trien-lam-quoc-te

Ứng dụng IoT trong số hóa nhà máy Điện (Digital Twin)

Số hóa công nghiệp
12/07/2023 15:03
IoT và công nghệ Digital Twins trong tương lai sẽ là xu thế phát triển trong quản lý vận hành các nhà máy và thiết bị lớn và mang lại nhiều lợi ích vượt trội trong quá trình sản xuất vận hành nhà máy điện, hướng tới hệ thống điện thông minh.
aa

IoT đã trở thành một trong những công nghệ quan trọng và đột phá trong lĩnh vực năng lượng. Với khả năng kết nối và thu thập dữ liệu từ các thiết bị và hệ thống, IoT đã mang lại nhiều lợi ích và cơ hội mới cho ngành công nghiệp năng lượng.

• Khai thác dữ liệu lớn trong các nhà máy sản xuất điện
• Ứng dụng công nghệ Digital Twins trong chuyển đổi số

Ứng dụng chính của IoT trong lĩnh vực năng lượng

IoT tham gia giám sát và quản lý thông minh, tối ưu hóa hoạt động và bảo trì theo độ tin cậy thiết bị (RCM), tiết kiệm năng lượng và quản lý tài nguyên, hệ thống năng lượng thông minh, tích hợp mạng lưới năng lượng. Nhờ vào sự phát triển của IoT, ngành năng lượng đã có thể tận dụng các công nghệ tiên tiến và thông minh để tối ưu hóa hoạt động, tiết kiệm năng lượng và phát triển các giải pháp năng lượng bền vững. Việc áp dụng IoT trong lĩnh vực năng lượng đang mở ra một tương lai sáng cho việc cung cấp năng lượng sạch, hiệu quả và bền vững cho toàn cầu.

IoT và Digital Twin đóng vai trò quan trọng trong quá trình số hóa nhà máy nói chung, nhà máy điện nói riêng và cung cấp nhiều tính năng hiệu quả cho hoạt động sản xuất. IoT kết nối các thiết bị, máy móc và hệ thống trong nhà máy để tạo thành một hệ thống thông minh liên kết. Điều này cho phép việc thu thập dữ liệu từ các nguồn khác nhau và cung cấp cái nhìn toàn diện về hoạt động của nhà máy, IoT cho phép giám sát hoạt động của nhà máy một cách liên tục và từ xa. Điều này giúp chuẩn đoạn sự cố sớm, tăng cường an ninh và tiện lợi trong việc điều khiển và tối ưu quy trình sản xuất. (Hình 1)

ung dung iot trong so hoa nha may dien digital twin
Hình 1. Dữ liệu từ thiết bị được thu thập từ IoT để xây dựng Digital Twin Model

Sự kết hợp IoT với công nghệ trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu lớn giúp cho quá trình tự động hóa, mô phỏng, chuẩn đoán, tối ưu,… trong quá trình vận hành điều khiển nhà máy điện được hiệu quả và chính xác hơn. Trong hình 2 là mô hình kiến trúc ví dụ cho sự kết hợp IoT với công nghệ trí tuệ nhân tạo trong vận hành tubin gió, trong đó các hệ thống IoT được sử dụng để thu thập các dữ liệu thời tiết, thông số vận hành từ hệ thống SCADA,…

ung dung iot trong so hoa nha may dien digital twin
Hình 2. Sử dụng IoT và AI trong vận hành tối ưu Tubin gió.

IoT giúp cho quá trình tự động hóa nhà máy điện: IoT cung cấp khả năng tự động hóa các quy trình sản xuất trong nhà máy. Từ việc điều khiển thiết bị đến tối ưu hóa lưu lượng và quy trình, IoT giúp tăng cường hiệu suất và giảm thời gian chết.

