Dưới đây là một số thông tin cơ bản về hệ thống xả liệuMục tiêu của hệ thống xả liệu: Mục tiêu chính của hệ thống xả liệu là kiểm soátluồng chất lỏng, khí, hoặc chất rắn để đáp ứng yêu c
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ
Giới thiệu sơ qua về hệ thống điều khiển xả liệu
Hệ thống xả liệu là một phần quan trọng của nhiều quá trình công nghiệp và ứng dụng khác nhau Hệ thống này được sử dụng để kiểm soát việc xả ra hoặc phân phối các chất lỏng, khí, hoặc chất rắn từ một nguồn tới một đích Dưới đây là một số thông tin cơ bản về hệ thống xả liệu
Mục tiêu của hệ thống xả liệu: Mục tiêu chính của hệ thống xả liệu là kiểm soát luồng chất lỏng, khí, hoặc chất rắn để đáp ứng yêu cầu cụ thể của quá trình, chẳng hạn như điều khiển nồng độ, áp suất, lưu lượng, hoặc nhiệt độ.
Các thành phần chính: Hệ thống xả liệu thường bao gồm bộ điều khiển (có thể là PLC, máy tính, hoặc vi xử lý), cảm biến để theo dõi trạng thái của chất lỏng hoặc khí, cơ cấu van và bơm để kiểm soát luồng chất, cũng như các ống dẫn và thiết bị liên quan
Loại hệ thống xả liệu: Có nhiều loại hệ thống xả liệu, bao gồm hệ thống xả lỏng, xả khí, xả chất rắn, và hệ thống xả tự động hóa trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như trong công nghiệp hóa chất, nước và nước thải, sản xuất thực phẩm, và nhiều ứng dụng khác Ứng dụng: Hệ thống xả liệu được sử dụng để điều khiển quá trình sản xuất, làm mát và sưởi ấm, kiểm soát áp suất, kiểm soát môi trường, và thực hiện nhiều chức năng quan trọng khác trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Điều khiển: Để kiểm soát hệ thống xả liệu, các thuật toán điều khiển, như PID (Proportional-Integral-Derivative), được sử dụng để điều chỉnh van và bơm dựa trên thông tin từ các cảm biến
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Hệ thống xả liệu đã phát triển và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong suốt nhiều thế kỷ.
Thế kỷ 18 và 19: Sự phát triển của công nghiệp và máy móc trong thế kỷ 18 đã tạo ra nhu cầu kiểm soát và điều khiển các quy trình sản xuất Trong thời kỳ này, người ta sử dụng các thiết bị cơ học và thủ công để kiểm soát luồng chất lỏng, khí, và nhiệt độ
Thế kỷ 20: Sự phát triển của công nghệ điện tử và điện tử số đã tạo ra cơ hội cho sự tự động hóa và điều khiển tự động Điều này đã dẫn đến việc xuất hiện các bộ điều khiển tự động và các hệ thống điều khiển xả liệu phức tạp hơn Các máy tính, vi xử lý, và các thuật toán điều khiển thông minh đã trở thành một phần quan trọng của hệ thống này
Giữa thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21: Sự phát triển của công nghệ điều khiển và vi xử lý đã làm cho hệ thống điều khiển xả liệu trở nên hiệu quả hơn và có khả năng tích hợp với các quy trình phức tạp Các thuật toán điều khiển tiến bộ như PID (Proportional-Integral-Derivative) đã trở thành phổ biến trong các ứng dụng điều khiển xả liệu
Hiện đại: Trong thời đại hiện đại, sự phát triển của công nghệ thông tin, mạng, và trí tuệ nhân tạo đã làm cho hệ thống điều khiển xả liệu trở nên thông minh hơn và khả năng giao tiếp với các hệ thống khác Các hệ thống điều khiển xả liệu ngày nay có khả năng tự động dự đoán và điều chỉnh để đáp ứng yêu cầu cụ thể Ứng dụng rộng rãi: Hệ thống điều khiển xả liệu đã trở thành một phần quan trọng của nhiều ngành công nghiệp, bao gồm công nghiệp hóa chất, công nghiệp dầu khí, sản xuất thực phẩm, y tế, và nhiều lĩnh vực khác
Lịch sử hình thành của hệ thống điều khiển xả liệu điều bắt nguồn từ nhu cầu trong quá trình sản xuất và quản lý quy trình Sự phát triển của công nghệ và kiến thức trong lĩnh vực này đã giúp tạo ra các hệ thống điều khiển ngày càng thông minh và hiệu quả.
