Bài này bàn ứng dụng máy tính công nghiệp Advantech ở góc thi công: máy tính nhận phần việc nào trong hệ tự động hóa, và trình tự đưa một máy vào dây chuyền đang chạy mà không phải dừng sản xuất dài ngày.
Danh sách công đoạn nên tự động hóa trước nằm ở bài ứng dụng tự động hóa công nghiệp theo công đoạn. Bản đồ thiết bị theo lớp, từ cảm biến tới phần mềm giám sát, nằm ở bài tự động hóa sản xuất với thiết bị Advantech.
Máy tính công nghiệp nhận việc gì trong hệ tự động hóa
Ranh giới giữa máy tính và bộ điều khiển lập trình khá rõ khi xét theo từng đầu việc. Bảng dưới nêu năm việc thường gặp và lý do việc đó cần một máy tính chứ không phải một bộ điều khiển.
| Đầu việc | Bộ điều khiển lập trình | Vì sao cần máy tính công nghiệp |
|---|---|---|
| Đóng cắt theo logic, giữ nhịp chuyền | Làm tốt, thời gian đáp ứng ổn định | Không cần thay, nên giữ nguyên phần này |
| Xử lý ảnh, đo kích thước, đọc mã | Không đảm nhiệm được | Cần vi xử lý đủ mạnh và cổng camera băng thông lớn |
| Ghi cơ sở dữ liệu sản xuất | Bộ nhớ hạn chế, khó truy vấn lại | Cần ổ lưu trữ và phần mềm cơ sở dữ liệu chạy tại chỗ |
| Giao diện nhiều thông tin cho người đứng máy | Màn hình chuyên dụng hiển thị được ít nội dung | Cần trình duyệt hoặc phần mềm vận hành với nhiều trang |
| Nói chuyện với hệ quản lý sản xuất | Cần thêm mô đun và cấu hình phức tạp | Máy tính chạy sẵn các giao thức mạng và dịch vụ web |
Kết luận rút ra cho dự án cải tạo: giữ bộ điều khiển, thêm máy tính. Đây cũng là cách rút ngắn thời gian dừng chuyền, vì phần logic đã chạy ổn định không bị viết lại.
Sáu bước đưa máy tính vào một dây chuyền đang chạy
| Bước | Việc làm | Kết quả kiểm tra được |
|---|---|---|
| 1. Khảo sát tín hiệu | Liệt kê tín hiệu cần đọc, tín hiệu cần xuất, thiết bị cần nói chuyện và giao thức của từng cái | Có bảng tín hiệu kèm loại cổng, đủ để đếm số cổng máy cần |
| 2. Khảo sát vị trí lắp | Đo nhiệt độ chỗ đặt, mức bụi, rung, khoảng trống trong tủ và nguồn sẵn có | Chốt được dòng máy và kiểu bắt giá |
| 3. Chọn máy | Đối chiếu bảng tín hiệu và điều kiện lắp với thông số dòng máy | Có mã hàng cụ thể kèm phụ kiện bắt giá và cáp |
| 4. Lắp và đấu nguồn | Bắt giá, kéo dây tín hiệu đấu song song, đấu nguồn một chiều, nối đất vỏ máy | Máy chạy liên tục 24 giờ không khởi động lại, tín hiệu đọc đúng |
| 5. Cài đặt và khoá cấu hình | Cài phần mềm, đặt khởi động thẳng vào ứng dụng, tắt cập nhật tự động, sao lưu ảnh đĩa | Cắt nguồn đột ngột rồi cấp lại, máy tự vào đúng màn hình vận hành |
| 6. Bàn giao | Hướng dẫn thao tác cho người đứng máy, bàn giao bản sao cấu hình và tài khoản quản trị | Người vận hành xử lý được ba tình huống thường gặp mà không cần gọi kỹ thuật |
Khảo sát tín hiệu và cổng trước khi chọn máy
Bước một quyết định phần lớn chi phí phát sinh về sau. Bảng tín hiệu nên ghi đủ bốn cột: tên tín hiệu, loại tín hiệu, thiết bị nguồn và cổng cần dùng trên máy. Ba nhóm hay bị bỏ sót khi khảo sát.
