SCADA System คืออะไร

ในปัจจุบันการตรวจสอบสถานะไปจนถึงการควบคุมการทำงานของระบบในอุตสาหกรรมใหญ่ๆ ภายในประเทศ ล้วนต้องพึ่งพาระบบตรวจสอบ และวิเคราะห์ข้อมูลที่เรียกว่า SCADA ซึ่ง SCADA System คือ ระบบหนึ่งที่นำมาใช้เพื่อตรวจสอบ และวิเคราะห์ข้อมูลแบบ Real-Time โดยทำหน้าที่ตรวจสอบสถานะ ไปจนถึงควบคุมการทำงานในอุตสาหกรรม และงานวิศวกรรมต่างๆ ที่มีประโยชน์ในแง่ของการช่วยลดความขัดข้อง และปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในทุกๆ กระบวนการการทำงาน ดังนั้น ระบบ SCADA จึงมีประโยชน์อย่างมากต่อโรงงาน และอุตสาหกรรมต่างๆ ในประเทศ

SCADA คืออะไร?

อย่างที่กล่าวไปในข้างต้นว่า SCADA คือ ระบบส่งข้อมูลระยะไกล ทำหน้าที่ตรวจสอบ จัดเก็บข้อมูล รวมไปถึงการควบคุมกระบวนการทำงาน และกระบวนการผลิตต่างๆ ในอุตสาหกรรม โดยย่อมาจากคำว่า Supervisory Control And Data Acquisition ซี่งหมายถึง การรวบรวมข้อมูล และส่งข้อมูลไปยังศูนย์ควบคุม เพื่อวิเคราะห์ และประมวลผล ไปจนถึงแสดงผลสถานะการทำงานของอุปกรณ์ในระบบ โดยมีหน่วยควบคุมที่อยู่ห่างไกลจากหน่วยผลิตดังกล่าว

นอกจากนี้ SCADA System คือ ระบบที่ควบคุมการทำงานในอุตสาหกรรมใหญ่ๆ อย่างการประปา การจัดการพลังงาน อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและก๊าซ อุตสาหกรรมเคมี และการขนส่ง รวมถึงระบบ SCADAยังใช้ในโรงงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อีกด้วย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีการสื่อสารถึงกันอย่างทันท่วงทีผ่านการสื่อสารข้อมูลแบบดิจิตอลผ่านทางระบบเครือข่ายคมนาคม โดยมีองค์ประกอบหลักอยู่ 3 หน่วยด้วยกัน ได้แก่

หน่วยติดต่อและปฏิบัติการของผู้ใช้ระดับบนหน่วยควบคุมระยะไกล
หน่วยติดต่อระยะไกล
หน่วยกระบวนการผลิต

โดยระบบ SCADA จะรวมขบวนการการทำงาน 2 รูปแบบเข้าด้วยกัน ประกอบด้วย

Telemetry System เป็นเทคนิคที่มีสื่อกลางอย่าง เคเบิล สายโทรศัพท์ และคลื่นวิทยุ รับหน้าที่เป็นสื่อกลางในการรับ-ส่งข้อมูลถึงกัน โดยข้อมูลดังกล่าวสามารถวัดได้เป็น โวลต์ความเร็ว หรืออัตราการไหล
Data Acquisition เป็นเทคนิคที่ใช้วิธีการควบคุม และเข้าถึงข้อมูลผ่านอุปกรณ์ที่กำลังถูกควบคุม หรือถูกตรวจสอบอยู่ โดยข้อมูลที่ได้จะถูกส่งผ่านไปยัง ระบบ Telemetry System เพื่อทำการส่งต่อไป

ดังนั้น SCADA คือ ระบบที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม เนื่องจากฮาร์ดแวร์ หรืออุปกรณ์ต่างๆ ที่ทำงานอยู่จำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างต่อเนื่อง เพื่อหาข้อผิดพลาด และลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้

SCAD System มีทั้งหมดกี่รูปแบบ?

สำหรับรูปแบบของ SCADA แบ่งออกได้เป็นสองรูปแบบด้วยกัน ซึ่งทำหน้าที่แตกต่างกัน โดยประกอบด้วย

Point-to-Point Configuration เป็นรูปแบบการควบคุมที่ใช้หน่วยควบคุมเดียว ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนผลิตเพียงกระบวนการเดียวเท่านั้น

Point-to-Multipoint Configuration ตรงข้ามกับรูปแบบแรก ซึ่งเป็นการควบคุมที่ใช้หน่วยการควบคุมเดียวควบคุมกระบวนการผลิตในหลายๆ กระบวนการ

ส่วนประกอบของ Scada มีอะไรบ้าง?

