Cổng IoT công nghiệp SIMATIC IOT2000 của Siemens là một hộp nhỏ gắn thanh ray trong tủ điện, chạy Linux, làm đúng một việc: lấy dữ liệu từ máy móc và thiết bị hiện trường, gộp lại, rồi chuyển tiếp lên hệ thống cấp trên hoặc lên đám mây. Đây là điểm hay bị hiểu nhầm nhất khi hỏi mua, nên nói thẳng ngay từ đầu: IOT2000 không phải là máy tính công nghiệp.
Nó không chạy Windows, không chạy phần mềm vận hành như WinCC, không có màn hình và không thay được một máy tính SIMATIC IPC ở vai trò trạm vận hành hay máy chủ nhà máy. Đổi lại, nó rẻ hơn nhiều, nhỏ hơn nhiều và đủ để trả lời câu hỏi thường gặp nhất trong nhà máy đang chạy: làm sao lấy được số liệu từ những máy đã có mà không đụng vào chương trình điều khiển của chúng.
SIMATIC IOT2000 khác máy tính công nghiệp ở đâu
Bảng dưới so trên đúng một trục: việc nào giao được cho một cổng IoT, việc nào bắt buộc phải giao cho một máy tính công nghiệp.
| Việc cần làm | Cổng IoT SIMATIC IOT2000 | SIMATIC IPC127E | SIMATIC IPC227E |
|---|---|---|---|
| Nền phần mềm | Linux, lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao | Máy tính công nghiệp, chạy hệ điều hành trên máy tính để bàn và máy chủ | Máy tính công nghiệp, chạy hệ điều hành trên máy tính để bàn và máy chủ |
| Đọc dữ liệu từ PLC và thiết bị hiện trường | Đây là việc chính của thiết bị | Làm được, cần phần mềm phù hợp | Làm được, cần phần mềm phù hợp |
| Chạy phần mềm vận hành và giám sát của hãng | Không | Được | Được |
| Có màn hình vận hành tại chỗ | Không có màn, chỉ có trang web xem trạng thái | Nối màn ngoài | Nối màn ngoài |
| Xử lý ảnh, tính toán nặng | Không hợp | Tùy mức cấu hình | Tùy mức cấu hình |
| Lưu dữ liệu lâu dài | Thẻ nhớ, hoặc đệm tạm vào cơ sở dữ liệu trên ổ USB gắn ngoài | Ổ trong máy | Ổ trong máy, dung lượng lớn hơn |
| Chỗ đặt | Gắn ray trong tủ, cạnh tủ máy | Gắn ray hoặc gá tường trong tủ | Gắn ray hoặc gá tường trong tủ |
| Việc hợp nhất | Trang bị thêm cho máy đã có, thu số liệu rồi gửi lên trên | Nút xử lý nhỏ tại máy, chạy phần mềm riêng | Trạm xử lý tại dây chuyền, chạy liên tục |
Đọc theo hàng thứ ba và thứ tư là ra quyết định nhanh nhất. Nếu yêu cầu có chữ "màn hình vận hành" hoặc tên một phần mềm chạy trên Windows, cổng IoT không phải lời giải và nên chuyển sang danh mục SIMATIC Box IPC. Nếu yêu cầu chỉ là lấy số liệu và đẩy đi, cổng IoT làm gọn hơn và không kéo theo phần bản quyền hệ điều hành.
IOT2000 đọc được dữ liệu từ đâu
Giá trị của một cổng IoT nằm ở số nguồn dữ liệu nó nối được mà không phải sửa chương trình của thiết bị đang chạy. Bảng dưới ghép ba cột thường bị tách rời khi khảo sát: nguồn dữ liệu ngoài hiện trường, giao thức đọc, và cổng vật lý trên thiết bị.
| Nguồn dữ liệu ở hiện trường | Giao thức đọc | Cổng vật lý trên IOT2000 | Cần chuẩn bị gì |
|---|---|---|---|
| PLC của hãng, ví dụ dòng S7 | Giao thức S7 | Ethernet | Địa chỉ vùng nhớ cần đọc và quyền đọc trên bộ điều khiển |
| Thiết bị đã có máy chủ OPC UA | OPC UA | Ethernet | Danh sách nút dữ liệu và chứng chỉ kết nối |
| Máy của hãng khác nối mạng | Modbus TCP | Ethernet | Bảng thanh ghi từ nhà cung cấp máy |
| Đồng hồ đo, biến tần, cân nối tiếp | Modbus RTU | RS232, RS422 hoặc RS485 | Tốc độ truyền, số bit và địa chỉ trạm của từng thiết bị |
| Cảm biến tương tự và số chưa nối mạng | Đọc trực tiếp tín hiệu | Tấm mở rộng vào ra lắp trên cổng | Dải tín hiệu và cách quy đổi ra đơn vị kỹ thuật |
| Đầu đọc mã, cân, thiết bị cầm tay | Theo thiết bị | USB | Trình điều khiển chạy được trên Linux |
| Khu vực không kéo được dây mạng | Theo giao thức phía trên | Thẻ không dây lắp qua khe mPCIe | Vùng phủ sóng tại chỗ đặt tủ |
Cột cuối là cột hay bị bỏ qua nhất trong khảo sát và cũng là cột làm chậm dự án nhất. Bảng thanh ghi Modbus của một máy cũ, hay danh sách nút OPC UA của một dây chuyền đã lắp mười năm, thường không có sẵn ở nhà máy mà phải xin lại từ nhà cung cấp thiết bị. Nên hỏi ba thứ đó trước khi đặt phần cứng.
