Nhóm nghiên cứu trẻ thuộc Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ (CTUT) đã nghiên cứu, phát triển thành công giải pháp “VFD-IoT SmartLink - Giải pháp IoT cấu hình động cho điều khiển và giám sát đa biến tần”, đạt giải Nhất Hội thi “Ý tưởng khởi nghiệp, đổi mới sáng tạo CTUT Startup” và giải Ba Cuộc thi Ý tưởng khởi nghiệp trong thanh niên TP Cần Thơ năm 2026.

Sinh viên Phạm Võ Huỳnh Như giới thiệu mô hình giải pháp với đại biểu tham quan tại một hội nghị về khoa học công nghệ.

Từ “nút thắt” thực tiễn của doanh nghiệp vừa và nhỏ

Hiện nay, tại TP Cần Thơ cũng như toàn vùng ĐBSCL, hệ thống các doanh nghiệp nhỏ và vừa, xưởng sản xuất cơ khí, nông sản hay các cơ sở đào tạo kỹ thuật đang đối mặt với bài toán tối ưu hóa vận hành. Biến tần là thiết bị điện tử công suất có chức năng điều chỉnh tần số và điện áp đầu ra để điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và tiết kiệm năng lượng. Thiết bị được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống bơm nước, quạt thông gió, băng tải và nhiều dây chuyền sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, việc giám sát và điều khiển tập trung các thiết bị này từ xa lại gặp nhiều khó khăn.

Để lắp đặt một hệ thống giám sát SCADA (Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu) hoặc các bộ gateway (cổng mạng) công nghiệp chuyên dụng từ các tập đoàn ngoại nhập, doanh nghiệp phải bỏ ra mức chi phí vô cùng đắt đỏ, vượt quá khả năng tài chính của các cơ sở quy mô vừa và nhỏ. Mặc dù nhiều dòng biến tần của các hãng Mitsubishi, Siemens, Yaskawa, Delta, ABB hay Schneider Electric cùng hỗ trợ giao thức truyền thông Modbus RTU, nhưng mỗi dòng thiết bị có thể khác nhau về địa chỉ thanh ghi, cấu trúc dữ liệu và phương thức điều khiển. Điều này gây khó khăn khi tích hợp nhiều loại biến tần vào một hệ thống giám sát và điều khiển tập trung, buộc doanh nghiệp phải dùng nhiều phần mềm rời rạc hoặc tốn chi phí thuê chuyên gia lập trình lại từ đầu.

Trước khoảng trống lớn của thị trường, nhóm nghiên cứu gồm các sinh viên: Phạm Võ Huỳnh Như, Lê Thanh Nhã, Huỳnh Thanh Bảo, Huỳnh Ngọc Sang và Nguyễn Gia Thịnh (Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ) đã nghiên cứu, chế tạo giải pháp VFD-IoT SmartLink với mong muốn mang đến một sản phẩm “Made in Viet Nam” vừa túi tiền, nhưng vẫn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe.

Đột phá công nghệ với tính năng “cấu hình động”

Sản phẩm VFD-IoT SmartLink sử dụng vi điều khiển ESP32 làm bộ xử lý trung tâm, kết hợp giao tiếp RS485 và giao thức Modbus RTU để kết nối, thu thập dữ liệu và điều khiển nhiều biến tần trong cùng một hệ thống. Điểm nổi bật của giải pháp là khả năng thu thập và giám sát các thông số vận hành của biến tần, như: tần số, dòng điện, điện áp, trạng thái hoạt động RUN/STOP và mã lỗi thông qua giao thức Modbus RTU. Dữ liệu được xử lý và cập nhật lên nền tảng IoT, giúp người dùng theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị từ xa.