IoT xây dựng bản sao số nhà máy điện (Digital Twin)

Cụ thể như:

Mô phỏng hoá: Digital Twin là phiên bản số hóa của một nhà máy điện hoặc một hệ thống, bao gồm các thành phần, quy trình và hoạt động. Nó tạo ra một môi trường ảo để kiểm tra, phân tích và tối ưu hóa hoạt động trước khi triển khai thực tế.

Phân tích dự đoán: Digital Twin sử dụng dữ liệu thực tế và mô phỏng để phân tích và dự đoán hiệu suất, sự cố và tương lai của nhà máy. Điều này giúp đưa ra quyết định thông minh, tối ưu hóa quy trình và tránh sự cố không mong muốn.

Quản lý tuổi thọ và bảo trì: Digital Twin giúp theo dõi và quản lý tuổi thọ của các thiết bị và máy móc trong nhà máy. Nó cho phép lập lịch bảo trì dựa trên dữ liệu và thông tin chính xác, từ đó giảm thiểu thời gian chết không cần thiết và tăng tuổi thọ của các tài sản.

Cả IoT và Digital Twin là những công nghệ quan trọng trong số hóa nhà máy, mang lại hiệu suất, tối ưu hóa và đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất. Sự kết hợp của chúng giúp tạo ra một môi trường số hóa thông minh và tối ưu cho nhà máy hiện đại.

Internet công nghiệp là về việc kết nối máy móc với con người và các dịch vụ. Đó là việc khai thác dữ liệu lớn, phân tích dữ liệu đó và biến nó thành thông tin có thể thực hiện. Đó là việc tối ưu hóa quy trình nhà máy và sản xuất, và việc làm cho thiết bị và dịch vụ thông minh hơn. Ngoài ra, đó là việc cải thiện sự hợp tác để nâng cao chuyên môn của những người vận hành, bảo trì và quản lý nó.

Việc tạo ra bản sao số cho nhà máy điện mang lại nhiều lợi ích trong ngành công nghiệp sản xuất điện như khả năng tự cải tiến quy trình, tự duy trì hệ thống, khả năng chuẩn đoán, nâng cao khả năng an toàn trong vận hành, tính linh hoạt trong vận hành (hình 3)

ung dung iot trong so hoa nha may dien digital twin
Hình 3. Lợi ích của Digital twin Power Plant

  1. Khả năng tự cải tiến
  • Liên tục học hỏi từ dữ liệu quá khứ để nâng cao hiệu suất
  • Có một nền tảng công nghệ tiến hóa, không bao giờ trở nên lỗi thời
  • Cho phép nâng cấp DCS liên tục và linh hoạt
  • Vòng đời thiết bị kéo dài hơn, hoạt động tin cậy hơn, nhờ bảo dưỡng bảo trì theo độ tin cậy, khả năng chuẩn đoán tình trạng thiết bị
  1. Khả năng tự duy trì
  • Luôn giám sát và đánh giá được tình trạng hoạt động của thiết bị nhà máy
  • Nhận biết được hạn và khả năng hoạt động của nhà máy theo thời gian thực
  • Yêu cầu bảo dưỡng vào thời điểm chính xác
  • Tăng thời gian hoạt động và giảm thời gian bảo trì bảo dưỡng
  1. Khả năng chuẩn đoán và dự báo trong thị trường điện
  • Đánh giá và dự báo được lượng năng lượng cần sản xuất để đáp ứng cam kết nhu cầu năng lượng thị trường
  • Quản lý tài nguyên một cách tối ưu liên quan đến tình trạng hoạt động, thời tiết và các điều kiện ràng buộc của thị trường.
  • Chuẩn đoán tình trạng thiết bị gặp lỗi và khi nào cần sửa chữa để nâng cao hiệu suất
  1. Nâng cao tính an toàn trong vận hành
  • Đảm bảo an toàn cho con người, cộng đồng địa phương và môi trường
  • Nhận thức về tác động môi trường, luôn giảm thiểu khí thải
  • Đẩm bảo an toàn cho nhân viên vận hành
  • Tính bảo mật dữ liệu theo các tiêu chuẩn của mạng Internet
  1. Tính linh hoạt và tự điều chỉnh
  • Linh hoạt liên quan đến yêu cầu thị trường
  • Tiên đoán yêu cầu thị trường bằng cách dự báo điều kiện biên bên ngoài
  • Tính mở và khả năng phản hồi yêu cầu của chủ sở hữu nguồn và yêu lưới điện
  • Có thể hoạt động phối hợp với các nhà máy điện ảo gốm các nhà máy tái tạo và truyền thống.

