NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG SCADA TRÊN NỀN WEB ĐỂ GIÁM SÁT

1

CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ SCADA VÀ SCADA
TRÊN NỀN WEB
1.1 Giới thiệu chung về hệ SCADA
1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử hệ SCADA
Hiện nay, tự động hóa quá trình đã phát triển khá mạnh mẽ trong công
nghiệp, điều này giúp mang lại hiệu quả cao trong sản xuất, nhƣng bên cạnh đó,
lƣợng thông tin trao đổi trong hệ thống cũng nhƣ trong nhà máy, xí nghiệp, . . .
không ngừng tăng lên. Để điều khiển phân xƣởng hay nhà máy hoạt động ổn định,
nhịp nhàng thì cần phải thu thập và xử lý rất nhiều thông tin về các vấn đề nhƣ:
thông số kỹ thuật, nguyên vật liệu, nhu cầu đơn đặt hàng, các lỗi và sự cố xảy ra
trong quá trình sản xuất, . . . Do đó nhu cầu đặt ra là cần phải nối mạng, thực hiện
các giải pháp tự động hóa sử dụng truyền thông số để có thể thu thập, xử lý thông
tin nhanh chóng, chính xác, kịp thời, tối ƣu hóa đƣợc quá trình sản xuất. Bên cạnh
đó, các thao tác vận hành tay tại chỗ nhiều khi lại tỏ ra không hợp lý, nhất là trong
những trƣờng hợp hệ thống xảy ra sự cố. Bất hợp lý thể hiện ở chỗ ngoài việc chậm
trễ khi cử nhân viên kỹ thuật đến hiện trƣờng khắc phục sự cố, còn có những vấn đề
khó khăn trong việc chẩn đoán lỗi và các hỏng hóc xảy ra cho hệ thống. Điều này
làm kéo dài thời gian khắc phục sự cố, gây thiệt hại nhiều cho khách hàng, do đó
mà chất lƣợng dịch vụ giảm xuống. Khả năng thực hiện các thao tác vận hành từ xa
và đảm bảo cho các thao tác đó đúng theo yêu cầu cho phép tiết kiệm đƣợc nhiều
chi phí trong vận hành hệ thống.
Những nguyên nhân chính đó đã trở thành động lực để hệ thống SCADA phát
triển.
SCADA là thuật ngữ viết tắt của Supervisory Control And Data Acquisition.
SCADA chỉ những hệ thống thu thập dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau của một
quá trình hay quy trình sản xuất hoặc của nhiều trạm ở xa, sau đó gửi những dữ liệu
này về máy tính trung tâm để quản lý và điều khiển dữ liệu.
Hệ SCADA đƣợc sử dụng không chỉ trong các quy trình sản xuất công nghiệp
nhƣ chế tạo sắt thép, sản xuất và phân phối điện năng (gồm cả điện năng thông

2
thƣờng và điện hạt nhân), dƣợc phẩm, mà nó còn đƣợc dùng trong cả những ứng
dụng mang tính thử nghiệm nhƣ phân rã hạt nhân. Các hệ SCADA có thể có kích cỡ
khoảng từ vài ngàn cho đến vài chục ngàn ngõ vào ra.
Cụm từ "Supervisory Control and Data Acquisition" đƣợc sử dụng đầu tiên
trong ngành điện năng tại hội nghị PICA (Power Industry Computer Applications),
năm 1973. Theo nghĩa cổ điển, SCADA là các hệ thu thập dữ liệu và giám sát tập
trung từ xa với chức năng chủ yếu là quan sát, ít có điều khiển. Trƣớc khi có sự phát
triển nhƣ hôm nay, hệ thống SCADA trƣớc kia chỉ đơn thuần là hệ thống truyền tin
và báo tín hiệu, với điển hình là hệ thống giám sát, thu thập thông tin từ các cảm
biến theo kiểu đấu dây trực tiếp từ tất cả các cảm biến về bảng điện trung tâm gồm
có đồng hồ đo, đèn báo, dụng cụ ghi lại và vẽ biểu đồ.
SCADA ban đầu có nhiệm vụ thuần túy là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và
truyền tải về khu trung tâm để xử lý. Trong những hệ thống nhƣ vậy, hệ truyền
thông và phần cứng đƣợc quan tâm nhiều hơn.
Hệ SCADA cổ điển có những lợi điểm sau:
–

Đơn giản, không cần CPU, RAM, ROM hoặc một phần mềm lập trình

–

Cảm biến đƣợc nối trực tiếp đến các máy đo, các công tắc, các đèn

nào.
trên bảng điều khiển
–

Việc thêm vào các thiết bị đơn giản nhƣ công tắc, thiết bị hiển thị sẽ

dễ dàng và rẻ tiền
Nhƣng hệ SCADA cổ điển cũng tồn tại rất nhiều bất lợi nhƣ:
–

Khó quản lý đƣợc dây nối sau khi đã lắp đặt hàng trăm cảm biến

–

Số lƣợng dữ liệu nhỏ, loại dữ liệu thô sơ

–

Việc lắp đặt thêm các cảm biến sẽ trở nên khó dần khi hệ thống mở

rộng hơn
–

Việc cấu hình lại hệ thống sẽ trở nên cực kỳ khó.

