1.Kỹ năng và công cụ thời CMCN 4.0 (1)

CÁC KỸ NĂNG VÀ CÔNG CỤ LAO ĐỘNG CẦN THIẾT CHO SINH VIÊN THỜI CMCN 4.0 www.vsys.com.vn Không gian tác động CMCN 4.0 THỰC CHẤT LÀ GÌ? CÁC DỊNG CHUYỂN ĐỘNG Kỹ sư 4.0!!! Kỹ sư Tự động hóa CNTT Computer, NC, PLC Kỹ sư điện Kỹ sư khí Cyber Physical Systems Conveyor belt Steam engine Dịng lượng nước làm chuyển động cấu khí Khơng gian số kết nối điều Dịng ánh sáng điện khiển dòng lượng Dòng lượng điện tử để xử lý trao đổi để vận hành tự động hệ làm chuyển động thông tin tạo không thống thông minh cấu khí, cấu gian số nhiệt Vận tốc chuyển động www.vsys.com.vn CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 Kết nối Cyber với Physical Klaus Schwab CYBER Không gian số PHYSICAL Kết nối IoT Các cấu khí nhiệt vận hành dòng lượng SYSTEMS Các hệ thống bao gồm qui trình phù hợp tối ưu vận hành tự động Do người thông minh tạo www.vsys.com.vn Ai dẫn dắt việc triển khai CMCN 4.0 • CMCN lần 1: kỹ sư khí thiết kế động nước • CMCN lần 2: kỹ sư điện thiết kế băng chuyền sản xuất sử dụng động điện • CMCN lần 3: kỹ sư CNTT tự động hóa thiết kế dây chuyền sản xuất tự động hệ thống thơng tin • CMCN 4.0: Ai làm việc kết nối không gian số giới vật lý để tạo thành hệ thống bao gồm qui trình phù hợp tối ưu vận hành tự động? www.vsys.com.vn Các kiến thức kỹ cần thiết người dẫn dắt CMCN 4.0 • Để xây dựng qui trình vận hành phù hợp tối ưu: – Phải có kiến thức chuyên nghành lĩnh vự áp dụng Ví dụ phải có kiến thức thủy sản xây dựng qui trình cho cá tra ăn theo ngày tuổi, thời tiết… • Để kết nối điều khiển cấu khí nhiệt: – Phải có kiến thức liên nghành khí điện • Để tự động hóa qui trình vận hành: – Phải có khả viết phần mềm điều khiển để tự động hóa qui trình vận hành Rất khó để đào tạo người vừa có kiến thức chuyên nghành vừa có khả viết phần mềm điều khiển tự động Chúng tơi có giải pháp cho vấn đề www.vsys.com.vn Internet of Things Mọi người dễ dàng triển khai hệ thống IoT với V-LOGIC Làm để dễ dàng kết nối VẠN VẬT với qua internet? Làm để dễ dàng tạo chương trình thực thi QUI TRÌNH TỰ ĐỘNG: “Khi có điều xảy ra, điều xảy mức độ cần xét thêm điều kiện cần có chuỗi hành động theo trình tự mức độ tối ưu ” Để làm điều này, cần NGÔN NGỮ dễ học dễ hiểu để người dễ dàng kết nối giao tiếp với VẠN VẬT dễ dàng diễn đạt QUI TRÌNH TỰ ĐỘNG mong muốn Ngơn ngữ dễ học dễ hiểu ngơn ngữ tự nhiên mà người dùng để tư kết nối qui trình Người Việt dùng tiếng Việt, người Nhật dùng tiếng Nhật, người Mỹ dùng tiếng Anh, người Nga dùng tiếng Nga … Here's a short example to swith on/off a LED connected RPi2 GPIO pins Do the followings: Create a new Windows Universal Blank App project in Visual Studio 2015 RC Add reference: "Windows IoT Extension SDK" (Project -> Add Reference -> Windows Universal -> Extensions: "Windows IoT Extension SDK") Add a button to the MainPage • Imports Windows.Devices.Gpio Public NotInheritable Class MainPage Inherits Page Private gpio Private pin As GpioPin Private Const LED_PIN = 18 Private Sub button_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs) Handles button.Click Call TurnLedOnOff() End Sub Private Sub TurnLedOnOff() 'Check if gpio was already initialied If gpio Is Nothing Then gpio = GpioController.GetDefault End If Đây dòng code để bật tắt đèn LED kết nối với máy tính RP2 ngơn ngữ lập trình VB Microsoft Quá khó hiểu 'Check if LED's pin was already initialied If pin Is Nothing Then dài dịng người khơng thuộc chun nghành IT pin = gpio.OpenPin(LED_PIN) pin.Write(GpioPinValue.Low) Ngơn ngữ lập trình hệ thống rào cản lớn để pin.