Trong bối cảnh số hóa ngày nay, hệ thống SCADA (Giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu) đã trở thành một thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Các hệ thống này không chỉ là những công cụ kiểm soát đơn giản mà còn là kiến trúc phức tạp tích hợp giám sát, thu thập dữ liệu và kiểm soát quy trình để đảm bảo hoạt động hiệu quả của quy trình sản xuất. Chức năng chính của hệ thống SCADA là đạt được mục tiêu giám sát và kiểm soát tiên tiến các thiết bị và quy trình thông qua máy tính, truyền thông dữ liệu mạng và giao diện người dùng đồ họa, điều này chắc chắn có tác động sâu sắc đến sản xuất công nghiệp, sự an toàn và hiệu quả.
Hệ thống SCADA là mô hình kết hợp giám sát tiên tiến với điều khiển tại chỗ, cung cấp giải pháp truy cập từ xa đa năng cho các mô-đun điều khiển cục bộ từ nhiều nhà sản xuất khác nhau.
Tính năng chính của hệ thống SCADA là khả năng giám sát nhiều thiết bị độc quyền, cho phép kiểm soát hiệu quả số lượng và phạm vi quy trình trên diện rộng. Các hệ thống này thường bao gồm bốn cấp độ: thiết bị trường mức không như cảm biến lưu lượng và nhiệt độ; mô-đun đầu vào/đầu ra (I/O) công nghiệp cấp độ một; và máy tính giám sát cấp độ hai thu thập dữ liệu từ mỗi nút của hệ thống và Cung cấp giao diện điều khiển của người vận hành; cấp độ thứ ba là điều khiển sản xuất, không trực tiếp điều khiển quy trình mà tập trung vào giám sát sản xuất; và cấp độ thứ tư là cấp độ lập lịch sản xuất.
Ngay cả khi mất kết nối, RTU và PLC vẫn có thể hoạt động độc lập gần như theo thời gian thực, nghĩa là tính ổn định của hệ thống không bị ảnh hưởng.
Cốt lõi của hệ thống SCADA là các máy tính giám sát, chủ yếu có chức năng thu thập dữ liệu và gửi lệnh điều khiển đến thiết bị hiện trường. Các hệ thống SCADA nhỏ hơn có thể chỉ bao gồm một máy tính, trong khi các hệ thống lớn hơn thường bao gồm nhiều máy trạm và máy chủ được thiết kế để đảm bảo giám sát và kiểm soát liên tục mọi lúc. Nếu máy chủ bị lỗi, cấu hình dự phòng kép sẽ đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, cải thiện độ tin cậy tổng thể.
Ngoài thiết lập phần cứng, cơ sở hạ tầng truyền thông của hệ thống SCADA cũng rất quan trọng, kết nối hệ thống máy tính giám sát với RTU và PLC. Các giao thức truyền thông phổ biến bao gồm Modbus, DNP3 và IEC 60870. Với sự phát triển của Internet công nghiệp trong những năm gần đây, khả năng kết nối và bảo mật của các hệ thống này đã được cải thiện hơn nữa.
Hệ thống SCADA đã trải qua bốn thế hệ phát triển, từ các hệ thống độc lập đầu tiên đến các hệ thống mạng ngày nay, chứng minh sự phát triển và phổ biến của công nghệ.
Các vấn đề bảo mật của hệ thống SCADA không thể bị đánh giá thấp. Khi các hệ thống ngày càng mở và chuẩn hóa, chúng ngày càng trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công mạng. Nhiều hệ thống được thiết kế và triển khai mà không cân nhắc đầy đủ đến vấn đề bảo mật, khiến chúng dễ bị tấn công mạng ngày càng gia tăng như hiện nay. Các chuyên gia đã nhiều lần đề cập rằng chiến lược bảo mật thông tin cho hệ thống SCADA nên được thực hiện theo phương pháp bảo vệ nhiều lớp, giống như bảo mật thông tin.
Điều này khiến chúng ta tự hỏi, trước sự gia tăng của tự động hóa và số hóa, hệ thống SCADA sẽ phải đối mặt với những thách thức và cơ hội nào trong tương lai?