Dữ liệu đi tiếp đến đâu
Sau khi đọc được, cổng chuyển dữ liệu sang giao thức mà bên nhận cần rồi gửi đi. Các đích thường gặp là:
- Hệ thống SCADA để giám sát và hiển thị sản xuất, thường qua OPC UA hoặc giao thức S7.
- Hệ thống MES hoặc ERP cho việc theo dõi đơn hàng và lập kế hoạch mua vật tư.
- Dịch vụ đám mây qua MQTT hoặc AMQP, cho việc phân tích sâu và truy cập từ nhiều nơi. Siemens có nền tảng đám mây công nghiệp riêng; IPC247 xác nhận tên gói dịch vụ hiện hành khi tư vấn.
- Màn hình HMI hoặc bảng điều khiển tại chỗ, nhận số liệu đã tính sẵn qua OPC UA hoặc giao thức S7.
Giữa hai đầu đó, cổng làm được ba việc đáng tiền: tính sẵn giá trị trung bình hoặc các phép tính phức tạp hơn để bên trên không phải nhận dữ liệu thô; đệm dữ liệu vào một cơ sở dữ liệu cục bộ hoặc ổ USB gắn ngoài khi đường truyền lên trên bị đứt; và hiển thị một trang trạng thái ngay trên máy chủ web của thiết bị. Trang trạng thái kiểu này thường được dựng bằng Node-RED, công cụ lập trình luồng dữ liệu chạy trên trình duyệt.
Khi nào IOT2000 không còn đủ
Cổng IoT là bước vào rẻ nhất, nhưng có ba ngưỡng làm nó hết vai trò:
- Khối lượng tính toán tại chỗ tăng. Khi phải chạy mô hình học máy hoặc xử lý ảnh ngay tại máy, cần bước lên đời sau là SIMATIC IOT2050 hoặc lên hẳn một máy tính công nghiệp.
- Xuất hiện yêu cầu vận hành. Khi người dùng cần bấm nút, nhập lệnh, xem trang màn hình, thiết bị phải là máy tính có màn hoặc một màn hình HMI, không phải cổng IoT.
- Yêu cầu lưu trữ và dự phòng. Khi dữ liệu phải giữ tại nhà máy nhiều tháng, có sao lưu và có dự phòng ổ đĩa, phải chuyển sang máy trong danh mục SIMATIC Rack PC.
Ba ngưỡng này nên được hỏi ngay ở buổi khảo sát đầu tiên, vì cả ba đều làm đổi loại thiết bị chứ không chỉ đổi cấu hình.
Mua cổng IoT SIMATIC ở đâu
Các thiết bị nhóm này nằm trong danh mục cổng IoT công nghiệp SIMATIC. Nếu bài toán đã vượt ngưỡng của một cổng IoT, hai mã máy hộp thường được cân nhắc ngay sau đó là SIMATIC IPC127E và SIMATIC IPC227E. Phần cài đặt hệ điều hành, truy cập thiết bị và chạy chương trình tự viết nằm ở bài thiết lập SIMATIC IOT2000; bối cảnh nền tảng IoT của hãng nằm ở bài Siemens và nền tảng IoT công nghiệp.
Khi hỏi cấu hình, ba dữ kiện quyết định nhanh nhất: danh sách thiết bị cần đọc kèm giao thức của từng thiết bị, số điểm dữ liệu và chu kỳ đọc, và đích nhận dữ liệu ở phía trên. Để đối chiếu cổng IoT với các hướng thiết bị khác cho cùng bài toán, công cụ chọn máy thu hẹp danh sách theo chỗ lắp và yêu cầu xử lý; nền chung về nhóm máy tính công nghiệp nằm ở chuyên trang máy tính công nghiệp Siemens.
Câu hỏi thường gặp
SIMATIC IOT2000 có phải máy tính công nghiệp không?
Không. Đây là cổng dữ liệu nhỏ chạy Linux, gắn thanh ray trong tủ, làm việc thu thập và chuyển tiếp dữ liệu. Nó không chạy Windows, không chạy phần mềm vận hành của hãng và không thay được một máy tính công nghiệp ở vai trò trạm vận hành hay máy chủ nhà máy. Đây là chỗ hay nhầm nhất khi so giá hai nhóm thiết bị.
IOT2000 đọc dữ liệu từ những nguồn nào?
IOT2000 đọc được bộ điều khiển qua giao thức S7, OPC UA hoặc Modbus TCP; thiết bị nối tiếp qua Modbus RTU trên RS232, RS422 hoặc RS485; cảm biến tương tự và số qua tấm mở rộng vào ra; và thiết bị cắm qua cổng USB. Khu vực không kéo được dây mạng thì lắp thêm thẻ không dây qua khe mPCIe.
Khi nào phải bỏ cổng IoT để dùng máy tính công nghiệp?
Khi cần chạy phần mềm Windows, khi cần màn hình vận hành tại chỗ, khi phải xử lý ảnh hoặc khối dữ liệu lớn, hoặc khi thiết bị phải giữ dữ liệu lâu dài với ổ dung lượng lớn và cấu hình dự phòng. Ba yêu cầu đó làm đổi loại thiết bị chứ không chỉ đổi cấu hình, nên phải xác định ngay từ buổi khảo sát đầu.