1.2 Phân loại hệ thống điều khiển xả liệu (dạng bột)
Hệ thống điều khiển xả liệu dạng bột thường được phân loại dựa trên nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm quy trình sản xuất, loại bột, kích thước hạt, và mục tiêu kiểm soát Dưới đây là một số phân loại phổ biến:
Xả bột liên tục: Hệ thống xả bột liên tục thường được sử dụng trong các quy trình sản xuất liên tục như sản xuất giấy, sản xuất thức ăn cho động vật, vv
Xả bột rải đợt: Trong hệ thống này, bột được xả từng đợt hoặc lần, thích hợp cho các quy trình sản xuất pha lẻ, thay đổi thường xuyên
Bột khô: Đây là loại bột không chứa nhiều nước và thường có kết cấu tương đối đồng nhất
Bột ẩm hoặc bột dạng bùn: Loại này chứa nhiều nước hơn và có thể có kết cấu khác nhau
Bột có kích thước hạt đồng nhất: Đây là loại bột với kích thước hạt đồng đều
Hệ thống điều khiển cho loại này thường đơn giản hơn
Bột có kích thước hạt không đồng nhất: Bột có kích thước hạt không đồng nhất yêu cầu kiểm soát chính xác hơn trong việc xả và xử lý
1.2.4 Theo mục tiêu kiểm soát
Kiểm soát lưu lượng (Flow control): Mục tiêu chính của hệ thống này là duy trì lưu lượng xả bột ở một mức nhất định
Kiểm soát tỷ lệ hỗn hợp (Ratio control): Trong trường hợp bạn cần kết hợp nhiều loại bột hoặc hỗn hợp, hệ thống này kiểm soát tỷ lệ của từng thành phần.
Kiểm soát áp suất hoặc nhiệt độ (Pressure or temperature control): Trong một số trường hợp, kiểm soát áp suất hoặc nhiệt độ có thể quan trọng để đảm bảo sự ổn định của quá trình xả bột.
Phân loại cụ thể của hệ thống điều khiển xả bột sẽ phụ thuộc vào yếu tố cụ thể của quy trình sản xuất và yêu cầu của ứng dụng Các hệ thống điều khiển này có thể sử dụng các cảm biến, van, bơm, và bộ điều khiển để duy trì hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong quá trình xả bột.
Hình 1.1 Hệ thống xả liệu
Cấu tạo của hệ thống xả liệu
Bơm: Thường được sử dụng để tạo áp suất và đẩy chất lỏng từ tank đến điểm sử dụng Có nhiều loại bơm như bơm trục đứng, bơm trục ngang, bơm ly tâm, bơm pistonz
Cảm biến: Được sử dụng để theo dõi và điều chỉnh thông số của hệ thống, như lưu lượng chất lỏng, áp suất, nhiệt độ, mức độ trong tank, v.v Có nhiều loại cảm biến như cảm biến áp suất, cảm biến lưu lượng, cảm biến mức, cảm biến nhiệt độ,
Băng tải: là một thiết bị truyền tải sản phẩm, nguyên vật liệu, giúp di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác với tốc độ nhanh, hiệu quả và chính xác.
Tank: Là nơi chứa chất lỏng trước khi được bơm và cung cấp đến các điểm sử dụng Tank có thể có kích thước và công suất khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng.
Van: Được sử dụng để điều khiển lưu lượng chất lỏng thông qua hệ thống xả liệu Có nhiều loại van như van cửa, van bi, van cầu, van bướm, v.v Van có thể hoạt động thủ công hoặc tự động Các thành phần này hoạt động cùng nhau để đảm bảo việc cung cấp chất lỏng từ tank đến các điểm sử dụng một cách hiệu quả và chính xác.
