Để xem nội dung của Phần 1 của chủ đề này, hãy nhấn vào đây

Cách thức hoạt động của robot kiểm tra
Robot kiểm tra công nghiệp là một hệ thống thu thập dữ liệu di động. Chúng mang các cảm biến đo lường và được thiết kế để điều hướng trong các nhà máy công nghiệp. Việc áp dụng công nghệ này đang phát triển một cách nhanh chóng. Nhưng đối với những nhà máy mới sử dụng robot kiểm tra, các kỹ thuật viên cần trang bị kiến ​​thức chuyên môn để vận hành chúng.

Nếu Quý vị quan tâm đến việc sử dụng robot di động để tự động hóa các công việc kiểm tra hoạt động của nhà máy, thì loạt bài gồm ba phần này là dành cho Quý vị. Bài viết sẽ trang bị cho Quý vị khả năng đánh giá các nền tảng khác nhau, sự hiểu biết về hệ sinh thái kiểm tra công nghiệp và đưa ra quyết định sáng suốt về các yêu cầu, ứng dụng và tính phù hợp. Nội dung chính của ba phần:
– Phần một: Xác định các tác vụ cần tự động hóa
– Phần hai: Cách thức hoạt động của robot kiểm tra
– Phần ba: Tích hợp, an toàn và hỗ trợ

Robot kiểm tra có thể hoạt động trong nhà máy không?
Các nhà máy khác nhau về mức độ phức tạp của cơ sở hạ tầng, như: cầu thang, nhiều tầng lầu, khu vực có kết cấu đã xuống cấp, khu vực tối, khu vực ngoài trời và điều kiện thời tiết bất lợi. Khả năng tự điều hướng của robot là rất quan trọng để tự động hóa các nhiệm vụ kiểm tra.

Robot kiểm tra có thể di chuyển trên các bậc thang không?
Tất cả các nhà máy công nghiệp luôn được thiết kế cầu thang, với các đường ống và nhiều thứ khác vô tình trở thành chướng ngại vật đối với robot kiểm tra. Khi thực hiện các nhiệm vụ kiểm tra tự động ở quy mô lớn, robot phải di chuyển qua cầu thang và vượt qua các chướng ngại vật khác nhau trên mặt đất. Lý tưởng nhất của robot là có bộ phận di chuyển và có thể di chuyển theo mọi hướng (đa hướng) để đến gần máy móc. Bởi vì lối đi thường rất hẹp, nên robot có thiết kế đối xứng để có thể di chuyển hai chiều, tức là tiến hoặc lùi mà không cần quay đầu.

Các loại robot kiểm tra khác nhau được thiết kế phù hợp với từng loại địa hình. Robot có bánh xe hoặc bánh xích thì bị giới hạn vùng hoạt động, trong khi một số robot khác có thiết kế “chân chèo” cho phép chúng vượt qua địa hình vừa phải, bằng cách bước đi. Robot di chuyển bằng chân mang rất linh hoạt. Những kiểu robot bốn chân này có thể đi trên cầu thang, dễ dàng vượt qua các bậc thang, đường ống và các chướng ngại vật khác, đồng thời di chuyển ổn định trên sỏi, cát, cỏ và tuyết.

Robot kiểm tra có thể điều hướng tại các khu vực phức tạp không?
Để có thể hoạt động tự chủ và đảm bảo sự an toàn trong một nhà máy, robot cần nhận thức môi trường xung quanh một cách chính xác, bằng cách sử dụng máy quét 3D Lidar, camera độ sâu và cảm biến được lắp đặt 360 độ xung quanh thân robot.

Một ưu điểm đặc biệt của robot kiểm tra, đó là khả năng tự xác định vị trí và lên kế hoạch cho một tuyến đường mới khi bất ngờ gặp chướng ngại vật. Một số loại robot khác có thể bị ‘lạc’ hoặc nhầm lẫn tuyến đường và yêu cầu kỹ thuật viên thiết lập thêm các điểm đánh dấu vị trí bằng thẻ AR. Các robot tự chủ tiên tiến có khả năng định vị một cách chính xác, nên khả năng điều hướng và tối ưu hóa đường đi là đáng tin cậy, ngay cả trong điều kiện thời tiết bất lợi và môi trường khắc nghiệt, như các nhà máy ngoài khơi.

Các giải pháp hàng đầu được thiết kế giúp robot kiểm tra điều hướng trong các nhà máy và không yêu cầu thay đổi cấu trúc cơ sở hạ tầng.

ANYbotics đã cấp quyền tự chủ mạnh mẽ cho thế hệ robot kiểm tra
Robot kiểm tra ANYmal được thiết kế kiểu chân gấp khúc, nhằm tối ưu hóa quyền tự chủ ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.

Robot ANYmal X thực hiện nhiệm vụ kiểm tra tự động tại một cơ sở dầu khí ngoài khơi.

