Thiết bị Advantech truy xuất nguồn gốc phục vụ một việc cụ thể: nối dữ liệu ao nuôi, dữ liệu vận chuyển và dữ liệu chế biến thành một hồ sơ duy nhất theo mã lô. Bài viết đi qua bốn điểm phải ghi dữ liệu trong chuỗi thuỷ sản, cách đưa số liệu từ ao về nhà máy khi không có mạng dây, và các module có trong catalog của site.
Phần chọn máy tính và màn hình cho từng công đoạn trong xưởng nằm ở bài máy tính công nghiệp cho chế biến thuỷ sản. Bài này chỉ nói về lớp dữ liệu chạy dọc chuỗi.
Bốn điểm phải ghi dữ liệu trong chuỗi thuỷ sản
Thị trường nhập khẩu yêu cầu chứng minh nguồn gốc và điều kiện bảo quản. Yêu cầu đó quy về bốn điểm ghi dữ liệu, và chỉ cần thủng một điểm là hồ sơ mất giá trị.
- Vùng nuôi. Chất lượng nước theo ngày, lượng thức ăn, thuốc và hoá chất đã dùng, ngày thả và ngày thu. Đây là phần khó nhất vì ao nằm xa và thường ghi tay.
- Thu hoạch và vận chuyển. Thời gian từ lúc bắt tới lúc nhập nhà máy, nhiệt độ nước đá hoặc nhiệt độ thùng lạnh trong suốt chặng đường.
- Chế biến. Mã mẻ, khối lượng vào và ra từng công đoạn, thời gian nằm chờ giữa các công đoạn, kết quả kiểm tra.
- Bảo quản và giao hàng. Nhiệt độ kho theo giờ, thời điểm xếp container, nhiệt độ container lúc kẹp chì.
Ba điểm sau nằm trong phạm vi nhà máy nên tương đối dễ ghi tự động. Điểm đầu nằm ngoài đồng và quyết định phần lớn công sức triển khai.
Đo chất lượng nước ở vùng nuôi
Ao nuôi tôm và cá cần theo dõi vài đại lượng lặp đi lặp lại. Các đầu đo thường xuất tín hiệu tương tự chuẩn công nghiệp, nên phần thu thập không phức tạp; cái khó nằm ở khoảng cách, ở nguồn điện và ở sét.
| Đại lượng | Vì sao phải ghi | Cách lấy tín hiệu |
|---|---|---|
| Oxy hoà tan | Xuống thấp là mất ao trong vài giờ | Đầu đo xuất 4 đến 20 mA, đọc bằng module thu thập tương tự |
| Độ pH | Ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ vật nuôi | Bộ chuyển đổi tín hiệu rồi đưa vào ngõ vào tương tự |
| Nhiệt độ nước | Quyết định tốc độ lớn và lượng thức ăn | Đầu đo nhiệt điện trở qua bộ chuyển đổi |
| Độ mặn | Vùng cửa sông thay đổi theo con nước | Đầu đo độ dẫn xuất tín hiệu tương tự |
| Trạng thái quạt nước | Ghi được thì mới quy trách nhiệm ca trực | Ngõ vào số đọc tiếp điểm khởi động từ |
| Mực nước và bơm | Liên quan tới thay nước và tới ngập | Cảm biến mức, ngõ ra rơ le điều khiển bơm |
Bố trí hợp lý là đặt module thu thập ngay tủ bờ ao thay vì kéo dây tín hiệu dài về nhà điều hành. Dây tín hiệu dài ngoài trời vừa nhiễu vừa dễ hỏng khi có sét. Cách làm tương tự với trạm quan trắc nước thải, trình bày trong bài giải pháp xử lý nước của Advantech.
Đưa dữ liệu từ ao về máy chủ nhà máy
Vùng nuôi hiếm khi có đường truyền cố định. Ba lớp dưới đây là cách ghép thường dùng, xếp theo khoảng cách tăng dần.
- Trong một trại. Bus RS-485 nối các module thu thập về một tủ trung tâm, hoặc dùng module không dây khi kéo dây khó. Cự ly ngắn, chi phí thấp, cấu hình lặp lại được cho từng ao.
- Từ trại về nhà máy. Một cổng truyền qua mạng di động gom dữ liệu của trại rồi đẩy về máy chủ. Thiết bị phải có bộ đệm để giữ dữ liệu khi mất sóng, và nên có hai khe SIM để đổi nhà mạng.
- Tại nhà máy. Máy tính công nghiệp chạy phần mềm giám sát, nhận dữ liệu của tất cả các trại, ghi vào cơ sở dữ liệu và xuất báo cáo. Đây cũng là nơi ghép dữ liệu ao với mã mẻ chế biến.
Điểm hay bị bỏ sót là đồng hồ thời gian. Mỗi thiết bị ghi theo đồng hồ của mình, nếu lệch nhau vài phút thì việc ghép dữ liệu theo mốc thời gian sẽ sai. Nên đặt một nguồn thời gian chung cho toàn hệ ngay từ lúc lắp đặt.
Thiết bị Advantech truy xuất nguồn gốc theo từng lớp
Bảng dưới liệt kê các mã có trang sản phẩm trên site này, kèm đặc điểm đã công bố.
| Lớp | Model | Đặc điểm đã công bố | Việc đảm nhiệm |
|---|---|---|---|
| Đo tại bờ ao | ADAM-4117 | 8 kênh vào tương tự vi sai cấu hình độc lập, nguồn 10 đến 48 VDC, bảo vệ xung 1 kV trên đường nguồn, cập nhật phần sụn trực tuyến | Đọc đầu đo oxy, pH, nhiệt độ, độ mặn qua bus nối tiếp |
| Đo có sẵn mạng | ADAM-6017 | 8 ngõ vào tương tự và 2 ngõ ra số, nhận mV, V và mA, tốc độ mạng 10/100 Mbps, có trang cấu hình bằng trình duyệt | Trạm đo nối thẳng vào mạng của trại |
| Đóng cắt và trạng thái | ADAM-6060 | 6 ngõ vào số và 6 ngõ ra rơ le, Modbus TCP, chức năng ngang hàng và luật điều khiển tại chỗ, dải nhiệt rộng nhất -40 đến 70 độ C tuỳ phiên bản | Đọc trạng thái quạt nước, điều khiển bơm, gửi tin báo động |
| Điểm khó kéo dây | WISE-4012E | Wi-Fi 2,4 GHz chuẩn 802.11b/g/n, 2 ngõ vào 0 đến 10 V, 2 ngõ vào số và 2 ngõ ra rơ le, Modbus TCP kèm dịch vụ web, ghi dữ liệu tại chỗ có mốc thời gian | Điểm đo lẻ, ao thử nghiệm, trạm tạm |
| Truyền về nhà máy | EKI-1321 | Cổng GSM/GPRS bốn băng tần, hai khe SIM để dự phòng nhà mạng, hỗ trợ thẻ SDHC để đệm dữ liệu, bảo vệ tĩnh điện 15 kV cho các chân nối tiếp | Gom dữ liệu trại và đẩy về máy chủ, giữ dữ liệu khi mất sóng |
| Cổng gom tại trại | UNO-2271G | Intel Atom E3815 với 4 GB bộ nhớ hàn sẵn, 2 cổng GbE, 1 USB 3.0, HDMI, tuỳ chọn 2 cổng RS-232/422/485, thiết kế không quạt cỡ nhỏ | Chuyển đổi giao thức và giữ dữ liệu đệm ở mức trại |
| Phần mềm giám sát | WebAccess | Phần mềm giám sát chạy trên trình duyệt, có báo động, lịch trình, cơ sở dữ liệu thời gian thực, tích hợp báo cáo dạng bảng tính và bản đồ định vị | Ghép dữ liệu các lớp và xuất hồ sơ theo lô |
Xem trực tiếp ba module hay dùng nhất: ADAM-6017, WISE-4012E và EKI-1321. Phần kiến trúc phần mềm giám sát nằm ở bài nền tảng SCADA WebAccess.
Ví dụ hồ sơ một lô tôm xuất khẩu
Giả sử một lô tôm gồm sản lượng của ba ao, thu hoạch trong hai ngày và chế biến thành bốn mẻ. Hồ sơ lô hàng được dựng theo trình tự sau.
- Trong vụ nuôi. Module tại bờ ghi oxy, pH, nhiệt độ và độ mặn theo chu kỳ mười lăm phút. Ca trực nhập lượng thức ăn và thuốc trên máy tính bảng, dữ liệu vào cùng cơ sở dữ liệu.
