Thị trường IIoT toàn cầu ước tính sẽ đạt con số 103,38 tỷ USD vào năm 2026 khi các thiết bị IoT ngày càng có giá cả phải chăng hơn và nhiều nhà sản xuất đang đầu tư vào công nghệ nhà máy thông minh. Một trong những thành phần quan trọng của nhà máy thông minh là các cảm biến. Cảm biến IoT là tối quan trọng để thu thập thông tin cần thiết và gửi dữ liệu lên đám mây để phân tích trong sản xuất. Bằng cách phân tích dữ liệu được tổng hợp từ các cảm biến, doanh nghiệp có thể tạo ra các giải pháp giúp cải thiện năng suất, tránh thời gian ngừng hoạt động tốn kém ngoài kế hoạch và giảm chi phí sản xuất.
Cảm biến IoT
Trong IIoT (IoT Công Nghiệp), các cảm biến phát hiện nhiều loại thông tin bên ngoài khác nhau và chuyển nó thành tín hiệu hoặc dữ liệu mà con người và máy móc có thể hiểu được. Dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu được quản lý trong tòa nhà hoặc trên đám mây để xử lý và phân tích. Cảm biến IoT sử dụng nhiều loại công nghệ khác nhau, chẳng hạn như quang học, nhiệt và hồng ngoại, để thu thập thông tin cần thiết. Một cảm biến cũng có thể được thiết kế để thu thập một hoặc nhiều loại thông tin khác nhau. Một số ứng dụng bao gồm đo khoảng cách, mức độ, áp suất, thay đổi môi trường hoặc sự bất thường trong lô dây chuyền sản xuất.
Các loại cảm biến IoT
Cảm biến tầm nhìn
Hình ảnh được chụp bằng camera và được xử lý với sự trợ giúp của phần mềm để xác định sự hiện diện, hướng và độ chính xác của các bộ phận. Việc sử dụng cảm biến tầm nhìn có thể đảm bảo chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm trong suốt các lô hàng được sản xuất. Cảm biến tầm nhìn thường được sử dụng trên các dây chuyền sản xuất cho ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, ô tô và sản xuất chung.
Cảm biến tiệm cận
Những cảm biến này có thể giúp đo khoảng cách giữa hai đối tượng. Điều này thường được sử dụng trong sản xuất, nơi máy móc cần biết khoảng cách giữa các sản phẩm hoặc phép đo cho rô-bốt lắp ráp.
Cảm biến áp suất
Đo áp suất của chất lỏng hoặc khí là phổ biến trong môi trường công nghiệp. Duy trì áp suất chính xác có thể rất quan trọng đối với chất lượng sản phẩm hoặc sự an toàn của công nhân.
Cảm biến nhiệt độ
Nhiệt độ của các bộ phận có thể cho thấy chúng đang bị hỏng hoặc quá nóng. Điều này có thể giúp đội bảo trì có thời gian thay thế các bộ phận bị mòn trước khi chúng gây ra các hỏng hóc về cơ học đắt tiền. Cảm biến nhiệt độ cũng có thể giúp theo dõi nhiệt độ xung quanh để đảm bảo an toàn thực phẩm hoặc chất lượng của sản phẩm. Ngay lập tức được cảnh báo về việc máy làm mát vượt quá nhiệt độ quy định có thể tiết kiệm chi phí lãng phí thực phẩm ngoài kế hoạch.
Cảm biến độ ẩm
Độ ẩm có thể quan trọng đối với chất lượng cuối cùng của một số loại sản phẩm. Theo dõi độ ẩm có thể đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng luôn được đáp ứng. Độ ẩm cũng có thể làm giảm chất lượng của một số thiết bị; do đó, một cảm biến có thể giúp cảnh báo cho các thành viên trong nhóm nếu độ ẩm nằm ngoài phạm vi cho phép. Duy trì độ ẩm tối ưu mọi lúc có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị nhạy cảm.