–

Việc mô phỏng với những dữ liệu thực không thể thực hiện đƣợc

–

Lƣu trữ đƣợc ít dữ liệu và quản lý dữ liệu khó

3
–

Giám sát dữ liệu và các báo động không thực hiện đƣợc tại chỗ

–

Những ngƣời vận hành phải theo dõi các thiết bị hiển thị, các máy đo

trong 24 giờ một ngày
Hiện nay, sự phát triển vƣợt bậc của công nghệ truyền thông và công nghệ
phần mềm đã đem lại nhiều khả năng và giải pháp mới nên trọng tâm của công việc
thiết kế hệ SCADA là lựa chọn công cụ phần mềm để thiết kế giao diện và các giải
pháp tích hợp hệ thống. Ngày nay, hệ SCADA đã đƣợc sử dụng để điều khiển giám
sát và thu thập dữ liệu theo đúng nhƣ tên gọi của nó. Có thể nói hệ SCADA đang
phát triển và có khuynh hƣớng phát triển trong hầu hết các lĩnh vực của công
nghiệp.
1.1.2 Giới thiệu về hệ SCADA hiện đại
Hiện nay, những dây chuyền sản xuất và công nghiệp hiện đại, công nghiệp
mỏ, các công trình công cộng và cá nhân, . . . thƣờng cần phải kết nối với những
thiết bị và những hệ thống cách xa nhau. Khoảng cách này có thể từ vài mét cho đến
hàng ngàn kilomet. Phép đo từ xa (telemetry ) đƣợc sử dụng để gởi các lệnh, các
chƣơng trình và nhận về thông tin giám sát từ các vị trí ở xa này. Hệ SCADA hiện
đại là hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu, cho phép ngƣời vận hành giám sát và
điều khiển quá trình đƣợc phân tán ra nhiều vị trí ở xa.
SCADA dựa trên sự kết hợp phép đo từ xa với thu thập dữ liệu. SCADA bao
gồm việc thu thập các thông tin, truyền nó về vị trí trung tâm, thực hiện các phép
phân tích hoặc điều khiển cần thiết và sau đó hiển thị các thông tin lên các màn hình
vận hành hoặc màn hình hiển thị. Những hoạt động điều khiển đƣợc yêu cầu sẽ
đƣợc truyền trở lại quy trình.

Ban đầu, các rơ le logic đƣợc sử dụng trong việc thu thập dữ liệu của các hệ
thống sản xuất của các xí nghiệp. Sau đó, với sự phát triển của các CPU và các thiết
bị điện tử, các nhà sản xuất đã kết hợp điện tử số vào trong các thiết bị rơ le logic.
Các PLC vẫn là một trong những thiết bị điều khiển đƣợc sử dụng rộng rãi nhất
trong công nghiệp. Khi cần giám sát và điều khiển nhiều thiết bị hơn ( xí nghiệp đã


4
đƣợc mở rộng), các PLC đƣợc phân tán và hệ thống trở nên thông minh hơn. PLC
và DCS (Distributed Control System) đƣợc sử dụng nhƣ hình 1.1 bên dƣới.
PLC / DCS

Cảm biến / Cơ
cấu chấp hành

Bus trường

Hình 1.1: Nối giữa PC với PLC hoặc DCS và các cảm biến qua bus trƣờng
Các hệ thống SCADA hiện đại đã khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm của hệ
SCADA cổ điển và có nhiều đặc tính tiên tiến nhƣ: máy tính có thể ghi và lƣu trữ
một lƣợng dữ liệu lớn, dữ liệu có thể hiển thị theo bất cứ cách nào mà ngƣời dùng
yêu cầu, hàng ngàn cảm biến trên một khu vực rộng có thể kết nối đến hệ thống,
ngƣời vận hành có thể liên kết việc mô phỏng dữ liệu kiểu thực vào hệ thống, nhiều
loại dữ liệu có thể đƣợc thu thập từ các RTU (Remote Terminal Unit), dữ liệu có thể
đƣợc xem ở bất cứ nơi nào chứ không phải chỉ ở hiện trƣờng, hệ thống đƣợc giám
sát rất trực quan và sinh động nhờ giao diện đồ họa với ngƣời sử dụng GUI
(Graphic User Interface) hay giao diện ngƣời/máy HMI (Human Machine
Interface). Phần sau sẽ đề cập chi tiết về cấu trúc, chức năng, hệ truyền thông, . .
.của các hệ thống SCADA hiện đại.
1.2 Kiến trúc phần cứng của một hệ SCADA

1.2.1 Kiến trúc hệ thống
Một hệ SCADA gồm nhiều thành phần, những thành phần cơ bản thƣờng
thấy là: các ngõ vào ra, các bộ điều khiển, giao diện ngƣời máy, các thiết bị truyền


5
thông, hệ thống mạng và phần mềm. Trên hết, thuật ngữ SCADA là để chỉ đến toàn
bộ hệ thống điều khiển trung tâm. Hệ điều khiển trung tâm thƣờng giám sát dữ liệu
từ nhiều cảm biến khác nhau, các cảm biến này có thể nằm gần hoặc xa trung tâm
điều khiển, khoảng cách này có thể là hàng kilomet.
Một hệ điều khiển và đo lƣờng công nghiệp bao gồm một trạm trung tâm hay
còn gọi là trạm chủ (Master station) hoặc đơn vị điều khiển trung tâm MTU
(Master Terminal Unit); một hoặc nhiều trạm điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa
hay gọi là đơn vị điều khiển từ xa RTU (Remote Terminal Unit); và một loạt các
phần mềm tiêu chuẩn hoặc tùy chọn đƣợc dùng để điều khiển và giám sát các dƣc
liệu từ xa. Các hệ SCADA hiện nay thƣờng chủ yếu thể hiện các tính chất của hệ
điều khiển vòng hở và thƣờng truyền thông với khoảng cách xa, tuy nhiên một vài
tính chất điều khiển vòng kín và truyền thông ở khoảng cách gần vẫn có thể xuất
hiện.
Một hệ thống SCADA hiện đại có kiến trúc hệ thống đƣợc mô tả nhƣ hình
1.2

Hình 1.2: Kiến trúc cơ bản của một hệ SCADA


6
Trong hệ thống điều khiển giám sát, các cảm biến và cơ cấu chấp hành đóng
vai trò làm giao diện giữa thiết bị điều khiển với quá trình kỹ thuật. Còn hệ thống
điều khiển giám sát đóng vai trò là giao diện giữa ngƣời và máy. Các thiết bị và các
bộ phận của hệ thống đƣợc ghép nối với nhau theo kiểu điểm – điểm (point to

point) hoặc qua mạng truyền thông. Tín hiệu thu đƣợc từ cảm biến và cơ cấu chấp
hành có thể là tín hiệu nhị phân, tín hiệu số hoặc tƣơng tự.
Nhƣ vậy, các thành phần chính trong kiến trúc của một hệ SCADA gồm:
–

Giao diện quá trình: Là giao diện giữa các thiết bị điều khiển với quá

trình kỹthuật thông qua các cảm biến, các thiết bị đo lƣờng, thiết bị chuyển đổi và
truyền động.
–

Thiết bị điều khiển tự động: Gồm các bộ điều khiển chuyên dụng, các

bộ điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller), các máy tính
PC với các phần mềm điều khiển tƣơng ứng.
–

