Category Archives: TIN TỨC

Dịch vụ mô phỏng và lập trình Offline của chúng tôi giúp giảm thời gian lắp đặt, vận hành và khởi động chạy hệ thống

Thiết kế hệ thống SCADA cho quy trình sản xuất

Thiết kế, Lập trình, Lắp đặt hệ thống gia nhiệt  dùng SCR 3 Pha

Mạng truyền thông công nghiệp là gì?

Mạng truyền thông công nghiệp là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để ghép nối các thiết bị công nghiệp.

Các hệ thống truyền thông công nghiệp phố biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau, từ các cảm biến, cơ cấu chấp hành dưới cấp trường cho đến các máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát và máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý công ty.

Các cơ chế điều khiển quan trọng được sử dụng trong linh vực tự động hóa công nghệ bao gồm:

-Bộ điều khiển kogic lập trình (PCL).

-Hệ thống điều khiển phân tán (DCS).

-Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA).

Tất cả các yếu tố này liên quan đến các thiết bị hiện trường, thiết bị thông minh, PC điều khiển giám sát, bộ điều khiển I/O phân tán và bộ hiển thị HMI.

Để có thể kết nối và cho phép giao tiếp giữa các thiết bị này, cần có một mạng lưới hoặc sơ đồ truyền thông mạnh mẽ và hiệu quả hơn. Chúng khác biệt khá nhiều so với các mạng doanh nghiệp truyền thống. Các mạng truyền thông công nghiệp này tạo thành một đường dẫn liên lạc giữa các thiết bị hiện trường, bộ điều khiển và PC.

Các Mạng truyền thông trong công nghiệp hiện nay

1: Mạng truyền thông công nghiệp Modbus

Modbus là một giao thức hệ thống mở có thể chạy trên nhiều lớp vật lý. Nó là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp.

Đây là một kỹ thuật giao tiếp nối tiếp cung cấp mối quan hệ chủ/tớ để giao tiếp giữa các thiết bị được kết nối trên mạng. Nó có thể được thực hiện trên bất kỳ cáp truyền dẫn nào, nhưng được sử dụng phổ biến nhất với 2 loại cáp:RS232 và RS485.

Modbus nối tiếp với RS232 hoặc RS485 (dưới dạng các lớp vật lý) tạo điều kiện kết nối các thiết bị trên mạng Modbus với bộ điều khiển (như PLC). Nó có thể giao tiếp giữa một chủ và lên tới 247 tớ với tốc độ truyền dữ liệu là 19,2 kbits/s.

Một phiên bản mới hơn của Modbus RCP/IP sử dụng Ethernet làm lớp vật lý tạo điều kiện trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong các mạng khác nhau. Nó không phân biệt loại mạng, luôn tạo điều kiện cho một phương thức truy cập và kiểm soát một thiết bị này bằng một thiết bị khác.

2: Mạng truyền thông công nghiệp Profibus

Profibus là một trong những mạng truyền thông mở nổi tiếng và

được triển khai rộng rãi. Các mạng này chủ yếu được sử dụng trong các lình vực tự động hóa quá trình và tự động hóa nhà máy. Nó phù hợp nhất cho các nhiệm vụ giao tiếp phức tạp và các ứng dụng quan trọng về thời gian.

Profibus có 3 phiên bản khác nhau là:

• PROFIBUS DP: là bus cấp thiết bị hỗ trợ cả tín hiệu tương tự và tín hiệu phân tán. PROFIBUS DP được sử dụng rộng rãi cho các đối tượng như hệ thống I/O, điều khiển động cơ và biến tần. Profibus DP truyền thông với tốc độ từ 9,6 Kbp -12 Mbp trong phạm vi từ 100-1200m. Nó là PROFIBUS hoạt động trên giao diện RS485 chuẩn và đã được bổ sung một số đặc điểm để phù hợp với các ứng dụng quá trình như đọc/ghi dữ liệu quá trình không theo chu kì, truyền trạng thái thiết bị, cấp nguồn trên bus và an toàn nội tại. PROFIBUS DP được thiết kế để truyền dữ liệu tốc độ cao tại cấp thiết bị. Trong trường hợp này, các bộ điều khiển trung tâm (PLC, PC) giao tiếp với các thiết bị hiện trường phân tán của chúng (I/O, drive, van…) qua một liên kết nối tiếp tốc độ cao. Hầu hết quá trình truyền dữ liệu với các thiết bị phân tán này được thực hiện theo chu kì.
• PROFIBUS PA: là một fieldbus có chức năng toàn diện thường được sử dụng cho thiết bị cấp quá trình. PROFIBUS PA truyền thông với tốc độ 31,25 Kbp với phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn. Chuẩn này được thiết kế cho những ứng dụng Intrinsically Safe.
  

