Giải pháp mạng công nghiệp hỗ trợ giám sát quy trình & tự động hoá trong nhà máy sản xuất bàn chải đánh răng tại Việt Nam

Thông tin chung

Công nghiệp 4.0 đang thay đổi cách các nhà sản xuất xây dựng quy trình, vận hành và bảo trì tài sản. Để duy trì tính cạnh tranh và bền vững, các nhà sản xuất phải tận dụng các công nghệ mới nhất và triển khai các khả năng của nhà máy thông minh. Hầu như mọi khía cạnh của sản xuất và quản lý năng lượng, tài sản chuỗi cung ứng và vòng đời sản xuất đều có thể được cải thiện nhờ chuyển đổi số.

Số hóa và IoT công nghiệp cho phép các nhà sản xuất theo quy trình tối ưu hóa tài nguyên và nhắm mục tiêu các ưu tiên chiến lược như cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm tiêu thụ năng lượng, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động, giảm chi phí bảo trì và cải thiện an toàn vận hành thông qua giám sát tự động. Người quản lý nhà máy có thể sử dụng dữ liệu thời gian thực và phân tích thông minh để tối ưu hóa năng suất và quản lý sản xuất.

Đối với một nhà sản xuất bàn chải đánh răng ở Việt Nam, người đang tìm cách chuyển đổi cơ sở vật chất hiện có của mình thành một nhà máy thông minh, điểm khởi đầu là số hóa và kết nối thiết bị. Họ cần một giải pháp giám sát và điều khiển máy móc từ xa để nâng cao hiệu quả quản lý và tự động hóa các hoạt động quan trọng. Với IoT công nghiệp, thông tin thiết bị có thể được trao đổi từ đầu đến cuối, cho phép các nhà sản xuất xác định sự thiếu hiệu quả và các vấn đề sớm hơn, cung cấp thông tin kinh doanh giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc.

Yêu cầu hệ thống

Để cải thiện năng suất, giảm chi phí nhân lực và trực quan hóa hiệu quả dữ liệu cảm biến và thiết bị, nhà sản xuất bàn chải đánh răng cần tự động hóa việc thu thập dữ liệu và kiểm soát quy trình. Bước đầu tiên liên quan đến việc triển khai giám sát từ xa dữ liệu quy trình quan trọng, chẳng hạn như thời gian chu kỳ, bật tắt I/O, cảnh báo lỗi, trạng thái van áp suất, thông số nguồn và số lượng cảm biến phun nhựa, cũng như các phép đo nhiệt độ và độ ẩm được số hóa.

Tuy nhiên, do dây chuyền sản xuất chủ yếu bao gồm các thiết bị ngoại tuyến nên người vận hành máy dựa vào quy trình giám sát thiết bị trực tiếp và thu thập dữ liệu trên giấy. Ngoài việc thiếu khả năng số hóa làm cản trở việc thu thập dữ liệu và phân tích dữ liệu tích hợp, các cơ sở với quy mô lớn và khoảng cách giữa các khu vực thiết bị xa nhau còn làm cản trở việc lắp đặt cáp mạng truyền thông.

Để cho phép kết nối mạng để giám sát tích hợp tình trạng máy và dữ liệu sản xuất, họ cần một giải pháp để trực quan hóa dữ liệu điểm-điểm từ xa, có thể được triển khai nhanh chóng mà không tốn chi phí lớn hoặc thay đổi dây chuyền sản xuất hiện có. Mặc dù các công nghệ tiên tiến có thể cải thiện việc kiểm soát và giảm lãng phí trong quy trình, tuy nhiên việc triển khai lắp đặt các thiết bị mới sẽ gặp phải thách thức về không gian lắp đặt hạn chế. Thay vào đó, giải pháp cần được tích hợp dễ dàng với cơ sở hạ tầng hiện có của họ, hỗ trợ kết nối không dây và chức năng plug-and-play, đồng thời có giao diện thân thiện với người dùng để cấu hình thuận tiện.

Triển khai dự án

• WISE-4220+WISE-S251: 2.4G Wi-Fi IoT Wireless Modular I/O + 6DI Wireless Modular I/O với 1 cổng RS-485 I/O
• ECU-1051TL: 2LAN 2COM Modbus/BACnet/101/104/DNP3/PLC/Azure/AWS IoT Gateway

Mô tả hệ thống

Nhà sản xuất này đã triển khai một giải pháp bao gồm lớp thu thập dữ liệu, lớp truyền dữ liệu/giao thức, lớp xử lý dữ liệu và hệ thống quản lý MES/SCADA. Iot Gateway công nghiệp ECU-1051TL của Advantech và các mô-đun I/O không dây WISE-4220-A+WISE-S251-A được sử dụng làm lớp thu thập dữ liệu để thu thập dữ liệu thiết bị. Tất cả dữ liệu thu thập được chuyển đổi thành định dạng Modbus TCP bởi hệ thống MES/SCADA và sau đó được chuyển đến máy chủ/đám mây riêng bằng giao thức MQTT.