Nguyên lí hoạt động
Hình 1.2 Hệ thống xả liệu (mô hình) Khi ấn START hệ thống bắt đầu hoạt động
Tank chưa có liệu, bơm P bắt đầu bơm nhiên liệu đến vị trí của cảm biến S2 thì dừng bơm Trong quá trình bơm, nếu sau 5s khởi động bơm, cảm biến S1 không phát hiện có liệu chảy vào tank thì lập tức dừng bơm và báo sự cố máy bơm ra ngoài.
Cảm biến S5 báo có xe vào nạp liệu thì mở băng tải chạy sau 5s thì mở van
Cảm biến S6 báo xe đã được bơm đầy liệu thì đóng van xả liệu và sau 10s đóng băng tải
Trong quá trình, nếu cảm biến S3 báo mức liệu thấp thì bơm P khởi động để bơm nhiên liệu vào tank đến vị trí S2.
Khi cảm biến S4 báo hết nhiên liệu thì không cho phép xả liệu, dừng toàn bộ chương trình và báo sự cố ra ngoài.
Nhấn STOP để dừng hệ thống.
Yêu cầu an toàn hệ thống
Để đảm bảo an toàn cho các thiết bị trong hệ thống xả liệu dạng bột khi gặp sự cố hỏng hóc:
Khi động cơ gặp sự cố
Ngay lập tức dừng động cơ và ngưng cung cấp nhiên liệu đến động cơ để ngăn chặn nguy cơ cháy nổ lan rộng
Khi xảy bơm gặp sự cố
Ngay lập tức dừng hoạt động của bơm để ngăn chặn nguy cơ lan rộng và cắt nguồn điện hoặc nguồn cung cấp nhiên liệu đến bơm để đảm bảo an toàn trong quá trình xảy ra sự cố.
Thiết bị phải được cách ly khỏi nguồn điện và hệ thống xả phải được tắt để tránh hư hỏng hoặc rò rỉ thêm
Khi xảy ra trường hợp không đóng được van
Thiết bị phải được trang bị thiết bị dừng khẩn cấp để có thể kích hoạt nhanh chóng và dễ dàng trong trường hợp khẩn cấp
Thiết bị phải có van an toàn hoặc van giảm áp có khả năng giải phóng áp suất hoặc vật liệu dư thừa trong hệ thống xả
Khi xảy ra trường hợp cảm biến hồng ngoại hỏng
Thiết bị phải có cảm biến dự phòng hoặc bộ điều khiển thủ công có thể phát hiện và điều chỉnh lưu lượng và áp suất của vật liệu trong hệ thống.
Thiết bị phải có hệ thống báo động có thể cảnh báo cho người vận hành và những công nhân khác về bất kỳ trục trặc hoặc bất thường nào trong hệ thống.
Khi xảy ra trường hợp băng truyền bị kẹt
Thiết bị phải được trang bị thiết bị dừng khẩn cấp và hệ thống báo động để có thể kích hoạt nhanh chóng và dễ dàng
Nhanh chóng ngắt nguồn điện để tạm dừng việc bơm, xả hệ thống và tiến hành sửa chữa lỗi
Khi xảy ra sự cố quá tải
Ngắt nguồn điện và dừng hệ thống xả liệu để tránh gây hư hại thêm cho thiết bị
Kiểm tra nguyên nhân gây quá tải, có thể do dây dẫn không đủ tải, dùng nhiều thiết bị trên một ổ cắm, chọn aptomat có công suất thấp, hoặc do lỗi của thiết bị
Sửa chữa hoặc thay thế các thiết bị bị hỏng hoặc không phù hợp, có thể cần sử dụng các thiết bị đo ampe kìm để kiểm tra quá tải
Sử dụng các thiết bị bảo vệ quá tải như relay nhiệt, cầu chì, rơle, để ngắt mạch khi có sự cố
Khi xuất hiện ngắn mạch
Tắt ngay nguồn điện để tránh gây hư hại thêm cho thiết bị và ngăn chặn nguy cơ cháy nổ.
