Công nghệ IIoT cho Quản lý Hiệu quả các Nhà máy Điện Mặt trời

Mô tả

Các trang trại điện mặt trời thương mại thường nằm rải rác ở các địa điểm xa xôi. Bộ nghịch lưu năng lượng mặt trời để chuyển đổi DC sang AC, công tơ điện để đo phát điện và chất lượng điện năng, cảm biến giám sát thời tiết để dự báo năng lực phát điện là một số tài sản năng lượng mặt trời mà các nhà vận hành cần quản lý. Công nghệ IIoT đang nổi lên như một giải pháp phổ biến để giám sát và quản lý hiệu quả các tài sản phân tán từ xa trên trang trại năng lượng mặt trời.

Để triển khai công nghệ IIoT trên trang trại năng lượng mặt trời, trước tiên chúng ta cần một cửa ngõ IIoT có thể thu thập dữ liệu Modbus và truyền nó đến hệ thống quản lý năng lượng dựa trên đám mây. Trong một số trường hợp, hệ thống quản lý năng lượng cục bộ cũng cần thiết cho mục đích bảo trì. Cổng IIoT cũng phải có khả năng hỗ trợ chế độ máy chủ Modbus TCP để truyền dữ liệu đồng thời đến cả hệ thống cục bộ và trên đám mây.

Xét đến tỷ lệ hoàn vốn ban đầu (ROI) thấp của hệ thống như vậy, các nhà vận hành thường không muốn phát triển giải pháp từ đầu mà đang tìm kiếm một cửa ngõ IIoT sẵn sàng hoạt động đáp ứng tất cả các yêu cầu của họ với các thay đổi cấu hình tối thiểu.

Tại sao chọn Moxa?

• Thiết bị biên kết hợp cả máy chủ Modbus TCP và thiết bị Azure IoT: Cho phép truyền dữ liệu trường đồng thời đến hệ thống quản lý năng lượng cục bộ và trên đám mây.
• Cung cấp các hàm xử lý sơ bộ dữ liệu: Loại bỏ nhu cầu lập trình phức tạp.
• Dịch vụ quản lý thiết bị Moxa: Hỗ trợ quản lý cửa ngõ IIoT từ xa.
• Lưu trữ và chuyển tiếp: Ngăn ngừa mất mát dữ liệu.
• Công cụ giám sát và chẩn đoán lưu lượng mạng tích hợp: Cho phép khắc phục sự cố dễ dàng.
• Bộ đệm dữ liệu sử dụng chức năng lưu trữ và chuyển tiếp cùng với bộ ghi dữ liệu (datalogger): Đảm bảo an toàn dữ liệu ngay cả trong trường hợp mất kết nối.
• Tích hợp liền mạch với các thiết bị Moxa ioLogik / UPort: Mở rộng giao diện I/O và serial để kết nối thêm nhiều thiết bị hơn, tăng tính linh hoạt của hệ thống.
• Các hàm xử lý sơ bộ dữ liệu tích hợp: Loại bỏ nhu cầu lập trình phức tạp, tiết kiệm thời gian và nguồn lực.

Yêu cầu hệ thống

• Cổng IIoT sẵn sàng hoạt động: Tích hợp với đám mây Azure để quản lý đồng thời cả tài sản năng lượng và hệ thống quản lý năng lượng cục bộ.
• Xử lý sơ bộ dữ liệu tại cửa ngõ IIoT biên: Nâng cao hiệu quả hoạt động.
• Quản lý thiết bị từ xa: Tối ưu hóa vận hành.
• Truyền dữ liệu đáng tin cậy: Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

Giải pháp Moxa: AIG-100

Cổng IIoT AIG-100 của Moxa là giải pháp trọn gói giúp thiết lập hệ thống IIoT cho quản lý nhà máy điện mặt trời một cách hiệu quả.

AIG-101 Series

Các tính năng chính:

• Giao diện cấu hình trực quan: Dễ dàng thiết lập các thông số cần thiết để thu thập và xử lý sơ bộ dữ liệu hiện trường.
• Kết nối di động: Truyền dữ liệu từ các khu vực xa xôi nhất lên đám mây.
• Master/Client Modbus TCP/RTU: Thu thập dữ liệu từ các thiết bị hiện trường.
• Thiết bị Azure và AWS IoT: Truyền dữ liệu lên đám mây để lưu trữ, phân tích và điều khiển.
• Máy chủ Modbus TCP: Tích hợp với hệ thống quản lý năng lượng cục bộ.
• Lưu trữ và chuyển tiếp dữ liệu: Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong các ứng dụng năng lượng như thanh toán và quản lý tài sản.
• Bộ ghi dữ liệu (datalogger): Lưu trữ đệm dữ liệu và tiếp tục truyền khi kết nối được khôi phục.
• Xử lý sơ bộ dữ liệu tích hợp: Trích xuất nhanh chóng dữ liệu cần thiết để truyền lên đám mây, tiết kiệm chi phí truyền thông LTE và lập trình.
• Dịch vụ quản lý thiết bị Moxa: Truy cập từ xa vào các cửa ngõ, cho phép kiểm tra trạng thái kết nối, giám sát lưu lượng và ghi lại các gói dữ liệu để phân tích và khắc phục sự cố.