Hệ thống điều khiển giám sát: Các thiết bị và phần mềm giao diện

ngƣời máy HMI, các trạm kỹthuật, các trạm vận hành, giám sát và điều khiển cao
cấp.
–

Hệ thống truyền thông: Có thể là truyền thông theo kiểu ghép nối

điểm-điểm hoặc bằng bus cảm biến/chấp hành, bus trƣờng, bus hệ thống.
–

Hệ thống bảo vệ: Gồm các thiết bị bảo vệ và cơ chế thực hiện chức

năng an toàn hệ thống.
Hiện nay các hệ SCADA thế hệ mới đƣợc xây dựng theo kiến trúc phân tán.
Trong kiến trúc phân tán, các máy tính điều khiển đƣợc nối mạng với nhau và với
một hoặc nhiều máy tính giám sát trung tâm qua hệ thống bus. Trong hệ SCADA
xây dựng theo kiến trúc phân tán, công suất của máy chủ đƣợc phân bố trên một số
bộ xử lý đƣợc nối cùng với nhau bằng mạng cục bộ (LAN). Trong đó mỗi bộ xử lý
có một trách nhiệm nhất định nhƣ : thu thập và xử lý, tạo hiển thị, giám sát báo
động, thiết lập báo cáo v.v… và một số bộ xử lý dùng để dự phòng. Kiến trúc phân
tán có thể mô tả nhƣ hình 1.3.


7

MTGS

MTGS

BUS HỆ THỐNG

MTĐK 1

MTĐK 2

MTĐK n

...

BUS TRƯỜNG

BUS TRƯỜNG

I /O
I /O

I /O
BUS TRƯỜNG

A

S

I /O

S

A

S

A

QUÁ TRÌNH KỸ THUẬT

Hình 1.3: Hệ SCADA có kiến trúc phân tán
Hệ SCADA thiết kế theo kiến trúc phân tán có những ƣu điểm nổi trội nhƣ
sau:
–

Thời gian lắp đặt hệ thống nhanh chóng và tiết kiệm dây dẫn do sự

thay đổi cách nối điểm – điểm bằng mạng truyền thông với hệ thống bus.
–

Cấu trúc hệ thống đơn giản nên dễ dàng chẩn đoán các lỗi và hƣ hỏng,

dễ bảo trì, bảo dƣỡng hệ thống.
–

Hiệu năng và độ tin cậy của hệ thống đƣợc nâng cao nhờ sự phân tán

chức năng xuống các cấp dƣới.
–

Hệ thống sử dụng giao diện chuẩn hóa, đảm bảo sự đồng bộ truyền

thông giữa nhiều loại thiết bị khác nhau, hệ thống đƣợc nâng cao tính năng thời gian
thƣc và tốc độ truyền cũng cao hơn.
–

Độ linh hoạt cao hơn, dễ dàng mở rộng, phát triển hệ thống và kết nối

với hệ thống thông tin ở cấp trên.


8
1.2.2 Các thành phần cơ bản của một hệ SCADA
Một hệ thống SCADA bao gồm một số các thiết bị đầu cuối từ xa RTUs
(remote terminal units) thu thập các dữ liệu trƣờng và gửi các dữ liệu đó trở về trạm
chủ MTU thông qua một hệ thống truyền thông. Trạm chủ sẽ hiển thị các dữ liệu đã
đƣợc thu thập và cho phép ngƣời vận hành thực hiện các nhiệm vụ điều khiển từ xa.

Sự chính xác và kịp thời của dữ liệu cho phép hoạt động của xí nghiệp và
dây chuyền trở nên tối ƣu. Những lợi ích khác bao gồm hoạt động của xí nghiệp,
dây chuyền sẽ hiệu quả hơn, đáng tin cậy hơn, và quan trọng nhất là an toàn hơn.
Nếu không kể đến các thiết bị trƣờng thì các thành phần cơ bản của một hệ
SCADA có thể đƣợc mô tả nhƣ hình 1.4.

Hình 1.4: Các thành phần cơ bản của một hệ SCADA
(Nguồn : Bài giảng “Supervisory control and Data acquisition” (2008)
– Trƣơng Đình Châu)
Nhƣ vậy, những phần tử chính của hệ thống SCADA bao gồm: ngƣời vận
hành (operator), các thiết bị đầu cuối chính MTU (Master Terminal Unit), hệ thống
truyền thông liên lạc CS (Communication System)và các thiết bị đầu cuối ở xa RTU
(Remote Terminal Unit).
-

Các trạm chủ MTU (Master Terminal Unit): MTU đƣợc xem là trung

tâm điều phối, thực hiện công việc xữ lý dữ liệu và điều khiển ở mức cao ở chế độ


9
thời gian thực mềm. Một trong những chức năng cơ bản của MTU là cung cấp giao
diện giữa con ngƣời – quan sát viên với hệ thống. MTU có thể bằng những dạng
khác nhau, từ một máy tính đơn lẽ với các thiết bị cũ cho đến hệ thống máy tính lớn
bao gồm các Server và Client. Trong một hệ SCADA, MTU có nhiệm vụ là khởi
động tất cả các công việc: truyền thông liên lạc, thu thập dữ liệu, lƣu trữ thông tin,
gửi thông tin đến các hệ thống khác, và giao tiếp với ngƣời điều hành. MTU khởi
động ảo tất cả các truyền thông bằng lập trình giữa nó và con ngƣời. Hầu hết tất cả
các truyền thông đƣợc thực hiện bởi MTU. MTU cũng liên lạc với các thiết bị ngoại
vi khác nhƣ: monitor, máy in hoặc các hệ thống thông tin khác. Thành phần giao

tiếp cơ bản với ngƣời điều hành là màn hình giao diện ngƣời/ máy HMI mà trong đó
hiển thị các lƣu đồ công nghệ, hình ảnh máy móc, các đồ thị, các cửa sổ báo động, .
. . Khi dữ liệu đến thay đổi thì màn hình đƣợc cập nhật. Hình 1.5 biểu diễn các
thành phần nhập xuất của MTU.
Tín hiệu đến các thiết bị khác