Kiểm tra nguyên nhân gây ngắn mạch, có thể do dây dẫn bị rò rỉ, bị đứt, bị chập, hoặc do lỗi của thiết bị.
Sửa chữa hoặc thay thế các thiết bị bị hỏng hoặc không phù hợp, có thể cần sử dụng các thiết bị đo ampe kìm để kiểm tra
Sử dụng các thiết bị bảo vệ quá tải như relay nhiệt, cầu chì, rơle, để ngắt mạch khi có sự cố.
An toàn là quan trọng nhất Việc ứng phó với sự cố trong hệ thống điều khiển xả liệu cần sự cẩn trọng và nhanh nhẹn, luôn chuẩn bị sẵn sàng đối phó với các tình huống khẩn cấp tránh các thiệt hại không mong muốn.
Sau khi kết thúc chương 1 thì chúng ta phần nào hiểu rõ hơn về hệ thống điều khiển xả liệu Chương 1 đã cung cấp kiến thức tổng quan, bằng những thông tin cơ bản, lịch sử hình thành của hệ thống xả liệu Ngoài ra còn có cả cấu tạo, phận loại hệ thống, nguyên lí hoạt động với yêu cầu an toàn.
Chương tiếp theo chúng ta sẽ đi sâu hơn, tìm hiểu kĩ hơn về phân tích hệ thống điều khiển xả liệu và các yếu tố quan trọng liên quan Nhiệm vụ chính chương sau là trình bày cấu trúc và hoạt động của hệ thống, bao gồm sơ đồ đấu nối các thiết bị cũng như lựa chọn thiết bị PLC phù hợp.
LỰA CHỌN PHẦN CỨNG, PHẦN MỀM
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển xả liệu
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển xả liệu
Hệ thống điều khển xả liệu bao gồm các thiết bị chính:
Bộ điều khiển PLC: lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện
Bơm nhiên liệu: được sử dụng để tạo áp suất đẩy nhiên liệu từ tank đến điểm sử dụng
S5: báo có xe vào nạp liệu
Van xả: điều khiển lưu lượng tốc độ xả của nhiên liệu
Băng truyền: truyền tải nhiên liệu, sản phẩm một cách tự động
Lựa chọn PLC cho hệ thống điều khiển xả liệu tự động
Tên gọi Tín hiệu Chức năng
Nút START DI Khởi động hệ thống
Nút STOP DI Dừng hệ thống
Cảm biến S1 DI Báo có liệu vào tank
Cảm biến S2 DI Báo tank đầy liệu
Cảm biến S3 DI Báo tank thấp liệu
Cảm biến S4 DI Báo tank hết liệu
Cảm biến S5 DI Báo có xe nạp liệu
Cảm biến S6 DI Báo xe đầy liệu
Nút Auto/Manual DI Chuyển đổi trạng thái
Nút Bơm DI Đóng mở bơm
Nút Van DI Đóng mở van
Nút băng tải DI Đóng mở băng tải
Bơm DO Cấp liệu vào tank Đèn 1 DO Báo lỗi bơm
Van DO Xả liệu ra băng tải
Băng tải DO Vận chuyển liệu vào xe Đèn 2 DO Báo tank hết liệu
Bảng 2.1 I/O và chức năng từng bộ phận Kết luận: DI = 12; DO = 5
Lựa chọn PLC FX3U 32MR/DS
Bộ điều khiển lập trình PLC (programmable Logic Controller) là bộ điều khiển logic lập trình được hay còn tên gọi khác là bộ điều khiển tuần tự. PLC FX3U 32MR/DS là thế hệ sản phẩm đời thứ ba của bộ điều khiển lập trình PLC FX thương hiệu Mitsubishi Với nhiều ưu điểm và các tính năng nổi bật, bộ lập trình PLC FX3U 32MR/DS đã mang lại nhiều thành công trong công nghiệp.