Cảm biến mức
Chất lỏng hoặc chất rắn có thể được sử dụng để vận hành máy móc hoặc nguyên liệu thô trong sản phẩm. Biết khi nào mức thấp có thể đảm bảo rằng các phễu được đổ đầy trước khi chúng cạn kiệt hoàn toàn, đảm bảo việc sản xuất luôn được thông suốt.
Cảm biến gia tốc và độ rung
Theo dõi chuyển động của thiết bị có thể quan trọng đối với độ chính xác hoặc bảo trì máy móc. Rung động quá mức có thể cho thấy vòng bi bị mòn, bu lông lỏng lẻo hoặc động cơ sắp hỏng.
Cảm biến âm thanh
Cao độ âm thanh của một số máy móc có thể cho biết nó có hoạt động hiệu quả hay không. Bằng cách theo dõi cao độ của âm thanh, nhóm bảo trì có thể được cảnh báo nếu máy phát ra những âm thanh bất thường và cần sửa chữa hoặc bảo trì.
Khi công nghệ IIoT phát triển, các nhà sản xuất cảm biến công nghiệp lớn đang thiết kế các cảm biến “thông minh”. Các cảm biến này dễ thực hiện hơn các cảm biến analog thường yêu cầu PLC xử lý và diễn giải các giao thức dữ liệu. Một cảm biến thông minh thường có thể xử lý dữ liệu trong cảm biến và gửi trực tiếp trở lại nền tảng quản lý. Điều này làm cho việc truyền dữ liệu trở nên linh hoạt hơn và tiết kiệm băng thông bằng cách chỉ gửi những thông tin cần thiết.
Kết nối cảm biến IoT
Việc triển khai giải pháp hệ thống IIoT có thể bao gồm một vài đến hàng nghìn cảm biến giám sát và điều khiển một máy hoặc toàn bộ dây chuyền sản xuất. Để truyền dữ liệu trở lại mạng và phần mềm đám mây, các cảm biến phải được kết nối dưới một hình thức nào đó. Kết nối này sẽ có dây hoặc không dây và có những ưu và nhược điểm của từng hình thức kết nối.
Hầu hết các nhà máy sản xuất sẽ kết nối cứng các thiết bị IoT của họ bằng cáp mạng ethernet công nghiệp. Đi dây cứng có thể đảm bảo kết nối đáng tin cậy, nhưng có giới hạn về khoảng cách giữa các cảm biến, khối I/O và PLC. Ngoài ra còn có nguy cơ cáp bị hỏng và chi phí thay thế cáp thường xuyên uốn cong trên các bộ phận chuyển động như cánh tay rô-bốt.
Cảm biến IoT không dây đang nhanh chóng trở nên phổ biến khi công nghệ không dây được cải thiện và trở nên đáng tin cậy hơn. Mạng cảm biến không dây (WSN) có thể có khoảng cách xa hơn nhiều giữa các cảm biến và thiết bị mạng so với cáp mạng. Kết nối không dây cũng có khả năng mở rộng hơn nhiều vì số lượng cảm biến trong một lần triển khai có thể cao hơn đáng kể. Ví dụ: một mạng LTE riêng có thể kết nối không dây hơn một nghìn thiết bị trong nhà máy.
Các nhà sản xuất đang cải thiện năng suất như thế nào?
Các giải pháp thực tế là vô tận khi tích hợp các cảm biến với nền tảng quản lý IoT. Đây chỉ là một vài ví dụ về vai trò của cảm biến IoT trong việc giúp các nhà sản xuất tiết kiệm chi phí và nâng cao năng suất.
Nâng cao chất lượng sản phẩm
Với máy móc đã được kết nối với nền tảng đám mây, việc lưu trữ dữ liệu như nhiệt độ và áp suất sẽ dễ dàng theo dõi hơn với các lô hàng sản xuất với các dữ liệu kỹ thuật số. Giải pháp thị giác máy thông qua camera độ phân giải cao là một hình thức theo dõi sản phẩm khác thông qua dây chuyền sản xuất. Cảm biến tầm nhìn, cùng với phần mềm, có thể giúp giám sát chất lượng sản phẩm. Công nghệ này có thể giúp giảm đáng kể các sản phẩm kém chất lượng đến tay người tiêu dùng có thể gây nguy hiểm cho thương hiệu.