Tín hiệu từ RTU

MTU

Tín hiệu đến RTU

Tín hiệu từ người vận hành
Hình 1.5: Các thành phần nhập xuất của MTU
-

Các trạm từ xa RTU (Remote Terminal Unit): Một RTU là một đơn

vị điều khiển và thu thập dữ liệu độc lập, thông thƣờng xây dựng dựa trên một vi xử
lý giám sát và điều khiển các thiết bị ở các vị trí xa từ trạm trung tâm. Nhiệm vụ
chính của RTU là điều khiển và thu thập dữ liệu từ các thiết bị của quy trình ở xa và
truyền dữ liệu này trở về trạm trung tâm. RTU cũng có khả năng nhận biết đƣợc cấu


10
hình và chƣơng trình điều khiển của nó đƣợc tải về từ một số trạm trung tâm. Đó là
khả năng đƣợc cấu hình một cách cục bộ bởi một vài đơn vị lập trình RTU. Mặc dù
các RTU thƣờng truyền thông về một số trạm trung tâm nhƣng nó vẫn có khả năng
truyền thông theo kiểu ngang quyền (peer-to-peer)với các RTU khác.
Các RTU kích cỡ nhỏ thƣờng có ít hơn 10 đến 20 tín hiệu tƣơng tự và số, các

RTU cỡ trung bình thƣờng có từ 100 ngõ vào số và 30 đến 40 ngõ vào tƣơng tự.
Các RTU có sức chứa lớn hơn có thể đƣợc xếp vào loại lớn. Cấu hình một RTU
điển hình đƣợc chỉ ra trong hình 1.6 bên dƣới.
Bộ thu / phát
tín hiệu
Radio

MODEM

RTU
Bus trung tâm

Nguồn
cấp

Trạm vận hành

Bộ xử lý
trung tâm

Bộ nhớ

Bộ nhớ

Kênh ngõ
vào tƣơng
tự

Kênh ngõ
ra tƣơng

tự

Kênh ngõ
vào số

Kênh ngõ
ra số

Bộ điều khiển PLC

Hình 1.6: Cấu hình của một RTU điển hình
Nhìn vào hình trên, ta thấy các mô đun phần cứng RTU điển hình bao gồm:
Bộ nhớ xử lý điều khiển và liên kết, các ngõ vào tƣơng tự, các ngõ ra tƣơng tự, các


11
ngõ vào bộ đếm, các ngõ vào số, các ngõ ra số, các giao diện truyền thông, nguồn
cấp, vỏ bọc và các thanh gắn RTU.
RTU thu thập thông tin ở xa từ nhiều thiết bị nhập nhƣ các valve, bơm, báo
động (alarm), đồng hồ đo (meter)…Chủ yếu dữ liệu dạng analog (số thực), digital
(on/off), hoặc dữ liệu xung (nhƣ đếm số vòng xung của các meter). Nhiều RTU giữ
thông tin thu thập đƣợc trong bộ nhớ và đợi yêu cầu từ MTU để truyền dữ liệu. Các
RTU hiện đại hơn có các máy vi tính và các PLCs nên có thể điều khiển trực tiếp
qua địa điểm từ xa không cần định hƣớng của MTU. Hình 1.7 sau mô tả các thành
phần xuất nhập của RTU:
Tín hiệu đến thiết bị khác

.

Tín hiệu từ MTU

RTU

Tín hiệu đến MTU

Tín hiệu từ các thiết bị khác

Hình 1.7: Các thành phần xuất nhập của RTU
-

Hệ thống truyền thông CS (Communication System): Hệ thống truyền

thông (kênh liên kết) là môi trƣờng cần thiết để truyền dữ liệu từ các địa điểm ở nơi
xa từ RTU đến MTU và truyền tín hiệu điều khiển đến RTU. Hệ thống truyền thông
cung cấp một đƣờng truyền để truyền thông giữa trạm chủ và các vị trí ở xa. Hệ
thống truyền thông này có thể là dây dẫn, cáp quang, sóng vô tuyến, đƣơng dây điện
thoại, vi sóng và thậm chí có thể là vệ tinh. Trong hệ thống truyền thông, các giao
thức cụ thể và hệ thống phát hiện lỗi đƣợc sử dụng để việc tryền dữ liệu đƣợc hiệu
quả và thuận lợi.


12

-

Vai trò của ngƣời vận hành (operator) trong hệ SCADA: Trong hệ

SCADA, ngƣời vận hành thực hiện các chức năng khá quan trọng. Để vận hành hệ
thống hoạt động đúng, ổn định, nhịp nhàng, ngƣời vận hành cần phải hiểu biết về hệ
thống và kỹ thuật. Ngƣời vận hành là ngƣời gán các thao tác điều khiển, các thông

số ban đầu hoặc thay đổi các thông số quá trình khi cần thiết để hệ thống có thể hoạt
động. Ngƣời vận hành cũng là ngƣời dự kiến các thao tác cần thiết và lập chƣơng
trình cho các bƣớc thực hiện tiếp theo của hệ thống. Khi hệ thống xảy ra sự cố,
ngƣời vận hành có vai trò can thiệp vào quá trình để giải quyết sự cố đó. Qua quá
trình làm việc, ngƣời vận hành sẽ thu nhận những kinh nghiệm về hệ thống, những
kinh nghiệm này rất cần thiết trong việc sửa chữa, cải tiến, mở rộng hệ thống.
1.3 Phần mềm của hệ SCADA :
Trong các hệ SCADA cổ điển, ngƣời ta thƣờng chú trọng đến phần cứng và
các thiế t bị truyền thông, nhƣng trong các hệ SCADA hiện đại ngày nay, phần mềm
có vai trò rất quan trọng. Việc coi phần mềm là trọng tâm đã trở thành xu hƣớng,
quan điểm mới về các hệ SCADA.
Phần mềm SCADA có thể đƣợc chia làm 2 loại, loại độc quyền và loại mở.
Các công ty thƣờng phát triển phần mềm độc quyền để truyền thông với các hệ
thống phần cứng của họ. Loại hệ thống phần mềm mở đƣợc ƣa chuộng hơn do tính
tƣơng thích mà nó mạng lại cho hệ thống. Một phần mềm đƣợc coi là có tính năng
mở khi nó có những tính năng nhƣ: có khả năng tƣơng tác, hợp tác giữa các thành
phần của một hệ thống và giữa các hệ thống với nhau; có khả năng thay thế, mở
rộng hệ thống bởi các sản phẩm do chính bản thân ngƣời sử dụng lựa chọn; có thể
chuẩn hóa các giao diện quá trình (OPC là một ví dụ tiêu biểu); có khả năng kết hợp
các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau trong cùng một hệ thống.
Hiện nay, trên thị trƣờng có nhiều gói phần mềm mở, Citect và WonderWare
chỉ là hai trong các gói phần mềm mở có sẵn trong thị trƣờng hệ thống SCADA.
Bảng 1.1 sau đây liệt kê một vài phần mềm SCADA trên thế giới.


