Máy đóng gói chạy 60–80 gói/phút, nhưng chỉ một lần dừng 5 phút vì đứt màng đã có thể làm hụt 300–400 gói so với kế hoạch. Nếu những lần dừng ngắn không được ghi lại, cuối ca rất khó xác định sản lượng mất ở đâu. IoT cho máy đóng gói giúp biến các khoảng trống thông tin này thành dữ liệu có thể theo dõi.
Một bài viết của Emerson năm 2018 nêu mức OEE khoảng 45–55% ở dây chuyền đóng gói điển hình. Đây là số liệu tham khảo trong bối cảnh bài viết, cho thấy cần đánh giá đồng thời thời gian chạy, tốc độ và chất lượng.
I. IoT cho máy đóng gói là gì?
IoT cho máy đóng gói là giải pháp kết nối PLC, HMI, cảm biến hoặc bộ điều khiển với hệ thống giám sát để thu thập dữ liệu, lưu lịch sử và hỗ trợ truy cập từ xa. Dữ liệu có thể đưa về máy chủ nội bộ hoặc nền tảng cloud tùy yêu cầu.
Máy đóng gói tự động thực hiện các công đoạn như cấp liệu, kéo màng, hàn và cắt. Khi bổ sung IoT, người quản lý còn biết máy chạy bao nhiêu gói mỗi phút, dừng lúc nào, xuất hiện cảnh báo gì và đạt bao nhiêu sản phẩm theo ca.
Giải pháp có thể áp dụng cho:
- Máy đóng gói đứng VFFS, máy đóng gói ngang HFFS/flowpack.
- Máy chiết rót, định lượng, đóng nắp.
- Máy dán nhãn, co màng.
- Máy đóng thùng carton và dây chuyền đóng gói liên hoàn.
Khả năng lấy dữ liệu phụ thuộc bộ điều khiển và giao thức từng máy. Với máy cũ, có thể bổ sung cảm biến hoặc module thu thập tín hiệu để xây dựng những chức năng giám sát cơ bản.
II. Những “điểm mù” của xưởng đóng gói khi chưa có IoT
Trong nhiều xưởng, sản lượng và thời gian dừng vẫn được ghi bằng tay. Các lần dừng vài chục giây vì chỉnh màng, thiếu nguyên liệu hoặc chờ sản phẩm thường bị bỏ sót. Báo cáo cuối ca vì vậy khó phản ánh đầy đủ tổn thất.
Một điểm mù khác là biết máy dừng nhưng không rõ nguyên nhân. Kẹt màng, hết màng, lệch mắt đọc và nhiệt độ hàn chưa đạt cần cách xử lý khác nhau. Nếu chỉ ghi chung “sự cố máy”, bộ phận bảo trì khó chọn đúng vấn đề để cải tiến.
Với dây chuyền liên hoàn, máy phía sau có thể dừng vì thiếu hàng từ công đoạn trước; máy phía trước cũng có thể chờ vì đầu ra bị tắc. Chỉ nhìn một máy dễ xác định sai nơi gây tổn thất.
Ngoài ra, khi cần kiểm tra chương trình PLC/HMI, kỹ thuật viên thường phải đến tận nơi. Với khách hàng ở xa, thời gian di chuyển có thể kéo dài quá trình hỗ trợ dù vấn đề có thể chẩn đoán qua kết nối từ xa.
III. Lợi ích của IoT cho máy đóng gói
1. Giám sát tốc độ, sản lượng và trạng thái máy
Dashboard tập trung hiển thị tốc độ thực tế, tổng sản lượng, trạng thái chạy/dừng và cảnh báo của từng máy. Quản đốc có thể đối chiếu tiến độ với kế hoạch ngay trong ca.
Với nhiều dây chuyền, chức năng giám sát máy đóng gói từ xa giúp nhận biết line nào chạy chậm, line nào chờ nguyên liệu để điều phối kịp thời.
2. Tính OEE và phân loại nguyên nhân dừng
OEE = Availability × Performance × Quality, tương ứng mức sẵn sàng, hiệu suất tốc độ và tỷ lệ sản phẩm đạt.
Để tính đúng OEE máy đóng gói, cần thống nhất lịch sản xuất, tốc độ chuẩn theo mã hàng và cách đếm sản phẩm đạt/lỗi. Mã alarm giúp phân loại một phần nguyên nhân dừng; những lý do như chờ vật tư hoặc đổi cuộn màng có thể cần người vận hành chọn trên HMI.
3. Cảnh báo bất thường trong quá trình đóng gói
Hệ thống có thể cảnh báo khi nhiệt độ thanh hàn vượt ngưỡng, áp suất khí nén giảm hoặc sai số định lượng tăng, nếu có dữ liệu đo tương ứng.
Tuy nhiên, nhiệt độ đúng chưa bảo đảm mép hàn kín. Muốn phát hiện trực tiếp lỗi hàn, cần thiết bị kiểm tra phù hợp. IoT giúp tập hợp kết quả và cảnh báo để kỹ thuật xử lý sớm.
4. Xây dựng nền tảng bảo trì theo tình trạng
Số chu kỳ dao cắt, thanh hàn và xi lanh giúp lập lịch kiểm tra theo mức sử dụng thực tế. Đây là bảo trì theo bộ đếm.
Để phát triển bảo trì dự đoán, cần thêm dữ liệu tình trạng, lịch sử hư hỏng và phương pháp phân tích được kiểm chứng.
5. Kiểm tra và tải chương trình PLC/HMI từ xa
Với cấu hình tương thích, kỹ sư có thể truy cập HMI, theo dõi biến và download/upload chương trình qua kết nối từ xa. HMI IoT Kaman hỗ trợ nền tảng EdgeAccess2 và Pass Through phục vụ công việc này.
