Bookmark not defined.B ng 13: Th ả ị trƣờng sensor thông minh trong công nghiệp .... Việc phát triển công nghệ cũng dựa trên những n n t ng chề ả ất lƣợng đầu vào, thuật toán quan hệ vào-
CÔNG NGHỆ M NG C M BI N 5 Ạ Ả Ế KHÔNG DÂY VÀ IOT
Tình hình ứ ng d ụng IOT/ WSN trên thế ớ gi i
Hiện nay c m biả ến thông minh đang đƣợc phát triể ấn r t nhanh, nhất là mạng cảm bi n ế không dây (WSN) đang tăng tỷ ọ tr ng r t nhanh ấ
B ng 13: Th ả ị trường sensor thông minh trong công nghiệp (Ngu n: IEC) ồ
D ầu khí Truyề ải điệ n t n Nâng cấ p/ c i ti n ả ế
Thị trường cảm biến thông minh trong ngành công nghiệp đang phát triển mạnh mẽ nhờ vào ứng dụng IoT, đã mở rộng ra nhiều lĩnh vực như thiết bị dân dụng, tòa nhà thông minh, văn phòng thông minh, sản xuất, quản lý đô thị, môi trường và hành chính Tuy nhiên, độ sâu của các ứng dụng này vẫn còn tiềm năng phát triển lớn.
Ta có thể chia ra m t s ộ ố nhóm chính ứng d ng c a IOT: ụ ủ
- IOT trong tòa nhà (Smart Building)
- IOT trong thiết bị dân dụng, trang b ị căn hộ (Smart Living, smart home)
- IOT trong vậ ản t i (Smart Transport)
- IOT quản lý đô thị (Smart City)
- IOT trong y tế (Smart Health)
- IOT trong năng lƣợng (Smart Energy)
Ngoài ra, tốc độ truy n d ề ữliệu không dây hiện nay đã phổ ập 4G, dung lƣợng và c tốc đ tăng nhanh, ầ ạộ d n t o n n tề ảng cho phát triển IOT
Hình 15: Các giai đoạn phát triển c a truy n tủ ề ải dữ u liệ (Ngu n: IEC- International Electrotechnical Commision- ồ Thụ y S ) ỹ
1.4 CÁC Ứ NG D NG C A H Ụ Ủ Ệ TH Ố NG IOT-WSN
WSN-IOT đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề và mang lại hiệu quả tích cực Các lĩnh vực ứng dụng chính bao gồm năng lượng, tòa nhà, thiết bị căn hộ, sức khỏe, giao thông và đô thị thông minh.
Thế ệ h Thế ệ h 1 Th h 2 Th h 3 Th h 4 ế ệ ế ệ ế ệ
(dữ ệu) Tương tự li D liữ ệu sô Tốc độ ao Băng ALL c - IP
H s ệ ốthấp Đa thời gian Ubiquiteus, seamless
T truyốộc đền tối đaTrmax (Mbps)
CÁC Ứ NG D NG C A H TH NG IOT-WSN 17 Ụ Ủ Ệ Ố
Hình 16: Lĩnh vực ứng d ng c a IOT (Ngu n: ụ ủ ồ European Research Cluster SRA)
- IOT trong tòa nhà (Smart Building): hệ thống văn phòng thông minh, tòa nhà thông minh, công nghệ xanh… đang d n ph bi n ầ ổ ế
Hình 17: Tòa nhà thông minh (Ngu n: ồ www.blueapp.io)
1.4.2 T ự động hóa thiế t b ị dân dụng, căn hộ
IoT trong thiết bị dân dụng và trang bị căn hộ (Smart Living, Smart Home) đang ngày càng phổ biến với sự phát triển của các thiết bị thông minh Những thiết bị này kết nối thành một hệ thống căn hộ thông minh, giúp quản lý và chia sẻ các nhu cầu chi tiêu cũng như hoạt động hàng ngày một cách hiệu quả.
Hình 18: Căn hộ thông minh (Ngu n: ồ www.enisa.europa.eu)
IoT trong vận tải thông minh giúp quản lý hiệu quả số lượng, chất lượng, thời gian và không gian của hàng hóa Công nghệ này bao trùm các yếu tố vật chất mà con người tương tác hàng ngày, từ đó nâng cao khả năng vận chuyển và tối ưu hóa quy trình logistics.
Hình 19 V n t: ậ ải thông minh (Ngu n: ồ www.enisa.europa.eu)
1.4.4 IOT- WSN trong đô thị
IoT quản lý đô thị (Smart City) là việc số hóa và quản lý các dữ liệu liên quan đến dân cư, giao thông, tiêu thụ, môi trường và các yếu tố xã hội Công nghệ IoT giúp tối ưu hóa quy trình quản lý, nâng cao hiệu quả và chất lượng cuộc sống trong đô thị.