Lợi ích:

• Thiết lập hệ thống IIoT nhanh chóng và hiệu quả.
• Giảm thiểu công sức vận hành và bảo trì.
• Tiết kiệm chi phí truyền thông và lập trình.
• Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
• Tích hợp linh hoạt với các hệ thống hiện có.

Một số giải đáp thắc mắc về Moxa

Switch Ethernet là gì?

Switch Ethernet, hay còn gọi là bộ chuyển mạch mạng, là thiết bị mạng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối nhiều thiết bị mạng khác nhau như máy tính, máy in, máy chủ, v.v. với nhau để tạo thành một mạng cục bộ (LAN). Switch hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI, dựa trên địa chỉ MAC của các thiết bị để chuyển tiếp dữ liệu một cách hiệu quả.

Lợi ích của việc sử dụng Switch Ethernet

• Cải thiện hiệu suất mạng: Switch giúp chia nhỏ mạng thành các phân đoạn, giảm lưu lượng truy cập trên mỗi phân đoạn và do đó cải thiện hiệu suất mạng cho tất cả các thiết bị được kết nối.
• Giảm thiểu va chạm: Switch hoạt động theo chế độ chuyển tiếp lưu trữ và chuyển tiếp, giúp ngăn ngừa va chạm dữ liệu, đảm bảo truyền dữ liệu an toàn và đáng tin cậy.
• Tăng cường bảo mật: Switch cho phép bạn tạo ra các VLAN (mạng ảo) để phân chia mạng thành các nhóm logic, giúp tăng cường bảo mật và kiểm soát truy cập.
• Dễ dàng mở rộng: Switch có thể dễ dàng được kết nối với nhau để mở rộng mạng khi cần thiết.

Loại Switch Ethernet phổ biến:

• Switch không quản lý: Đây là loại switch phổ biến nhất, dễ sử dụng và có giá thành rẻ. Tuy nhiên, switch không quản lý không cung cấp các tính năng quản lý nâng cao như cấu hình VLAN hoặc giám sát mạng.
• Switch quản lý: Switch quản lý cung cấp các tính năng quản lý nâng cao như cấu hình VLAN, giám sát mạng, QoS (Chất lượng dịch vụ) và bảo mật nâng cao.
• Switch PoE (Power over Ethernet): Switch PoE cung cấp nguồn điện qua cáp Ethernet cho các thiết bị như điện thoại IP, camera IP và điểm truy cập không dây.

Cách chọn Switch Ethernet phù hợp:

Khi chọn mua Switch Ethernet, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Số lượng thiết bị cần kết nối: Số lượng cổng trên Switch cần đủ để kết nối tất cả các thiết bị trong mạng của bạn.
• Tốc độ truyền dữ liệu: Switch cần hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu phù hợp với nhu cầu của bạn. Hiện nay, các Switch phổ biến nhất là Switch Gigabit Ethernet (1Gbps) và Switch 10 Gigabit Ethernet (10Gbps).
• Tính năng quản lý: Nếu bạn cần các tính năng quản lý nâng cao, bạn nên chọn Switch quản lý.
• Giá thành: Giá thành của Switch dao động tùy thuộc vào thương hiệu, tính năng và hiệu suất.

Wireless công nghiệp là gì?

Wireless công nghiệp, hay còn gọi là mạng không dây công nghiệp, là giải pháp kết nối mạng sử dụng sóng vô tuyến để truyền dữ liệu giữa các thiết bị công nghiệp trong môi trường khắc nghiệt. Khác với mạng Wi-Fi thông thường dành cho gia đình và văn phòng, mạng wireless công nghiệp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ tin cậy, độ ổn định và khả năng chống nhiễu trong môi trường sản xuất.

Lợi ích của việc sử dụng Wireless công nghiệp:

• Tăng tính linh hoạt: Wireless công nghiệp giúp loại bỏ sự cần thiết của cáp kết nối, mang lại sự linh hoạt trong việc lắp đặt và di chuyển các thiết bị.
• Giảm chi phí lắp đặt: Việc sử dụng Wireless công nghiệp có thể tiết kiệm chi phí lắp đặt đáng kể so với hệ thống cáp truyền thống, đặc biệt là trong các nhà máy và khu vực rộng lớn.
• Dễ dàng mở rộng: Wireless công nghiệp có thể dễ dàng được mở rộng để đáp ứng nhu cầu kết nối ngày càng tăng.
• Tăng hiệu quả hoạt động: Wireless công nghiệp giúp cải thiện hiệu quả hoạt động bằng cách cung cấp khả năng truy cập dữ liệu và điều khiển từ xa.
• Nâng cao độ an toàn: Wireless công nghiệp có thể giúp nâng cao độ an toàn bằng cách loại bỏ nguy cơ vấp ngã do dây cáp.