- Ngày thu hoạch. Thời điểm bắt của từng ao được ghi lại, kèm nhiệt độ thùng bảo quản đo bằng thiết bị gắn trên xe.
- Nhập nhà máy. Cân tiếp nhận sinh mã lô. Mã lô này được gắn với ba mã ao và với khoảng thời gian nuôi tương ứng.
- Chế biến. Mỗi mẻ ghi khối lượng vào, khối lượng ra và thời gian nằm chờ. Kết quả kiểm tra kim loại và kiểm tra ngoại quan lưu theo mẻ.
- Kho và giao hàng. Nhiệt độ kho ghi theo giờ, thời điểm xếp container và nhiệt độ container lúc kẹp chì lưu kèm số container.
Kết quả là một bảng duy nhất tra được từ số container ngược về tới từng ao. Khi khách hàng hoặc cơ quan kiểm tra hỏi, việc trích xuất mất vài phút thay vì vài ngày lục sổ.
Chọn thiết bị cho chuỗi truy xuất thuỷ sản
Các module thu thập và cổng truyền nằm ở danh mục thiết bị IoT trên site này.
Khi lập hồ sơ, năm thông tin quyết định phần lớn cấu hình: số ao và số điểm đo mỗi ao, khoảng cách từ ao xa nhất về nhà điều hành, chất lượng sóng di động tại vùng nuôi, chu kỳ ghi dữ liệu mong muốn, và thời gian phải lưu trữ hồ sơ theo yêu cầu của thị trường nhập khẩu.
Để đối chiếu với các dòng máy tính nhúng làm cổng dữ liệu, xem danh mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Nếu chưa rõ nên đặt cổng gom ở trại hay gom thẳng về nhà máy, có thể chạy công cụ chọn máy theo yêu cầu rồi gửi kết quả kèm đề nghị báo giá.
Câu hỏi thường gặp về thiết bị Advantech truy xuất nguồn gốc
Truy xuất nguồn gốc thuỷ sản cần ghi những dữ liệu gì?
Bốn nhóm: dữ liệu vùng nuôi gồm chất lượng nước, thức ăn và thuốc theo ngày; dữ liệu thu hoạch và vận chuyển gồm thời gian và nhiệt độ; dữ liệu chế biến gồm mẻ, khối lượng và công đoạn; dữ liệu bảo quản gồm nhiệt độ kho theo giờ. Bốn nhóm này ghép lại theo mã lô thì thành hồ sơ lô hàng.
Ao nuôi không có mạng dây thì đưa dữ liệu về bằng cách nào?
Có hai lớp. Trong phạm vi trại thì dùng module thu thập không dây như WISE-4012E hoặc kéo bus RS-485 tới các bộ ADAM-4117. Từ trại về nhà máy thì dùng cổng truyền qua mạng di động, ví dụ EKI-1321 có hai khe SIM và khe thẻ nhớ để đệm dữ liệu khi mất sóng.
Mất sóng di động giữa chừng thì dữ liệu có mất không?
Không, nếu thiết bị truyền có bộ đệm. EKI-1321 hỗ trợ thẻ nhớ SDHC để giữ dữ liệu và đẩy tiếp khi có sóng trở lại. Đây là điểm cần ghi rõ trong hồ sơ kỹ thuật, vì hồ sơ truy xuất bị thủng vài giờ là mất giá trị.
Phần mềm nào ghép dữ liệu ao nuôi với dữ liệu nhà máy?
Advantech WebAccess là phần mềm giám sát chạy trên nền trình duyệt, đọc được tín hiệu từ các module ADAM và WISE, có báo động, ghi lịch sử và xuất báo cáo dạng bảng tính. Dữ liệu ghi theo mốc thời gian nên ghép được với mã mẻ chế biến.
Trại nhỏ có cần đầu tư ngay toàn bộ hệ thống không?
Không cần. Lớp đo nước ở một ao mẫu và một cổng truyền dữ liệu đã đủ để chạy thử quy trình ghi và báo động. Khi quy trình chạy đúng thì nhân bản sang các ao còn lại, vì thiết bị cùng họ nên cấu hình lặp lại được.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
