Vai trò của thiết bị cảm biến trong nhà máy

1. Cảm biến giám sát tình trạng máy móc - phục vụ quản lý sản xuất hiệu quả

Một thiết bị sản xuất bị hỏng bất ngờ có thể gây ra chi phí xử lý cực kì tốn kém. Trước hết, đó là tuổi thọ của các thiết bị trong dây chuyền bị giảm do dừng hoạt động đột ngột, và có thể có những tai nạn xảy ra. Thứ hai, doanh nghiệp phải chịu chi phí để đặt hàng gấp, chi phí vận chuyển hỏa tốc và chi phí thuê thêm nhân viên kĩ thuật làm thêm giờ để khắc phục sự cố. Thứ ba, đó là chi phí do quá trình sản xuất bị dừng lại: chậm thực hiện đơn hàng, ảnh hưởng không nhỏ đến uy tín đơn vị sản xuất. Với đơn vị sản xuất theo kế hoạch, thiệt hại do dừng sản xuất bằng lợi nhuận có thể kiếm được từ những sản phẩm có thể đã được sản xuất. 

Cảm biến hỗ trợ cung cấp dữ liệu cho phần mềm giám sát máy

Do đó, để thiết bị hoạt động trong điều kiện tối ưu, cảm biến cung cấp dữ liệu về môi trường, điều kiện làm việc thiết bị. Phần mềm giám sát máy, thiết bị phân tích dữ liệu thu thập được. Kết quả được báo cáo ngay lập tức cho ban điều hành nhà máy. Nếu việc sửa chữa hoặc bảo trì được yêu cầu, thời gian thích hợp có thể được lên lịch trước khi máy dừng hoạt động. Điều này ngăn chặn việc tắt máy bất ngờ có thể cực kỳ gây tốn kém. Ví dụ, các kĩ sư có thể sử dụng cảm biến âm thanh để theo dõi biến biến động âm thanh động cơ điện. Khi chất lượng âm thanh thay đổi, đó có thể là dấu hiệu của một lỗi sắp xảy ra. 

2. Cảm biến hỗ trợ thu thập dữ liệu cho phần mềm giám sát máy thiết bị và hệ thống quản lý năng lượng

Cảm biến cung cấp khả năng giao tiếp không dây/có dây và tổng hợp dữ liệu, giúp chúng dễ dàng truyền tải dữ liệu cho máy tính. Dữ liệu này có nhiều tác dụng: phục vụ hệ thống hoạch định nguồn lực ERP, hệ thống quản lý năng lượng,... Nhà máy có hàng trăm, hàng nghìn cảm biến theo thời gian sẽ tạo ra lượng dữ liệu tương đối lớn. Các dữ liệu này sau đó được phần mềm giám sát máy, thiết bị phân tích để quản lý sản xuất hiệu quả, tăng năng suất và tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị.

Những tiến bộ trong công nghệ cảm biến cho phép:

- Cảm biến có thể theo dõi thông tin trong những điều kiện khắc nghiệt nhất (nhiệt độ, độ ẩm cao, hóa chất, nước mặn, sốc, rung và va đập). Phần mềm giám sát máy, thiết bị, hệ thống quản lý năng lượng rất cần dữ liệu trong những điều kiện khó khăn như vậy.

- Cung cấp dữ liệu và thông tin chính xác cao cho các hệ thống và phân tích của nhà máy (chẳng hạn phần mềm giám sát máy và hệ thống quản lý năng lượng)

- Khả năng phân giải cao để phát hiện những thay đổi nhỏ nhất trong bất kỳ thông số nào được đo (hỗ trợ quản lý sản xuất hiệu quả: chẳng hạn cảnh báo khi có sai sót)

- Độ ổn định lâu dài trong đó hiệu suất của cảm biến vẫn giữ nguyên trong nhiều năm sử dụng. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu chu kỳ hiệu chuẩn tốn kém và bảo trì định kỳ.

Cảm biến nhiệt độ lắp trong lò nung cung cấp dữ liệu cho hệ thống quản lý năng lượng

Nhờ đó, cảm biến được ứng dụng rộng rãi: thu thập dữ liệu tại bể chứa nhiên liệu, khu vực lò đốt, khu hóa chất, khu lắp ráp, vùng khí hậu nóng ẩm (Ví dụ Việt Nam), khí hậu biển. Đó là lý do tại sao hệ thống quản lý năng lượng có thể theo dõi nhiều loại hình năng lượng: than, điện, nước, dầu.

3. Chi phí sử dụng cảm biến giảm xuống

Một nguyên nhân hứa hẹn mức độ ảnh hưởng của cảm biến trong quá trình sản xuất: chi phí. So với 10 năm trước, cảm biến rẻ đi nhiều. Các chip điện tử mới nhất dùng trong cảm biến đã có những đột phá trong sản xuất hàng loạt giúp hạ giá thành cảm biến. Nhờ đó, hệ thống quản lý năng lượng có thể trang bị đủ số cảm biến cần thiết để giám sát mức tiêu thụ năng lượng ở nhiều dây chuyền sản xuất.

Tiết giảm chi phí cảm biến để xây dựng hệ thống quản lý năng lượng

Bên cạnh đó, cảm biến còn tiêu thụ ít điện năng hơn. Đây là kết quả của việc chuyển từ cảm biến analog sang các sản phẩm cảm biến kỹ thuật số.

Một số đơn vị còn kết hợp nhiều loại cảm biến thành một gói duy nhất. Các cảm biến đa chức năng nhỏ hơn so với dùng nhiều cảm biến riêng rẽ, tiết kiệm điện hơn và giảm bớt yêu cầu giao tiếp. Ví dụ, một cảm biến nhiệt độ/ áp suất/ độ ẩm là giải pháp tiêu thụ điện năng cực thấp được ứng dụng trong phòng sạch. Phần mềm giám sát máy thiết bị giờ đây có thể nhận dữ liệu với nhiều thông số nhà sản xuất quan tâm.

4. Kết luận

Các giải pháp kết nối và cảm biến đa dạng đang được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt nhất tại các nhà máy hiện đại. Cảm biến được sử dụng để hỗ trợ giám sát tình trạng máy móc và thu thập dữ liệu chính trong các hệ thống internet công nghiệp. Ngoài ra, chi phí sử dụng cảm biến giảm đi cho phép nhà máy có thể trang bị nhiều cảm biến hơn. Đó là yếu tố cần thiết để thay đổi phương thức sản xuất, hướng đến quản lý sản xuất hiệu quả trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0