Tóm lại, IoT và công nghệ Digital Twins trong tương lai sẽ là xu thế phát triển trong quản lý vận hành các nhà máy và thiết bị lớn và mang lại nhiều lợi ích vượt trội trong quá trình sản xuất vận hành nhà máy điện, hướng tới hệ thống điện thông minh.

Song song với sự phát triển của bản sao nhà máy số thì dự kiến số lượng thiết bị IoT khổng lồ (mIoT) sẽ lên tới hàng tỷ và dự định tiếp tục tăng. Trong quá trình hoạt động, các thiết bị này sẽ tiếp tục kết nối với mạng truyền thông tin cậy hơn và độ trễ thấp, đồng thời dữ liệu được truyền đi liên tục hơn. Sự phức tạp của việc quản lý dữ liệu và tối ưu hóa năng lượng cho các thiết bị IoT đang trở thành một thách thức khó khăn đối với các nhà nghiên cứu, vì khả năng xử lý các thiết bị IoT liên kết đã được nâng cao với sự ra đời của 5G và các công nghệ liên quan. Sự thành công trong triển khai dịch vụ IoT và tính đáng tin cậy của giao thức an toàn điện phụ thuộc vào hoạt động hợp tác của các thiết bị IoT dưới dạng một đàn (swarm). Đây cũng sẽ là hướng nghiên cứu tiềm năng để nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của các hệ thống IoT khi kết hợp với các công nghệ khác.

Nguyễn Tùng Linh
Trường Đại học Điện Lực

Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2025: Tuổi Tỵ nhiều may mắn, tuổi Mùi gặp sóng gió

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2025: Tuổi Tỵ nhiều may mắn, tuổi Mùi gặp sóng gió

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 25/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thanh khoản tăng mạnh, cổ phiếu VIC dẫn dắt thị trường

Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thanh khoản tăng mạnh, cổ phiếu VIC dẫn dắt thị trường

Thị trường có phiên giao dịch tích cực với thanh khoản trên sàn HoSE bật tăng đạt gần 19,6 nghìn tỷ đồng. Trong đó, cổ phiếu VIC tăng trần, trở thành “đầu tàu” kéo chỉ số VN Index mạnh. Sự đóng góp mạnh mẽ từ nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn, cùng với tín hiệu rút chân từ vùng hỗ trợ MA20 ngày, mang lại kỳ vọng thị trường có thể đã tạo đáy ngắn hạn và sẵn sàng cho đà hồi phục.
Hiệp hội Logistics Hải Phòng tăng cường hợp tác kết nối

Hiệp hội Logistics Hải Phòng tăng cường hợp tác kết nối

Sáng 22/03, Hiệp hội Logistics Hải Phòng đã phối hợp cùng Trung tâm Logistics tiểu vùng Mê Kông Nhật Bản tại Việt Nam và Chi hội Tự động hóa GTVT và Logistics thuộc Hội Tự động hóa Việt Nam đã có buổi khảo sát trải nghiệm đầy ý nghĩa tại kho UWG, Kho lạnh của Công ty CP dịch vụ Cảng Hải phòng và cảng Hateco (HHIT).
Thông điệp đầy cảm hứng về hành trình "vượt bão" và tầm nhìn chiến lược của Vinamilk

Thông điệp đầy cảm hứng về hành trình "vượt bão" và tầm nhìn chiến lược của Vinamilk

