Giám sát hệ thống xả nước thải của nhà máy lắp ráp ô tô

Thông tin chung

Một nhà máy lắp ráp ô tô ở Trung Quốc, với không gian rộng lớn và bao gồm nhiều phân xưởng cho các quy trình như sơn và lắp ráp hoàn thiện, đã phải đối mặt với hai vấn đề:

• Nhà máy nằm ở khu vực trũng thấp, dễ bị tích tụ nước hoặc thậm chí bị ngập lụt trong thời gian mưa lớn, có thể cản trở hoặc gián đoạn sản xuất nghiêm trọng.
• Các quy định bảo vệ môi trường quốc gia ngày càng khắt khe hơn, đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ lượng nước thải thải ra.

Cả hai vấn đề này phải được giải quyết thông qua giám sát chặt chẽ mực nước thải. Tuy nhiên, hệ thống của nhà máy lắp ráp này tương đối cũ, có nghĩa là trước đây việc giám sát nước thải và nước thải được thực hiện theo cách thủ công thường xuyên - một phương pháp không hiệu quả không thể đối phó với dòng nước đột ngột, chẳng hạn như khi mưa lớn. Hơn nữa, thiết bị hiện có của nhà máy để theo dõi mực nước phải được đóng mở bằng tay, với hệ thống của mỗi xưởng là riêng biệt. Với diện tích sàn lớn của nhà máy, chỉ cần di chuyển giữa các phân xưởng có thể tiêu tốn đáng kể thời gian.

Yêu cầu hệ thống

Nhà máy lắp ráp ô tô yêu cầu phải có hệ thống giám sát tự động, từ xa đối với nước thải thải ra; và hệ thống xả thải của mỗi phân xưởng phải được liên kết để chúng có thể được giám sát cùng nhau. Khoảng cách xa giữa mỗi phân xưởng và phòng điều khiển đặt ra những thách thức về độ tin cậy, độ trễ và bảo mật của việc truyền dữ liệu. Ngoài ra, môi trường của nhà máy lắp ráp ô tô có thể nhiều bụi và có sự thay đổi nhiệt độ rộng. Hơn nữa, nhiều loại thiết bị điện tử khác nhau được triển khai trong nhà máy, có thể gây nhiễu điện từ cho việc truyền dữ liệu nếu sử dụng dây cáp đồng. Do đó, điều cần thiết là phải chọn giải pháp mạng có thể tránh được những rủi ro kết nối như vậy và mang lại hiệu suất truyền dữ liệu ổn định.

Mô tả hệ thống

Các nhà điều hành của nhà máy lắp ráp đã lắp đặt các thiết bị mới để tạo ra một hệ thống mới để giám sát việc xả nước thải. Các cảm biến đo chất lượng nước và mực nước, đồng hồ đo lưu lượng và bộ điều khiển logic lập trình (PLC) tại mỗi xưởng được liên kết với nhau với thiết bị chuyển mạch Ethernet của Advantech là EKI-2528. Sau đó, mỗi thiết bị EKI-2528 được kết nối với bộ chuyển đổi phương tiện Advantech IMC-350I-SFP-A, chuyển đổi đầu ra tín hiệu Ethernet từ bộ chuyển mạch thành tín hiệu quang có thể được gửi qua cáp quang, mở rộng khoảng cách truyền dẫn đến điều khiển trung tâm cách xa các xưởng hàng km. Cuối cùng, những tín hiệu quang học này được nhận bởi một bộ chuyển mạch Ethernet EKI-9226G-20FMI trong phòng điều khiển chính của nhà máy. Thiết kế này cho phép hệ thống tại phòng điều khiển chính nhận dữ liệu nước thải liên quan từ mỗi phân xưởng trong thời gian thực. Hơn nữa, các PLC trong mỗi phân xưởng có thể được điều khiển từ xa, có nghĩa là có thể bắt đầu xả nước thải từ xa tại mọi phân xưởng trong thời gian mưa lớn, do đó loại bỏ nhu cầu giám sát thủ công và mở các thiết bị nước thải tại mỗi phân xưởng và hoàn toàn tránh được vấn đề tích tụ nước. Ưu điểm của hệ thống này bao gồm 4 lợi ích như sau:

• Việc áp dụng các kết nối cáp quang bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi phương tiện IMC-350I-SFP-A mang lại nhiều lợi ích cho khách hàng. Đầu tiên, cáp quang mỏng hơn và nhẹ hơn, cũng như chống lại áp lực kéo hoặc đẩy tốt hơn so với cáp đồng. Do đó, cáp sợi quang không thể dễ bị hư hỏng và đứt gãy, mang lại tính linh hoạt dễ uốn cong và chống ăn mòn từ hầu hết các nguyên tố hóa học. Thứ hai, mạng cáp quang loại bỏ nhiều vấn đề về độ trễ mà người dùng gặp phải trên mạng có dây, đảm bảo một lượng lớn dữ liệu cảm biến từ mỗi phân xưởng sẽ được cung cấp trong thời gian thực đến phòng điều khiển chính. Cuối cùng, bảo mật dữ liệu là một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình triển khai mạng. Cáp quang khó để xâm phạm hơn, tăng cường bảo mật dữ liệu.
• Thiết bị cảm biến và PLC được tự động hóa và hoạt động trong thời gian thực, có nghĩa là nhân viên không cần phải kiểm tra thủ công mức nước thải và vận hành thiết bị xả. Điều này giúp cải thiện thời gian phản hồi, tăng tính linh hoạt và nhanh nhẹn của nhà máy khi đối mặt với các mối nguy tiềm ẩn và giảm chi phí.
• Hệ thống cho phép giám sát từ xa mực nước và chất lượng nước, do đó cung cấp cho nhân viên phòng điều khiển cái nhìn thời gian thực về tình hình nước tại mọi phân xưởng mà không phải mất thời gian di chuyển đến và giữa từng địa điểm.
• Thiết kế mô-đun của cảm biến, PLC và thiết lập bộ chuyển mạch Ethernet EKI-2528 có nghĩa là hệ thống có thể dễ dàng mở rộng nếu nhà máy lắp ráp ô tô thiết lập thêm phân xưởng.

Thiết bị triển khai:

• IMC-350I-SFP-A: Mini Media Converter, 100Mbps, LFPT, SFP
• EKI-2528: 8FE Unmanaged Ethernet Switch
• EKI-9226G-20FMI: Industrial Rackmount L2 Managed Switch

Kết luận

Hệ thống xả nước thải của nhà máy lắp ráp ô tô này đã được đại tu bằng các sản phẩm của Advantech, chuyển hệ thống này từ các thủ tục thủ công tốn thời gian sang một hệ thống dựa trên mạng, tự động và theo thời gian thực. Các cảm biến tự động thu nhận dữ liệu, được truyền qua Ethernet và kết nối quang học đến một hệ thống tập trung, cho phép quản lý thống nhất hệ thống xả nước thải trong từng phân xưởng riêng lẻ trong toàn bộ nhà máy. Hệ thống này đã cải thiện đáng kể hiệu quả quản lý, và đã ngăn chặn hiệu quả việc gián đoạn sản xuất do tích tụ nước dư thừa. Nó cũng cung cấp cho nhà máy khả năng giám sát chặt chẽ hơn chất lượng nước để đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường.

Tại sao là Advantech?

Advantech đã có thể cung cấp một giải pháp truyền thông hoàn chỉnh được tùy chỉnh theo yêu cầu của khách hàng bằng cách sử dụng kết hợp thiết bị switch Ethernet và kết nối cáp quang: 

• Bộ chuyển đổi phương tiện công nghiệp Advantech IMC-350I-SFP-A có khả năng truyền dẫn với khoảng cách lên đến 80 km, cùng với dải nhiệt độ hoạt động rộng -25 đến 85°C; do đó đáp ứng nhu cầu về xây dựng đường truyền khoảng cách xa của khách hàng và chịu được các yêu cầu khắc nghiệt của môi trường.
• Bộ chuyển mạch Ethernet công nghiệp không quản lý EKI-2528 lý tưởng cho ứng dụng này nhờ thiết kế nhỏ gọn, có thể gắn DIN-Rail để lắp đặt trong tủ và thiết kế đầu vào nguồn dự phòng để tránh sự cố thiết bị do ngắt điện.
• Bộ chuyển mạch Ethernet công nghiệp được quản lý EKI-9226G-20FMI có thiết kế nhiều cổng quang, cho phép nó truy cập đồng thời nhiều tín hiệu cáp quang từ mỗi phân xưởng.