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output) người tiếp cận làm chủ công nghệ End If 'Read pin status and invert state If pin.Read = GpioPinValue.High Then pin.Write(GpioPinValue.Low) Else pin.Write(GpioPinValue.High) End If End Sub End Class VỚI V-LOGIC HỆ THỐNG IOT CÓ THỂ ĐƯỢC LẬP TRÌNH BẰNG NGƠN NGỮ TỰ NHIÊN Để lập trình bật tắt đèn LED V-LOGIC đơn giản viết câu sau tiếng Việt “Bật đèn LED chờ giây sau Tắt đèn LED” Đây tài liệu mơ tả qui trình đơn giản chương trình điều khiển hệ thống tưới Vào lúc 07:00 mở van số chờ giây sau bật bơm để bắt đầu tưới dãy số Rồi chờ phút sau mở van số tắt van số để ngừng tưới dãy số chuyển sang tưới dãy số Rồi chờ phút sau mở van số tắt van số để ngừng tưới dãy số chuyển sang tưới dãy số Rồi chờ phút sau tắt bơm tắt van số Kết thúc qui trình tưới lần vào lúc 07:00 V-LOGIC NỀN TẢNG ĐỂ BIẾN NGÔN NGỮ TỰ NHIÊN THÀNH NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG • Ngơn ngữ tự nhiên bao gồm phần ngữ pháp từ vựng • Ngữ pháp qui tắc để nối từ thành câu có nghĩa: Qui tắc tư logic tường minh qui tắc ngữ pháp V-LOGIC • Từ vựng từ điển từ ngữ bao gồm nhóm từ sau: • Danh từ: đối tượng kết nối để điều khiển hệ thống Người dùng tự đặt tên cấp mã định danh (không trùng nhau) cần khai báo trước tiên Có loại đối tượng: • Các input cảm biến để nhận biết môi trường xung quanh bắt kiện vừa xảy • Các thiết bị cấu chấp hành để thực thi hành động • Tính từ: bổ nghĩa cho danh từ thuộc tính đối tượng Trong V-LOGIC thuộc tính phải diễn đạt định lượng số Ví dụ khơng thể nói nhiệt độ hơm nóng mà nóng độ • Động từ: hành động tác động lên đối tượng Trong V-LOGIC đưa vào hành động nguyên tố Hành động nguyên tố hành động gốc chia nhỏ them Rất thú vị sau thời gian dài xây dựng danh sách động từ khoảng 20 động từ Trong động từ phổ biến bật tắt • Trạng từ: bổ nghĩa động từ thuộc tính hành động Cũng giống tính từ, trạng từ V-LOGIC phải diễn đạt định lượng số V-LOGIC NỀN TẢNG ĐỂ BIẾN NGÔN NGỮ TỰ NHIÊN THÀNH NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG (tiếp theo) • Liên từ: để điều hướng dịng logic qui trình Phổ biến V-LOGIC từ Nếu để kiểm tra điều kiện làm hành động khơng làm hành động • Giới từ: để bắt kiện vừa xảy Trong V-LOGIC có giới từ Vào lúc để bắt kiện thời gian Để bắt kiện khác kiện thời gian người dùng tự định nghĩa thơng qua việc bắt sư kiện thay đổi trạng thái thuộc tính đổi tượng (danh từ) input cảm biến Ví dụ bắt kiện cảm biến nhiệt độ nhiệt độ xuống 250C Với V-LOGIC người dùng cần học bảng danh sách khoảng 20 động từ đủ vì: - Danh từ người dùng tự đặt tên định danh - Tính từ trạng từ số - Giới từ để bắt kiện người