Trong báo cáo gửi đến cổ đông, bà Mai Kiều Liên, Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam (Vinamilk, HOSE: VNM), đã truyền tải một thông điệp đầy cảm hứng về hành trình của doanh nghiệp trong năm 2024 – một năm đầy biến động nhưng cũng ghi dấu những thành tựu đáng tự hào. Thông điệp của bà không chỉ phản ánh sự kiên cường của Vinamilk trước những thử thách kinh tế và thiên nhiên, mà còn khẳng định tầm nhìn chiến lược đưa công ty tiếp tục dẫn đầu ngành sữa Việt Nam và vươn xa trên bản đồ quốc tế.
PV GAS sẵn sàng cấp khí trong các tháng mùa khô năm 2025 và các năm tiếp theo

PV GAS sẵn sàng cấp khí trong các tháng mùa khô năm 2025 và các năm tiếp theo

PV GAS đã hoàn thành công tác vận hành thử nghiệm nâng công suất tái hóa của Kho LNG Thị Vải từ 5,7 triệu Sm3/ngày lên 7,7 triệu Sm3/ngày ngay từ đầu tháng 3/2025.
Vì sao VinDT của tỷ phú Phạm Nhật Vượng liên kết đào tạo lái xe điện?

Vì sao VinDT của tỷ phú Phạm Nhật Vượng liên kết đào tạo lái xe điện?

Sự xuất hiện của Công ty Cổ phần VinDT - đơn vị cung cấp dịch vụ đào tạo và sát hạch lái xe thuần điện đầu tiên tại Việt Nam đang được kỳ vọng sẽ giúp phổ cập kỹ năng lái ô tô, qua đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân Việt Nam.
Ngân hàng MB kinh doanh ra sao khi gia nhập nhóm có tổng tài sản vượt 1 triệu tỷ đồng?

Ngân hàng MB kinh doanh ra sao khi gia nhập nhóm có tổng tài sản vượt 1 triệu tỷ đồng?

Năm 2024, Ngân hàng TMCP Quân Đội MB (HOSE: MBB) gia nhập nhóm tài sản đạt 1,13 triệu tỷ đồng. Lợi nhuận đứng đầu nhóm ngân hàng cổ phần với hơn 28.829 tỷ đồng. Đặc biệt, tỷ lệ nợ xấu tại ngân hàng MB ở mức 1,62% và tỷ lệ bao phủ nợ xấu đạt 238%, cao thứ 2 trong hệ thống.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/3/2025: Tuổi Dậu vượng cát khí, tuổi Hợi dễ gặp bất lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/3/2025: Tuổi Dậu vượng cát khí, tuổi Hợi dễ gặp bất lợi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 24/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tình hình lãi suất tiết kiệm tuần mới tháng 3/2025: Agribank dao động trong khoảng 1,6-4,7%/năm

Tình hình lãi suất tiết kiệm tuần mới tháng 3/2025: Agribank dao động trong khoảng 1,6-4,7%/năm

Theo ghi nhận, Ngân hàng TMCP Nông nghiệp & Phát triển nông thôn Việt Nam (Agribank) hiện có lãi suất tiết kiệm dao động trong khoảng 1,6-4,7%/năm tùy từng kỳ hạn.
Động cơ công nghiệp thông minh - Biến tần không cần bộ điều khiển biến tốc

Động cơ công nghiệp thông minh - Biến tần không cần bộ điều khiển biến tốc

Nhà sản xuất kỹ thuật ITT của Mỹ đã gia nhập thị trường động cơ công nghiệp với một loại động cơ thông minh, biến tần lần đầu tiên xuất hiện, sử dụng công nghệ chuyển đổi AC-AC đã được cấp bằng sáng chế, loại bỏ sự cần thiết của một bộ điều khiển biến tốc (VSD), bộ biến tần bên ngoài (VFD).
Quảng cáo
moxa