Giảm thiểu thời gian chết ngoài kế hoạch với bảo trì dự đoán
Dữ liệu thời gian thực và phân tích dựa trên đám mây có thể giúp các kỹ sư và đội bảo trì phát hiện ra sự thiếu hiệu quả của máy móc. Không giống như bảo trì theo lịch trình, các chương trình có thể phân tích dữ liệu được thu thập từ các cảm biến để xác định xem có khả năng xảy ra sự cố ngoài ý muốn hay không. Điều này giúp giảm chi phí bằng cách cho phép các kỹ thuật viên thay thế các bộ phận trước khi chúng hỏng hóc, tránh việc sửa chữa tốn kém hoặc gây thương tích cho các công nhân vận hành.
Quản lý kho và theo dõi tài sản
Biết vị trí của hàng tồn kho và có một phương pháp hiệu quả để di chuyển, dự trữ và chọn hàng tồn kho luôn là một lộ trình hiệu quả để cải thiện năng suất. Trong một nhà kho thông minh, các giải pháp IIoT sử dụng các cảm biến để giúp theo dõi luồng tài sản trong nhà máy. Robot tự động có thể di chuyển sản phẩm hoặc chọn và đóng gói đơn đặt hàng mà không cần sự tương tác của con người. Bằng cách tự động hóa các nhiệm vụ đơn giản này, nhân viên có thể tập trung vào các nhiệm vụ khác hiệu quả hơn và đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc của con người.
Cải thiện quy trình thu mua và dự báo
Đối với các nhà quản lý thu mua, các cảm biến được lắp đặt trên dây chuyền sản xuất có thể giám sát quá trình lắp ráp sản phẩm, giúp kiểm soát việc sử dụng nguyên vật liệu và giảm lãng phí. Họ cũng có thể cảnh báo người dùng khi nguồn cung sắp hết. Việc giám sát các hạng mục quan trọng này bằng cảm biến có thể giảm thiểu đáng kể lãng phí và cải thiện khả năng dự báo.
Phát triển sản phẩm
Phát triển sản phẩm có thể là một quá trình tốn kém nhưng cần thiết cho tất cả các nhà sản xuất. Các nhà sản xuất có thể đưa ra quyết định tốt hơn trước khi đi vào sản xuất tổng thể. Bằng cách thu thập dữ liệu thông qua các cảm biến trên sàn sản xuất và phân tích sản xuất nâng cao, phần lớn quy trình R&D có thể được mô phỏng. Các cảm biến trên sản phẩm cũng có thể được triển khai để thu thập dữ liệu trong các tình huống thực tế. Việc thu thập dữ liệu này trong thời gian thực có thể giúp các kỹ sư thực hiện các thay đổi nhanh chóng để có sản phẩm hiệu quả hơn.
Kết luận
Không còn nghi ngờ gì nữa, các cảm biến đóng một vai trò thiết yếu trong hoạt động hàng ngày ở khắp các nhà máy. Việc thu thập dữ liệu đã được chứng minh là giúp các doanh nghiệp cải thiện dây chuyền sản xuất hiệu quả hơn, tăng cường độ an toàn và duy trì hoạt động của máy móc. Mặc dù việc lập kế hoạch tổng thể và triển khai các cảm biến IoT trong một cơ sở sản xuất có thể cần nhiều nguồn lực và cả nguồn đầu tư, nhưng lợi tức đầu tư có thể rất xứng đáng với những gì bỏ ra nếu các doanh nghiệp, tổ chức hiểu rõ và lựa chọn giải pháp đúng đắn.
Quý khách vui lòng liên hệ với ADTECH để chúng tôi được phục vụ:
ADTECH – Cung cấp thiết bị-giải pháp công nghệ dành cho doanh nghiệp
VP HN: Số 358 Giải Phóng, Phương Liệt, Thanh Xuân, Hà Nội
CN HCM: Toà nhà Sabay Buiding 99 Cộng Hoà, Phường 4, Tân Bình, TP. HCM
Hotline: 0969133273
Website: aiotvn.com