13
Bảng 1.1: Các phần mềm SCADA trên thế giới

(Nguồn : Bài giảng “Supervisory control and Data acquisition” (2008)
– Trƣơng Đình Châu)

Các phần mềm SCADA có những đặc trƣng chính bao gồm: Giao diện ngƣời
dùng, các hình ảnh đồ họa hiển thị trên màn hình giao diện ngƣời – máy, các báo
động, các sơ đồ và biểu đồ, giao diện RTU (và PLC), truy xuất dữ liệu, cơ sở dữ
liệu, nối mạng, cơ chế dự phòng, . . .
Các đặc trƣng của một phần mềm SCADA có thể mô tả nhƣ trong hình 1.8.

Hình 1.8: Cấu trúc phần mềm SCADA


14
* Cơ sở dữ liệu:
Trong các đặc trƣng của phần mềm SCADA, ta thấy cơ sở dữ liệu giữ vai trò
trung tâm. Trong hệ SCADA, dữ liệu đƣợc lƣu trữ không những là dữ liệu đo đạc từ
xa, đƣợc tính toán mà còn có các thông số về các sự kiện và các cảnh báo. Những
dữ liệu mà cơ sở dữ liệu của một hệ SCADA lƣu trữ gồm: dữ liệu quá trình, dữ liệu
tình trạng hệ thống, dữ liệu quá khứ, dữ liệu cảnh bảo, dữ liệu vận hành.
Cơ sở dữ liệu trong các hệ SCADA thƣờng có các chế độ bảo mật đặc biệt.
mục đích của việc bảo mật là nhằm hạn chế và kiểm soát các quyền trong những
việc nhƣ: sửa đổi chƣơng trình và chẩn đoán hệ thống, truy nhập màn hình, truy
nhập dữ liệu, điều khiển hệ thống, xác nhận và xóa các cảnh báo, . . .Các chế độ bảo
mật thƣờng đƣợc chia theo nhiều tiêu chí. Việc chia này có thể hiểu nhƣ phân quyền
truy nhập hệ thống. việc phân quyền có thể là theo trạm vận hành hoặc trạm kỹ
thuật, theo ngƣời hoặc nhóm ngời sử dụng, theo từng phân đoạn của hệ thống, theo
từng trang màn hình, . . . Các biện pháp bảo mật có thể là biện pháp phần cứng hoặc
biện pháp phần mềm. Đối với biện pháp phần cứng, ngƣời ta thƣờng sử dụng các
khóa an toàn, còn đối với phần mềm, ngƣời ta thƣờng dùng các tên đăng nhập kèm
với mật khẩu.
* Giao diện người-máy:
Trên các giao diện người-máy người ta thường xây dựng các sơ đồ khối, các
lưu đồ công nghệ, các giao diện máy móc, . . . nhằm hiển thị tình trạng các thiết bị,

máy móc, hiển thị các giá trị quá trình, các hình ảnh động minh họa, các phím điều
khiển, . . . Ngoài ra, trên giao diện người-máy còn có các đồ thị thời gian thực, đò
thị quá khứ, các cửa sổ báo động, cửa sổ chỉ dẫn, . . .
* Chức năng cảnh báo/báo động:
Chức năng cảnh báo báo động là một chức năng trọng tâm của hệ SCADA.
Chức năng này được xây dựng nhằm phát hiện các cảnh báo, các báo động và hiển
thị cho người vận hành biết để can thiệp, nhằm đảm bảo sự hoạt động đúng và tính
an toàn của hệ thống. Các cảnh báo, báo động thường được sắp xếp theo mức ưu
tiên, tính cấp thiết của báo động, theo thời gian xảy ra báo động, theo loại cảnh báo,


15
báo động . . . Các cảnh báo báo động thường được hiển thị với các màu sắc nổi trội
khác nhau và các hiệu ứng nhấp nháy, các âm thanh báo động dừng kèm để cảnh
báo đến con người.
1.4 Chức năng cơ bản của hệ SCADA
1.4.1 Mô hình phân cấp chức năng của SCADA:
Để hiểu rõ về chức năng của một hệ SCADA, ngƣời ta thƣờng chia toàn bộ
hệ thống điều khiển giám sát thành các cấp chức năng nhƣ hình minh họa 1.9 bên
dƣới.

Hình 1.9: Mô hình phân cấp chức năng của hệ SCADA
Với loại mô hình này, các chức năng đƣợc phân thành nhiều cấp khác nhau,
từ dƣới lên trên. Càng ở những cấp dƣới thì các chức năng càng mang tính cơ bản
hơn, đòi hỏi yêu cầu cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một chức năng
ở cấp trên đƣợc thực hiện dựa trên các chức năng ở cấp dƣới nhƣng ngƣợc lại lƣợng
thông tin cần trao đổi và xử lý của cấp trên lại lớn hơn nhiều.
Việc phân cấp chức năng sẽ tiện lợi cho việc thiết kế hệ thống và lựa chọn
thiết bị. tùy thuộc vào mức độ tự động hóa và cấu trúc hệ thống cụ thể mà ta có mô
hình phân cấp chức năng khác nahu. Trong đó, chức năng của từng cấp nhƣ sau:

16
–

Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lƣờng,

dẫn động và chuyển đổi tín hiệu trong trƣờng hợp cần thiết. Thực tế, đa số các thiết
bị cảm biến hay chấp hành cũng có phần điều khiển riêng cho việc thực hiện đo
lƣờng/truyền động đƣợc chính xác và nhanh nhạy. Các thiết bị thông minh (có bộ vi
xử lý riêng) cũng có thể đảm nhận việc xử lý và chuẩn bị thông tin trƣớc khi đƣa lên
cấp trên điều khiển.
–