Mitsubishi là thương hiệu Nhật Bản với chất lượng hàng đầu được các chuyên gia, kỹ sư trong ngành đánh giá cao về chất lượng cũng như công nghệ bên trong thiết bị điện công nghiệp đến từ Mitsubishi Và bộ điều khiển lập trình PLC FX3U 32MR/DS cũng không ngoại lệ:
Thiết kế nhỏ gọn: các công nghệ hiện đại về kỹ thuật điều khiển lập trình, các link kiện, vi xử lý được sắp xếp gọn gàng trong bộ khung nhỏ gọn.
Tốc độ xử lý nhanh, hiệu suất cao, tính năng mở rộng tốt.
Bộ nhớ lớn, dễ dàng ghi vào/đọc từ bộ nhớ.
Tuổi thọ cao, tiết kiệm được chi phí bảo hành sửa chữa đáng kể.
Mitsubishi luôn biết cách làm hài lòng các khách hàng của mình bằng những dòng thiết bị điện cao cấp, bộ điều khiển lập trình PLC FX3U 32MR/DS mang đến những giải pháp vô cùng thông minh về công nghệ điều khiển cũng như các giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả, tiết kiệm không gian cho tủ điện của bạn ,…
Bộ điều khiển lập trình PLC FX3U 32MR/DS Mitsubishi cho phép người vận hành thực hiện linh hoạt các hoạt động điều khiển như: điều khiển tốc độ động cơ, thời gian hoạt động của tải,… Cung cấp đầy đủ các tính năng của mạch rơ le, PLC FX3U 32MR/DS có thể điều S chứa được những chương trình điều khiển phức tạp.
Kết nối dễ dàng với các thiết khác: máy tính,…
Mỗi lệnh của chương trình sẽ có một vị trí riêng trong bộ nhớ.
Có thể mở rộng truyền thông qua cổng USB.
2.1.3 Thông số cơ bản Điện áp hoạt động: 24VAC.
Kiểu đầu vào: Sink/Source
Kiểu lắp đặt: DIN Rail
Bộ nhớ chương trình: 64000 Steps
Công suất tiêu thụ: 25W/30 VA
Giao diện lập trình: Computer, HMI
Kiểu kết nối: USB, RS232C, RS485
Hình 2.2 PLC FX3U 32MR/DS Mitsubishi
Cáp kết nối: FX-USB-AW, USB-SC09, USB-SC09-FX
Dòng điện đầu ra: 800mA
Modul mở rộng FX2N-16EX-ES/UL Mitsubishi
Mã sản phẩm: FX2N-16EX-ES/UL
Các điểm I/O chiếm dụng trên PLC: 16 Đầu vào kỹ thuật số tích hợp: 16 Điện áp hoạt động: 24VDC Đấu dây: Terminal Hình 2.3 Modul mở rộng FX2N-16EX-ES/UL Thương hiệu Mitsubishi
Ngôn ngữ lập trình của PLC FX3U là điều khiển bằng ngôn ngữ LD (ladder diagram), SFC (Sequential Function Chart) và ST (Structured Text) Ngôn ngữ chính sử dụng nhiều nhất là LD.
LD (Ladder diagram) là một ngôn ngữ lập trình đồ họa được sử dụng phổ biến cho việc lập trình các hệ thống điều khiển PLC Nó dựa trên các giả thiết và nguyên tắc từ các mạch điện điều khiển truyền thống sử dụng các rơle và các phép toán logic để điều khiển các thiết bị và quy trình Ưu điểm là dễ thực hiện, dễ hiểu, dễ khắc phục sự cố, hỗ trợ ghi chú và chỉnh sửa thuận tiện Nhưng ngôn ngữ lập trình LD lại được tiêu chuẩn hóa rất nhiều và không mang lại tính linh hoạt hoàn toàn.
Một số tập lệnh của PLC FX3U theo ngôn ngữ lập trình LD:
Lệnh Load và Load Inverse
Load (LD): Nhiệm vụ là khởi tạo lại công tắc NO.
