Giải pháp kết nối điều khiển từ xa hệ thống SCADA sử dụng Router 3G/4G công nghiệp

Ngày nay, hệ thống SCADA đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều khiển tự động các cơ sở hạ tầng thiết yếu như điện lưới, nhà máy, hệ thống giao thông…nhằm nâng cao hiệu quả vận hành, bảo trì và giảm thiểu chi phí. Tuy nhiên, việc triển khai hệ thống này thường gặp nhiều hạn chế về khả năng kết nối, đặc biệt là những khu vực hẻo lánh hoặc không có sẵn mạng Internet cap quang. Chính vì vậy, sử dụng Router 3G/4G công nghiệp là giải pháp hiệu quả cho kết nối điều khiển từ xa hệ thống SCADA ngày càng được ứng dụng phổ biến. Hãy cùng Việt Tuấn khám phá chi tiết hơn về giải pháp này trong bài viết dưới đây nhé! 

Giải pháp kết nối điều khiển từ xa hệ thống SCADA sử dụng Router 3G/4G công nghiệp

1. Giới thiệu qua về SCADA

SCADA - viết tắt của cụm từ Supervisory Control And Data Acquisition, là một phần mềm tự động giám sát và điều khiển các thiết bị công nghiệp từ xa thông qua việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị khác nhau trong thời gian thực. Hệ thống SCADA bắt đầu với các thiết bị RTU hoặc PLC có khả năng giao tiếp với các bộ phận công nghiệp như máy móc của nhà máy, giao diện người máy HMI, thiết bị đầu cuối và cảm biến. Dữ liệu từ các thành phần này được truyền đến máy tính bằng phần mềm SCADA để xử lý, phân phối và hiển thị cho các nhóm vận hành. 

Mô hình làm việc của hệ thống Supervisory Control And Data Acquisition

Hệ thống SCADA cho phép các tổ chức:

• Kiểm soát các quy trình công nghiệp tại địa phương hoặc các địa điểm từ xa.
• Giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu theo thời gian thực.
• Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ…thông qua phần mềm giao diện HMI.
• Ghi lại các sự kiện vào một tệp nhật ký

Hệ thống SCADA rất quan trọng đối với các tổ chức công nghiệp, giúp duy trì hiệu quả, tạo điều kiện ứng phó nhanh chóng với các sự kiện quan trọng hoặc trường hợp khẩn cấp. Phần mềm cung cấp các cảnh báo và thông báo tức thì giúp người vận hành có thể thực hiện hành động kịp thời để giảm thiểu rủi ro, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và ngăn chặn khả năng gián đoạn hoạt động.

Bạn có thể tìm hiểu chi tiết tại bài viết: Hệ thống SCADA là gì? Tất tần tất những thông tin chi tiết về SCADA System

2. Giới thiệu tổng quan về Teltonika RUT956

Teltonika RUT956 là bộ định tuyến 3G/4G công nghiệp mạnh mẽ đến từ Teltonika, đáp ứng nhu cầu truy cập Internet mọi lúc mọi nơi, đặc biệt hữu ích tại những khu vực không có đường truyền Internet cố định như các trạm cầu, khu công nghiệp hay vùng xa xôi. Thiết bị hỗ trợ đa dạng các chuẩn kết nối mạng 4G LTE (Cat 4), 3G và 2G, mang đến cho người dùng trải nghiệm truy cập mạng linh hoạt và tốc độ cao. Được thiết kế chuẩn công nghiệp với cổng I/O, RUT956 hoàn hảo cho việc kết nối và quản lý các hệ thống M2M và IoT. Ngoài ra, khả năng chuyển đổi dự phòng WAN và GNSS tự động đảm bảo thời gian hoạt động liên tục của giải pháp ngay cả khi kết nối chính gặp sự cố.

Hình ảnh mặt trước thiết bị Teltonika RUT956

Bộ định tuyến 3G/4G công nghiệp Teltonika RUT956 được sản xuất và lắp ráp tại Litva - Châu Âu, đáp ứng tiêu chuẩn xuất xứ “Non-China” cho nhiều dự án yêu cầu. Ngoài ra, sản phẩm còn đạt được các chứng nhận tiêu chuẩn như:

- Chứng nhận hợp quy của Bộ TT&TT

- Giấy chứng nhận đáp ứng Quy chuẩn về tương thích điện từ (EMC) theo QCVN 86:2019/BTTTT hoặc tương đương.

- Giấy chứng nhận đáp ứng về tiêu chuẩn an toàn theo TCVN 7326-1:2003 hoặc tương đương.