• PROFIBUS FMS: là một bus điều khiển được sử dụng để giao tiếp giữa DCS và các hệ thống PLC.

3: Mạng truyền thông công nghiệp DeviceNet

Đây là dạng mạng bus hệ thống mở được phát triển dựa trên công nghệ CAN. Mạng này được thiết kế để kết nối các thiết bị cấp chấp hành (như cảm biến, công tắc, màn hình bảng điều khiển, đầu đọc mã vạch,..) với bộ điều khiển cấp cao hơn (như PLC) qua nền tảng giao thức CAN. Giao thức này có thể hỗ trợ tối đa 2048 thiết bị và tới 64 điểm.

Ưu điểm của giao thức này là giảm chi phí đường dây bằng cách tích hợp tất cả các thiết bị trên cáp bốn dây. Bao gồm cả dữ liệu và nguồn cấp. Nguồn cấp này có thể cấp trực tiếp cho các thiết bị chấp hành luôn. Do đó nó làm giảm các điểm kết nối vật lý.

4: Mạng truyền thông công nghiệp ProfiNet (Process Field Net)

Profinet hay thường được viết thành là PROFINET là từ viết tắt cho cụm Process Field Net. Đây là một tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp để thực hiện việc truyền dữ liệu qua Ethernet công nghiệp. Mục đích thiết kế để thu thập dữ liệu từ, điều khiển thiết bị trong các hệ thống công nghiệp. Chúng có sức mạnh đặc biệt trong việc cung cấp dữ liệu trong điều kiện hạn chế về thời gian chặt chẽ (theo thứ tự là 1ms trở xuống). Tiêu chuẩn này được duy trì và hỗ trợ bởi PROFIBUS & PROFINET International (PI). Đó là một tổ chức có trụ sở tại Karlsruhe của nước Đức.

Ưu điểm của loại truyền thông profinet:

• Hiệu năng: Tự động hóa ở mọi thời gian thực.
• An toàn trong mọi điều kiện
• Thực hiện phân tích nhanh chóng và khả năng xử lý vấn đề hiệu quả
• Đầu tư hiệu quả: trong việc tích hợp liền mạch nhiều hệ thống fieldbus.

5: Mạng truyền thông công nghiệp – truyền thông HART

HART là một giao thức mạng điều khiển quá trình mở, có thể truyền tín hiệu truyền thông kỹ thuật số trên cùng một đường truyền với các tín hiệu 4-20mA.

Đây là mạng truyền thông duy nhất tạo điều kiện cho cả giao tiếp kỹ thuật số – tương tự hai chiều cùng một lúc trên cùng một hệ thống dây, do đó mạng truyền thông công nghiệp HART này còn được gọi là mạng lai. Các tín hiệu số này được gọi là tín hiệu HART mang thông tin chẩn đoán, cấu hình thiết bị, hiệu chuẩn và các phép đo khác.

Mạng HART hoạt động ở chế độ đa điểm hoặc điểm – điểm:

+Mạng truyền thông HART đa điểm được sử dụng khi các thiết bị được đặt cách xa nhau. Các thiết bị trường thông minh đa biến tương thích HART được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

+Trong chế độ điểm-điểm, tín hiệu dòng 4-20mA được sử dụng để điều khiển quá trình trong khi tín hiệu HART vẫn không bị ảnh hưởng.

Mạng truyền thông HART chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng SCADA.

Hệ thống SCADA là gì ?

SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa. Theo định nghĩa trên thì SCADA là một hệ thống các yếu tố phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp:

• Kiểm soát các quy trình công nghiệp tại local hoặc tại các địa điểm từ xa
• Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực
• Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI)
• Ghi sự kiện vào một file nhật ký hoặc CSDL.