Cấp điều khiển: Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin

từ các bộ cảm biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền
đạt lại kết quả xuống các bộ chấp hành. Máy tính đảm nhận việc theo dõi các công
cụ đo lƣờng, tự thực hiện các thao tác nhƣ ấn nút mở/đóng van, điều khiển cần gạt,
núm xoay, đặc tính nổi bật của cấp điều khiển là xử lý thông tin. Cấp điều khiển và
cấp chấp hành hay đƣợc gọi chung là cấp trƣờng (Field level) chính vì các bộ điều
khiển, cảm biến và chấp hành đƣợc cài đặt trực tiếp tại hiện trƣờng gần kề với hệ
thống kỹ thuật.
–

Cấp điều khiển giám sát: Có chức năng giám sát và vận hành một quá

trình kỹ thuật, có nhiệm vụ hỗ trợ ngƣời sử dụng trong việc cài đặt ứng dụng, thao
tác theo dõi, giám sát vận hành và xử lý nhành tình huống bất thƣờng. Ngoài ra
trong một số trƣờng hợp, cấp này còn thực hiện các bài toán điều khiển cao cấp nhƣ

điều khiển phối hợp, điều khiển trình tự và điều khiển theo công thức. Việc thực
hiện các chức năng ở cấp điều khiển và giám sát thƣờng không đòi hỏi phƣơng tiện,
thiết bị phần cứng đặc biệt ngoài máy tính thông thƣờng.
–

Cấp điều hành sản xuất và quản lý công ty: Thông thƣờng ngƣời ta

chỉ coi ba cấp dƣới thuộc phạm vi của một hệ thống điều khiển và giám sát. Tuy
nhiên, hai cấp trên cùng (quản lý công ty và điều hành sản xuất) sẽ giúp ta hiểu
thêm một mô hình lý tƣởng cho cấu trúc chức năng tổng thể cho các công ty sản
xuất công nghiệp. Gần đây, do nhu cầu tự động hóa tổng thể kể cả ở các cấp điều
hành sản xuất và quản lý công ty, việc tích hợp hệ thống và loại bỏ các cấp trung
gian không cần thiết trong mô hình chức năng trở nên cần thiết. Cũng vì thế, ranh
giới giữa cấp điều hành sản xuất và quản lý công ty nhiều khi không rõ ràng, hình


17
thành xu hƣớng hội nhập hai cấp này thành một cấp duy nhất gọi chung là cấp điều
hành.
1.4.2 Các dịch vụ được cung cấp từ hệ SCADA:
Nhìn chung, mỗi hệ SCADA thƣờng cung cấp những dịch vụ sau:
–

Thứ nhất là thu thập từ xa các số liệu về sản xuất và tổ chức việc lƣu

giữ trong nhiều loại cơ sở dữ liệu khác nhau.
–

Thứ hai là dùng các dữ liệu trên để cung cấp dịch vụ về phân tích,

giám sát hệ sản xuất. Việc theo dõi, giám sát chủ yếu là do máy tính thực hiện, con
ngƣời chỉ đóng vai trò phụ. Vai trò giám sát của con ngƣời chỉ thật sự quan trọng
khi hệ thống xảy ra những biến cố lớn, nguy hiểm đến hệ thống sản xuất. Những
trục trặc nhỏ hay những sai lệch thƣờng xuyên gặp phải sẽ đƣa những cảnh báo đến
con ngƣời và thƣờng đƣợc máy tính sửa chữa theo chƣơng trình đƣợc cài sẵn.
–

Thứ ba là hiển thị báo cáo tổng kết về quá trình sản xuất. Khi nhận

biết đƣợc những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ phận cảm biến gửi
về, máy tính sẽ phân tích những tín hiệu đó và so sánh với những tín hiệu chuẩn,
với những tín hiệu yêu cầu từ các tập tin về cấu hình hoạt động của hệ thống sản
xuất, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm, quy trình sản xuất, các thông số công
nghệ của các máy công tác(dữ liệu tham khảo). Sau khi thực hiện so sánh, máy tính
thông báo cho ngƣời giám sát biết đƣợc các thông tin về tiến trình hoạt động sản
xuất, các thông số kỹ thuật ,số lƣợng sản phẩm… Các thông báo này thƣờng đƣợc
trình bày dƣới dạng các trang màn hình, trang đồ thị, trang sự kiện, trang báo động,
trang báo cáo sản xuất, . . .
–

Thứ tƣ là kểm tra và đảm bảo chất lƣợng sản phẩm: Nhờ các thiết bị

cảm ứng, các thiết bị đo lƣờng đƣợc gắn trên máy mà ta có thể đo, kiểm tra sản
phẩm, loại bỏ các phế phẩm, nhờ đó mà chất lƣợng sản xuất đƣợc nâng cao và giảm
bớt chi phí sản xuất và kịp thời phát hiện, báo động những biến cố xảy ra
–

Thứ năm là điều khiển từ xa quá trình sản xuất. Ngoài các chức năng

truyền thống là so sánh để điều khiển cơ cấu tác động, ta còn có thể cho hệ thống

hoạt động theo một chƣơng trình đã lập từ trƣớc. Nhờ có bộ vi xử lý, ta có thể lập


18
trình cho hệ thống hoạt động theo những chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc
chƣơng trình và xuất tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu hoạt động theo chƣơng trình
. Việc thay đổi chu trình hoạt động của máy tính hay thay đổi kích thƣớc mẫu mã
sản phẩm chỉ là việc thay đổi chƣơng trình.
–

Thứ sáu là thực hiện các dịch vụ về truyền số liệu trong hệ và ra ngoài

Hệ SCADA cho phép kết nối, trao đổi cơ sở dữ liệu với các hệ thống SCADA
tƣơng tự khác trên một mạng TCP/IP (Transfer Control

