Sử dụng các giải pháp IoT để giám sát đóng chai đồ uống trên dây chuyền sản xuất
15/10/2020
Advantech Wzzard giúp xác định vật liệu phế liệu từ các chai hoàn chỉnh trên dây chuyền sản xuất để tiết kiệm chi phí vận hành
Một khách hàng hoạt động trong lĩnh vực sản xuất chai nước giải khát với hơn 20 cơ sở ở Hoa Kỳ gần đây đã cần trợ giúp để hợp lý hóa việc giám sát dây chuyền đóng chai của họ. Trong khi các chai lọ đã đi xuống dây chuyền sản xuất, khách hàng không có cách nào dễ dàng để xác định giữa chai hoàn chỉnh và chai phế liệu trên nhiều dây chuyền - với mỗi cơ sở có khoảng 25 dây chuyền trở lên.
Trong nỗ lực giải quyết vấn đề giám sát dây chuyền này, khách hàng đã phải triển khai một nhân viên vận hành để đếm thủ công các chai phế liệu từ mỗi dây chuyền. Chi phí cho việc thuê nhân viên vận hành đã gây ảnh hưởng tới lợi nhuận của quá trình sản xuất và không cho phép các nhân viên vận hành đó thực hiện các nhiệm vụ tiêu chuẩn của họ. Giám sát thủ công dây chuyền đóng chai, thậm chí chỉ trong vài giờ mỗi ngày, đã tốn gần 80 đô la mỗi ngày. Chi phí hàng năm là gần 20.000 đô la. Bên cạnh chi phí, độ chính xác của số lượng các chai phế liệu cũng là không chắc chắn.
Để hợp lý hóa việc giám sát dây chuyền đóng chai, khách hàng đang tìm kiếm giải pháp Internet of Things (IoT) không chỉ cung cấp thông tin chuyên sâu, chính xác hơn về quy trình đóng chai mà còn tiết kiệm chi phí hơn so với việc sử dụng nhân viên vận hành. Dữ liệu từ quá trình giám sát cũng cần phải được thu thập dễ dàng và phân tích cho các nhà quản lý nhà máy.
Giải pháp
Để đáp ứng các thách thức trong giám sát quy trình đóng chai của khách hàng, một ngăn xếp kết nối liền mạch giữa các cảm biến hiện có và ứng dụng đã được sử dụng. Để chứng minh cho việc thử nghiệm khái niệm, khách hàng đã quyết định sử dụng giải pháp giám sát Wzzard Mesh công nghiệp của Advantech với gateway thông minh SmartSwarm để dễ dàng thu thập các dữ liệu của dây chuyền sản xuất.
Các nút Wzzard Mesh được thiết kế riêng để đưa dữ liệu cảm biến khó tiếp cận vào các giải pháp SCADA và IIoT. Các nút Wzzard được cấp nguồn bằng pin và được xếp hạng IP67 và C1D2. Họ sử dụng Smartmesh IP, một giao thức lưới không dây tự hình thành, tự phục hồi, không chỉ cung cấp một mạng có độ tin cậy cao và linh hoạt mà còn là một mạng cực kỳ dễ cài đặt.
Một Wzzard Mesh Node được triển khai trên mỗi dây chuyền sản xuất, trong khi chỉ cần một gateway SmartSwarm cho toàn bộ cơ sở nhà máy. Sử dụng các cảm biến chụp ảnh và laser hiện có trên đường dây, các nút Wzzard dễ dàng đếm các chai khi chúng đi qua các cảm biến. Các cảm biến được kết nối với nút thông qua các cổng I / O kỹ thuật số 24v. Trong quá trình đếm, nút Wzzard sẽ xác định chai nào là phế liệu và chai nào là hoàn chỉnh.
Wzzard Node kết hợp dữ liệu cảm biến thông qua gateway SmartSwarm 342 và sử dụng Node-RED để thu thập dữ liệu và gửi qua tệp CSV cho người quản lý nhà máy mỗi ca làm việc. Tệp CSV chỉ đơn giản cho thấy sự khác biệt giữa các chai đi vào và chai đi ra - đó là số lượng chính xác của phế liệu.
