Ứng dụng máy tính công nghiệp Siemens tập trung ở năm ngành: lắp ráp ô tô và cơ khí, thực phẩm đồ uống, dược phẩm, năng lượng và cấp thoát nước, logistics kho bãi; mỗi ngành đặt ra yêu cầu khác nhau về vệ sinh, nhiệt độ, rung, truy xuất và mạng, nên dẫn tới họ máy và model SIMATIC IPC khác nhau. Bài này đi theo ngành: mỗi ngành một bài toán điển hình, yêu cầu kỹ thuật kèm theo và model đang phân phối tại IPC247. Định nghĩa SIMATIC IPC và bảng các họ máy đã có ở bài giới thiệu máy tính SIMATIC IPC Siemens, bài này không nhắc lại.
1. Vì sao ngành quyết định cách chọn máy tính công nghiệp Siemens
Cùng một model IPC không dùng chung được cho mọi ngành, vì ngành quy định ba thứ trước khi nói tới CPU hay RAM. Thứ nhất là môi trường lắp: xưởng lắp ráp có rung và dầu, khu chế biến có nước và hoá chất tẩy rửa, trạm nước có nhiệt và ẩm, kho có bụi và xe nâng va chạm. Thứ hai là chuẩn ngành: dược yêu cầu hồ sơ lô và dấu vết thay đổi, thực phẩm yêu cầu bề mặt vệ sinh được, năng lượng yêu cầu vận hành không người trực. Thứ ba là mức tích hợp: ngành đã chuẩn hoá trên PLC S7 và TIA Portal thì IPC Siemens có lợi thế; ngành dùng thiết bị nhiều hãng thì lợi thế đó giảm.
2. Yêu cầu kỹ thuật theo ngành
Bảng dưới gom yêu cầu điển hình của từng ngành và họ máy SIMATIC IPC đáp ứng. Thông số model lấy theo mô tả sản phẩm IPC247 đang phân phối.
| Ngành | Vị trí lắp | Yêu cầu nổi bật | Họ máy phù hợp |
|---|---|---|---|
| Lắp ráp ô tô, cơ khí | Trạm lắp ráp trên dây chuyền, tủ robot | Rung, dầu; PROFINET với robot và biến tần; điều khiển chuyển động; nhiều trạm giống nhau | Panel PC IPC677E tại trạm; Box IPC IPC427E, IPC627E trong tủ máy |
| Thực phẩm, đồ uống | Khu chế biến, đóng gói, có rửa hàng ngày | Mặt trước IP65, kính chống hoá chất, cảm ứng với găng; không quạt; 24 V DC | Panel PC IPC377E, IPC677E trong tủ inox; thin client ITC1500 |
| Dược phẩm | Phòng sạch, phòng cân, máy chủ phòng kỹ thuật | Hồ sơ lô điện tử, dấu vết thay đổi, tài khoản người dùng; RAID 1; hệ điều hành ổn định lâu dài | Rack IPC347E làm máy chủ WinCC; Panel PC IPC677E tại máy |
| Năng lượng, cấp thoát nước | Trạm bơm, trạm xử lý, trạm biến áp không người trực | Dải nhiệt rộng, không quạt, 24 V DC, lưu trữ không bộ phận quay, quản trị từ xa, cảnh báo tình trạng máy | Box IPC IPC427E, IPC327E; IPC627E có Intel AMT |
| Logistics, kho bãi | Trạm nhập xuất, băng tải phân loại, cổng kho | Cổng COM cho máy quét, nhiều điểm hiển thị, bụi, va chạm xe nâng | Panel PC IPC377E; thin client ITC1500 nối máy chủ IPC347E |
3. Ứng dụng máy tính công nghiệp Siemens theo từng ngành
Lắp ráp ô tô và cơ khí chính xác
Bài toán điển hình: trạm lắp ráp cần hiển thị hướng dẫn thao tác theo từng mã xe, đọc kết quả siết bu lông từ dụng cụ, xác nhận rồi cho băng tải đi tiếp; toàn dây chuyền chạy PLC S7-1500 và robot nối PROFINET. Máy tính công nghiệp Siemens phù hợp vì nằm trong cùng dự án TIA Portal với PLC và robot. Tại trạm dùng Panel PC IPC677E màn 22 hoặc 24 inch, 3 cổng Gigabit IE/PN tách mạng PROFINET và mạng MES; trong tủ robot dùng Box IPC627E cho điều khiển chuyển động và thu dữ liệu máy, Intel AMT để kỹ sư bảo trì truy cập từ xa.
