Lập trình hệ thống SCADA/DCS là quá trình thiết kế và triển khai phần mềm để thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quy trình công nghiệp. Các công việc bao gồm: lập trình PLC để điều khiển thiết bị, thiết kế giao diện người máy (HMI) để hiển thị thông tin và tương tác với người vận hành, cấu hình cơ sở dữ liệu để lưu trữ và phân tích dữ liệu, và xây dựng các thuật toán điều khiển để tự động hóa quy trình.
1. Lập trình PLC (Programmable Logic Controller)
Mục đích: Xây dựng logic điều khiển trực tiếp các thiết bị trường như van, bơm, động cơ.
Ngôn ngữ: Sử dụng các ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn của IEC 61131-3 như:
Ladder Diagram (LD)
Structured Text (ST)
Function Block Diagram (FBD)
2. Thiết kế giao diện người máy (HMI)
Mục đích: Tạo ra giao diện trực quan để người vận hành có thể giám sát trạng thái hệ thống và đưa ra lệnh điều khiển.
Công cụ: Sử dụng các phần mềm phát triển HMI chuyên dụng như Wonderware, WinCC, iFIX, SCADA TBox.
Nội dung:
Thiết kế đồ họa biểu đồ quy trình (P&ID) hoặc sơ đồ khối.
Hiển thị các thông số như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức, trạng thái thiết bị.
Tạo các nút bấm, thanh trượt để điều khiển thiết bị.
Hiển thị các cảnh báo và sự kiện quan trọng.
3. Cấu hình hệ thống thu thập dữ liệu (SCADA)
Mục đích: Thu thập dữ liệu từ các thiết bị trường (cảm biến, bộ điều khiển) và PLC, sau đó lưu trữ, xử lý và hiển thị.
Công việc:
Cấu hình các tag (biến) để đọc giá trị từ các thiết bị.
Thiết lập tần suất thu thập dữ liệu và các quy tắc xử lý.
Thiết kế các biểu đồ, báo cáo để phân tích dữ liệu lịch sử.
4. Xây dựng các thuật toán điều khiển tự động
Mục đích: Tự động hóa các quy trình phức tạp, duy trì các giá trị cài đặt (setpoint) cho các biến.
Công việc:
Thiết lập vòng lặp điều khiển như PID (Proportional-Integral-Derivative) cho các bộ điều khiển tự động.
Phát triển các chuỗi logic điều khiển (sequencing logic) cho các quy trình khởi động, dừng, hoặc chuyển đổi trạng thái.
5. Lập trình hệ thống DCS (Distributed Control System)
Mục đích: Giám sát và điều khiển phân tán, nơi chức năng điều khiển được phân bổ trên nhiều bộ điều khiển độc lập.
Công việc: Tương tự như SCADA nhưng tập trung vào việc tích hợp và quản lý các chức năng điều khiển phân tán, đảm bảo tính sẵn sàng cao và khả năng mở rộng.