หลังจากที่เราทราบกันแล้วว่า SCADA System คืออะไร? และมีระบบการทำงานอย่างไร? ก็มาถึงในส่วนประกอบของ SCADA ว่าแบ่งเป็นกี่ส่วน โดยมีทั้งหมด ดังต่อไปนี้

Field Instrumentation อยู่ในส่วนของเครื่องมือ หรือเซนเซอร์ที่เชื่อมต่อกับเครื่องจักร หรืออุปกรณ์ที่ถูกควบคุม หรือตรวจสอบอยู่ โดยต้องมีการเปลี่ยนค่าปริมาณทางฟิสิกส์อย่าง Fluid Flow, Velocity, Fluid Level ให้เป็นปริมาณทางไฟฟ้า อาทิ Voltage หรือ Current ซึ่งใช้ Remote Station Equipment เป็นตัวอ่านค่า โดยผลลัพธ์ที่ได้สามารถเป็นได้ทั้ง Analog และ Digital
Remote Station อยู่ในส่วนที่ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลจากเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ โดยส่งไปยังศูนย์กลางของระบบ SCADA โดยอาจเป็นได้ทั้ง Remote Terminal Unit (RTU) ซึ่งก็คือ อุปกรณ์ที่ใช้ตรวจจับสัญญาณจาก Field Sensor และส่งต่อสัญญาณไปยัง Controller เพื่อควบคุมอุปกรณ์ หรือเป็น Programmable Logic Controller (PLC) ก็ได้ นอกจากนี้ Remote Station ยังสามารถแบ่งออกเป็นอีก 2 ประเภทด้วยกัน ได้แก่

Single Board ที่มีการนำเข้าข้อมูล-แสดงผลข้อมูลเป็น Fixed Number ซึ่งรูปแบบนี้มีราคาถูก และไม่รองรับกับระบบสมัยใหม่ได้
Modular Board เป็นตัวที่สามารถรองรับการขยาย Remote Station ได้ แต่มีราคาที่ค่อนข้างสูง

Communication Network เป็นการส่งข้อมูลในรูปแบบดิจิทัลระหว่างสถานที่หนึ่งไปยังอีกสถานที่หนึ่ง โดยสื่อสารผ่านตัวกลางอย่าง สายเคเบิล คลื่นวิทยุ หรือผ่านระบบ GSM/GRSP
Central Monitoring Station (CMS) เป็นศูนย์กลางของระบบ SCADA โรงงาน โดยทำหน้าที่รับข้อมูลมาประมวลผล และแสดงกระบวนการผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ โดยประกอบด้วยซอฟต์แวร์ และฮาร์ดแวร์

ระบบ SCADA มีความสำคัญต่อโรงงานอย่างไร?

หากพูดถึงระบบ SCADA โรงงานนับว่าเป็นระบบหนึ่งที่มีบทบาท และความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง เพราะสามารถนำมาช่วยตรวจสอบข้อมูล เพื่อนำมาประกอบการตัดสินใจในการควบคุมระบบได้อย่างต่อเนื่อง และครอบคลุมทุกพื้นที่ นอกจากนี้ยังเพิ่มศักยภาพในการตรวจสอบ และบำรุงรักษาเครื่องจักรให้ทำงานต่อได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

ตัวอย่างการทำงานของระบบ SCADA เช่น หากเครื่องจักรมีความผิดปกติ หรือกระบวนการทำงานของอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งเกิดปัญหาขึ้น ระบบจะส่งสัญญาณแจ้งเจ้าหน้าที่ผู้ดูแลโดยทันที และสามารถปิดการทำงานของ Hardware ได้อย่างอัตโนมัติเมื่อมีความผิดพลาดเกิดขึ้น หรือกำลังตกอยู่ในอันตราย เช่น อุณหภูมิของเครื่องสูง หรือเจอรอยรั่ว ระบบ SCADA ก็จะทำหน้าที่คำนวณอย่างแม่นยำ และตัดสินใจในทันที เพื่อลดความเสี่ยงจากความขัดข้องที่เกิดขึ้น และทำให้ระบบต่างๆ ภายในโรงงานสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง และมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ระบบ SCADA คือ ระบบที่ต้องทำหน้าที่รวบรวม และจัดเก็บข้อมูลต่างๆ ไว้ใน Data Base เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าถึงข้อมูล และเห็นภาพรวมต่าง ๆ ได้อย่างชัดเจนมากยิ่งขึ้น รวมถึงช่วยในการติดตามข้อมูล และประเมินผลต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว และถูกต้อง ช่วยให้ประหยัดทั้งแรงคน และค่าใช้จ่าย

SCADA System นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอะไรบ้าง?

แน่นอนว่า SCADA System คือ ระบบที่ใช้ควบคุมการทำงานในอุตสาหกรรม โรงงานการผลิต และงานวิศวกรรมในด้านต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น

งานด้านโทรคมนาคมสื่อสาร
การประปา
การบำบัดน้ำเสีย
การจัดการด้านพลังงาน อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและก๊าซ
อุตสาหกรรมเคมี
อุตสาหกรรมประกอบรถยนต์
การขนส่ง
กระบวนการนิวเคลียร์ในโรงไฟฟ้า

Scada System กับ CC-Link/CC-Link IE เชื่อมโยงกันอย่างไร?