Thực phẩm và đồ uống
Bài toán điển hình: máy chiết rót và đóng gói đặt trong khu vực rửa hàng ngày, người vận hành đeo găng, cần HMI tại máy chạy WinCC Runtime Advanced và gửi sản lượng về máy chủ. Model phù hợp là Panel PC SIMATIC IPC377E: Celeron N3160 không quạt, mặt trước IP65 bằng kính chống hoá chất, cảm ứng điện trở dùng được với găng, 24 V DC, 4 cổng COM cho cân và máy in nhãn. Phía sau máy chỉ IP40 nên lắp trong tủ inox kín. Yêu cầu chung của ngành với máy tính công nghiệp được phân tích ở bài máy tính công nghiệp trong chế biến thực phẩm.
Dược phẩm
Bài toán điển hình: dây chuyền trộn, dập viên, đóng gói cần lưu hồ sơ lô điện tử, ghi lại ai thay đổi tham số lúc nào, và máy chủ không được mất dữ liệu. Ở đây phần mềm quyết định phần cứng: WinCC Professional trên Rack IPC347E làm máy chủ với ổ HDD 1 TB hoặc SSD, nguồn 100–240 V AC qua UPS; tại máy dùng Panel PC IPC677E có RAID 1 tích hợp và pin CMOS thay được khi đang chạy. Hệ điều hành Windows 10 Enterprise LTSC bản Siemens kiểm định giúp giữ nguyên cấu hình đã thẩm định trong nhiều năm. Bối cảnh số hoá của ngành có ở bài công nghiệp 4.0 cho sản xuất dược phẩm.
Năng lượng và cấp thoát nước
Bài toán điển hình: trạm bơm hoặc trạm xử lý nước cách trung tâm hàng chục kilômét, tủ điện không điều hoà, không có người trực, cần điều khiển tại chỗ và báo về SCADA trung tâm. Model phù hợp là Box IPC SIMATIC IPC427E: không quạt, dải nhiệt 0–55 °C, lưu trữ CFast hoặc SSD không bộ phận quay, được Siemens nêu rõ cho ứng dụng xử lý nước, chạy được S7-1500 Software Controller nên một máy vừa điều khiển vừa gom dữ liệu. DiagMonitor gửi cảnh báo nhiệt độ, ổ đĩa về trung tâm để bảo trì đi đúng trạm sắp lỗi. Trạm biến áp không người trực dùng cách bố trí tương tự với yêu cầu thêm về cách ly và chống nhiễu.
Logistics và kho bãi
Bài toán điển hình: kho có băng tải phân loại, nhiều trạm nhập xuất cần quét mã vạch và xác nhận trên màn hình, số điểm hiển thị nhiều hơn số máy tính cần có. Bố trí hợp lý là một máy chủ IPC347E chạy phần mềm quản lý kho hoặc WinCC, các điểm hiển thị dùng thin client ITC1500 màn 15,6 inch đa điểm, cách máy chủ tới 100 m, hiển thị qua RDP hoặc VNC; trạm cần cổng COM cho máy quét và máy in dùng Panel PC IPC377E. Phần mềm và quy trình kho có ở bài hệ thống quản lý kho hàng.
4. Ví dụ triển khai theo ngành
Nhà máy nước giải khát, ba máy chiết rót. Bài toán: mỗi máy cần HMI tại chỗ, tổng sản lượng và thời gian dừng gửi về văn phòng, khu vực rửa bằng vòi mỗi ca. Thiết bị: ba Panel PC IPC377E 15 inch trong tủ inox, chạy WinCC Runtime Advanced; một Box IPC327E trong tủ điện khô gom dữ liệu ba máy qua PROFINET rồi đẩy lên MES. Kết quả kỳ vọng: HMI không quạt hoạt động trong khu ẩm, dữ liệu dừng máy có theo ca mà không phải ghi tay.
Công ty cấp nước, mười trạm bơm tăng áp. Bài toán: mỗi trạm một tủ điện ngoài trời có mái che, nhiệt trong tủ tới 50 °C, không người trực, cần điều khiển bơm theo áp và báo về trung tâm. Thiết bị: mỗi trạm một IPC427E chạy Software Controller cộng WinCC RT Advanced, DiagMonitor báo tình trạng máy; trung tâm dùng Rack IPC347E chạy WinCC Professional. Kết quả kỳ vọng: bớt một PLC mỗi trạm, cảnh báo phần cứng đến trước khi trạm dừng.
Kho phân phối, hai mươi điểm nhập xuất. Bài toán: phần mềm kho chạy tập trung, mỗi điểm cần màn hình cảm ứng và máy quét, đội IT nhỏ không bảo trì được hai mươi máy tính. Thiết bị: máy chủ IPC347E; mười sáu thin client ITC1500 cho điểm chỉ hiển thị; bốn Panel PC IPC377E cho điểm có máy quét nối COM và máy in nhãn. Kết quả kỳ vọng: cập nhật phần mềm ở một máy chủ, điểm hiển thị hỏng thì thay thiết bị không cần cài đặt.
Chọn thiết bị cho ứng dụng máy tính công nghiệp Siemens theo ngành
Các model nêu trong bài nằm ở danh mục máy tính công nghiệp Siemens của IPC247: IPC377E và IPC677E cho HMI tại máy, IPC327E và IPC427E cho tủ điện và trạm xa, IPC627E cho thị giác và điều khiển chuyển động, IPC347E cho máy chủ, ITC1500 cho điểm hiển thị. Khi gửi yêu cầu, nêu ngành, vị trí lắp, có rửa hay không, phần mềm sẽ chạy và số điểm hiển thị; kỹ sư IPC247 sẽ chọn model và mã đặt hàng theo đúng bài toán, kể cả khi kết luận là nên dùng máy tính công nghiệp hãng khác cho vị trí không gắn với hệ SIMATIC.
Với vị trí lắp đặc biệt như ngoài trời, nhiệt âm hoặc rung mạnh, lọc thiết bị bằng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt trước khi trao đổi. Bảng so sánh chi tiết các model có ở bài chọn model SIMATIC IPC theo ứng dụng. Trang chuyên về Siemens cùng hệ thống IPC247 là maytinhsiemens.com.
Câu hỏi thường gặp về ứng dụng máy tính công nghiệp Siemens
Ngành nào dùng máy tính công nghiệp Siemens nhiều nhất?
Lắp ráp ô tô và cơ khí chính xác, vì dây chuyền ở đó thường chuẩn hoá trên PLC S7, robot và biến tần nối PROFINET, nên IPC Siemens tích hợp thẳng vào dự án TIA Portal. Thực phẩm đồ uống và dược đứng sau, dùng Panel PC cho HMI tại máy và Rack IPC cho máy chủ WinCC lưu hồ sơ lô.
Máy tính công nghiệp Siemens có dùng được trong khu vực rửa của nhà máy thực phẩm không?
Panel PC IPC377E và IPC677E có mặt trước IP65, kính chống hoá chất, nhưng phía sau chỉ IP40 nên phải lắp trong tủ hoặc vỏ inox kín; máy không được phun rửa trực tiếp. Với vị trí xịt rửa áp lực cao, dùng thin client ITC hoặc HMI Panel có vỏ chuyên dụng, còn IPC đặt ở tủ điện khô.
Trạm xử lý nước ở xa nên dùng model nào?
Box IPC không quạt IPC427E hoặc IPC327E, nguồn 24 V DC, dải nhiệt 0–55 °C và 0–50 °C, lưu trữ CFast hoặc SSD không bộ phận quay. IPC427E được Siemens nêu rõ cho ứng dụng xử lý nước và chạy được bộ điều khiển mềm; kết hợp DiagMonitor để cảnh báo về trung tâm khi máy sắp lỗi.
Kho hàng cần hiển thị tại nhiều vị trí thì nên dùng gì?
Một máy chủ SIMATIC IPC chạy phần mềm quản lý kho hoặc WinCC, các điểm hiển thị dùng thin client ITC1500 cách máy chủ tới 100 m qua RDP hoặc VNC. Mỗi điểm không có ổ cứng và hệ điều hành riêng nên bảo trì tập trung vào một máy. Trạm cần cổng COM cho máy quét mã vạch thì dùng Panel PC IPC377E có 4 cổng COM.