Ứng dụng của Wireless công nghiệp:

• Tự động hóa nhà máy: Wireless công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa nhà máy để kết nối các thiết bị như cảm biến, bộ điều khiển, robot và máy móc.
• Quản lý chuỗi cung ứng: Wireless công nghiệp được sử dụng trong quản lý chuỗi cung ứng để theo dõi hàng hóa và tài sản trong suốt quá trình vận chuyển.
• Ngành dầu khí: Wireless công nghiệp được sử dụng trong ngành dầu khí để giám sát các giàn khoan, đường ống và các thiết bị khác.
• Năng lượng: Wireless công nghiệp được sử dụng trong ngành năng lượng để giám sát các nhà máy điện, lưới điện và các cơ sở hạ tầng khác.
• Tiện ích: Wireless công nghiệp được sử dụng trong ngành tiện ích để giám sát mạng lưới nước, điện và khí đốt.

Các tiêu chuẩn Wireless công nghiệp phổ biến:

• Wi-Fi: Wi-Fi là tiêu chuẩn mạng không dây phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp.
• IEEE 802.15.4: IEEE 802.15.4 là tiêu chuẩn mạng không dây dành cho các thiết bị có công suất thấp và phạm vi ngắn.
• WirelessHART: WirelessHART là tiêu chuẩn mạng không dây được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng tự động hóa nhà máy.
• ISA100: ISA100 là tiêu chuẩn mạng không dây được thiết kế cho các ứng dụng ngành dầu khí.

Lựa chọn Wireless công nghiệp phù hợp:

Khi lựa chọn giải pháp Wireless công nghiệp, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Yêu cầu ứng dụng: Bạn cần xác định rõ ràng nhu cầu ứng dụng của mình, chẳng hạn như phạm vi phủ sóng, tốc độ truyền dữ liệu và độ tin cậy.
• Môi trường hoạt động: Bạn cần xem xét môi trường hoạt động của hệ thống, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm và mức độ nhiễu.
• Tiêu chuẩn: Bạn cần chọn giải pháp Wireless công nghiệp tuân theo các tiêu chuẩn phù hợp với nhu cầu của bạn.
• Nhà cung cấp: Bạn nên chọn nhà cung cấp uy tín có kinh nghiệm trong lĩnh vực Wireless công nghiệp.

Switch là gì?

Switch, hay còn gọi là bộ chuyển mạch mạng, là thiết bị mạng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối nhiều thiết bị mạng khác nhau như máy tính, máy in, máy chủ, v.v. với nhau để tạo thành một mạng cục bộ (LAN). Switch hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI, dựa trên địa chỉ MAC của các thiết bị để chuyển tiếp dữ liệu một cách hiệu quả.

Lợi ích của việc sử dụng Switch:

• Cải thiện hiệu suất mạng: Switch giúp chia nhỏ mạng thành các phân đoạn, giảm lưu lượng truy cập trên mỗi phân đoạn và do đó cải thiện hiệu suất mạng cho tất cả các thiết bị được kết nối.
• Giảm thiểu va chạm: Switch hoạt động theo chế độ chuyển tiếp lưu trữ và chuyển tiếp, giúp ngăn ngừa va chạm dữ liệu, đảm bảo truyền dữ liệu an toàn và đáng tin cậy.
• Tăng cường bảo mật: Switch cho phép bạn tạo ra các VLAN (mạng ảo) để phân chia mạng thành các nhóm logic, giúp tăng cường bảo mật và kiểm soát truy cập.
• Dễ dàng mở rộng: Switch có thể dễ dàng được kết nối với nhau để mở rộng mạng khi cần thiết.

Loại Switch phổ biến:

• Switch không quản lý: Đây là loại switch phổ biến nhất, dễ sử dụng và có giá thành rẻ. Tuy nhiên, switch không quản lý không cung cấp các tính năng quản lý nâng cao như cấu hình VLAN hoặc giám sát mạng.
• Switch quản lý: Switch quản lý cung cấp các tính năng quản lý nâng cao như cấu hình VLAN, giám sát mạng, QoS (Chất lượng dịch vụ) và bảo mật nâng cao.
• Switch PoE (Power over Ethernet): Switch PoE cung cấp nguồn điện qua cáp Ethernet cho các thiết bị như điện thoại IP, camera IP và điểm truy cập không dây.

Cách chọn Switch phù hợp:

Khi chọn mua Switch, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Số lượng thiết bị cần kết nối: Số lượng cổng trên Switch cần đủ để kết nối tất cả các thiết bị trong mạng của bạn.
• Tốc độ truyền dữ liệu: Switch cần hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu phù hợp với nhu cầu của bạn. Hiện nay, các Switch phổ biến nhất là Switch Gigabit Ethernet (1Gbps) và Switch 10 Gigabit Ethernet (10Gbps).
• Tính năng quản lý: Nếu bạn cần các tính năng quản lý nâng cao, bạn nên chọn Switch quản lý.
• Giá thành: Giá thành của Switch dao động tùy thuộc vào thương hiệu, tính năng và hiệu suất.