Robot kiểm tra có thể hoạt động mà không cần kết nối WiFi/ di động không?
Hầu hết các nhà máy công nghiệp chỉ có thể cung cấp một phần kết nối dữ liệu không dây trong toàn bộ cơ sở. Điều này có nghĩa là robot cần hoạt động trong điều kiện không có kết nối dữ liệu. Các robot kiểm tra hàng đầu có khả năng tính toán tích hợp, được thiết kế bộ lưu trữ dữ liệu trên bo mạch và tải dữ liệu lên khi chúng kết nối được với mạng. Chức năng này loại bỏ nhu cầu liên lạc mạng liên tục và cho phép robot hoạt động hiệu quả mà không cần kết nối WiFi hoặc di động. Ví dụ: Robot ANYmal do công ty ANYbotics chế tạo, có khả năng tự chủ hoàn toàn và thu thập dữ liệu liên tục một cách độc lập, nhưng vẫn có thể tận dụng WiFi và 4G/LTE để báo cáo và điều hành từ xa theo thời gian thực.

Robot kiểm tra có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt không?
Việc kiểm tra nhà máy ngoài trời có một số trở ngại, như: mưa, độ ẩm, bụi và nước mặn. Robot kiểm tra được đánh giá chất lượng theo tiêu chuẩn ISO về bảo vệ chống xâm nhập (mã IP), cho thấy robot được bảo vệ khỏi chất lỏng và bụi tốt như thế nào. Đạt tiêu chuẩn IP67 (2) cho nên robot kiểm tra có thể hoạt động lâu dài và liên tục trong môi trường ngoài trời mà không bị hỏng hệ thống.

(2) Tiêu chuẩn IP67: Thông số cho thấy một thiết bị điện tử có khả năng kháng hoàn toàn bụi bẩn và có thể kháng nước ở độ sâu 1 mét trong vòng 30 phút.

Do tính chất đặc thù của các khu công nghiệp, robot kiểm tra có thể bị bám bẩn bởi các chất như: hydrocacbon, dư lượng hóa chất và bụi phóng xạ. Điều quan trọng là robot có thể dễ dàng làm sạch và khử các chất độc hại hoặc hoạt chất mà không ảnh hưởng đến chức năng làm việc. Robot đạt tiêu chuẩn IP67 nên có thể được làm sạch một cách nhanh chóng và dễ dàng bằng nước áp lực cao.

Robot ANYmal với thiết kế chắc chắn
Thiết kế chắc chắn là điều kiện tiên quyết để đảm bảo các chức năng của robot hoạt động tốt trong điều kiện khắc nghiệt, ẩm ướt và bẩn. Robot ANYmal được bảo vệ 100% khỏi bụi, nước và có thể dễ dàng làm sạch bằng nước sau khi thực hiện nhiệm vụ.

Phạm vi hoạt động
Khả năng hoạt động trong một khu vực nhất định của robot kiểm tra, có ảnh hưởng đến hiệu quả và năng lực hoạt động của nó. Giám sát nhiều điểm kiểm tra hơn trong các khu vực rộng lớn hơn, giúp robot hoạt động hiệu quả hơn. Phạm vi của robot, tức là khoảng cách mà robot có thể phụ trách, được xác định từ mức độ phức tạp của nhà máy, số lượng điểm kiểm tra, trọng lượng của tải trọng, thời gian hoạt động cho phép theo thời lượng pin và thời gian sạc lại. Robot có chân và được theo dõi có thể hoạt động tại các khu vực khác nhau.

Robot có bánh xích có trọng lượng tương đối lớn, một số loại trọng lượng hơn 100 kg. Chúng có thời lượng pin tối đa là 4 tiếng và phạm vi hoạt động tối đa 2-3 km. Robot có bánh xích có tốc độ di chuyển tương đối chậm, tầm hoạt động ngắn và không có khả năng leo cầu thang, cho nên chúng chỉ phù hợp với khu vực tương đối bằng phẳng.

Robot có chân tương đối nhẹ, trọng lượng tối đa 55 kg. Chúng có thời lượng pin là 2 tiếng và phạm vi hoạt động lên tới 4 km. Robot có chân di chuyển tốc độ nhanh, phạm vi hoạt động xa và có khả năng leo cầu thang công nghiệp. Vì thế loại robot này có phạm vi hoạt động rộng, phù hợp với môi trường bằng phẳng và cả phức tạp.

Có robot kiểm tra đạt tiêu chuẩn Ex-proof không?
Các nhà máy sản xuất khí hoặc chất lỏng dễ cháy nổ đều phải đạt chuẩn phòng chống cháy, nổ – EX-proof (3). Hầu hết các khu vực trong các nhà máy dầu khí và hóa chất đều được chứng nhận Ex. Và nhà đầu tư luôn yêu cầu thiết bị trong các khu vực này, cần phải đạt chứng nhận an toàn Ex (ví dụ: chứng chỉ ATEX hoặc IECEx). Các khu vực có kết cấu đã xuống cấp, được phân loại thành các khu vực (khu vực 0, khu vực 1 hoặc khu vực 2), dựa trên tần suất và thời gian xảy ra nguy cơ cháy nổ. Tại các khu vực 1, robot được yêu cầu đến gần thiết bị để kiểm tra.