หากเปรียบเทียบความเชื่อมโยงระหว่าง CC-Link/CC-Link IE และ SCADA System สามารถบอกได้ว่า CC-Link/CC-Link IE เป็นสะพานที่ทำหน้าที่เชื่อมต่ออุปกรณ์หรือข้อมูลต่างๆ ในขณะที่ SCADA System เป็นระบบที่ช่วยดึงข้อมูลจากอุปกรณ์ขึ้นมา เพื่อประมวลผล และแสดงผล รวมถึงสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบสถานะการทำงานในรูปแบบต่างๆ ภายในอุตสาหกรรม โดยสื่อสารข้อมูลผ่าน “เครือข่าย” อย่าง CC-Link/CC-Link IE โดยเครือข่ายที่สามารถทำได้แบบ Real-Time โดยที่สื่อสาร และโอนถ่ายข้อมูลแบบ Real-Time นั้นจะต้องดูที่ Bandwidth, Latency และ Jitter ด้วย เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

Q&A : คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Scada System

Q : SCADA กับ CC-Link/CC-Link IE มีความเชื่อมโยงกันอย่างไร?

A : CC-Link คือ “เครือข่าย” ที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ เพื่อให้อุปกรณ์สามารถส่งข้อมูลประเภทต่างๆ ไปหากันได้ เช่น ชุดคำสั่ง ค่าสถานะ เป็นต้น และทำหน้าที่ในการทำให้อุปกรณ์ต่างๆ ทำงานได้สอดคล้องกัน ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเราใช้คนทำงาน คนเปรียบเสมือนอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่ทำงานในโรงงานที่สามารถสื่อสารกันได้ด้วยรูปแบบวิธีการต่างๆ เช่น ใช้ปากบอกกัน หรือเขียนโน๊ตถึงกันได้ แต่เมื่ออุปกรณ์ต้องการจะสื่อสารกันก็ต้องผ่านตัวกลางเช่นกัน ซึ่งจะเป็นหน้าที่ของ Network

ในขณะที่ SCADA จะเป็นโปรแกรม หรือระบบที่เข้ามาช่วยในการบริหารจัดการ โดยการดึงค่าสถานะต่างๆ จากอุปกรณ์ขึ้นมาแสดงผลหรือประมวลผล ตลอดจนใช้ในการตรวจสอบสถานะการทำงาน โดยค่าสถานะจากอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่จะถูกส่งผ่าน “เครือข่าย” (อาจจะเป็น CC-Link หรือเครือข่ายอื่นๆ ก็ได้) ไปยังระบบ SCADA เพื่อที่ระบบ SCADA จะนำข้อมูลที่ได้มาแสดงผล ประมวลผล และแสดงสถานะการทำงานตามที่ได้ตั้งค่าไว้

ดังนั้น การที่เครือข่ายจะทำงานได้แบบ Real time หรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับ Bandwidth, Latency และ Jitter ของเครือข่าย

Q : CC-Link/CC-Link IE ดูแล SCADA อย่างไร? และเป็นการดูแลแบบไหน หรือส่วนไหนบ้าง

A: CC-Link จะไม่มีหน้าที่ในการดูแล SCADA แต่ถ้าสัญญาณเครือข่ายอย่าง CC-Link ขาดหายไปจากระบบ จะช่วยให้เจ้าหน้าที่ที่ Monitor อยู่รับรู้ได้ว่าเครื่องจักรส่วนไหนมีปัญหา หรือมีการทำงานอะไรที่ปกติ หรือผิดปกติได้

Q : การทำงานร่วมกันของ SCADA กับ CC-Link/CC-Link IE เป็นอย่างไร?

A: CC Link เป็นสะพานที่ทำหน้าที่เชื่อมต่ออุปกรณ์หรือข้อมูลต่างๆ และ SCADA System เป็นระบบที่ช่วยดึงข้อมูลจากอุปกรณ์ขึ้นมา เพื่อประมวลผล และแสดงผล รวมถึงสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบสถานะการทำงานในรูปแบบต่างๆ ภายในอุตสาหกรรม โดยทำการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่าย CC-Link/CC-Link IE

SCADA คือ อีกหนึ่งระบบที่ถูกออกแบบมาช่วยให้การทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นเรื่องง่าย โดยสามารถตรวจสอบข้อมูล ประมวลผล และส่งต่อข้อมูลเพื่อแก้ปัญหาได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น ระบบ SCADA โรงงาน จึงเป็นอีกระบบที่สามารถตอบโจทย์ยุคแห่งการผลิตได้เป็นอย่างดี และยังทำให้ทุกการผลิตมีการเติบโตได้อย่างยั่งยืนอีกด้วย

บทความก่อนหน้า หน้าหลักบทความ บทความถัดไป