5 Cấp độ trong tự động hóa CNTT bạn đã biết chưa

• Khám phá tương lai công việc với AI Albert: Cơ hội và thách thức
• Sức mạnh tổng hợp của trí tuệ nhân tạo AI và tự động hóa quy trình
• Khám phá 5 ưu điểm nổi bật của lái xe tự động
• FUNiX, Udemy hợp tác đào tạo nhân lực chuyển đổi số với Hội Tự động hóa Việt Nam
• Thành phần và ứng dụng chính của hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp

Cần phải hiểu các cấp độ khác nhau của tự động hóa công nghiệp. Có rất nhiều thiết bị phần cứng, phần mềm, cơ sở hạ tầng CNTT và mạng liên quan, rằng cần phải liên kết mọi thứ giữa chúng và hiểu sự khác biệt giữa chúng là gì. Ở bài viết này bạn sẽ được tìm hiểu về các cấp độ trong tự động hóa CNTT.

1. Tự động hóa là gì?

Tự động hóa là thuật ngữ chỉ các ứng dụng công nghệ và đổi mới trong đó đầu vào vật lý của con người được giảm thiểu. Điều này có thể bao gồm tự động hóa CNTT, tự động hóa quy trình kinh doanh (BPA), người máy công nghiệp và các ứng dụng cá nhân như tự động hóa gia đình.

Tự động hóa bao gồm việc sử dụng các thiết bị và hệ thống điều khiển khác nhau như quy trình nhà máy, máy móc, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, hệ thống lái, v.v. Ví dụ về phạm vi tự động hóa từ bộ điều nhiệt gia dụng đến hệ thống điều khiển công nghiệp lớn, xe tự lái và rô-bốt kho bãi.

2. 5 Cấp độ trong tự động hóa CNTT

2.1 Cấp độ 0 – Cảm biến và tín hiệu

Đây là cấp độ tự động hóa công nghiệp đầu tiên và thấp nhất. Nó bao gồm các thiết bị hiện trường như cảm biến, bộ truyền động, dụng cụ, động cơ, van, bộ truyền động, công tắc và các thiết bị khác. Bạn cũng có thể định nghĩa nó là một lớp trường.

Mục đích chính của tự động hóa công nghiệp là kiểm soát đầu vào và đầu ra, và bạn phải làm quen với chúng để kiểm soát chúng một cách hiệu quả. Nếu bạn không biết cảm biến sẽ làm gì hoặc động cơ sẽ hoạt động như thế nào, bạn không thể chuyển sang cấp độ lập trình tiếp theo.

Về cơ bản, nếu bạn không quen thuộc với việc kiểm soát đầu vào phần cứng và đầu ra phần cứng, thì bạn có ý nghĩa gì khi thực hiện các cấp độ lập trình nâng cao; khi bạn không biết chức năng cấp thấp hơn đang làm gì.

2.2 Cấp độ 1 – Kiểm soát

Đây là giai đoạn bắt đầu kiểm soát. Nó bao gồm PLC và PID. Bạn đã có dữ liệu từ một cảm biến và bây giờ bạn muốn điều khiển một động cơ theo nó.

Để làm được điều đó, một chương trình cần được viết trong bộ điều khiển sẽ chấp nhận đầu vào của cảm biến phần cứng và điều khiển đầu ra của động cơ phần cứng tương ứng.

Bộ điều khiển này chẳng qua là một PLC, trong đó một chương trình sẽ được viết để điều khiển các đầu vào và đầu ra tương ứng.

Ngoài PLC, đôi khi bộ điều khiển PID cũng được sử dụng để giảm chi phí. Nó không là gì ngoài một bộ điều khiển nhỏ sẽ điều chỉnh đầu ra theo đầu vào nhận được, dựa trên các tính toán PID.

Điểm trừ duy nhất trong bộ điều khiển PID là nó là một thiết bị được lập trình sẵn và bạn không thể thay đổi nó. Nhà sản xuất chỉ có thể thay đổi chương trình của mình.

Nhưng trong PLC, bạn có thể tạo toàn bộ chương trình theo yêu cầu của mình. Cấp độ này có thể được gọi là giai đoạn điều khiển và nó sẽ gửi dữ liệu đến cấp độ tiếp theo thông qua hình thức giao tiếp.

