SCADA và MES kết hợp với nhau như thế nào?

, có lẽ chúng ta sẽ đặt câu hỏi “Tại sao lại cần một hệ thống SCADA và một hệ thống MES, trong khi cả hai đều cung cấp hình ảnh trực quan về quy trình cho người dùng?” và “Liệu ta có thể kết hợp SCADA và MES trong sản xuất được không?” Hãy cùng VTI Solutions đi tìm hiểu tính khả thi của việc kết hợp SCADA và MES qua bài viết sau đây.

SCADA và MES trong Kim tự tháp tự động hóa

Cấu trúc tự động hóa thường được biểu đạt dưới dạng kim tự tháp tự động hóa (CIM pyramid), thể hiện các mức độ kỹ thuật khác nhau trong quá trình sản xuất công nghiệp và các nhiệm vụ tương ứng.

Mức 1: Tại mức này, chúng ta tập trung vào các mức trường (field levels) liên quan đến quá trình sản xuất và mức độ kiểm soát. Các giao diện kỹ thuật của quá trình sản xuất được đặt ở mức trường, nơi tín hiệu quy trình và các mô-đun đầu vào và đầu ra được sử dụng. Mức điều khiển chứa các thiết bị như PLC hoặc RTU để điều chỉnh các hệ thống cấp dưới (Mức 0).

Mức 2: Tại mức này, chúng ta sử dụng các hệ thống như màn hình cảm ứng HMI và SCADA để giám sát và điều khiển quy trình sản xuất ở mức 1, cũng như quản lý đầu ra của các biến và điểm thiết lập được thao tác. Ở mức này, thông tin từ các thành phần khác nhau trong hệ thống được tổng hợp và đánh giá hoạt động hoặc dữ liệu liên quan. Dữ liệu này được biên dịch và định dạng để người dùng có thể điều chỉnh quyền kiểm soát RTU và PLC thông qua giao diện người-máy (HMI). Hơn nữa, lịch sử dữ liệu cũng có thể lưu trữ để phân tích xu hướng và thực hiện các thử nghiệm khác.

scada

Mức 3: Mức này đại diện cho quản lý hoạt động và nhiệm vụ là giám sát và lập kế hoạch sản xuất. MES (Execution Management System) đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối tầng Điều hành sản xuất, thu thập dữ liệu trực tiếp từ máy móc và đội ngũ sản xuất, sau đó truyền thông tin này đến tầng Quản lý doanh nghiệp. MES giúp doanh nghiệp cập nhật hoạt động sản xuất trong thời gian thực, thúc đẩy kiểm tra sản phẩm, tối ưu hóa tài nguyên và quản lý quy trình sản xuất.

Mức 4: Mức cao nhất trong kim tự tháp tự động hóa chính là cấp độ doanh nghiệp. Tại mức này, hệ thống ERP (Enterprise Resource Planning) được sử dụng để lập kế hoạch và quản lý các hoạt động sản xuất trong nhà máy. ERP đảm bảo tích hợp thông tin từ các khía cạnh khác nhau của doanh nghiệp để quản lý hiệu quả quá trình sản xuất.

Sự khác biệt và chồng chéo của SCADA và MES

Hãy bắt đầu bằng việc so sánh hệ thống MES và SCADA. MES tập trung vào quản lý dữ liệu sản xuất trong thời gian thực và cung cấp thông tin về tình trạng sản xuất như WIP, OEE, và hiệu suất sản xuất. Nó cũng có khả năng liên kết với hệ thống SCADA và các hệ thống doanh nghiệp như ERP. SCADA, mặt khác, tập trung vào việc thu thập và hiển thị dữ liệu thiết bị, đặc biệt là PLC và các thiết bị khác. Sự khác biệt chính giữa hai hệ thống này là tốc độ hoạt động và giao tiếp. MES hoạt động trên quy mô thời gian dài hơn và tập trung vào tổng hợp dữ liệu, trong khi SCADA làm việc ở quy mô thời gian thực và tập trung vào dữ liệu ngắn hạn.

Mặc dù cả hai hệ thống quản lý tài sản sản xuất, chúng tập trung vào các khía cạnh khác nhau của dữ liệu. SCADA theo dõi các tham số trong thời gian thực và can thiệp khi cần, trong khi MES quan tâm đến việc tổng hợp dữ liệu để đánh giá chất lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Mes và SCADA có thể hoạt động cùng nhau nếu được tích hợp một cách hợp lý trên cùng một nền tảng để cung cấp giao diện người dùng liền mạch cho các chức năng khác nhau.

herecomethesun

Có cần hệ thống MES khi nhà máy đã triển khai sẵn SCADA?