Hình 20: IOT trong thành phố thông minh (smart city) (Nguồn: IEEE, IEC)
IoT trong y tế (Smart Health) đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát các thông số sức khỏe của cả cá nhân và cộng đồng Công nghệ này giúp theo dõi tình trạng sức khỏe, trang bị thiết bị y tế cho bệnh viện và quản lý luồng dược phẩm hiệu quả.
Hình 21: Y t ế thông minh (Ngu n: www.aeteurope.com) ồ
1.4 6 IOT- WSN trong năng lƣợ ng, s n xu t ả ấ
IoT trong năng lượng (Smart Energy) giúp quản lý hiệu quả lượng tiêu thụ năng lượng, chất lượng nguồn điện và hoạt động của các thiết bị thông qua việc giám sát dòng điện, tần số và biến thiên năng lượng tiêu thụ Nhờ đó, việc giám sát, điều chỉnh và quản lý thiết bị trong hệ thống trở nên dễ dàng hơn Đồng thời, IoT trong nhà máy (smart factory) cũng đang được tích hợp nhanh chóng, góp phần nâng cao hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
Hình 22: IOT trong nhà máy thông minh (smart factory) (Ngu n: ồ www.elisa.com)
CHƯƠNG – Ệ 2 H TH NG Ố GIÁM SÁT THÔNG SỐ TRONG
NHÀ MÁY, DẠ NG IOT- WSN ĐÃ TRI N KHAI Ể
Trong chương này, tác giả sẽ trình bày về việc thiết kế hệ thống giám sát thông số nhà máy WNS IOT Công nghệ được nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các dây chuyền sản xuất, cùng với những phân tích và đánh giá quan trọng Bài viết sẽ đề cập đến các hệ thống thiết kế phần cứng và phần mềm, nhằm kiểm tra kết quả và cải thiện hiệu suất hoạt động.
2 1 H ệ th ống giám sát quá trình bảo dƣỡng nhà máy Piaggio
2 1.1 Mô tả ệ h th ố ng Đối tượng nghiên cứu là gói công việc bảo dưỡng 24/7 c a ủ 8 phân xưởng: Hàn,
Sơn nhúng tĩnh điện CED, sơn kim loại, sơn nhựa, xử lý nước thải và xử lý cặn sơn là những yếu tố quan trọng trong dây chuyền lắp ráp chính và lắp ráp đồ gá Yêu cầu kỹ thuật và tầm quan trọng của các quy trình này rất cao, vì việc giám sát thông tin là cần thiết để đảm bảo an toàn và tính liên tục của hệ thống Một sự cố nhỏ trong bất kỳ khâu nào cũng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ nhà máy Bên cạnh đó, độ an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy cũng cực kỳ quan trọng Một số sự cố không được phát hiện kịp thời có thể gây thiệt hại lớn, ảnh hưởng đến giá trị thiết bị, kế hoạch sản xuất và an toàn lao động.
Các phân xưởng cần được giám sát thông qua hệ thống mạng thu thập và xử lý tín hiệu tại hiện trường, sử dụng các cảm biến không dây Việc bố trí các cảm biến cần được thực hiện một cách hợp lý để đảm bảo hiệu quả giám sát.
1- Phân xưởng Hàn (Welding): đặt 4 sensor CO, 4 sensor nhiệt độ khí, 4 sensor độ ẩm
2- Phân xưởng Sơn nhúng tĩnh điện (CED): đặt 4 sensor pH, 4 sensor nhiệ ột đ nước,
3- Phân xưởng Sơn kim loại (Metal painting): đặt 4 sensor CO, 4 sensor nhiệt độ khí, 4 sensor độ ẩ m
4- Phân xưởng Sơn nhựa (Plastic painting): đặt 4 sensor CO, 4 sensor nhiệt độ khí,
5- Phân xưởng X ử lý nước thải: (WWT- Waste Water Treatment) t 4 sensor pH, 4 đặ sensor nhiệ ộ nước, 4 sensor độ ẩt đ m
6- Phân xưởng X ử lý cặn sơn: (Sludge Paint) t 4 sensor pH, 4 sensor nhiđặ ệt độ nước, 4 sensor nhiệt độ khí, 4 sensor độ ẩ m
7- Phân xưởng Dây chuyề ắp ráp chínhn l : (ASSY Main) t 4 sensor CO, 4 sensor đặ nhiệt đô khí, 4 sensor độ ẩ m
8- Phân xưởng Lắp ráp đồ gá : (ASSY Fixture) t 4 sensor CO, 4 sensor nhiđặ ệt độ khí, 4 sensor độ ẩ m
B ng 1ả : Số lượng các cảm biến trong các dây chuyền
Hình 23: Phân xưởng lắp ráp- Piaggio Vietnam (Nguồn: ATP)
Hình 24: Phân xưởng Sơn/ cặn sơn- Piaggio Vietnam (Ngu n: ATP) ồ
Hình 25: Phân xưởng Sơn/ cặn sơn- Piaggio Vietnam (Ngu n: ATP) ồ
Hình 26: Phân xưởng hàn- Piaggio Vietnam (Nguồn: ATP)
2 1.2 Hi ệ u ch nh h ỉ ệ th ố ng
Phần nhiệt độ khí được đo theo phương pháp truyền thống, sử dụng nhiệt độ chuẩn hóa để đảm bảo độ chính xác Cơ bản, việc hiệu chỉnh dựa trên hệ số động (độ dốc) và hệ số nhân (tỷ lệ số liệu) Nếu độ tuyến tính không đạt yêu cầu, phần mềm sẽ can thiệp vào dữ liệu để bù đắp độ lệch tuyến tính (offset).
Lấy ví dụ ộ m t chức năng hiệu chu n sai s b ng ph n mẩ ố ằ ầ ềm: Giá trị offset được lưu trong bộ nh , K[0]-K[12], ng v i nhiớ ứ ớ ệ ột đ 26-40 độ C. Ô nhớ K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12
B ng 2ả : Địa ch ỉ ô nhớ bù (Offset)
Tùy theo yêu cầu v ề độ chính xác và phân giải đo, offset có thể điều chỉnh theo ý muốn, sau m i lầỗ n hi u ch nh (ệ ỉ Calibration)
B ng 3: Thuả ật toán bù sai số trên phần m m ề
VA>16 Nhi C ảnh báo: ệ ộ tđ th ấ p
- Phần nhiệ ột đ nước:(theo nguyên lý hiệu chỉnh trên)
- Phần nồng độ khí CO: (theo nguyên lý hiệu chỉnh trên)
- Phần độ ẩm:(theo nguyên lý hiệu ch nh ỉ trên)
- Phần pH: (theo nguyên lý hiệu chỉnh trên)
Để đạt độ chính xác cao hơn trong việc đo, cần điều chỉnh các thông số mà không tác động đến phần cứng của thiết bị Yêu cầu là phần cứng phải cung cấp giá trị đo ổn định và độ chính xác của phép đo phải được đảm bảo.
Kết quả được phân tích nhằm xác định chất lượng và trạng thái hoạt động của hệ thống thủy ống, từ đó đề xuất các hành động cần thiết Ví dụ về hệ thống xử lý cặn sơn sẽ được trình bày để minh họa cho quy trình này.
Các thuật toán trong phần mềm của IoT có khả năng giải quyết nhiều vấn đề một cách nhanh chóng và hiệu quả Chúng cung cấp các chức năng chính giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất hệ thống.
- Hiệu chỉnh, bù sai số
- Lọc nhiễu, x ử lý dữ u liệ
- Tính toán nội suy, phân tích kết qu ả để đánh giá đối tƣợng
- Đƣa ra các hành động (Action) phù hợp.
- T ng di u ch nh h ự độ ề ỉ ệthống m m nh nh a ph n m m, IOT Đó có lẽ là các ƣu điể ạ ất củ ầ ề
Tác giả đã thực hiện nghiên cứu về việc đánh giá và giám sát các thông số trong dây chuyền xử lý cặn sơn, nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của dây chuyền này và hỗ trợ quá trình sản xuất tại phân xưởng sơn.
Trong phân xưởng, hóa chất là thành phần chính, và là đối tượng tác động l n nh t ớ ấ đến chất lƣợng h th ng ệ ố
Có 5 loại hóa chất chính, theo bảng nhƣ sau:
Bảng 4: Các loại hóa chất chính
Các hóa chất cần được bổ sung thường xuyên để duy trì hoạt động của hệ thống Trước đây, quy trình này được thực hiện thủ công, với các số liệu đo và điều chỉnh được báo cáo để nhân viên xác định lượng hóa chất cần thêm vào mỗi ngày Độ biến động của các đại lượng này khá cao, với tần suất điều chỉnh có thể lên đến hàng ngày hoặc thậm chí hàng giờ trong tuần.
Các thông số ần điề c u ch nh:ỉ (Ngu n: ATP) ồ
STT Hạng mục Đơn vị Dải đo Phương pháp Tần suất
1 pH - 8 ÷ 9 Máy đo PH Hằng ngày
2 Độ nhớt NTU 60 Thang đo Oven/Analytical Hằng tuần
5 Mức cặn nổi Inch