Các hệ thống SCADA rất quan trọng đối với các tổ chức công nghiệp vì chúng giúp duy trì hiệu quả, xử lý dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề của hệ thống để giúp giảm thiểu downtime .

Kiến trúc SCADA cơ bản bắt đầu bằng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) hoặc thiết bị đầu cuối từ xa (RTU). PLC và RTU là các máy vi tính giao tiếp với một loạt các đối tượng như máy nhà máy, HMI, cảm biến và thiết bị đầu cuối, sau đó định tuyến thông tin từ các đối tượng đó đến máy tính bằng phần mềm SCADA. Phần mềm SCADA xử lý, phân phối và hiển thị dữ liệu, giúp người vận hành và các nhân viên khác phân tích dữ liệu và đưa ra quyết định quan trọng.

Ví dụ, hệ thống SCADA nhanh chóng thông báo cho nhà điều hành rằng một lô sản phẩm đang có tỷ lệ lỗi cao. Nhà điều hành tạm dừng hoạt động và xem dữ liệu hệ thống SCADA thông qua HMI để xác định nguyên nhân của sự cố. Nhà điều hành xem xét dữ liệu và phát hiện ra rằng Máy 4 bị trục trặc. Khả năng của hệ thống SCADA để thông báo cho người vận hành về một vấn đề giúp anh ta giải quyết vấn đề đó và ngăn ngừa việc mất thêm sản phẩm.

Kiến trúc SCADA cơ bản

Mọi hệ thống SCADA đều có bốn thành phần chính sau:

• Giao diện quá trình hoạt động: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các cơ cấu chấp hành.

• Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các khối thiết bị đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) hoặc các khối điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành.

• Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.

• Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện người-máy HMI (Human Machine Interface).

Hệ thống MES là gì?

Hệ thống điều hành và thực thi sản xuất (Manufacturing Execution System – MES) là hệ thống thông tin kết nối, giám sát và kiểm soát các hệ thống sản xuất và luồng dữ liệu phức tạp trong nhà máy. Mục tiêu chính của MES là đảm bảo thực hiện hiệu quả các hoạt động sản xuất và cải thiện năng suất lao động.

Hệ thống MES giúp thu thập dữ liệu về quá trình sản xuất, hiệu suất, truy xuất nguồn gốc, quản lý nguyên liệu và công việc đang tiến hành và các hoạt động khác của nhà máy. Những dữ liệu này cho phép những người ra quyết định hiểu tình trạng sản xuất hiện tại và tối ưu hóa quy trình sản xuất tốt hơn.

Các chức năng cốt lõi của của hệ thống điều hành sản xuất MES

• Thiết lập lịch trình sản xuất

Phần mềm MES giúp thiết lập lịch trình sản xuất dựa trên bản kế hoạch sản xuất được nhận từ hệ thống ERP – hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp.

• Quản trị hoạt động sản xuất theo thời gian thực bao gồm

Một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống MES đó là thu thập dữ liệu về hoạt động sản xuất theo thời gian thực:

Phần mềm MES kết nối với các thiết bị IoT hoặc các thiết bị SCADA để có thể thu thập các dữ liệu về thời gian hoạt động của máy chạy, máy dừng, sản lượng sản xuất…

• Quản lý chất lượng

Chức năng này cho phép người sử dụng khai báo tiêu chuẩn chất lượng của từng nguyên vật liệu/thành phẩm. Xây dựng quy trình lấy mẫu, ghi nhận kết quả kiểm nghiệm và thực hiện các hành động tương ứng với kết quả này. Thời điểm thực hiện việc kiểm tra chất lượng có thể lúc nhận nguyên vật liệu đầu vào, trong quá trình sản xuất, khi nhập kho thành phẩm hoặc lúc xuất kho giao hàng cho khách hàng. Thông tin chất lượng sản phẩm sẽ được lưu trữ và xử lý trên một cơ sở dữ liệu duy nhất (cùng với dữ liệu của các quy trình tác nghiệp khác). Điều này giúp cho doanh nghiệp dễ dàng xây dựng các báo cáo về chất lượng, truy vết thông tin chất lượng khi cần.