Protocol/Intenet

Protocol), cho phép máy tính đƣợc ghép mạng Internet sang máy tính khác). Điều
này cho phép các hệ thống có thể truy xuất dữ liệu cũng nhƣ xuất ra tín hiệu điều
khiển lẫn nhau. Hệ thống SCADA còn có khả năng liên kết với các hệ thống thƣơng
mại có cấp độ cao hơn, cho phép đọc /viết theo cơ sở dữ liệu chuẩn ODBC nhƣ
Oracle , Access , Microsoft SQL…
1.5 Giới thiệu hệ SCADA trên nền web
SCADA là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Những hệ thống
này vừa thu thập dữ liệu vừa điều khiển các thiết bị từ xa. Tất cả các dữ liệu sẽ đƣợc
truyền đến giao diện ngƣời máy HMI để hiển thị. HMI đƣợc dùng để hiển thị các
dây chuyền hay sơ đồ của các vị trí ở xa, các báo động, bật các đồ thị, các báo cáo
và để điều khiển các thiết bị.
Ngày nay, internet đã trở thành một kênh truyền thông quan trọng để trao đổi
dữ liệu, điều này dẫn đến nhu cầu về một hệ SCADA trên nền web cho phép ngƣời

dùng có thể truy cập từ xa để có đƣợc các dữ liệu thời gian thực của dây chuyền sản
xuất. Hệ SCADA khi đƣợc tích hợp với công nghệ Web tạo thành hệ SCADA trên
nền web. Trong đó, mỗi máy khách kết nối vào mạng đều có thể truy cập vào hệ
SCADA bằng một trình duyệt web nào đó. Trình duyệt web có thể đƣợc sử dụng để
vào hệ SCADA xem và sử dụng các tính năng của nó. Máy chủ SCADA có thể gửi
thƣ điện tử hoặc các thông báo, báo cáo đến những ngƣời dùng đặc biệt. Không cần
cài đặt phần mềm, không cần mua máy chủ, không cần đến kỹ sƣ để đƣa hệ thống
vào hoạt động, ngƣời dùng chỉ cần một trình duyệt web và một kết nối mạng
internet là đủ. Hệ SCADA trên nền web cho phép ngƣời dùng cấu hình và giám sát


19
hệ thống sản xuất thông qua mạng internet. Qua đó, ngƣời dùng không chỉ xem
đƣợc điều gì đang xảy ra cho hệ thống mà còn có thể thao tác với hệ thống giống
nhƣ đang ngồi ngay tại hiện trƣờng vậy. Cụ thể là ngƣời dùng có thể thực hiện
những thao tác nhƣ :
–

Khởi động và dừng hệ thống.

–

Reset lại các báo động

–

Bật tắt các động cơ.

–

Chuyển các động cơ từ chế độ tự động sang chế độ tay.

Cấu hình của SCADA trên nền web cho phép ngƣời dùng dễ dàng xây dựng
và nhân bản các trạm điều khiển từ xa chỉ trong khoảng thời gian rất ngắn so với
SCADA truyền thống. Do đó, SCADA trên nền web là giải pháp tiết kiệm nhất cho
những ngƣời sở hữu hệ thống SCADA.
Hiện tại có một vài cấu trúc SCADA trên nền web nhƣ sau :
–

Cấu trúc đầu tiên là PLC với một web server đƣợc nhúng trực tiếp

trong đó. Loại thiết bị này phù hợp cho những hệ thống độc lập mà không cần một
bộ điều khiển lớn nhƣng lại cần truy xuất từ xa qua mạng Internet. PLC đƣợc kết
nối trực tiếp với mạng Internet và có trang web đƣợc cấu hình trƣớc và đƣợc lƣu
trong web server nhúng trong nó. Trang web này sau đó sẽ đƣợc truy cập bởi ngƣời
dùng thông qua một trình duyệt web chuẩn nào đó. Những loại PLC này chỉ phù
hợp với các ứng dụng nhỏ, nó không đƣợc sử dụng cho những hệ thống lớn hơn do
sự hạn chế và thiếu linh hoạt trong việc cấu hình trang web.
–

Kiến trúc cao hơn loại PLC có nhúng sẵn web server là hệ thống trên

nền web đƣợc mô tả nhƣ là một hệ máy chủ SCADA. Với hệ thống này, một công
ty sẽ thuê lại một nhà cung cấp dịch vụ SCADA. Nhà cung cấp này sẽ cung cấp
việc truyền dữ liệu thông qua mạng Internet giữa máy khách và web server của
chính họ. Web server này sẽ làm tất cả các việc nhƣ xử lý dữ liệu và hiển thị giao
diện đồ họa HMI cho ngƣời dùng khi họ truy cập bằng trình duyệt web.


20

Hình 1.10 : Cấu trúc hệ SCADA trên nền web
(Nguồn : Cipher for Internet-based Supervisory Control and Data Acquisition
Architecture, Martin Drahansky and Maricel Balitanas)
Hệ SCADA trên nền web có những vấn đề phát sinh so với hệ SCADA
truyền thống. Những vấn đề này phải đƣợc xác định ngay từ khi mới thiết kế hệ
thống. Có những vấn đề có thể đƣợc giải quyết bằng cách lựa chọn công nghệ và
phƣơng pháp thiết kế, nhƣng có những vấn đề khác gần nhƣ là thuộc tính tự nhiên
của mạng Internet. Những vấn đề thuộc về thuộc tính tự nhiên của mạng chỉ có thể
hạn chế bớt trong một vài tình huống nhƣng không thể giải quyết một cách hoàn
toàn.
Truyền dẫn dữ liệu tiềm ẩn nhiều nguy cơ không thể đoán trƣớc đƣợc, và do
đó cần phải có các biện pháp giảm bớt những nguy cơ này để đạt đƣợc hiệu suất
truyền chấp nhận đƣợc. Mạng internet chia sẻ tài nguyên cho rất nhiều ngƣời dùng
cùng một lúc. Khi số lƣợng truy cập cùng lúc gia tăng thì tốc độ truyền dữ liệu sẽ bị
giảm bớt. Đây là vấn đề không mong muốn trong một hệ thống đƣợc thiết kế để
truyền dữ liệu thời gian thực. Nhƣng ngay cả khi hệ thống đã đƣợc thiết kế rất cẩn
thận thì lỗi này vẫn có thể xảy ra khi số dữ liệu đƣợc truyền đi tăng lên.
Bảo mật là một vấn đề khác liên quan đến sử dụng hệ SCADA trên nền web.
Việc tồn tại những ngƣời dùng không mong muốn làm gia tăng số lƣợng truy cập


21
vào các thông tin nhạy cảm của hệ SCADA cũng nhƣ làm gia tăng lƣợng truy cập
thực tế vào điều khiển hệ SCADA. Nguy cơ xuất hiện điều này có thể giảm bớt
bằng cách thực hiện các biện pháp bảo mật hợp lý nhƣ tƣờng lửa, mật mã, giấy
chứng nhận số, . . . Việc sử dụng giao thức HTTPS (secure hypertext transfer
protocol) cũng có thể đƣợc sử dụng để bảo mật khi truyền dữ liệu trên Internet.

