Ứng dụng công nghệ 4.0 trong đào tạo nghề điện

Đây là giải pháp sáng tạo do Thạc sĩ Nguyễn Anh Hùng và Thạc sĩ Hà Thanh Phúc (công tác tại Trường Cao đẳng Tiền Giang) tạo ra. Giải pháp nghiên cứu là sự kết hợp sáng tạo giữa ứng dụng công nghệ 4.0 với các thiết bị điều khiển, lập trình và giám sát thông minh. Giải pháp này được trao giải Ba Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Tiền Giang lần thứ XV (2022 - 2023).

Thạc sĩ Nguyễn Anh Hùng cho biết, việc ứng dụng mảng tự động hóa vào các dây chuyền sản xuất gắn với hệ thống điều khiển và giám sát từ xa ngày càng được phổ biến, từ đó Thạc sĩ Hùng và Thạc sĩ Phúc nảy sinh ý tưởng ứng dụng công nghệ 4.0 (Internet vạn vật - IoT) để tạo ra mô hình điều khiển, lập trình trên điện toán đám mây (Cloud) được giám sát bằng màn hình cảm ứng hoặc điện thoại thông minh. Mô hình này được ứng dụng vào hoạt động giảng dạy, đào tạo cho sinh viên ngành điện công nghiệp tại Trường Cao đẳng Tiền Giang; qua đó, giúp các em bước đầu làm quen với việc thiết kế, cài đặt để vận hành, điều khiển những mô hình, ứng dụng đơn giản. 

Thạc sĩ Nguyễn Anh Hùng tại Hội nghị tổng kết và trao giải Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Tiền Giang lần thứ XV (2022 - 2023).

Để tạo ra mô hình này, Thạc sĩ Hùng và cộng sự phải mất cả năm để tìm kiếm các thiết bị, phần cứng tương thích. Mô hình có cấu tạo gồm: Thiết bị điều khiển, lập trình (PLC); màn hình cảm ứng (HMI); đám mây điện tử (V-Net Cloud); ứng dụng V-Box (thiết bị IoT) kết nối thiết bị điều khiển với các thiết bị lập trình (HMI, điện thoại thông minh - Smart phone, máy tính - PC) và kết nối với đám mây điện tử (V-Net Cloud), mạng wifi…

Về nguyên lý vận hành, mô hình này xây dựng nền tảng giúp cho kỹ thuật viên có thể lập trình, viết lệnh điều khiển trên HMI hay PC (tắt, mở, khởi động, cài đặt thông số…). Thông qua V-Box (thay thế mô-đun mạng) kết nối với PLC, HMI hay PC, dữ liệu được lưu trữ và truyền tải từ V-Net Cloud sẽ thực hiện lệnh điều khiển ứng dụng hay dây chuyền theo ý muốn.

Mô hình Ứng dụng công nghệ 4.0 trong đào tạo nghề điện tại Trường Cao đẳng Tiền Giang.

Đặc biệt, đám mây điện tử được nhà cung ứng thiết bị cung cấp dung lượng miễn phí. Chẳng hạn, mô hình này có thể được ứng dụng để cài đặt tín hiệu tại các chốt đèn giao thông: Đầu tiên, mở ứng dụng V-Box có kết nối với smart phone và dùng điện thoại để quét mã code; sau đó, sử dụng PC để viết lệnh điều khiển tín hiệu đèn xanh (XANH A), đèn đỏ (ĐỎ B) kết hợp cài đặt thời gian bằng lập trình lệnh TIMER (thời gian chờ đèn đỏ, đèn xanh). Nếu muốn thay đổi lệnh TIMER, có thể dùng điện thoại, máy tính hay màn hình cảm ứng để điều chỉnh thông số hiển thị trên màn hình.

Theo Thạc sĩ Hùng, trong quá trình giảng dạy, giảng viên sẽ giới thiệu cho các em về cấu tạo, nguyên lý vận hành, công dụng của từng thiết bị, ứng dụng trong mô hình, các bước lập trình, kết nối (cài đặt) thiết bị, đấu nối; đồng thời, các em được hướng dẫn cách sử dụng các mẫu câu lệnh có sẵn (khoảng 100 câu lệnh) để viết phần mềm nhằm thực hành một số ứng dụng theo hướng dẫn của giảng viên hoặc các em có thể tự nghĩ ra.

Ngoài ra, việc thiết kế giao diện cho màn hình cảm ứng giúp cho việc thao tác được dễ dàng, thuận tiện có ý nghĩa rất quan trọng, đòi hỏi người học hay kỹ thuật viên phải tự suy nghĩ, thiết kế ra giao diện phù hợp cho từng mô hình, từng ứng dụng.

Mô hình sáng tạo của Thạc sĩ Nguyễn Anh Hùng và Thạc sĩ Hà Thanh Phúc hiện đang được ứng dụng vào giảng dạy, đào tạo ngành điện công nghiệp tại Trường Cao đẳng Tiền Giang với chủ đề: “Giảng dạy mô-đun mạng truyền thông công nghiệp và PLC”. Qua hướng dẫn của giảng viên, các sinh viên có thể tự lập trình các ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp như: Thời gian tự động tắt, mở đèn; đóng mở cửa tự động; điều khiển thang máy; điều khiển nhiệt độ kho lạnh theo số lượng hàng hóa có trong kho… 

Theo Hội đồng giám khảo Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Tiền Giang lần thứ XV (2022 - 2023), điểm mới của giải pháp do Thạc sĩ Nguyễn Anh Hùng cùng cộng sự sáng tạo ra là có thể ứng dụng vào việc giảng dạy nhiều mô hình khác nhau trong lĩnh vực điện công nghiệp.

Thiết bị IoT và thiết bị điều khiển, lập trình rất tiện dụng, hiện đại, phổ biến và là mô hình dễ lập trình nhất hiện nay (so với các kít thực hành điều khiển trước đây); đặc biệt, giá thành thấp hơn nhiều (khoảng 20 triệu đồng) so với thiết bị nhập ngoại. Do đó, phù hợp với khả năng tài chính của các cơ sở giáo dục, dạy nghề…

HUỲNH VĂN XĨ - T.L