(3) Tiêu chuẩn EX-proof (explosion proof): Tiêu chuẩn dành cho vật liệu chống nổ, chống cháy.

Một số robot kiểm tra như: robot ExR-2 của công ty ExRobotics, robot Inspector của công ty Taurob và robot ANYmal X của công ty ANYbotics, tất cả đều đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ Ex. Các loại chứng nhận khác nhau, cho nên quý vị cần kiểm tra xem chứng nhận của robot có tương thích với nhà máy hay không. Cả chứng chỉ ATEX và IECEx đều phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60079. Xem hướng dẫn phân loại khu vực nguy hiểm để biết chi tiết về chứng chỉ ATEX và IECEx.

Robot ANYmal X – Công cụ kiểm tra cho ngành dầu khí và hóa chất
ANYmal X là robot có chân, đạt chứng nhận Ex duy nhất trên thế giới, phù hợp hoạt động khu vực nguy hiểm vùng 1 (theo tiêu chuẩn IECEx và ATEX).

Robot kiểm tra có thể làm việc vào ban đêm không?
Robot có thể thực hiện tốt các nhiệm vụ kiểm tra trong môi trường thiếu sáng hoặc tối, trong suốt thời gian 24/7. Camera Lidar và camera âm thanh sử dụng ánh sáng hồng ngoại (IR), cho phép robot nhìn thấy mà không cần ánh sáng bên ngoài, trong khi mắt chúng ta không nhìn được. Robot kiểm tra sử dụng đèn LED định vị mạnh mẽ, để ghi lại thông tin hình ảnh chất lượng cao giúp việc kiểm tra trực quan trong điều kiện thiếu sáng.

Robot ANYmal hoạt động hiệu quả trong bóng tối
Digital Realty là một trong những nhà cung cấp dịch vụ cho thuê máy chủ trung lập hàng đầu, tích hợp robot ANYmal để giám sát liên tục các hệ thống HVAC (4) của họ. Robot ANYmal thực hiện hàng trăm cuộc kiểm tra trong các nhiệm vụ tự hành hàng giờ mỗi ngày. Ngay cả trong bóng tối hoàn toàn, ANYmal vẫn hoạt động hiệu quả. ANYmal không cần chiếu sáng để kiểm tra thường xuyên, mà kết quả vẫn đáng tin cậy.

(4) Hệ thống HVAC (Heating, ventilation, and air conditioning): Việc sử dụng các công nghệ để kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và độ tinh khiết của không khí trong một không gian kín.

Robot kiểm tra khác nhau phù hợp với môi trường khác nhau
Robot kiểm tra nhà máy công nghiệp có thể phân loại theo các yêu cầu về môi trường như sau:
1. Robot Spot của công ty Boston Dynamics (đạt tiêu chuẩn IP54), phù hợp cho các khu vực nhà máy có mái che và ngoài trời với điều kiện thời tiết ôn hòa.
2. Robot B1 của công ty Unitree (đạt tiêu chuẩn IP68) và robot ANYmal của công ty ANYbotics (đạt tiêu chuẩn IP67). Cả hai đều có thể hoạt động ngoài trời trong điều kiện thời tiết bất lợi, nhưng chỉ ANYmal cho thấy khả năng leo cầu thang công nghiệp một cách tự động.

Đối với các khu vực nguy hiểm và có khả năng cháy nổ, vốn phổ biến trong ngành dầu khí và hóa chất, thì nhà máy luôn yêu cầu thiết bị đạt chứng nhận ATEX hoặc IECEx. Các robot có khả năng đáp ứng các yêu cầu của vùng 1 là:
1. Robot ExR-2 của công ty ExRobotics, với khả năng điều hướng trên bề mặt phẳng.
2. Robot Inspector của công ty Taurob, với cánh tay linh hoạt, có thể vịn các bậc thang để trèo lên.
3. Robot ANYmal X của ANYbotics, là robot có chân duy nhất có thể điều hướng tại các nhà máy nhiều tầng phức tạp.

Bây giờ, Quý vị đã xác định được các nhiệm vụ cần tự động hóa với những gì robot kiểm tra có thể thực hiện (Phần 1) và xem “cách thức hoạt động của robot kiểm tra” (Phần 2), hãy tiếp tục với “Phần 3” của loạt bài này, với chủ đề “tích hợp, an toàn và hỗ trợ”.

Để xem các tin bài khác về “Robot”, vui lòng nhấn vào đây.

 

(Nguồn: ANYbotics)