Giải pháp có 3 điểm đổi mới cốt lõi mang tính đột phá. Thứ nhất là cơ chế cấu hình động không cần nạp lại firmware. Ở các hệ thống IoT truyền thống, mỗi khi doanh nghiệp lắp thêm một biến tần mới hoặc thay đổi thương hiệu thiết bị, kỹ sư bắt buộc phải can thiệp vào mã nguồn, chỉnh sửa địa chỉ thanh ghi Modbus và tiến hành nạp lại chương trình (firmware) - một công việc phức tạp đòi hỏi trình độ chuyên sâu. Với VFD-IoT SmartLink, người dùng có thể thực hiện các thao tác cấu hình thông qua giao diện Terminal trên nền tảng IoT, như: thêm, xóa thiết bị, thay đổi địa chỉ truyền thông Modbus hoặc lựa chọn dòng biến tần phù hợp. Các thông số cấu hình được cập nhật mà không cần chỉnh sửa mã nguồn và nạp lại chương trình cho ESP32, giúp đơn giản hóa quá trình triển khai và mở rộng hệ thống.

Hai là, khả năng tích hợp đa hãng trên cùng một Dashboard. Thông qua cơ chế cấu hình và ánh xạ thanh ghi Modbus phù hợp với từng dòng thiết bị, người quản lý có thể theo dõi và điều khiển song song nhiều biến tần của các hãng khác nhau trên cùng một màn hình giám sát duy nhất. Ba là, khả năng kết hợp điều khiển từ xa và điều khiển tại chỗ. Bên cạnh chức năng giám sát, điều khiển qua nền tảng IoT, hệ thống còn hỗ trợ thao tác trực tiếp thông qua các nút nhấn và công tắc tại tủ điều khiển. Khi mất kết nối Internet, người vận hành vẫn có thể thực hiện các thao tác điều khiển tại chỗ theo cấu hình của hệ thống, góp phần duy trì khả năng vận hành và nâng cao tính linh hoạt trong sử dụng.

VFD-IoT SmartLink hướng đến giải pháp có chi phí triển khai hợp lý, sử dụng phần cứng phổ biến và khả năng cấu hình linh hoạt; phù hợp với nhu cầu nghiên cứu, đào tạo và giám sát thiết bị tại các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ và vừa.

Từ phòng thí nghiệm đến định hướng vươn xa

Dự án VFD-IoT SmartLink đã được nhóm nghiên cứu triển khai thành mô hình tích hợp phần cứng và phần mềm, phục vụ thử nghiệm các chức năng kết nối truyền thông, thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển biến tần. Kết quả bước đầu là cơ sở để nhóm tiếp tục hoàn thiện sản phẩm và mở rộng khả năng ứng dụng trong thực tế.

Hiện nay, sản phẩm đã được đưa vào ứng dụng thực tế trong khóa đào tạo: “Công nghệ IoT trong quản lý năng lượng điện” do Trung tâm Khoa học công nghệ - Đổi mới sáng tạo - Khởi nghiệp (CTUT) tổ chức. Thông qua mô hình này, hàng trăm học viên và sinh viên ngành Điện - Điện tử đã được tiếp cận trực quan với mô hình tích hợp giữa biến tần, Modbus RTU, vi xử lý ESP32 và công nghệ đám mây. Trung tâm đang tích cực đồng hành, hỗ trợ nhóm trong việc kết nối truyền thông, hoàn thiện mô hình kinh doanh và tạo điều kiện cho sản phẩm thử nghiệm ở các môi trường thực tế quy mô lớn hơn.

Sinh viên Phạm Võ Huỳnh Như, Trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ: “Mục tiêu của nhóm là tiếp tục phát triển VFD-IoT SmartLink theo hướng nền tảng Internet vạn vật công nghiệp (Industrial IoT - IIoT) có khả năng mở rộng, hỗ trợ kết nối, giám sát và điều khiển nhiều dòng biến tần, phục vụ đào tạo, nghiên cứu và ứng dụng thực tế. Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm định hướng kết nối hợp tác với các trường nghề, trung tâm giáo dục STEM, các đơn vị tích hợp hệ thống tự động hóa và doanh nghiệp cung ứng thiết bị điện công nghiệp trên địa bàn TP Cần Thơ cũng như toàn vùng ĐBSCL”.

Bài, ảnh: LỆ THU