- Tài liệu chứng minh modem sử dụng chip truyền thông 3G/4G phù hợp thương mại tại thị trường Việt Nam

Nhờ việc đáp ứng các tiêu chuẩn sử dụng tại thị trường Việt Nam, Teltonika RUT956 đã trở thành bộ định tuyến 4G công nghiệp hàng đầu, mang đến giải pháp kết nối mạng linh hoạt và đáng tin cậy cho mọi nhu cầu của doanh nghiệp với những điểm nổi bật như sau:

• Tích hợp phần mềm giao tiếp Netcon NFE có thể chuyển đổi giữa vô số giao thức, cho phép nhiều RTU khác nhau giao tiếp với các loại trạm chính khác nhau.
• Định tuyến IP cấp công nghiệp qua mạng 4G và 3G đảm bảo kết nối internet tốc độ cao và ổn định.
• Tính năng dự phòng GPRS giúp duy trì kết nối ngay cả khi mạng 4G/3G gặp sự cố.
• Bảo mật tích hợp với tường lửa và VPN.
• Trang bị hai SIM để dự phòng mạng.
• Thiết kế chắc chắn, nhỏ gọn với khung kim loại và kẹp gắn ray DIN. 
• Hoạt động ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -40°C đến 75°C, phù hợp với mọi điều kiện của môi trường công nghiệp. 

Tuyên bố cam kết về bảo mật phần mềm RutOS của Teltonika

Phần mềm cơ sở RutOS của Teltonika "RUT**_R_00.07.02.6" đã được NTT Security kiểm tra và sau khi xem xét kỹ lưỡng, người ta cho rằng phần mềm cơ sở của chúng tôi không dễ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ mối đe dọa trực tiếp nào từ bên ngoài.
Chúng tôi tự hào đã đạt được xếp hạng này và sẽ tiếp tục cải thiện tính bảo mật cho các sản phẩm của mình.

"Kiểm tra thâm nhập là một trong những công cụ tiết kiệm chi phí nhất để phát hiện, phân tích và đưa ra quyết định sáng suốt về cách khắc phục các lỗ hổng và cấu hình sai trong các ứng dụng kinh doanh, cơ sở hạ tầng CNTT, di động và Wi-Fi. NTT Security sử dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật Kiểm tra thâm nhập khác nhau để các nhà sản xuất có thể coi hoạt động kinh doanh của họ giống như kẻ tấn công, tránh những vi phạm tốn kém và đạt được sự tuân thủ bằng cách phát hiện và đánh giá rủi ro".

Bạn có thể tham khảo bản PDF của bản tuyên bố tại đây .

3. Ứng dụng của Teltonika RUT956 trong hệ thống SCADA

3.1. Kết nối Teltonika RUT956 với hệ thống SCADA

Hiểu được nhu cầu kết nối mạng an toàn và đáng tin cậy, Teltonika đã cho ra đời bộ định tuyến công nghiệp di động RUT956 với đa dạng tính năng tiên tiến. Router được thiết kế nhỏ gọn với giá thành hợp lý, đã khắc phục hạn chế về kết nối mạng tại các vùng xa xôi, hẻo lánh. Netcontrol đã tích hợp phần mềm NFE vào Teltonika RUT956 giúp bộ định tuyến trở thành công cụ chuyển đổi giao thức mạnh mẽ, hỗ trợ tự động hóa các trạm biến áp phân phối, ngắt kết nối hoặc chuyển mạch một cách hiệu quả.

 RUT956 được thiết kế chuẩn công nghiệp với cổng I/O, RS232 và RS485

Router 3G/4G RUT956 sử dụng hệ điều hành RutOS do Teltonika phát triển dựa trên nền tảng OpenWrt - phiên bản Linux dành cho thiết bị nhúng. Nhờ vậy, bộ định tuyến này có thể chạy phần mềm Netcon NFE mạnh mẽ của Netcontrol.

NFE là chương trình cơ sở dữ liệu thời gian thực hỗ trợ chuyển đổi linh hoạt giữa nhiều giao thức khác nhau. Nhờ NFE, Teltonika RUT956 có thể kết nối với các thiết bị RTU/IED bằng cách sử dụng nhiều giao thức khác nhau và có thể giao tiếp theo giao thức mong muốn với trung tâm điều khiển hoặc trạm chính. 

Phần mềm NFE bao gồm một giao thức phụ và một giao thức chính, hỗ trợ 100 điểm I/O. Người dùng có thể mua thêm các giao thức bổ sung bao gồm DNP3, IEC-103, IEC-101, IEC-104, Modbus,... thông qua khóa cấp phép. 

3.2. Cách hoạt động và tính năng của Teltonika RUT956 trong việc thu thập và truyền dữ liệu trong hệ thống SCADA

Bộ định tuyến Teltonika RUT956 lấy dữ liệu IP từ các thiết bị cảm kiến RTU thông qua 3 cổng Ethernet và định tuyến dữ liệu qua mạng không dây. Do mạng công cộng không an toàn nên RUT956 được tích hợp tường lửa và các dịch vụ VPN như OpenVPN và IPsec để mã hóa dữ liệu, bảo vệ lưu lượng truy cập khỏi các mối đe dọa hay tấn công mạng. 