Node-RED là một môi trường lập trình ứng dụng mạnh mẽ - nhưng đơn giản - được tối ưu hóa để xử lý các luồng dữ liệu. Đây là một công cụ linh hoạt lý tưởng cho người dùng ở mọi cấp độ để có thể lập trình kết nối I / O vật lý và cơ sở dữ liệu. Node-RED cho phép các nhà khai thác và tích hợp các tài sản từ xa tích hợp dữ liệu từ các tài sản đó vào các ứng dụng IIoT. Người dùng kéo và thả các nút chức năng để thu nhận, xử lý và xuất dữ liệu thông qua giao diện máy chủ web nội bộ.
Xem xét về chi phí của giải pháp Advantech, khách hàng ước tính lợi tức đầu tư (ROI) là gần 17.000 đô la cho mỗi cơ sở và tỷ lệ hoàn vốn chỉ trong 4 tuần. Do tỉ lệ ROI cao và bằng chứng thử nghiệm thành công về khái niệm, khách hàng đã quyết định triển mở rộng khai giải pháp giám sát thông minh của Advantech tại một số cơ sở sản xuất và chế tạo bổ sung.
Giải pháp sản phẩm nổi bật
Nền tảng cảm biến không dây thông minh Wzzard™ tạo ra một ngăn xếp kết nối hoàn chỉnh, nhanh chóng và dễ dàng giữa các cảm biến và ứng dụng - trên mạng của bạn hoặc Internet. Nền tảng này sử dụng Wzzard Mesh Edge Nodes và mạng IP 802.15.4e SmartMesh không dây để truyền dữ liệu cảm biến tới một cổng. Các nút Wzzard Mesh có thể chứa hầu hết mọi cảm biến bên ngoài theo tiêu chuẩn công nghiệp.
- Nút công nghiệp với 6 đầu vào kỹ thuật số, nhiệt độ bên trong
- Công nghệ IP 802.15.4e SmartMesh công suất cực thấp
- Giao tiếp với cổng SmartSwarm 342 thông qua mạng lưới không dây có khả năng mở rộng cao và đáng tin cậy
- Kết nối với các cảm biến kỹ thuật số hoặc analog tiêu chuẩn công nghiệp
- Vỏ bọc PBT polyester được gia cố bằng sợi, được xếp hạng IP67, chắc chắn
- Giao thức MQTT và JSON IoT cho nền tảng ứng dụng
- Bao gồm cáp giao diện cảm biến và ăng ten
SmartSwarm 342 IIoT gateway giúp chủ sở hữu và người điều hành tài sản từ xa tích hợp dữ liệu từ những tài sản đó vào các ứng dụng IIoT, chẳng hạn như bảng điều khiển như Node-RED. Các gateway này có thể kết nối với Internet thông qua kết nối có dây hoặc mạng dữ liệu di động và giao tiếp với các nền tảng ứng dụng bằng giao thức MQTT IoT và các định dạng dữ liệu JSON. Dữ liệu có thể được thu thập từ một số nguồn, bao gồm nguồn cấp dữ liệu web hoặc cơ sở dữ liệu và các thiết bị và cảm biến vật lý được kết nối cục bộ.
- Công cụ hiển thị và xử lý dữ liệu logic nghiệp vụ của người dùng có thể định cấu hình
- Kết xuất dữ liệu toàn diện qua MQTT, email, SMS và một loạt các dịch vụ và kết nối cơ sở dữ liệu khác
- Tích hợp dữ liệu từ WZZARD, WISE, ADAM và các thiết bị của bên thứ ba, tích hợp dữ liệu từ nguồn cấp dữ liệu qua internet
- Kết nối mạng di động hoặc Ethernet với hệ thống IIoT
- Hoạt động như cầu nối LAN tới WAN để kết nối thiết bị của bên thứ ba
Mạng không dây an toàn, đáng tin cậy và có khả năng mở rộng cao
Các nút Wzzard mới có thể được thêm vào bất kỳ lúc nào và mạng IP SmartMesh sẽ tự động cấu hình khi các nút mới được thêm vào hoặc xóa. Các mô hình Wzzard Mesh có khả năng theo dõi lưu lượng, dòng điện, nhiệt độ, độ ẩm, độ rung, v.v. và có thể chứa hầu như mọi cảm biến bên ngoài theo tiêu chuẩn công nghiệp.