dùng tự định nghĩa đặt tên - Liên từ có từ Nếu Smart phones Tablets, PC Graphic User Interface TRỢ LÝ ẢO V-ASSISTANT APPLICATIONS ANDROID, iOS, WINDOWS, LINUX SMS, Web browser Ngôn ngữ V-LOGIC “I100-1D1O1W30I100-2D1O2WI100-1D1O3W30I100-2D1O2” V-LOGIC INTERPRETER I-O CENTER HỆ THỐNG PHẦN CỨNG CỦA V-SYS Bộ điều khiển trung tâm I-O center • Có thể kết nối hàng trăm cảm biến đầu thiết bị chấp hành đầu • Giao tiếp với mạng LAN, Wifi, internet, • Có modul GSM để nhận gởi tin nhắn, gọi qua song điện thoại di động Các thiết bị cảm biến tương tác đầu vào • • • • Hầu hết loại cảm biến thông dụng nhiệt độ, độ ẩm, người di chuyển, oxy hòa tan… Đầu đọc ghi thẻ RFID Đầu nhận tiền giấy tự động Đầu toan POS chấp nhận tất loại thẻ ATM, VISA, MASTERCARD Các thiết bị chấp hành tương tác đầu • • • • Các cơng tắc relay đóng ngắt, dimmer, động servo… Các loại van đóng ngắt, điều hướng dịng chuyển động chất lỏng, khí hạt Các loại máy bán hàng tự động bán tất loại hình dạng kích cỡ sản phẩm khác Các khớp chuyển động robot TỰ ĐỘNG HĨA CÁC QUI TRÌNH VẬN HÀNH THU THẬP DỮ LIỆU TỰ ĐỘNG • Xem xét thơng tin đầu vào qui trình Thơng tin thu thập tự động cảm biến tương ứng • Có loại liệu: liệu sản lượng liệu báo trạng thái • Dữ liệu sản lượng có đại lượng thường dùng để kiểm sốt tiến độ, sản lượng: – – – – – – – • Đơn vị đếm số cái: cảm biến quang, tiệm cận Khối lượng: cân điện tử, load cell Thể tích: cảm biến lưu lượng Tiền mặt: Cảm biến nhận tiền mặt Năng lượng điện KWh: điện kế Thời gian: đếm thời gian - Timer Dữ liệu Mb: Bộ đếm liệu Dữ liệu trạng thái thường dùng để kiểm soát chất lượng: áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ, cường độ dòng điện, độ rung… 14 www.vsys.com.vn TỰ ĐỘNG HĨA CÁC QUI TRÌNH VẬN HÀNH THU THẬP DỮ LIỆU TỰ ĐỘNG – Tiếp Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo • Cảm biến âm (micro) thu giọng nói máy tính xử lý thuật tốn trí tuệ nhân tạo dịng chữ (text) dạng tín hiệu số Ví dụ dùng Google Voice để nhận diện giọng nói ngơn ngữ phổ biến (có tiếng Việt) • Cảm biến hình ảnh (camera) thu hình ảnh máy tính xử lý thuật tốn Machine Learning dịng chữ (text) mơ tả hình ảnh nhận diện hay hành động Ví dụ nhận diện hình ảnh biển số xe dịng chữ biển số xe, nhận diện khuôn mặt tên mã số người Đây cảm biến để thu thập thông tin tương tác với người Cảm biến để biến thông tin thành tín hiệu số Vì thành tín hiệu số truyền dẫn xử lý tốc độ ánh sáng www.vsys.com.vn 15 TỰ ĐỘNG HĨA CÁC QUI TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH TỰ ĐỘNG • Qui trình vận hành có loại cấu chấp hành: máy móc tự động người • Cơ cấu chấp hành máy móc tự động thường có vài hành động điều khiển: – Điều khiển relay để bật tắt thiết bị điện đó, thường động điện, điện trở, nam châm điện… – Điều khiển chuyển động xác thường điều khiển động điện servo, step motor – Ra lệnh cho loa hay phát file âm hay đại tổng hợp giọng nói từ dịng chữ ngơn ngữ – Ra lệnh cho hình phát trang thơng tin, video clip, nội dung đường link internet ví dụ Youtube – Gởi liệu lên địa server internet hay mạng LAN • Các máy móc tự động đại có cổng giao tiếp