2.3 Cấp độ 2 – Kiểm soát giám sát

Giả sử có 10 PLC trong một nhà máy. Bạn muốn theo dõi và kiểm soát chúng bằng cách ngồi trong một văn phòng ở xa. Điều này yêu cầu kết nối mạng và giao tiếp giữa tất cả các PLC này. Cấp độ trong tự động hóa CNTT này cần nguồn lực kiểm soát kỹ lưỡng.

Về cơ bản, vai trò của cấp độ này là tích hợp tất cả các bộ điều khiển của nhà máy vào một nền tảng duy nhất. Điều này giúp giám sát và kiểm soát toàn bộ hệ thống trong một lần.

Điều này được thực hiện bởi SCADA. Bạn có thể trực quan hóa toàn bộ quá trình, xem cảnh báo, tạo báo cáo, chạy lô và kiểm soát hành động của người vận hành thông qua quá trình kiểm tra.

Để tích hợp toàn bộ mạng với SCADA, bạn cần hiểu các cấu trúc liên kết giao tiếp khác nhau được sử dụng với các hệ thống PLC. SCADA được chạy trên máy tính để bàn hoặc IPC (PC công nghiệp).

2.4 Cấp độ 3 – Lập kế hoạch và Vận hành

Cấp độ này được sử dụng để lập kế hoạch và vận hành trong một nhà máy. Nó là một hệ thống quản lý máy tính và có thể giám sát và điều khiển nhiều hệ thống SCADA.

Vì vậy, giả sử có nhiều quy trình trong một nhà máy và cần phải giám sát toàn bộ quy trình sản xuất từ ​​đầu đến cuối. Điều này có thể được thực hiện bởi MES (Hệ thống thực thi sản xuất). Với điều này, người dùng có thể lập kế hoạch cho các hoạt động của mình và kiểm soát dữ liệu và quy trình sản xuất.

Nhiều nhà máy (từ đầu đến cuối), thông tin dữ liệu nhà cung cấp khác nhau, thông tin thiết bị, lập kế hoạch và biểu đồ sản xuất hàng ngày có thể được xem và kiểm soát thông qua MES.

2.5 Cấp độ 4 – Hoạt động lập kế hoạch kinh doanh

Có nhiều bộ phận trong một công ty – như bán hàng, mua hàng, nhân sự, tài chính, hậu cần, sản xuất, kiểm soát hàng tồn kho, v.v. Nếu tất cả các quy trình sau sản xuất (MES) không được liên kết và được thực hiện thủ công, nó sẽ cho kết quả đầu ra như mong muốn; nhưng sẽ rất chậm.

Tỷ lệ sản xuất sẽ giảm; bởi vì nhiều người sẽ phải đợi nhân viên của bộ phận khác đợi bước tiếp theo của họ. Vì vậy, ERP (Lập kế hoạch nguồn lực doanh nghiệp) xuất hiện ở đây.

ERP là một quy trình tự động hóa hoạt động trên công nghệ máy tính và tự động hóa tất cả các quy trình của một văn phòng một cách dễ dàng.

Dữ liệu đã được truyền đạt tự động một cách minh bạch giữa các bộ phận. Điều này làm giảm thời gian và tăng hiệu quả.

Vì vậy, bạn có thể thấy rằng bắt đầu từ các cảm biến nhỏ, đến PLC, SCADA, MES và cuối cùng là ERP, quy trình đi từ kiểm soát cục bộ đến giám sát đến kiểm soát sản xuất và quản lý quy trình doanh nghiệp.

Toàn bộ chu trình tự động hóa để sản xuất một sản phẩm diễn ra rất suôn sẻ nhờ điều này. Do đó, điều quan trọng là phải hiểu từng cấp độ tự động hóa trong các ngành công nghiệp.

Đăng ký học chương trình Automotive Application Development  tại FUNiX dưới đây:

>>> Xem thêm bài viết liên quan:

6 Loại tự động hóa và thông tin chi tiết về các loại tự động hóa Phần 1

Tự động hóa CNTT là gì? Cách tự động hóa CNTT hoạt động

Lợi ích của tự động hóa CNTT? Khó khăn khi triển khai tự động hóa

Các loại tự động hóa công nghệ khác nhau Tương lai của tự động hóa

5 Xu hướng tự động hóa hàng đầu cho năm 2023

Nguyễn Cúc

Nguồn tham khảo: techtarget