SCADA MQTT trong hệ thống IoT công nghiệp

Trong thời đại công nghiệp 4.0 phát triển mạnh mẽ, các nhà máy & hệ thống sản xuất cần một giải pháp giám sát thông minh, có khả năng kết nối dữ liệu nhanh & điều khiển từ xa hiệu quả. Đây chính là lý do vì sao SCADA MQTT trong hệ thống IoT công nghiệp được nhiều doanh nghiệp quan tâm & ứng dụng rộng rãi. Sự kết hợp giữa hệ thống SCADA & giao thức MQTT giúp thiết bị, máy móc, cảm biến có thể truyền dữ liệu liên tục theo thời gian thực với tốc độ nhanh, ổn định & tiết kiệm băng thông. Để hiểu rõ & có cái nhìn chi tiết, hãy cùng Công ty TNHH Giải pháp Công nghiệp VIFIS tìm hiểu tất tần tật về SCADA MQTT ngay trong bài viết hôm nay.

SCADA MQTT trong hệ thống IoT công nghiệp là gì?

SCADA MQTT là mô hình tích hợp hệ thống SCADA với giao thức truyền thông MQTT để truyền dữ liệu giữa PLC, RTU, cảm biến IoT, Gateway, máy chủ SCADA, Cloud Server. Thay vì sử dụng các giao thức truyền thống phức tạp, MQTT giúp dữ liệu được truyền tải nhanh & ổn định hơn trong môi trường IoT công nghiệp. 

– SCADA: dùng để giám sát thiết bị công nghiệp, thu thập dữ liệu từ hiện trường, điều khiển máy móc từ xa, phân tích & lưu trữ dữ liệu vận hành

– MQTT: giao thức truyền thông nhẹ được thiết kế dành cho hệ thống IoT, hoạt động theo mô hình Publish (gửi dữ liệu) & Subscribe (nhận dữ liệu). Dữ liệu sẽ được truyền thông qua một máy chủ trung gian gọi là Broker

Hệ thống SCADA MQTT cho phép giám sát dữ liệu thời gian thực, điều khiển thiết bị từ xa, đồng bộ dữ liệu lên Cloud, kết nối nhiều thiết bị cùng lúc & hỗ trợ phân tích dữ liệu thông minh. 

Nguyên lý hoạt động của SCADA MQTT 

SCADA MQTT hoạt động theo quy trình sau:

– Thiết bị thu thập dữ liệu: các cảm biến, PLC/RTU sẽ thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, trạng thái máy móc

– Gateway/PLC Publish dữ liệu: thiết bị sẽ gửi dữ liệu lên MQTT Broker thông qua cơ chế Publish

– MQTT Broker xử lý dữ liệu: Broker đóng vai trò trung gian tiếp nhận & phân phối dữ liệu đến các thiết bị cần nhận thông tin. Một số MQTT Broker phổ biến phải kể đến Mosquitto, HiveMQ, ThingsBoard

– SCADA Subscribe dữ liệu: phần mềm SCADA sẽ Subscribe các Topic cần giám sát để hiển thị dữ liệu theo thời gian thực 

– Điều khiển ngược về thiết bị: SCADA cũng có thể gửi lệnh điều khiển ngược lại PLC/thiết bị IoT thông qua MQTT. Chẳng hạn như bật/tắt động cơ, điều chỉnh tốc độ quạt, kích hoạt cảnh báo,…

SCADA MQTT trong hệ thống IoT công nghiệp có những ưu điểm gì?

SCADA MQTT trở thành giải pháp được nhiều doanh nghiệp lựa chọn trong các hệ thống IoT công nghiệp nhờ khả năng kết nối linh hoạt, truyền dữ liệu nhanh & dễ dàng mở rộng. Dưới đây là những ưu điểm nổi bật của SCADA MQTT trong hệ thống IoT công nghiệp:

Truyền dữ liệu nhanh, ổn định 

MQTT là giao thức có cấu trúc nhẹ nên tốc độ truyền dữ liệu rất nhanh, phù hợp với các hệ thống cần giám sát theo thời gian thực. Ngay cả khi mạng internet không ổn định/băng thông thấp, hệ thống vẫn có thể hoạt động hiệu quả, đảm bảo dữ liệu được truyền liên tục giữa thiết bị & trung tâm điều khiển. 

Tiết kiệm băng thông mạng

So với nhiều giao thức truyền thống, MQTT sử dụng gói dữ liệu nhỏ hơn giúp giảm đáng kể lượng băng thông tiêu thụ. Điều này đặc biệt phù hợp với hệ thống sử dụng 4G/5G, nhà máy có nhiều thiết bị IoT, thiết bị phần cứng cấu hình thấp & khu vực có hạ tầng mạng hạn chế.

Dễ dàng kết nối, mở rộng hệ thống

SCADA MQTT cho phép kết nối PLC, RTU, cảm biến IoT, gateway, Cloud Server, phần mềm quản lý,… Doanh nghiệp có thể mở rộng thêm thiết bị/khu vực giám sát mà không cần thay đổi toàn bộ hệ thống hiện có.

Hỗ trợ giám sát, điều khiển từ xa 

Thông qua nền tảng SCADA MQTT, người quản lý có thể theo dõi dữ liệu trên máy tính/điện thoại, điều khiển thiết bị từ xa, nhận cảnh báo sự cố theo thời gian thực & quản lý nhiều nhà máy cùng lúc, giúp tiết kiệm thời gian, đồng thời nâng cao hiệu quả vận hành. 

Tích hợp Cloud, IoT dễ dàng 

MQTT được thiết kế dành riêng cho IoT nên rất dễ tích hợp với điện toán đám mây (Cloud), AI (trí tuệ nhân tạo), Big Data (dữ liệu lớn), Dashboard quản lý trực tuyến & hệ thống phân tích dữ liệu. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể xây dựng mô hình nhà máy thông minh hiện đại. 

Hoạt động linh hoạt theo mô hình Publish/Subscribe

MQTT sử dụng cơ chế Publish/Subscribe giúp việc truyền nhận dữ liệu trở nên linh hoạt hơn. Thiết bị chỉ cần gửi dữ liệu đến Broker mà không cần kết nối trực tiếp với từng thiết bị nhận, giúp giảm tải hệ thống, tăng tốc độ xử lý, dễ quản lý dữ liệu & tăng khả năng mở rộng.