22

CHƢƠNG 2 : TRUYỀN THÔNG QUA MẠNG INTERNET
2.1 Tổng quan về mạng Internet :
2.1.1 Thế nào là một mạng ?
Một mạng là một nhóm các thiết bị đƣợc kết nối vật lý với nhau nhằm mục
đích là chia sẻ thông tin, các tài nguyên và một môi trƣờng truyền dẫn chung. Một
mạng thƣờng có những thành phần căn bản nhƣ: các máy tính, máy in, các card giao
diện mạng, các driver phần mềm hỗ trợ mạng, các cáp nối mạng, các giao thức
mạng. Hình 2.1minh họa các thành phần cơ bản của một mạng.

Hình 2.1: Một mạng cơ bản
* Các loại mạng cơ bản: Trong mạng truyên thông công nghiệp, có những
loại mạng cơ bản sau đây:
–

Mạng chủ / tớ (master / slave): Đặc điểm của các mạng chủ / tớ là:

điều khiển và giám sát tập trung, xử lý thông tin tập trung, hỏi tuần tự các trạm.


23

Hình 2.2: Mô hình mạng chủ / tớ
–

Mạng ngang hàng (peer to peer): Đặc điểm của các mạng ngang hàng

là:giám sát phân tán, xử lý thông tin độc lập, môi trƣờng truyền dẫn đƣợc phân chia.

Hình 2.3: mô hình mạng ngang hàng
–

Mạng chủ / khách (Client / Server): mạng giám sát phân tán, dòng

thông tin đƣợc điều khiển, xử lý thông tin độc lập, môi trƣờng truyền dẫn đƣợc
phân chia.

Hình 2.4: Mô hình mạng chủ / khách


24
2.1.2 Mạng internet là gì ?
Internet là một hệ thống các mạng các máy tính trên toàn cầu đƣợc liên kết
với nhau để trao đổi, tƣơng tác thông tin qua lại với nhau trên phạm vi toàn thế giới.
Hệ thống internet truyền thông tin theo một giao thức liên mạng đã đƣợc chuẩn hóa
(giao thức TCP/IP). Hệ thống mạng internet bao gồm hàng ngàn mạng máy tính
nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trƣờng đại học, của
ngƣời dùng cá nhân và các chính phủ trên toàn cầu
Mạng Internet mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho ngƣời sử dụng, một
trong các tiện ích phổ thông của Internet là hệ thống thƣ điện tử (email), trò chuyện
trực tuyến (chat), công cụ tìm kiếm (search engine), các dịch vụ thƣơng mại và
chuyển ngân và các dịch vụ về y tế giáo dục nhƣ là chữa bệnh từ xa hoặc tổ chức
các lớp học ảo. Chúng cung cấp một khối lƣợng thông tin và dịch vụ khổng lồ trên
Internet.
Nguồn thông tin khổng lồ kèm theo các dịch vụ tƣơng ứng chính là hệ thống
các trang Web liên kết với nhau và các tài liệu khác trong WWW (World Wide
Web). Worl Wide Web hay Web là một tập hợp các tài liệu liên kết với nhau bằng
các siêu liên kết (hyperlink) và các địa chỉ URL và nó có thể đƣợc truy nhập bằng
cách sử dụng Internet thông qua một trình duyệt web. Đặc biệt trong thập kỷ đầu

của thế kỷ 21 nhờ sự phát triển của các trình duyệt web và hệ quản trị nội dung
nguồn mở đã khiến cho website trở nên phổ biến hơn, thế hệ web 2.0 cũng góp phần
đẩy cuộc cách mạng web lên cao trào, biến web trở thành một dạng phần mềm trực
tuyến hay phần mềm nhƣ một dịch vụ. Các cách thức thông thƣờng để truy cập
Internet là quay số, băng rộng, không dây, vệ tinh và qua điện thoại cầm tay.
Về mặt cấu trúc, mạng internet là một mạng liên kết các mạng con với nhau,
để liên kết đƣợc các mạng này thì đòi hỏi các mạng con này phải đƣợc kết nối với
nhau về mặt vật lý và chúng phải bắt tay với nhau về giao thức truyền tin. Chính vì
vậy mà giữa các mạng con phải có các dây cáp nối, các cổng nối internet (Gateway)
và các bộ định tuyến (Router).


25

ROUTER
NETWORK 1

NETWORK 2

Hình 2.5 : Cấu trúc mạng internet đơn giản
Khi kết nối đã trở nên phức tạp hơn, các máy gateway cần phải biết về sơ đồ
kiến trúc của các mạng kết nối. Ví dụ trong hình 2.6 cho thấy nhiều mạng đƣợc kết
nối bằng 2 router.
ROUTER 1
NETWORK 1

ROUTER 2
NETWORK 2

NETWORK 3

Hình 2.6 Mạng internet kết nối bằng 2 router
Nhƣ vậy, router1 phải chuyển tất cả các gói thông tin đến một máy nằm ở
mạng network 2 hoặc network 3 các máy trong mạng network 2 hoặc network
3. Với kích thƣớc lớn nhƣ mạng internet, việc các router làm sao có thể quyết
định về việc chuyển các gói thông tin cho các máy nằm trong các mạng sẽ trở nên
phức tạp hơn. Để các router có thể thực hiện đƣợc công việc chuyển một số lớn các
gói thông tin thuộc
các mạng khác nhau ngƣời ta đề ra quy tắc là: các router chuyển các gói thông tin
dựa trên địa chỉ mạng của nơi đến, chứ không phải dựa trên địa chỉ mạng của máy
nhận. Nhƣ vậy, dựa trên địa chỉ mạng nên tổng số thông tin mà router phải lƣu trữ
về sơ đồ kiến trúc mạng sẽ tuân theo số mạng trên internet chứ không phải là số
máy trên internet. Trên internet, tất cả các mạng đều có quyền bình đẳng cho
dù chúng có tổ chức hay số lƣợng máy rất chênh lệch nhau. Giao thức TCP/IP
của internet hoạt động tuân theo quan điểm là tất các các mạng con trong
Internet như là Ethernet, một mạng diện rộng như NSFNET hay một liên kết
điểm-điểm giữa hai máy duy nhất đều được coi như là một mạng. Điều này xuất
phát từ quan điểm đầu tiên khi thiết kế giao thức TCP/IP là để có thể liên kết giữa