• Quản lý truy xuất nguồn gốc

Phần mềm MES cho phép mã hóa các thông tin sản phẩm thành mã QR Code/Bar Code để dán trên các lô sản xuất. Khi cần truy xuất nguồn gốc, hệ thống sẽ cung cấp báo cáo như các nhà sản xuất, nhà cung cấp và nhà phân phối, giúp người dùng có được thông tin toàn diện xuyên suốt chuỗi cung ứng.

• Thiết lập kế hoạch bảo trì

Phần mềm MES sẽ hỗ trợ lập kế hoạch bảo trì máy để từ đó giảm thời gian gián đoạn sản xuất.

• Phân tích hiệu suất máy móc tổng thể (OEE – Overall Equipment Effectivenes)

Hệ thống MES thu thập dữ liệu để đo lường hiệu suất thiết bị tổng thể của máy móc dựa vào 3 yếu tố: A-Q-P (Availability – Mức sẵn sằng, Quality – Chất lượng, Performance – Hiệu xuất) và qua đó giúp chỉ ra các vùng cơ hội để cải tiến.

Hệ thống ERP là gì?

ERP là từ viết tắt của Enterprise Resource Planning, đây là hệ thống giúp hoạch định nguồn lực của doanh nghiệp. Đơn giản hơn, ERP dùng để quản lý tất cả hoạt động của tổ chức hay doanh nghiệp

Nếu như trước đây, chúng ta thường sử dụng các phần mềm độc lập, rời rạc và không tạo được sự liên kết thì với ERP, mọi phần mềm sẽ được tích hợp vào một hệ thống duy nhất.

Hệ thống ERP tiến hành kết nối các phần mềm lại trên một phần mềm và các số liệu được tạo ra có thể báo cáo đầy đủ và tổng quan nhất về tất cả hoạt động của doanh nghiệp. Người quản lý chỉ cần thông qua hệ thống này đã có thể nắm bắt mọi hoạt động của phòng ban như thế nào thông qua kết nối internet.

Vai trò của ERP đối với doanh nghiệp

Chính vì sự kết nối và hợp nhất các phần mềm trong cùng một hệ thống đã giúp doanh nghiệp đạt được một số lợi ích như:

Quản trị kế toán – tài chính

Nói đến cách mạng công nghiệp là nói đến sự thay đổi lớn lao mà nó mang lại trong các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, và xã hội. Nhìn lại lịch sử, con người đã trải qua nhiều cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lớn. Mỗi cuộc cách mạng đều đặc trưng bằng sự thay đổi về bản chất của sản xuất và sự thay đổi này được tạo ra bởi các đột phá của khoa học và công nghệ.

Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất

Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên trên thế giới được bắt đầu ở nước Anh vào cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19, mở đầu với sự cơ giới hóa ngành dệt may. Lúc bấy giờ, các nhà máy dệt đều phải đặt gần sông để lợi dụng sức nước chảy, điều đó gây bất tiện ở nhiều mặt.

Năm 1784, James Watt phụ tá thí nghiệm của một trường đại học đã phát minh ra máy hơi nước. Nhờ phát minh này, nhà máy dệt có thể đặt bất cứ nơi nào. Phát minh này được coi là mốc mở đầu quá trình cơ giới hoá. Năm 1785, linh mục Edmund Cartwright cho ra đời một phát minh quan trọng trong ngành dệt là máy dệt vải. Máy này đã tăng năng suất dệt lên tới 40 lần.

Trong thời gian này, ngành luyện kim cũng có những bước tiến lớn. Năm 1784, Henry Cort đã tìm ra cách luyện sắt “puddling”. Mặc dù phương pháp của Henry Cort đã luyện được sắt có chất lượng hơn nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu về độ bền của máy móc. Năm 1885, Henry Bessemer đã phát minh ra lò cao có khả năng luyện gang lỏng thành thép, khắc phục được những nhược điểm của chiếc máy trước đó.

Bước tiến của ngành giao thông vận tải đánh dấu bằng sự ra đời của chiếc đầu máy xe lửa đầu tiên chạy bằng hơi nước vào năm 1804. Đến năm 1829, vận tốc xe lửa đã lên tới 14 dặm/giờ. Thành công này đã làm bùng nổ hệ thống đường sắt ở Châu Âu và Mỹ. Năm 1807, Robert Fulton đã chế ra tàu thủy chạy bằng hơi nước thay thế cho những mái chèo hay những cánh buồm.

