SỞ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ THU THẬP
DỮ LIỆU SCADA
NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 835/QĐ- CĐN ngày 31 tháng 12 năm 2021
của trường cao đẳng nghề Hà Nam)
Hà Nam, năm 2021.
1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Dựa theo giáo trình này, có thể sử dụng để giảng dạy cho các trình độ hoặc
nghề ngành/ nghề khác của nhà trƣờng.
cần giảng dạy bổ sung những môn học, mô đun bắt buộc và một số môn
học, mô đun tự chọn mà trong chƣơng trình đào tạo trình độ Trung cấp chƣa
giảng dạy;
2
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình ―Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu SCADA‖ thuộc môn
học 34 trong chƣơng trình đào tạo nghề điện công nghiệp hệ cao đẳng. Nó đóng
vai trò quan trọng trong việc đào tạo, cung cấp kiến thức và kỹ năng cơ bản cho
học sinh, sinh viên nghiên cứu lĩnh vực hiệu chuẩn thiết bị điện công nghiệp.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có nội
dung trong chƣơng trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo .Nội dung lý
thuyết và thực hành đƣợc biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng
thời có tính thực tiễn cao.
Nội dung giáo trình đƣợc biên soạn với thời lƣợng đào tạo 45h gồm 4 chƣơng:
Bài mở đầu: Tổng quan về hệ thống SCADA
Chƣơng 1: Một số đơn vị đầu cuối RTU (remote terminal unit)
Chƣơng 2: Phần mềm ứng dụng cho scada.
Chƣơng 3: Trạm trung tâm MS (master station)
Chƣơng 4: Thiết kế các mô hình scada
Mặc dù đã cố gắng biên soạn để đáp ứng đƣợc mục tiêu đàò tạo nhƣng không
tránh đƣợc những khiếm khuyết. Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến của các
thầy cô, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện hơn
Hà Nam, ngày tháng năm 2021
Tham gia biên soạn
Chủ biên : Vũ Hồ Thành
3
MỤC LỤC
Trang
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN .................................................................................. 1
LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................. 2
MỤC LỤC ............................................................................................................. 3
Trang ..................................................................................................................... 3
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC .................................................................................... 5
Bài mở đầu: Tổng quan về hệ thống SCADA ...................................................... 6
1. Lịch sử phát triển ....................................................................................... 6
2. SCADA là gì ............................................................................................. 7
3. Các thành phần của một hệ thống SCADA .............................................. 8
4. Các thiết bị chấp hành (cảm biến cấp trƣờng, các hộp điều khiển đóng
cắt và các van chấp hành…) .......................................................................... 8
5. Sự khác nhau giữa PLC, DCS và SCADA ............................................... 9
6. Các ứng dụng tiêu biểu của SCADA trong công nghiệp ........................ 10
CÂU HỎI ÔN TẬP ..................................................................................... 10
CHƢƠNG 1: MỘT SỐ ĐƠN VỊ ĐẦU CUỐI RTU (REMOTE TERMINAL
UNIT) .................................................................................................................. 11
1. Cấu hình phần cứng của RTU ..................................................................... 11
2. Cấu hình phần cứng RTU ........................................................................... 12
2.1 Đơn vị điều khiển trung tâm (CPU - Central Control Unit) ................. 12
2.2 Khối vào tƣơng tự (Analog Input Modules) ......................................... 12
2.3 Khối ra tƣơng tự (Analog Output Mudules) ......................................... 12
2.4. Khối vào số (Digital Input Modules) ................................................... 13
2.5. Khối ra số (Digital Output Modules) ................................................... 13
2.6. Khối giao tiếp truyền thông (Communication Interfaces) ................... 14
2.7. Bộ đếm số (Digital Counters) .............................................................. 14
3. Cấu hình phần mềm của RTU ..................................................................... 14
3.1 So sánh giữa RTU & PLC ..................................................................... 14
3.2 Ứng dụng RTU ...................................................................................... 16
CÂU HỎI ÔN TẬP ..................................................................................... 16
CHƢƠNG 2: PHẦN MỀM ỨNG DỤNG CHO SCADA .................................. 17
1 Các khái niệm cơ bàn trong phần mềm ứng dụng ....................................... 17
2 Hệ thống SCADA dùng phần mềm WINCC ............................................... 18
2.1Giới thiệu phần mềm WINCC ............................................................... 18
4
2.2 Hƣớng dẫn lập trình .............................................................................. 21
3. Các phần mềm trong hệ SCADA ................................................................ 35
3.1. Phần mềm thiết kế giao diện ................................................................ 35
3.2. Phần mềm điều khiển Logic ................................................................. 40
3.3. Phần mềm kết nối trung gian ............................................................... 42
CÂU HỎI ÔN TẬP ..................................................................................... 42
CHƢƠNG 3: TRẠM TRUNG TÂM MS (MASTER STATION) ..................... 43
1. Cấu hình phần cứng của MS ....................................................................... 43
2. Cấu hình phần mềm MS .............................................................................. 44
3 HMI- giao diện ngƣời máy. .......................................................................... 45
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ CÁC MÔ HÌNH SCADA .......................................... 47
1. Phân tích yêu cầu thiết kế một hệ thống SCADA ....................................... 47
1.1 Bố cục màn hình .................................................................................... 47
1.2 Các vấn đề về màu sắc .......................................................................... 47
1.3 Các vấn đề về hình ảnh và đồ họa ......................................................... 48
1.4 Trình bày văn bản .................................................................................. 49
1.5 Giá trị dữ liệu ........................................................................................ 50
1.6 Cảnh báo và thông tin sự kiện ............................................................... 50
1.7 Điều hƣớng và điều khiển ..................................................................... 50
2. Xây dựng sơ đồ khối và lƣu đồ hoạt động .................................................. 51
3. Kết nối phần cứng theo hệ thống đã phân tích. ........................................... 52
4. Viết chƣơng trình điều khiển hệ thống. ...................................................... 53
CÂU HỎI ÔN TẬP ..................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 61