SCADA là một hệ thống tập trung vào kiểm soát sản xuất và sử dụng cùng với PLC trong thời gian thực. Mặc dù SCADA có khả năng thu thập thông tin về hiệu quả, sản lượng và tốc độ sản xuất trung bình, nhưng nó không thể theo dõi chi tiết biến động của nguyên vật liệu thô trong quá trình sản xuất trên quy mô khu vực nhà máy. Trong quá trình sản xuất, thông tin lớn được trao đổi và cần phải được xử lý và phân tích trong thời gian thực để đạt được hiệu suất sản xuất tối ưu. Để làm điều này, doanh nghiệp cần một hệ thống có khả năng xử lý dữ liệu và tương tác với các hệ thống khác trong thời gian thực, và đó chính là vai trò của MES.

MES được thiết kế để theo dõi và thu thập thông tin về từng sản phẩm, bao gồm cả nguyên vật liệu, qua các giai đoạn của quá trình sản xuất. Đây là một phần mềm có khả năng làm việc với Big Data trong thời gian thực, như PLC và SCADA, đồng thời liên kết với các hệ thống phần mềm doanh nghiệp như ERP, SCM và CRM. MES có nhiệm vụ phân tích và trích xuất thông tin quan trọng từ Big Data này, sau đó chuyển giao nó sang hệ thống ERP. Ngoài ra, MES có thể chuyển đổi đơn đặt hàng công việc từ ERP thành lịch trình sản xuất và hỗ trợ truyền tải lịch trình này đến khu vực sản xuất (PLC, SCADA).

Việc cung cấp, thu thập và phân tích thông tin từ các hệ thống khác nhau ở các định dạng khác nhau là rất quan trọng trong quá trình sản xuất hiện đại.layers of the scada system architecture f mobile

Ứng dụng của việc kết hợp SCADA và MES trong thực tiễn

Thực tế, nhiều doanh nghiệp trên toàn cầu đã thực hiện việc tích hợp SCADA và MES để hỗ trợ hoạt động sản xuất của họ. Một số lý do cho việc này là để tiết kiệm ngân sách triển khai và tránh xung đột tiềm ẩn giữa SCADA và MES khi chúng hoạt động độc lập, đặc biệt khi mỗi hệ thống được chọn từ các nhà cung cấp khác nhau. Tuy nhiên, lý do chính là để giải quyết các hạn chế của SCADA và tăng cường hiệu suất sản xuất liên tục trong nhà máy thời gian thực, thông qua việc kết hợp với MES.

Trong một số trường hợp, các dự án chỉ cần MES để xử lý các nhiệm vụ đơn giản như theo dõi hàng tồn kho và tạo báo cáo tài nguyên. Với phạm vi công việc đơn giản này, SCADA/HMI có thể được cấu hình để thực hiện các nhiệm vụ này. Thường thì SCADA được thiết kế để người vận hành có thể truy cập vào MES, thu thập dữ liệu và truyền chúng cho cấp sản xuất như ERP hoặc giám sát viên. Đối với các ứng dụng sản xuất quy mô nhỏ, việc kết hợp cơ bản giữa MES và SCADA có thể mang lại nhiều lợi ích.

Tuy nhiên, trong trường hợp dự án lớn, việc kết hợp giữa SCADA và MES vẫn có khả năng đồng bộ hóa hoạt động, giúp giảm thiểu công sức cần thiết để theo dõi từng quy trình của từng hệ thống riêng lẻ. Một ví dụ được đưa ra là việc kết hợp chức năng MES vào hệ thống SCADA hiện có. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng cùng một nền tảng SCADA và thêm các mô-đun MES. Hệ thống này cung cấp nhiều lợi ích cho nhà sản xuất, bằng cách phát triển hệ thống một cách hợp lý bằng cách bắt đầu với SCADA và sau đó bổ sung các tính năng như lập lịch sản xuất, OEE và SPC để quản lý rủi ro ở mỗi giai đoạn sản xuất.

Bài viết liên quan:

Khám phá Quy trình 6 bước kiểm soát chất lượng trong quy trình sản xuất hiệu quả

MES là gì? 5 phút hiểu về Hệ thống Điều hành Sản xuất cho nhà máy MES (Manufacturing Execution System)

Nhà máy thông minh là gì? 7 lợi ích không ngờ tới khi áp dụng mô hình nhà máy thông minh

Hệ thống quản lý kho hàng WMS – tương lai của nhà máy sản xuất

Giải pháp quản lý kho WMS cho ngành gỗ và nội thất

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *