Tổng hợp các giao thức kết nối robot với MES và ERP trong sản xuất

Trong các nhà máy hiện đại, robot công nghiệp không còn hoạt động như một thiết bị độc lập, mà ngày càng được kết nối với MES, ERP & các hệ thống quản lý sản xuất. Việc kết nối này giúp doanh nghiệp đồng bộ dữ liệu từ tầng máy móc lên hệ thống quản trị, theo dõi sản xuất theo thời gian thực & nâng cao khả năng tự động hoá. Tuy nhiên, để robot có thể trao đổi dữ liệu với MES & ERP, lựa chọn giao thức kết nối robot phù hợp là yếu tố vô cùng quan trọng. Vậy những giao thức nào thường được ưu tiên sử dụng? Hãy cùng myrobot.asia tìm hiểu các giao thức kết nối robot với MES và ERP trong sản xuất ngay trong bài viết hôm nay!

Tại sao cần giao thức kết nối robot với MES & ERP?

Robot sử dụng nhiều loại bộ điều khiển & nền tảng khác nhau. Trong khi đó, MES & ERP lại sử dụng các hệ thống phần mềm với cấu trúc dữ liệu riêng. Nếu không có giao thức truyền thông phù hợp, dữ liệu giữa các hệ thống khó được trao đổi tự động. 

Một hệ thống kết nối tốt giúp doanh nghiệp: Robot => Thu thập dữ liệu => MES => ERP. 

*Ví dụ: Robot hoàn thành 200 sản phẩm trong một ca làm việc. Dữ liệu này có thể được MES thu thập tự động để cập nhật sản lượng thực tế. Sau đó, thông tin được đồng bộ lên ERP để phục vụ kế hoạch sản xuất, quản lý đơn hàng hoặc tính toán nguyên vật liệu. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể giảm phụ thuộc vào nhập liệu thủ công & hạn chế sai sót trong quá trình quản lý. 

Các giao thức kết nối robot với MES và ERP trong sản xuất hiện nay 

Tuỳ vào loại robot, PLC, MES, ERP & yêu cầu hệ thống mà doanh nghiệp có thể lựa chọn những giao thức kết nối khác nhau. 

OPC UA 

OPC UA là viết tắt của cụm từ Open Platform Communications Unified Architecture. Đây là một trong những giao thức phổ biến trong tự động hoá công nghiệp & kết nối dữ liệu giữa thiết bị với hệ thống phần mềm. OPC UA hỗ trợ mô hình Client/Server & có khả năng tổ chức dữ liệu theo cấu trúc rõ ràng. 

Thông qua OPC UA, MES có thể lấy các dữ liệu như robot đang chạy hay đang dừng, mã chương trình đang thực hiện, số lượng sản phẩm đã hoàn thành, thời gian chu kỳ, mã lỗi, trạng thái cảnh báo & tín hiệu vận hành. 

Modbus TCP/RTU

Modbus là giao thức truyền thông được sử dụng rộng rãi trong tự động hoá công nghiệp. Modbus RTU thường hoạt động trên giao tiếp serial như RS485, trong khi Modbus TCP sử dụng mạng Ethernet. Trong hệ thống robot, Modbus được sử dụng để trao đổi các tín hiệu đơn giản như Start/Stop, Robot Ready, Robot Running, Robot Fault, số lượng sản phẩm, mã trạng thái, tín hiệu điều khiển,… 

PROFINET 

PROFINET là giao thức Ethernet công nghiệp được sử dụng phổ biến trong các hệ thống tự động hoá hiện đại. Trong nhà máy, robot có thể giao tiếp với PLC thông qua PROFINET. Sau đó, PLC đóng vai trò trung gian đưa dữ liệu lên MES. 

PROFINET phù hợp với các hệ thống yêu cầu tốc độ truyền thông cao & khả năng đồng bộ giữa nhiều thiết bị. Giao thức này đặc biệt phù hợp trong những dây chuyền sử dụng PLC & thiết bị tự động hóa tương thích với PROFINET. 

EtherNet/IP

EtherNet/IP cũng là giao thức Ethernet công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hoá hiện đại. Robot có thể trao đổi dữ liệu với PLC/thiết bị điều khiển thông qua EtherNet/IP. Sau đó, dữ liệu được chuyển lên hệ thống MES thông qua các lớp giao tiếp phù hợp. 

Các thông tin thường được truyền bao gồm trạng thái thiết bị, tín hiệu điều khiển, dữ liệu sản xuất, alarm, số lượng sản phẩm, trạng thái chu kỳ,…

MQTT

MQTT là giao thức truyền thông theo mô hình Publish/Subscribe, phù hợp với các hệ thống IIoT & nhà máy thông minh. Thay vì robot gửi dữ liệu trực tiếp đến MES, dữ liệu có thể được đưa lên MQTT Broker. 

Mô hình: Robot => Gateway => MQTT Broker => MES/SCADA/Database

MQTT có ưu điểm là nhẹ, tiết kiệm băng thông & phù hợp với hệ thống có nhiều thiết bị cần kết nối. Đây cũng là lựa chọn đáng cân nhắc khi doanh nghiệp muốn mở rộng hệ thống từ vài robot lên hàng chục/hàng trăm thiết bị. 

Lưu ý quan trọng khi lựa chọn giao thức kết nối robot với MES & ERP

Khi lựa chọn giao thức kết nối robot với MES & ERP, doanh nghiệp cần lưu ý đến:

Khả năng tương thích 

Kiểm tra robot, robot controller, PLC & MES hỗ trợ giao thức kết nối nào. Lựa chọn giao thức không tương thích có thể làm tăng chi phí Gateway/phát triển phần mềm trung gian.

Tốc độ truyền dữ liệu

Nếu chỉ truyền các dữ liệu như sản lượng, trạng thái/mã lỗi, không nhất thiết phải sử dụng giao thức có yêu cầu thời gian thực quá cao. Ngược lại, với những ứng dụng điều khiển trực tiếp cần xem xét các giao thức công nghiệp chuyên dụng. 

Khả năng mở rộng 

Một nhà máy có thể bắt đầu với 5 – 10 robot, nhưng sau đó mở rộng lên hàng chục/hàng trăm dây chuyền. Chính vì vậy, kiến trúc kết nối cần có khả năng mở rộng ngay từ đầu.

Bảo mật

Robot & hệ thống MES, ERP đều liên quan đến dữ liệu quan trọng của doanh nghiệp. Do đó, cần phân quyền truy cập, mã hoá kết nối, phân vùng mạng & kiểm soát thiết bị. 

Chuẩn hóa dữ liệu

Mỗi robot có thể đặt tên trạng thái & mã lỗi khác nhau. Vì vậy, doanh nghiệp cần xây dựng chuẩn dữ liệu thống nhất trước khi đưa thông tin lên MES.

>>> Xem thêm: Doanh nghiệp có nên tích hợp robot với MES và ERP? Giải đáp chi tiết

Có thể nói, các giao thức kết nối robot với MES và ERP trong sản xuất là nền tảng quan trọng để xây dựng hệ thống tự động hoá có khả năng trao đổi dữ liệu xuyên suốt. Tuỳ vào yêu cầu thực tế, doanh nghiệp có thể lựa chọn OPC UA, Modbus TCP/RTU, PROFINET, EtherNet/IP hoặc MQTT.

MYROBOT - Chúng tôi là chuyên gia trong mảng sản xuất, cung cấp và phân phối các hệ thống thiết bị robot phục vụ công nghiệp...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.