có vấn đề đột ngột  phát  sinh, hệ thống  sẽ báo cho người giám sát biết trước để họ can thiệp vào hoặc tín hiệu vượt  quá mức cho phép  hệ thống  sẽ lập tức cho máy công  tác ngưng hoạt động

3.Hệ thống SCADA độc lập:

Là hệ thống   giám  sát và thu nhận   dữ liệu  với một  bộ xử lý, thông thường loại hệ thống SCADA này chỉ điều khiển  một hoặc hai máy công cụ hay còn  gọi  là workcell. Do khả năng điều khiển  ít máy  công  tác nên  hệ thống  sản xuất chỉ đáp ứng được  cho việc sản xuất chi tiết, không tạo nên được dây chuyền  sản xuất lớn

4.Hệ thống SCADA mạng:

Là hệ thống  giám  sát và thu nhận  dữ liệu với nhiều  bộ xử lý có nhiều bộ phận  giám  sát được  kết nối với nhau thông qua mạng.  Hệ thống này cho phép  điều khiển phối  hợp được nhiều máy  công  tác hoặc  nhiều nhóm workcell tạo nên một dây chuyền  sản xuất tự động.  Đồng  thời hệ thống  có thể kết nối tới nơi quản  lý – nơi ra quyết định sản xuất hay có thể trực tiếp sản xuất theo yêu  cầu của khách  hàng  từ nơi bán hàng hay phòng thiết kế. Do được kết  nối mạng nên chúng ta có thể  điều  khiển   từ xa các thiết  bị công tác mà điều kiện nguy hiểm (như làm việc ở  nơi có môi trường phóng xa, nơi có từ trường mạnh …) không cho phép con người đến gần

V.Tiêu  chuẩn đánh giá

Mục đích trong việc đánh  giá và lựa  chọn  của một người  thiết  kế hệ thống  không  phải  là tìm ra giải pháp  tốt nhất,  mà là một giải pháp  đủ thoả mãn các nhu cầu về mặt kỹ thuật  với giá thành  hợp  lý, trong phạm vi ngân sách cho phép.  Để đánh  giá một giải pháp  SCADA, ta cần đặc biệt chú ý đến những yếu tố sau:

+Khả  năng  hỗ trợ của công cụ phần  mềm  đối với việc thực  hiện các màn hình giao diện, chất lượng của các thành  phần  đồ hoạ  có sẵn

+Khả năng truy cập và cách  thức kết nối dữ liệu  từ các  quá  trình kỹ thuật (trực   tiếp  từ các cơ cấu chấp hành, cảm biến,  các module vào / ra, qua các thiết bị điều khiển khả trình PLC hay các hệ thống  bus trường)

+Tính năng  mở rộng của hệ thống

+Khả năng hỗ trợ xây dựng  các chức năng trao đổi tin tức (Messaging), xử lý sự  kiện   và  sự  cố  (Event  and  Alarm),  lưu trữ thông   tin (Archive  and History) và lập báo cáo (Reporting)

+Tính năng thời gian, hiệu suất trao đổi thông tin

+Giá thành hệ thống phần mềm bao gồm công cụ phát triển ( Development Tool ), chương trình chạy (Runtime Engine), tài liệu  sử dụng,  công đào tạo và dịch  vụ hỗ trợ,  bảo trì

Sau đây, ta sẽ  đi sâu bàn luận  các vấn đề liên  quan ba yếu  tố đầu tiên, hay nói cách  khác  là vấn  đề liên  quan tới công  nghệ  phần  mềm.  Đó cũng  là những   khía cạnh làm  nổi bật  những   đặc  tính của các giải pháp SCADA thế hệ mới

Tạo dựng một  ứng  dụng SCADA tối  thiểu đòi  hỏi  hai  phần  việc chính: xây dựng  màn hình hiển  thị và thiết  lập mối quan hệ giữa  các hình ảnh trên màn hình với các biến  quá trình. Như vậy, công việc tạo dựng một ứng dụng SCADA trên nguyên   tắc sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc  lập trình giao diện  đồ hoạ trong các  ứng  dụng thông  thường.   Có hai phương pháp để tạo dựng:

Phướng   pháp  thứ nhất  là  sử  dụng công  cụ  lập trình phổ thông  như Visual C++, Visual Basic, Jbuilder, Delphi và người  lập trình phải  tự làm từ đầu, giống như việc phát triển các ứng dụng  thông  thường.  Không  kể đến việc  phải lập trình để kết  nối dữ liệu  qua các cổng truyền  thông,  thì công việc  lập trình đồ  họa mặc  dù có các  công   cụ  hỗ trợ rất  mạnh cũng  gặp nhiều   khó khăn.  Thứ nhất  là phương pháp  này đòi hỏi mức kiến  thức lập trình khá cao ở  người  lập trình. Thứ hai, việc  lập trình các biểu  tượng, ký hiệu đồ hoạ  thường  dùng trong kỹ thuật (van, đường ống, bình nước, đồng hồ, núm xoay…)  đòi hỏi nhiều  công sức. Để giải quyết  vấn đề này, ta có thể sử  dụng các thư viện phần mềm  dưới dạng thư viện lớp(class  library) hay

thư viện thành phần (component library) có sẵn. Đặc  biệt,  việc  sử dụng  các thư viện thành phần như ActiveX –controls hay JavaBeans nâng cao hiệu suất  lập trình một cách  đáng  kể. Tuy nhiên trong bất  cứ trường   hợp nào, việc phải biên dịch  lại toàn bộ ứng dụng  (tức  là phải  sử dụng một compiler) là điều  không   thể tránh  khỏi.  Do những hạn chế trên đây, phương pháp lập trình này chỉ nên sử dụng  trong các ứng dụng  quy mô nhỏ và ít có yêu cầu phải thay đổi.

Phương pháp  thứ hai là sử dụng một công cụ phần mềm chuyên  dụng (ví dụ FIX, InTouch,WinCC,Lookout,…), gọi  tắt là phần  mềm  SCADA. Các công  cụ này có chứa  các thư viện thành phần cho việc xây dựng  giao diện người –máy  cũng như phần  mềm  kết nối với các thiết  bị cung cấp  dữ liệu thông dụng. Nhiều  công cụ định nghĩa  một ngôn ngữ riêng (thường  gọi là script) phục  vụ các mục đích này , tuy nhiên  độ phức tạp của chúng  cũng rất khác nhau. Gần nay, xu hướng đơn giản hoá việc  tạo dựng một ứng dụng SCADA thể hiện ở  sự kết hợp  phương pháp lập trình hiển  thị  với sử dụng một ngôn  ngữ script thông dụng như Visual Basic for Application(VBA) và VBScript, tương tự như việc soạn  thảo một văn bản. Một số công cụ còn đi xa hơn nữa, cho phép ta sử dụng  các biểu tượng,  ký hiệu  đồ hoạ vừa để xây dựng giao diện người – máy vừa để biểu  diễn  sự liên quan logic giữa  các thành phần của một chương trình dưới dạng  biểu đồ khối chức năng (FBD) quen thuộc,  không  cần tới một dòng  lệnh kể  cả script. Người ta cũng  nói đến   khái   niệm tạo lập   cấu   hình  (configuring)   thay  cho  lập   trình  ( programming)

Công nghệ đối tượng  thành phần và tính năng mở:

Hiện nay, có lẽ không   một  phần   mềm SCADA nào  tự  nhận   là tiên tiến mà không  đưa từ khóa hướng đối tượng  vào danh sách các đặc tính ưu việt  để quảng  cáo. Mặc  dù trong đại đa số các trường   hợp, cách  sử dụng thuật  ngữ như vậy mang tính chất lạm dụng,  nhưng qua đó ít hay nhiều ta cũng thấy tầm quan trọng  của công nghệ đối tượng.  Thực  chất các thư viện phần  sẵn có trong những sản phẩm  thuộc thế hệ mới thường  được  xây dựng trên cơ sở một  mô hình đối tượng,  đặc biệt  phải  nói tới mô hình COM của Microsoft. Việc   sử dụng một  mô  hình đối  tượng thành  phần  chuẩn  công nghiệp như COM mang lại nhiều ưu thế như:

+Nâng cao hiệu  suất công việc thiết  kế, xây dựng giao diện người –máy bằng  cách  sử dụng ActiveX –Controls

+Nâng cao khả năng tương tác và khả năng  mở rộng, hay nói cách  khác  là tính năng  mở rộng của hệ thống

+Thuận  lợi trong việc   sử dụng một chuẩn  giao diện  quá trình như OPC (OLE for Process Control) để kết nối với các thiết  bị cung cấp dữ liệu

quả thật,  hầu hết (nếu  không  nói đến tất cả ) các phần mềm  SCADA tiên tiến nhất hiện nay điều hỗ trợ COM, cụ thể là đều  có ba đặc điểm nêu trên. Nếu trước đây để tạo dựng  được một màn hình giao diện  đồ hoạ, một người lập trình có kinh nghiệm  cần trung bình một vài ngày,  thì nay thời gian có thể  giảm  xuống   tới một  vài giờ. Sử dụng một công  cụ tích hợp, ta có thể hoàn  toàn tập trung vào công  việc chính mà không  cần kiến  thức chuyên sâu  về  lập  trình. Công  nghệ  đối tượng thành   phần   và các  phương pháp không lập trình đã mở ra khả năng này

VI. SCADA lên WEB

Một  phép  tính cho học sinh phổ  thông:   để cài đặt  một  ứng dụng SCADA lên 10 trạm  máy tính quan sát cần  bao nhiêu  thời gian? Mười  lần thời gian cài lên một máy !?Không, cũng chỉ bằng một lần! Công nghệ Web cho phép chúng ta làm như vậy

Sử dụng  Web làm nền cho các ứng dụng  SCADA không  chỉ mang lại hiệu  quả về thời gian cài đặt phần  mềm mà trước  tiên  là mở khả năng  mới cho việc tích hợp  hệ thống  tự động hoá trong một hệ thống  thông  tin thống nhất của công ty. Điều  khiển  giám  sát không  còn là chức năng  độc quyền của các chuyên   viên kỹ thuật.  Một giám đốc điều hành sản xuất,  hay một tổng giám đốc công ty đều  có thể quan sát và tham gia điều hành quá trình sản  xuất   từ phòng  làm việc riêng,  chỉ  qua màn hình, bàn phím và  chuột. Tương tự như các báo cáo về tình hình sản xuất cũng như các chỉ thị không nhất thiết  phải đi theo con đường giấy tờ  hay truyền  miệng,  mà trực tiếp diễn ra “on-line”

Đưa SCADA lên Web cũng tạo điều kiện thuận  lợi cho các dịch  vụ bảo trì hệ thống   từ xa. Các nhà cung cấp giải pháp tự động hoá không  cần phải trực tiếp đến cơ sở sản xuất,  mà có thể theo dõi toàn bộ diễn  biến  quá trình  kỹ  thuật qua  một  trình  duyệt như  Internet  Explorer  hay  Netscape Navigator, trên cơ sở đó có thể chuẩn  đoán,  xác định  lỗi và đưa ra phương hướng giải quyết thích hợp

VII. Nhìn về tương lai

Điều khiển  giám sát hay SCADA không  còn là những khái niệm mới mẻ, những  tiến bộ trong công nghệ để thực hiện thì luôn luôn đổi mới. Bên cạnh các xu hướng  mới như việc  sử dụng  các thiết  bị cảm biến  và cơ cấu chấp hành thông minh, mạng truyền   thông  công  nghiệp   và mềm  hoá các

giải pháp điều khiển,  thì các hệ SCADA sẽ chiếm   vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau.Tầm  nhìn cho một công ty trong tương lai với một hệ thần  kinh số (DNS), tích hợp toàn bộ hệ thống điều khiển  tự động,  điều  khiển  giám  sát với các hệ thống  điều  hành  sản xuất  và quản  lý công ty, có thể  sẽ rất  nhanh chóng  trở thành  hiện  thực.  Đó chính là hướng chiến lược cho các công  ty trên con đường phát triển ở  thời đại  kinh tế trí tuệ và xã hội thông  tin trong thế kỷ XXI.

Chương 2              MẠNG  TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

I. Khái niệm

1. Khái niệm về mạng  truyền  thông công nghiệp

Sự  phổ  biến  của  các giải  pháp  tự  động  hoá  sử dụng hệ thống  truyền thông  số là kết quả tổng  hợp  của các tiến bộ trong kỹ thuật  vi điện  tử, kỹ thuật máy tính, kỹ thuật  thông  tin và đương nhiên là của  cả kỹ thuật tự động hoá. Mạng truyền  thông công nghiệp  hay mạng công nghiệp ( MCN ) là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng  truyền  thông số, truyền  bit nối tiếp,  được sử  dụng để  ghép  nối  các  thiết  bị công nghiệp.  Các hệ thống truyền  thông  công nghiệp  phổ biến  hiện  nay cho phép  liên  kết mạng ở nhiều  mức khác  nhau,  từ các  bộ  cảm  biến,   cơ cấu  chấp  hành  dưới  cấp trường cho đến các máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển quan sát và các máy  tính trên cấp điều hành xí nghiệp, quản lý công ty. Về cơ sở kỹ thuật,  mạng  công nghiệp  và các hệ thống mạng  viễn thông có nhiều điểm tương đồng, tuy nhiên cũng có những điểm khác biệt sau:

•   Mạng viễn thông, có phạm vi địa lý và số lượng thành viên tham gia lớn hơn rất nhiều,   nên  các yêu  cầu kỹ thuật  (cấu  trúc mạng, tốc  độ truyền thông,  tính  năng thời  gian  thực,…)  rất  khác,  cũng  như  các phương pháp truyền thông ( truyền  tải dải rộng / dải cơ sở, điều  biến, dồn kênh,  chuyển  mạch,…) thường  phức tạp hơn so với  mạng công nghiệp.

•   Đối tượng  của mạng  viễn thông bao gồm  cả con người  và thiết  bị kỹ thuật, trong đó con người đóng vai trò chủ yếu. Vì vậy các dạng  thông tin cần trao đổi bao gồm cả tiếng  nói, hình ảnh,  văn  bản  và dữ liệu. Đối  tượng của  mạng công  nghiệp thuần tuý   là  các   thiết bị  công nghiệp,  nên dạng thông tin được quan tâm duy nhất   là dữ liệu.   Kỹ thuật truyền thông được dùng trong mạng  viễn thông cũng rất phong phú, trong khi kỹ thuật  truyền   dữ liệu theo chế  độ bit nối tiếp  là đặc trưng của mạng  công nghiệp.

Mạng truyền thông  công nghiệp  thực chất  là  một   dạng đặc  biệt  của mạng máy  tính, có thể  được so sánh  với mạng máy tính thông thường  ở những điểm giống nhau và khác  nhau sau:

•   Kỹ thuật truyền thông số hay truyền dữ liệu  là đặc trưng chung

•   Mạng máy tính sử  dụng trong công nghiệp được coi là một  phần   (ở các cấp điều  khiển   giám  sát, điều  hành  sản xuất  và quản  lý công  ty) trong mô hình phân cấp của mạng  công nghiệp.