Trong lộ trình chuyển đổi số nhà máy, rất nhiều doanh nghiệp đã đầu tư PLC, SCADA hoặc thậm chí MES, nhưng dữ liệu vẫn bị phân mảnh, không khai thác được giá trị thực sự. Nguyên nhân cốt lõi nằm ở việc thiếu một nền tảng kết nối thống nhất giữa PLC – SCADA – MES.

Đây chính là lúc IIoT (Industrial Internet of Things) đóng vai trò trung tâm, giúp liên thông dữ liệu từ tầng thiết bị đến tầng quản lý, tạo nền móng cho nhà máy thông minh và sản xuất dựa trên dữ liệu.

1. Tổng quan kiến trúc PLC – SCADA – MES trong nhà máy

Trong một nhà máy hiện đại, hệ thống tự động hóa thường được chia theo các tầng chức năng:

• PLC (Programmable Logic Controller): Điều khiển trực tiếp máy móc, thu thập tín hiệu từ cảm biến, actuator, encoder…

• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): Giám sát, điều khiển tập trung, hiển thị trạng thái máy móc và cảnh báo vận hành theo thời gian thực.

• MES (Manufacturing Execution System): Điều hành sản xuất, quản lý lệnh sản xuất, chất lượng, truy xuất nguồn gốc, hiệu suất (OEE).

Vấn đề phổ biến tại nhiều nhà máy là các tầng này hoạt động rời rạc, dữ liệu không đồng bộ, hoặc chỉ kết nối điểm–điểm, khó mở rộng khi quy mô tăng lên.

2. IIoT là gì và vai trò trong kết nối hệ thống sản xuất

IIoT – Industrial Internet of Things là nền tảng trung gian giúp:

• Kết nối đa dạng thiết bị công nghiệp

• Chuẩn hóa và thu thập dữ liệu thời gian thực

• Truyền dữ liệu an toàn lên các hệ thống cấp cao

• Mở rộng khả năng phân tích, AI, BI trong tương lai

Thay vì để PLC giao tiếp trực tiếp với từng hệ thống riêng lẻ, IIoT đóng vai trò như xương sống dữ liệu, giúp:

• Giảm phụ thuộc vào hãng thiết bị

• Dễ mở rộng và bảo trì

• Tăng tính linh hoạt cho kiến trúc hệ thống

3. Mô hình kết nối PLC – SCADA – MES qua IIoT

3.1. Kết nối từ PLC lên nền tảng IIoT

Ở tầng thấp nhất, PLC thu thập dữ liệu:

• Trạng thái máy

• Tốc độ, chu kỳ

• Lỗi, alarm

• Thông số quá trình

Dữ liệu này được đưa lên IIoT thông qua:

• OPC UA / OPC DA

• MQTT

• Modbus TCP/IP

• Driver chuyên dụng

IIoT giúp chuẩn hóa dữ liệu từ nhiều loại PLC khác nhau (Siemens, Mitsubishi, Omron…), tạo ra một lớp giao tiếp thống nhất.

3.2. SCADA kết hợp IIoT: Giám sát và mở rộng dữ liệu

Trong mô hình truyền thống, SCADA chỉ làm nhiệm vụ hiển thị và điều khiển cục bộ. Khi kết hợp với IIoT:

• SCADA vẫn đảm nhiệm giám sát thời gian thực

• Dữ liệu được đẩy song song lên IIoT để lưu trữ dài hạn

• Các dashboard nâng cao, phân tích xu hướng được triển khai linh hoạt

Điều này giúp doanh nghiệp không bị giới hạn bởi SCADA tại chỗ, đặc biệt khi cần truy cập dữ liệu từ nhiều phân xưởng hoặc nhà máy.

3.3. MES khai thác dữ liệu qua IIoT

MES không cần giao tiếp trực tiếp với từng PLC hay SCADA. Thay vào đó:

• MES lấy dữ liệu chuẩn hóa từ IIoT

• Liên kết dữ liệu máy móc với lệnh sản xuất, batch, ca làm việc

• Tính toán OEE, truy xuất nguồn gốc, chất lượng

Cách tiếp cận này giúp:

• Giảm độ phức tạp tích hợp

• Dễ mở rộng khi tăng số dây chuyền

• Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu trên toàn nhà máy

4. Lợi ích khi kết nối PLC – SCADA – MES qua IIoT

4.1. Dữ liệu thời gian thực – đồng bộ – đáng tin cậy

IIoT giúp dữ liệu sản xuất:

• Được thu thập liên tục

• Giảm sai sót do nhập tay

• Đồng nhất giữa các hệ thống

4.2. Tăng khả năng mở rộng và linh hoạt

Nhà máy có thể:

• Thêm dây chuyền mới mà không phải chỉnh sửa toàn bộ hệ thống

• Thay đổi hoặc nâng cấp PLC, SCADA mà không ảnh hưởng MES

4.3. Nền tảng cho phân tích dữ liệu & AI

Khi dữ liệu đã được chuẩn hóa qua IIoT, doanh nghiệp dễ dàng:

• Triển khai BI, dashboard quản trị

• Ứng dụng AI dự đoán lỗi thiết bị

• Tối ưu kế hoạch sản xuất dựa trên dữ liệu thực tế

5. Những thách thức thường gặp khi triển khai IIoT

Dù mang lại nhiều lợi ích, việc triển khai IIoT cũng gặp không ít thách thức:

• PLC đời cũ, giao thức hạn chế

• Dữ liệu không được chuẩn hóa từ đầu

• Lo ngại về an ninh mạng công nghiệp

• Thiếu đội ngũ hiểu cả OT và IT

Nếu không có chiến lược đúng, IIoT dễ trở thành một lớp trung gian phức tạp thay vì nền tảng hỗ trợ.

6. Tien An Tech - Đơn vị triển khai IIoT cho nhà máy sản xuất

Với kinh nghiệm triển khai tự động hóa và chuyển đổi số cho các nhà máy cơ khí, linh kiện công nghiệp và sản xuất quy mô lớn, Tien An Tech tiếp cận IIoT theo hướng thực tế – bền vững – dễ mở rộng.

Tien An Tech không chỉ cung cấp nền tảng, mà còn:

• Khảo sát hiện trạng PLC – SCADA – hệ thống IT

• Thiết kế kiến trúc IIoT phù hợp từng nhà máy

• Chuẩn hóa dữ liệu ngay từ tầng PLC

• Tích hợp IIoT với MES, ERP, BI theo lộ trình rõ ràng

• Đảm bảo an toàn hệ thống và vận hành ổn định dài hạn

Cách tiếp cận này giúp doanh nghiệp không phải làm lại từ đầu khi mở rộng quy mô hoặc nâng cấp công nghệ.

Kết luận

Kết nối PLC – SCADA – MES qua nền tảng IIoT là bước chuyển quan trọng giúp nhà máy:

• Thoát khỏi mô hình dữ liệu rời rạc

• Chuẩn hóa vận hành

• Sẵn sàng cho phân tích dữ liệu, AI và tối ưu sản xuất

Với vai trò là đối tác tư vấn & tích hợp hệ thống, Tien An Tech đồng hành cùng doanh nghiệp từ khâu đánh giá hiện trạng đến thiết kế, triển khai và mở rộng hệ thống IIoT, giúp chuyển đổi số nhà máy diễn ra hiệu quả và bền vững.