- Thiết bị dùng cổng nối tiếp: cân, biến tần, đồng hồ đo, đầu đọc mã. Mỗi thiết bị chiếm một cổng, hoặc chung một nhánh nếu cùng chuẩn RS-485.
- Tín hiệu xuất ngược ra chuyền: đèn báo, còi, tín hiệu chặn sản phẩm lỗi. Nhóm này cần ngõ ra số và nên chọn loại cách ly.
- Đường mạng thứ hai: một đường cho lớp thiết bị, một đường cho lớp quản lý. Máy chỉ có một cổng mạng buộc hai lớp phải dùng chung, hoặc buộc mua thêm bộ chuyển đổi.
Cộng thêm dự phòng ít nhất một cổng nối tiếp và một cổng mạng so với con số vừa đếm. Trạm nào cũng phát sinh thiết bị sau vài tháng chạy, và thay máy vì thiếu cổng tốn hơn nhiều so với chọn dư từ đầu.
Môi trường lắp quyết định dòng máy
| Vị trí đặt máy | Điều kiện phải chịu | Hướng chọn dòng máy |
|---|---|---|
| Trong tủ điện tại chân máy | Nhiệt độ tủ cao hơn nhiệt độ xưởng, rung theo máy, chỗ hẹp | Máy không quạt cỡ nhỏ gắn ray, ít cổng nhưng đủ dùng cho một trạm |
| Tủ trung tâm của xưởng | Chạy liên tục, nhiều thiết bị đấu về, cần mở rộng dần | Máy hộp có khe mở rộng và khay ổ tháo rời |
| Phòng điều khiển | Có điều hoà, nhưng cần nhiều đường mạng và lưu trữ dài ngày | Máy cỡ lớn hơn với nhiều cổng Gigabit, ưu tiên khả năng sao lưu |
Ba model minh hoạ cho ba vị trí trên, đều có trong danh mục của website. Vị trí chật trong tủ dùng ARK-1123C: chạy vi xử lý Atom E3825, hai cổng Gigabit, hai cổng nối tiếp chọn kiểu RS-232, RS-422 hay RS-485 ngay trong BIOS, có bộ phụ kiện bắt ray và bắt tường, chân cấp nguồn dạng ren để không bị tuột khi rung.
Tủ trung tâm cần mở rộng dùng ARK-3520P: vi xử lý Core i, khe mở rộng PCI hoặc PCIe, tám cổng nối tiếp, sáu cổng USB 3.0, hai khay ổ 2,5 inch tháo rời và nguồn vào 9–36 V một chiều. Phòng điều khiển cần nhiều đường mạng dùng UNO-2484G với bốn cổng Gigabit, bốn cổng nối tiếp và mô đun bảo mật phần cứng.
Đấu nguồn, nối đất và chống nhiễu
Phần lớn sự cố máy tự khởi động lại trong tháng đầu đến từ nguồn và tiếp đất, không phải từ phần mềm. Bốn việc cần làm đúng ngay từ khi lắp.
- Lấy nguồn 24 V có sẵn trong tủ: máy công nghiệp nhận dải 9–36 V một chiều nên đấu thẳng, bớt được một bộ nguồn xoay chiều.
- Tính công suất nguồn tủ: cộng thêm tải của máy tính và các thiết bị ngoại vi lấy nguồn theo, tránh trường hợp nguồn sụt áp khi cơ cấu chấp hành hoạt động.
- Nối đất vỏ máy về thanh đất của tủ: đây là điều kiện để các mạch bảo vệ trên bo mạch làm việc đúng.
