Sơ đồ hệ thống DCS điển hình
Sự cần thiết phải thực hiện chuyển đổi số hệ thống DCS
Hệ thống điều khiển phân tán DCS, viết tắt của cụm từ tiếng anh Distributed Control System. Đúng như tên gọi, hệ thống điều khiển phân tán DCS là một hệ thống điều khiển trong đó các bộ điều khiển không tập trung tại một nơi mà được phân tán trên toàn hệ thống với mỗi hệ thống con được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển. Trong các nhà máy thủy điện, hệ thống DCS có chức năng thu thập dữ liệu, giám sát mọi thay đổi trạng thái và điều khiển các thiết bị trong phạm vi toàn nhà máy.
Hiện nay, hệ thống DCS của các nhà máy điện được kết nối về hệ thống Trung tâm điều độ để gửi thông tin giám sát vận hành và nhận lệnh điều khiển từ các Trung tâm điều độ Quốc gia, Điều độ miền.
Với vai trò cực kỳ quan trọng trong quy trình sản xuất, tuy nhiên hệ thống DCS qua thời gian hoạt động đã bộc lộ một số hạn chế như: ràng buộc về giới hạn của Hệ điều hành Windows, phần cứng không hỗ trợ, không còn phổ biến trên thị trường để đảm bảo công tác dự phòng; thực hiện thủ công việc cập nhật các thông số vận hành lên phần mềm Quản lý kỹ thuật, mất nhiều công đoạn và dễ sai sót; các hệ thống thông tin hoặc ứng dụng phục vụ trực tuyến cho quản lý chưa thực sự linh hoạt, chủ yếu vẫn phải tra cứu thông qua trung gian…
Do đó, việc hiện đại hóa hệ thống DCS không chỉ là nhiệm vụ cấp thiết tại các Đơn vị trực tiếp vận hành nhằm đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định cho các tổ máy mà còn là nguồn cung cấp thông tin kịp thời để quản trị doanh nghiệp, đưa ra các quyết định chính xác nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh ở cấp độ cao hơn là Tổng công ty Phát điện 2 (EVNGENCO2) và Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
Lộ trình chuyển đổi số
Với những nhu cầu cấp thiết như trên, Tổng công ty Phát điện 2 đặt mục tiêu số hóa thành công hệ thống DCS tại các Đơn vị Thủy điện. Theo đó, Tổng công ty đã giao cho Công ty Thủy điện A Vương (AVC) thực hiện thí điểm chuyển đổi số cho loại hình thủy điện với Đề án “Số hóa hệ thống DCS và xây dựng hệ thống thông tin quản lý số liệu vận hành Nhà máy Thủy điện”, hướng tới nhân rộng mô hình cho khối thủy điện trong toàn EVNGENCO2. Do khối lượng công việc tương đối lớn nên lộ trình chuyển đổi số được chia thành 2 giai đoạn, giai đoạn đầu được thực hiện trong hai năm 2021-2022 và giai đoạn 2 thực hiện từ năm 2022-2025.
Kiến trúc hệ thống quản trị sản xuất thông minh XHQ (Operations Intelligence)
Trong giai đoạn đầu tiên, AVC sẽ thực hiện số hóa dữ liệu DCS và xây dựng hệ thống thông tin quản lý số liệu vận hành cần đảm bảo các mục tiêu đảm bảo Nhà máy vận hành ổn định, an toàn trên cơ sở xác định được các thông số cần thiết theo từng giai đoạn để tiến hành số hóa; đồng thời tiến hành xây dựng hạ tầng phần cứng, phần mềm cho Web/Mobile để số hóa và lưu trữ, cập nhật số liệu vận hành một cách linh hoạt; các hệ thống phần cứng và phần mềm phải có khả năng kết nối với các hệ thống hiện có và mở rộng, tương thích với các hệ thống công nghệ mới cho các giai đoạn khác nhau; mặt khác, tối ưu hóa với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo trong công tác lập kế hoạch, sản xuất, bảo trì, sữa chữa… hướng tới xây dựng “nhà máy thông minh”.
Bên cạnh việc nâng cấp hệ thống DCS, AVC còn nghiên cứu đề xuất ứng dụng phần mềm quản trị sản xuất thông minh nhằm hỗ trợ số hóa dữ liệu sản xuất với chức năng tổng hợp, chọn lọc, phân tích dữ liệu trong các hoạt động sản xuất kinh doanh từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó hiển thị trực quan thông tin đến người sử dụng. Cụ thể, phần mềm này cho phép quản lý thông tin sản xuất, thủy văn, tình trạng vận hành, bảo trì, sửa chữa thiết bị, kết nối thu thập dữ liệu từ các hệ thống DCS…các thông số này được báo cáo trực quan trên các giao diện, có khả năng xuất file báo cáo vả chia sẻ đến văn phòng của AVC cũng như EVNGENCO2. Người dùng có thể truy cập hệ thống này trên mọi thiết bị chạy trình duyệt web và bất cứ đâu có kết nối internet, đảm bảo linh hoạt và tính bảo mật thông tin cao
Quản lý chỉ tiêu tổng thể qua Smart Phone
Ở giai đoạn tiếp theo, AVC sẽ tiếp tục nâng cấp và thay thế hệ thống DCS để đảm bảo cho việc thực hiện chức năng điều khiển phân tán đối với toàn bộ Nhà máy thủy điện A Vương theo hướng hiện đại, dễ vận hành, thân thiện người dùng, có tính mở, tuân thủ đúng logic điều khiển hiện hữu và có khả năng mở rộng, tương thích với các hệ thống khác của toàn Nhà máy.
Thời gian tới, EVNGENCO2 nói chung mà cụ thể là AVC sẽ tiếp tục nghiên cứu, áp dụng các thành tựu khoa học công nghệ để chuyển đổi số thành công hệ thống DCS trong các Nhà máy