chuẩn ví dụ RS232, RS485, Modbus… • Nếu cấu chấp hành người hệ thống cần hỗ trợ hướng dẫn vận hành trực quan mắt hay âm vào thời điểm theo trình tự 16 www.vsys.com.vn HỆ THỐNG KẾT NỐI V-LOGIC Internet Sensor Input Cảm biến Input Actuator Output I-O CENTER Cảm biến Input Sensor Input Các điều khiển trung tâm kết nối, cấp quyền điều khiển lẫn thông qua internet Chúng hoạt động điều khiển liên hợp (United Controller) Actuator Output I-O CENTER Actuator Output Actuator Output Sensor Input Thế hệ thống chưa thể thông minh được! Để trở nên thông minh, hệ thống cần nạp know hows chuyên gia chuyên nghành lĩnh vực tương ứng Actuator Output Sensor Input I-O CENTER Actuator Output Chuyên gia chuyên ngành đóng vai trị hệ sinh thái IoT • Mong muốn chúng tơi tạo công cụ để chuyên gia chuyên ngành dễ dàng đóng gói know-hows phân phối chúng hát mã hóa • Các chun gia chun nghành diễn đạt know-hows dạng tài liệu mơ tả tường minh qui trình vận hành ngơn ngữ tự nhiên Tài liệu mơ tả chương trình điều khiển hệ thống • Chúng tơi làm việc với chuyên gia chuyên ngành lĩnh vực sau: • • • • • • Thủy sản: Hệ thống cấp thức ăn tự động Phòng cháy chữa cháy: qui trình phịng cháy cho nhà kho Hệ thống bán lẻ: Hệ thống máy bán hàng tự động Công nghiệp gỗ: Hệ thống sấy chế biến gỗ tự động Các trang trại trồng nấm: kiểm soát độ ẩm, pH … • Các know-hows đóng gói linh hoạt đáp ứng với thay đổi điều kiện môi trường xung quanh Giám sát tự động điều kiện môi trường nuôi trồng  Trồng trọt:  Độ ẩm đất, khơng khí  Nhiệt độ  Độ pH…  Chăn nuôi:  Nhiệt độ chuồng trại, ao nuôi  Độ ẩm chuồng trại  Độ pH  Ơxy hồ tan… www.vsys.com.vn Tự động hố cơng đoạn quan trọng:  Trồng trọt:  Tưới  Bón phân  Phun thuốc  Chăn nuôi   Cho ăn Điều khiển thiết bị điều chỉnh môi trường máy sục khí, phun sương, quạt hút www.vsys.com.vn V-LOGIC GIÚP CHUYỂN GIAO QUY TRÌNH VẬN HÀNH TỐI ƯU Các chuyên gia dễ dàng đóng gói qui trình tối ưu, thành chương trình điều khiển tự động nạp vào điều khiển trung tâm:  Trồng trọt:  Tưới  Bón phân  Theo điều kiện thổ nhưỡng  Theo lịch sinh trưởng trồng  Chăn nuôi:  Cho ăn  Điều kiện môi trường  Theo lịch sinh trưởng www.vsys.com.vn MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG V-SYS Đúng thông tin đến Đúng nơi cần vào Đúng thời điểm V-LOGIC I-O CENTER Đúng hành động lên Đúng đối tượng vào Đúng thời điểm CÁC BỘ QUI TRÌNH TỐI ƯU ĐƯỢC VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG Ở TỐC ĐỘ NHANH NHẤT ... www.vsys.com.vn Ai dẫn dắt việc triển khai CMCN 4.0 • CMCN lần 1: kỹ sư khí thiết kế động nước • CMCN lần 2: kỹ sư điện thiết kế băng chuyền sản xuất sử dụng động điện • CMCN lần 3: kỹ sư CNTT tự động hóa... TIÊU CỦA HỆ THỐNG V-SYS Đúng thông tin đến Đúng nơi cần vào Đúng thời điểm V-LOGIC I-O CENTER Đúng hành động lên Đúng đối tượng vào Đúng thời điểm CÁC BỘ QUI TRÌNH TỐI ƯU ĐƯỢC VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG... • CMCN 4.0: Ai làm việc kết nối không gian số giới vật lý để tạo thành hệ thống bao gồm qui trình phù hợp tối ưu vận hành tự động? www.vsys.com.vn Các kiến thức kỹ cần thiết người dẫn dắt CMCN