- Tách dây tín hiệu khỏi dây động lực: đi hai máng riêng, cắt nhau thì cắt vuông góc. Dây nối tiếp chạy song song với cáp động cơ là nguyên nhân kinh điển của lỗi đọc chập chờn.
Cài đặt, khoá cấu hình và bàn giao
Một máy trạm trong xưởng phải chạy nhiều tháng không cần ai đụng vào. Muốn vậy, phần cài đặt khác hẳn cách cài một máy văn phòng.
Đặt máy khởi động thẳng vào ứng dụng vận hành, tắt cập nhật tự động của hệ điều hành, tắt các dịch vụ không dùng và chặn quyền cài phần mềm lạ. Sau khi chạy ổn định, sao lưu toàn bộ ảnh đĩa ra một bản lưu ngoài. Máy hỏng thì việc phục hồi rút xuống còn thay máy và bung ảnh đĩa, thay vì cài lại từ đầu và dò cấu hình.
Với nhà máy có nhiều máy tính trong xưởng, nên bổ sung phần theo dõi tình trạng phần cứng từ xa như DeviceOn để biết máy nào nhiệt độ cao, ổ gần đầy hoặc mất kết nối trước khi trạm phải dừng.
Chọn máy tính công nghiệp cho hệ tự động hóa
Thứ tự chốt cấu hình đi ngược với thói quen mua máy văn phòng: chốt cổng trước, chốt môi trường lắp thứ hai, chốt vi xử lý sau cùng. Tổng quan các dòng máy không quạt của hãng có ở bài máy tính công nghiệp không quạt Advantech.
Phần cơ sở về cách đọc thông số nằm ở hướng dẫn cấu hình máy tính công nghiệp trên IPC247. Khi đã có bảng tín hiệu và điều kiện lắp, lọc model bằng công cụ chọn máy theo yêu cầu rồi gửi kèm bảng tín hiệu để bên tư vấn kiểm tra lại số cổng và phụ kiện bắt giá.
Câu hỏi thường gặp về ứng dụng máy tính công nghiệp Advantech
Máy tính công nghiệp có thay được bộ điều khiển lập trình không?
Trong phần lớn dự án cải tạo thì không nên thay. Bộ điều khiển giữ phần logic đóng cắt đã chạy ổn định, máy tính nhận phần việc mà bộ điều khiển làm kém: xử lý ảnh, ghi cơ sở dữ liệu, dựng giao diện nhiều thông tin và nói chuyện với hệ thống quản lý.
Lắp máy tính vào chuyền đang chạy có phải dừng sản xuất không?
Thường chỉ dừng ngắn ở bước đấu tín hiệu. Cách làm phổ biến là đấu song song với tiếp điểm sẵn có nên phần điều khiển không bị động vào. Việc lắp giá, kéo dây và cấu hình phần mềm làm được trong lúc chuyền vẫn chạy.
Chọn máy theo cấu hình vi xử lý hay theo cổng?
Theo cổng trước, theo vi xử lý sau. Thiếu cổng nối tiếp hoặc thiếu khe mở rộng là lỗi không sửa được bằng phần mềm, còn cấu hình vi xử lý chỉ ảnh hưởng tốc độ xử lý và có thể chọn mức cao hơn trong cùng dòng máy.
Máy tính công nghiệp trong tủ điện lấy nguồn ở đâu?
Lấy thẳng từ nguồn một chiều 24 V có sẵn trong tủ. Các dòng máy công nghiệp nhận dải rộng 9 đến 36 V nên không cần thêm bộ nguồn xoay chiều, giảm được một thiết bị và một điểm hỏng trong tủ.
Sau khi lắp xong cần khoá những gì?
Khoá cập nhật tự động của hệ điều hành, đặt máy khởi động thẳng vào ứng dụng, tắt các dịch vụ không dùng và ghi lại bản sao cấu hình cùng bản cài phần mềm. Một máy trạm tự cập nhật rồi khởi động lại giữa ca là sự cố hay gặp.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