Cách mạng công nghiệp lần thứ hai

Cuộc cách mạng công nghiệp thứ hai lại được khởi xướng từ cuối thế kỷ 19, kéo dài đến đầu thế kỷ 20. Một trong những đặc điểm đáng lưu ý trong nền đại công nghiệp là dây chuyền sản xuất hàng loạt – áp dụng nguyên lý quản trị của F.W.Taylor (đề xuất năm 1909, ứng dụng vào thực tiễn năm 1913 – hãng Ford đi tiên phong).

Các nhà khoa học đã có những phát minh lớn về những công cụ sản xuất mới: máy tính, máy tự động và hệ thống máy tự động, người máy, hệ điều khiển tự động. Các nhà sáng chế thời kỳ này cũng nghiên cứu, tạo ra những vật liệu mới như chất polymer với độ bền và sức chịu nhiệt cao, được sử dụng rộng rãi trong đời sống, và trong các ngành công nghiệp.

Trong thời gian này, những nguồn năng lượng mới hết sức phong phú và vô tận như năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều… cũng được tìm ra để thay thế cho nguồn năng lượng cũ. Những tiến bộ thần kì trong giao thông vận tải và thông tin liên lạc như máy bay siêu âm khổng lồ, tàu hỏa tốc độ cao và những phương tiện thông tin liên lạc, phát sóng vô tuyến qua hệ thống vệ tinh nhân tạo, những thành tựu kỳ diệu trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ như phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của trái đất, bay vào vũ trụ và đặt chân lên mặt trăng là những thành tựu đi vào lịch sử của cuộc cách mạng công nghiệp lần hai này.

Bên cạnh đó, cuộc cách mạng xanh trong nông nghiệp với những tiến bộ nhảy vọt trong cơ khí hóa, thủy lợi hóa, phương pháp lai tạo giống, chống sâu bệnh… giúp nhiều nước có thể khắc phục nạn thiếu lương thực, đói ăn kéo dài.

Cách mạng công nghiệp lần thứ ba

Cuộc cách mạng công nghiệp lần 3 diễn ra vào những năm 1970 với sự ra đời của sản xuất tự động dựa vào máy tính, thiết bị điện tử và Internet, tạo nên một thế giới kết nối.

Cách mạng Công nghiệp lần thứ ba diễn ra khi có các tiến bộ về hạ tầng điện tử, máy tính và số hoá vì nó được xúc tác bởi sự phát triển của chất bán dẫn, siêu máy tính (thập niên 1960), máy tính cá nhân (thập niên 1970 và 1980) và Internet (thập niên 1990).

Cho đến cuối thế kỷ 20, quá trình này cơ bản hoàn thành nhờ những thành tựu khoa học công nghệ cao. Vệ tinh, máy bay, máy tính, điện thoại, Internet… là những công nghệ hiện nay chúng ta thụ hưởng là từ cuộc cách mạng này.

Cuộc cách mạng công nghệ lần thứ tư

Năm 2013, một từ khóa mới là “Công nghiệp 4.0” bắt đầu nổi lên xuất phát từ một báo cáo của chính phủ Đức đề cập đến cụm từ này nhằm nói tới chiến lược công nghệ cao, điện toán hóa ngành sản xuất mà không cần sự tham gia của con người. Đây được gọi là cuộc cách mạng số, thông qua các công nghệ như Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), thực tế ảo (VR), tương tác thực tại ảo (AR), mạng xã hội, điện toán đám mây, di động, phân tích dữ liệu lớn (SMAC)… để chuyển hóa toàn bộ thế giới thực thành thế giới số.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư tác động mạnh mẽ trên nhiều lĩnh vực, với sự xuất hiện của robot có trí tuệ nhân tạo mang lại nhiều ứng dụng trong xã hội. Nhờ công nghệ AI, người máy làm việc càng thông minh, có khả năng ghi nhớ, học hỏi vô biên, trong khi khả năng đó ở con người càng già càng yếu đi.

1. Machine Learning (Học máy) :