Mô-đun I/O WISE-4220 + WISE-S251 với thiết kế cấp công nghiệp cung cấp dải nhiệt độ hoạt động rộng (-25 ~ 70 °C) và I/O đa dạng (AI, DI, DO, Relay, RS-485) để vận hành đáng tin cậy và thu thập dữ liệu thuận tiện, đồng thời hỗ trợ lắp đặt dạng DIN-rail, treo tường, ngăn xếp và cột cho phép triển khai dễ dàng mà không cần dây cáp. Trong trường hợp ngắt kết nối mạng, bộ ghi dữ liệu đi kèm có thể lưu tới 10.000 lần đọc dữ liệu với dấu thời gian để đảm bảo dữ liệu không bị mất và dữ liệu được lưu ngoại tuyến có thể được truyền lại sau khi kết nối được khôi phục.

Được hỗ trợ bởi bộ vi xử lý ARM Cortex™-A8, gateway ECU-1051TL cung cấp một nền tảng mở với hai cổng Ethernet 10/100. Để đảm bảo khả năng tương thích với các PLC đa dạng, nó hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông (DNP3.0, OPC-UA, BACnet/IP, Modbus RTU/TCP và MQTT) và nhiều phương thức truyền dữ liệu, bao gồm RJ45 Ethernet và mini-PCIe cho Wi-Fi. -Fi/4G/thẻ SIM mở rộng.

Giải pháp cũng bao gồm bộ điều khiển PID vòng kép hỗ trợ Ethernet là ADAM-6022 của Advantech, nó cùng với phần mềm tiện ích cho phép người quản lý nhà máy dễ dàng thiết lập các tham số PID và giám sát các điểm đặt điều khiển thông qua trình duyệt web. Tương tự, việc cung cấp HĐH Linux và SDK WISE-PaaS/EdgeLink mở cho phép các nhà tích hợp hệ thống phát triển các ứng dụng cho các nhu cầu giám sát cụ thể, chẳng hạn như các ứng dụng phân tán hoặc dựa trên đám mây yêu cầu các giải pháp truyền thông Ethernet không dây hoàn toàn.

Lợi ích

Các mô-đun I/O không dây của Advantech cung cấp chức năng plug-and-play để triển khai linh hoạt cả trong nhà và ngoài trời mà không cần đi dây cáp bổ sung. Điều này đã hỗ trợ các nhà quản lý nhà máy triển khai nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và chi phí lắp đặt. Dữ liệu dây chuyền sản xuất được thu thập và chuyển đến hệ thống thực thi sản xuất để theo dõi từ xa theo thời gian thực từ một địa điểm tập trung, hợp lý hóa quy trình công việc và giảm thời gian ngừng sản xuất. Thông qua giám sát hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE), giải pháp đã giúp giảm ít nhất 2% thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất, giúp tiết kiệm chi phí hàng năm khoảng 20.000 USD.

Các thiết bị truyền thông không dây của Advantech cũng hỗ trợ mã hóa AES-128 để truyền dữ liệu đầu cuối an toàn cũng như kết nối liên tục để truy xuất dữ liệu được lưu trữ cục bộ sau khi khôi phục mạng. Điều này giúp bảo vệ dữ liệu trong khi truyền và giảm thiểu tổn thất dữ liệu, cho phép các nhà sản xuất sử dụng các công nghệ truyền thông có sẵn để xây dựng mạng Wi-Fi có độ phủ sóng cao, khả năng tương thích cao chỉ với một vài mô-đun I/O. Với các giải pháp I/O không dây của Advantech, các nhà sản xuất có thể mô phỏng lại các mạng truyền thông nội bộ và quy trình sản xuất của họ để hướng tới một tương lai bền vững hơn.

Tại sao là Advantech?

Advantech cung cấp một loạt các giải pháp truyền thông không dây cơ bản với chức năng plug-and-play để triển khai hiệu quả về chi phí và cấu hình nhanh chóng. Thiết kế công thái học và giao diện trực quan cho phép khách hàng trực tiếp quản lý dữ liệu với ít yêu cầu về lập trình/ phát triển hệ thống. Hơn nữa, các mạng công nghiệp của Advantech cung cấp giải pháp một cửa để thu thập dữ liệu tuyến đầu thông qua xử lý phụ trợ để tối đa hóa sự thuận tiện trong vận hành.

Hiện thực hóa quy trình sản xuất thông minh và tự động hóa đòi hỏi sự hợp tác đa chức năng cũng như các hệ thống và công nghệ tích hợp. Để làm được điều đó, sẽ cần một đối tác hiểu được xu hướng của ngành và lộ trình phát triển của công nghệ. Với 40 năm kinh nghiệm, Advantech tận dụng những kiến thức chuyên môn về lĩnh vực IoT công nghiệp và các công nghệ tiên tiến để giúp các nhà sản xuất khai thác những lợi ích của chuyển đổi số bằng cách cung cấp các hệ thống tự động hóa được xây dựng có mục đích.