Tiếp theo, bộ định tuyến RUT956 truyền tải dữ liệu đã thu thập được về trung tâm điều khiển qua hệ thống mạng WAN, thông qua các kết nối 4G/3G hoặc GPRS với các giao thức hỗ trợ để truyền dữ liệu bao gồm DNP3, IEC-104, Modbus RTU, IEC-101.

Sau đó, phần mềm SCADA sẽ tiếp nhận dữ liệu, xử lý thông tin rồi hiển thị lên Human-Machine Interface dưới dạng đồ thị, biểu đồ hay báo cáo. Giúp người vận hành có thể theo dõi trạng thái hoạt động, dựa vào thông tin thu thập được và thực hiện các hành động kịp thời.

Mô hình làm việc của thiết bị Teltonika RUT956 trong hệ thống SCADA

3.3. Lợi ích của việc sử dụng Teltonika RUT956 trong hệ thống SCADA

Teltonika RUT956 là một bộ định tuyến 3G/4G công nghiệp được thiết kế đặc biệt trong việc kết nối điều khiển từ xa ứng dụng SCADA. Với nhiều tính năng tiên tiến, RUT956 mang đến nhiều lợi ích cho hệ thống này, bao gồm:

• Tăng cường tính khả dụng: Teltonika RUT956 được trang bị 2 thẻ SIM, cho phép người dùng sử dụng mạng của 2 nhà khai thác khác nhau. Nếu kết nối mạng của nhà khai thác này gặp sự cố, RUT956 sẽ tự động chuyển sang mạng của nhà khai thác kia để đảm bảo dữ liệu của bạn luôn được truyền tải mượt mà, không gián đoạn. Thiết bị có thể tự động chọn mạng có chất lượng tín hiệu tốt nhất để đảm bảo tốc độ truyền tải dữ liệu cao nhất. 
• Sao lưu cho kết nối cố định: RUT956 có khả năng đảm bảo kết nối mạng liên tục cho hệ thống SCADA. Bộ định tuyến hoạt động như một bản sao lưu không dây, tự động chuyển sang mạng di động LTE/3G nếu kết nối cố định bị gián đoạn. Nhờ vậy, dữ liệu từ các thiết bị cảm biến RTU sẽ luôn được truyền tải an toàn và hiệu quả. 
• Mở rộng bộ nhớ Flash: Teltonika RUT956 cung cấp khả năng mở rộng bộ nhớ Flash bằng cách sử dụng ổ USB cấp công nghiệp. Ổ USB được cắm vào cổng USB-A ở mặt sau của thiết bị, giúp bạn có thêm dung lượng lưu trữ dữ liệu cho các ứng dụng NFE.
• Cấu hình đơn giản: Teltonika RUT956 được cấu hình dễ dàng thông qua hệ điều hành RutOS, cung cấp giao diện trực quan và dễ sử dụng, giúp người dùng thiết lập mạng, quản lý và giám sát một cách đơn giản và hiệu quả. 
• Dễ dàng triển khai: Router công nghiệp RUT956 được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, làm từ vỏ nhôm chắc chắn và phạm vi nhiệt độ rộng giúp bộ định tuyến phù hợp với không gian lắp đặt hạn chế và điều kiện khí hậu khắc nghiệt.  

Xem thêm giải pháp tương tự: Giải pháp kết nối thiết bị công nghiệp với server qua Teltonika TSW114

3.4. Ứng dụng của Teltonika RUT956 trong hệ thống SCADA

Bộ định tuyến di động 3G/4G LTE Teltonika RUT956 với hiệu suất truyền tải dữ liệu mạnh mẽ cùng với các tính năng bảo mật tiên tiến được ứng dụng để truyền thông kết nối hệ thống SCADA về trung tâm điều độ qua giao thức IEC60870-5-104 trong nhiều lĩnh vực như: 

• Nhà máy Thủy điện
• Tủ Recloser
• Tủ RMU
• Các trạm bơm, cụm tủ điều khiển
• Hệ thống lưới điện phân phối, trạm biến áp Điện lực

Teltonika RUT956 được lắp đặt tại cụm tủ điều khiển trong hệ thống SCADA

Kết luận

Như vậy, Việt Tuấn đã giới thiệu chi tiết giải pháp kết nối điều khiển từ xa hệ thống SCADA bằng việc sử dụng Router công nghiệp Teltonika RUT956. Là bộ định tuyến di động 4G LTE mới nhất cùng khả năng truyền tải dữ liệu tốc độ cao, bảo mật tiên tiến, dễ dàng quản lý và độ tin cậy cao, việc tích hợp RUT956 vào hệ thống SCADA là giải pháp lý tưởng để nâng cao hiệu quả vận hành và đảm bảo an toàn cho các cơ sở hạ tầng quan trọng. Hy vọng, những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong việc thiết lập hệ thống SCADA của mình. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào trong việc triển khai giải pháp này, hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ nhanh nhất.