Chức năng này đặc biệt hữu ích với OEM hỗ trợ khách hàng ở nhiều tỉnh. Khả năng thực hiện phụ thuộc model PLC, phần mềm và quyền truy cập; việc thay đổi chương trình cần phối hợp với người tại máy.
IV. Cần thu thập dữ liệu gì trên máy đóng gói?
Nên bắt đầu bằng dữ liệu trả lời ba câu hỏi: máy có chạy không, chạy có đạt tốc độ không và tạo ra bao nhiêu sản phẩm đạt?
| Nhóm dữ liệu | Thông số cụ thể | Mục đích |
| Sản lượng | Số gói/phút, tổng gói theo ca, mã hàng | Theo dõi năng suất, tính Performance khi có tốc độ chuẩn |
| Trạng thái | Run/Stop/Alarm, thời điểm dừng, mã lỗi | Tính Availability, phân tích thời gian dừng |
| Chất lượng | Số gói đạt/lỗi, kết quả cân, sai số định lượng | Tính Quality, theo dõi tổn thất chất lượng |
| Quá trình | Nhiệt độ thanh hàn, áp suất khí nén, lực căng màng nếu có đo | Cảnh báo bất thường, đối chiếu nguyên nhân |
| Năng lượng | Điện năng theo máy, ca hoặc lô | Phân bổ chi phí năng lượng, đánh giá mức tiêu hao |
Nhiều thông số vận hành có thể đã có trong PLC hoặc bộ điều khiển, nên không phải trường hợp nào cũng cần lắp thêm cảm biến. Tuy nhiên, điện năng, lực căng màng hoặc số gói lỗi chỉ đọc được khi máy đã có chức năng đo và lưu dữ liệu tương ứng.
Cũng cần phân biệt số chu kỳ máy với số gói đạt. Máy vẫn có thể chạy chu kỳ khi thiếu sản phẩm hoặc tạo gói lỗi. Nếu lấy bộ đếm chu kỳ làm sản lượng đạt, báo cáo năng suất và OEE sẽ sai.
V. Cách triển khai IoT cho máy đóng gói, kể cả máy cũ
1. Mô hình kết nối
PLC, HMI hoặc cảm biến cung cấp dữ liệu cho IoT Box/HMI IoT. Thiết bị chuyển dữ liệu qua Ethernet, Wi-Fi hoặc đường truyền 4G đến nền tảng giám sát.
Với phương án 4G, cần phân biệt thiết bị tích hợp modem với thiết bị sử dụng router 4G bên ngoài.
2. Bốn bước triển khai
Bước 1: Khảo sát máy và bộ điều khiển
Ghi nhận model PLC Siemens, Mitsubishi, Xinje hoặc hãng khác; kiểm tra cổng truyền thông, giao thức và địa chỉ dữ liệu. Đồng thời xác định cổng đang phục vụ thiết bị nào để tránh xung đột.
Bước 2: Chọn phần cứng
Lắp IoT Box khi muốn giữ HMI cũ. Chọn HMI IoT nếu cần nâng cấp cả giao diện tại máy và khả năng truy cập từ xa.
Bước 3: Cấu hình biến và dashboard
Ưu tiên trạng thái máy, tốc độ, sản lượng và nguyên nhân dừng. Chuẩn hóa mã máy, mã hàng, ca làm việc và tốc độ chuẩn trước khi tính OEE.
Bước 4: Chạy thử và đào tạo
Đối chiếu dữ liệu với thực tế, thử cảnh báo, kiểm tra khi mất mạng và hướng dẫn nhập lý do dừng. Nên kiểm chứng trên một máy trước khi mở rộng.
Có thể giữ nguyên chương trình PLC nếu dữ liệu cần đọc đã có và giao thức cho phép truy cập. Nếu thiếu biến, bộ đếm hoặc chức năng truyền thông, có thể cần bổ sung chương trình hay phần cứng.
VI. Giải pháp IoT Kaman cho máy đóng gói từ Toàn cầu
Trong giải pháp Kaman Smart Factory, Toàn cầu cung cấp hai phương án: IoT Box Kaman KIB-BOX để bổ sung kết nối và HMI IoT Kaman để kết hợp giao diện vận hành với chức năng IoT. Nền tảng, phần cứng IoT Box Kaman được xây dựng trên công nghệ Kinco.
Tùy model và cấu hình, hệ thống hỗ trợ:
- Giám sát trạng thái, thông số và giao diện vận hành từ xa.
- Thao tác trên giao diện từ xa theo quyền được cấp.
- Download/upload và giám sát chương trình PLC qua Pass Through khi tương thích.
Với nhà sản xuất máy đóng gói, giá trị nổi bật là hỗ trợ khách hàng ở xa, kiểm tra thông số và xử lý các vấn đề chương trình phù hợp qua mạng.
Với nhà máy nhiều line, trọng tâm là tập trung dữ liệu để theo dõi tiến độ, cảnh báo và phân tích tổn thất. Dashboard OEE, báo cáo và tích hợp SCADA/MES được xây dựng theo phạm vi dự án.
Do có cả IoT Box lẫn HMI IoT, khách hàng có thể giữ màn hình hiện hữu nếu hệ thống đáp ứng điều kiện kết nối.
Xem thêm danh mục danh mục sản phẩm: [TẠI ĐÂY]
IoT cho máy đóng gói giúp nhìn rõ tổn thất và hỗ trợ kỹ thuật từ xa, tạo cơ sở cải thiện OEE. Liên hệ ngay với Tự động hoá toàn cầu để được tư vấn giải pháp IoT chi tiết.
Zalo Miền Bắc