Load inverse (LDI) : Nhiệm vụ là khởi tạo lại công tắc NC.
Lệnh OUT Điều khiển cuộn dây.
Nhiều lệnh OUT có thể nối song song với nhau.
Hình 2.4 Lệnh LD và OUT
Hình 2.5 Lệnh LDI và OUT
Lệnh AND và AND INVERSE
AND: Dùng để nối tiếp nhiều công tắc NO, có thể nối tiếp nhiều công tắc cùng một lúc.
Hình 2.6 Lệnh AND ANI (AND INVERSE): Nối tiếp nhiều công tắc NC, có thể nối tiếp nhiều công tắc cùng một lúc.
OR: Dùng để nối song song các công tắc NO, tối đa là 10 nhánh nối song song cho một cuộn dây.
Hình 2.8 Lệnh ORORI (OR INVERSE): Nối song song các công tắc NC, tối đa là 10 nhánh nối song song cho một cuộn dây.
Hình 2.9 Lệnh ORI Lệnh Load Pulse and Load Trailing pulse.
LDP (Load Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ OFF sang ON
LDF (Load Falling Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ ON sang OFF Lệnh And Pulse, And Trailing Pulse
Lệnh ANDP (And Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái OFF sang ON.
Lệnh ANDF (And Falling Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái
Lệnh ANDP và ANDF dược sử dùng tương tự như lệnh AND và ANI Lệnh OR Pulse ,OR Trailling Pulse
ORP (OR Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái OFF sang ON.
ORF (OR Falling Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái ON sang OFF.
Lệnh ORP và ORF được dùng tương tự như lệnh AND và ADNI.
Hình 2.10 Lệnh LDP, ORP và ANDP
Hình 2.11 Lệnh LDF, ORF và ANDF Lệnh Set và RST Đặc điểm: SET và RST có thể dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý Tuy nhiên trạng thái tác động lại là trạng thái cuối cùng.
Hình 2.12 Lệnh SET và RST Lệnh Timer, Counter
Dạng chung OUT và RST của Timer và Counter :
OUT: Chức năng điều khiển cuộn dây bộ định thời hoặc bộ đếm
RST: Đặt lại giá trị tác động cho bộ đếm hoặc bộ định thời
Hoạt động của bộ định thì và bộ đếm :
Các bộ định thì hoạt động dựa trên phương pháp đếm các xung clock Ngõ ra của Timer sẽ được kích hoạt khi giá trị đếm được đạt đến giá trị hằng số K nhất định Khoảng thời gian trôi qua sẽ được tính bằng công thức: giá trị đếm được nhân với độ phân giải của Timer.
Timer 10 ms đếm giá trị 100 thì khi đó khoảng thời gian trôi qua đều được tính như sau: 100 x 10ms = 100 x 0.01s = 1s
Hình 2.13 Lệnh Timer Khoảng thời gian định thì được đặt trực tiếp thông qua hằng số K, hoặc được đăt gián tiếp qua thanh ghi dữ liệu D Thông thường dùng thanh ghi dữ liệu được chốt để đảm bảo không bị mất dữ liệu khi mất điện Tuy nhiên nếu điện áp của nguồn , điện áp của pin bị giảm quá mức thì thời gian định thì có thể bị sai.
Khi dùng Counter hằng số K sẽ xác định số cần đếm.
Lựa chọn thiết bị cho hệ thống xả liệu
3.1 Động cơ bơm nhiên liệu
Máy bơm bột Parma YC-CH50/Alu-Buna N
Lưu lượng bơm lớn, được làm từ hợp kim dày chịu lực tốt, phù hợp với việc bơm yêu cầu nhanh, giá thành hợp lí.
Lưu lượng bơm: 25m /h, 416 lít/phút 3 Đường kính ống hút – xả: 70mm
Không cần sử dụng phớt cơ khí hay các bộ phận làm kín tương tự để ngăn rò rỉ.
Có khả năng tự mồi, áp suất và lưu lượng bơm đa dạng Chạy khô an toàn mà không hề sinh nhiệt hoặc gây hỏng hóc Bơm được nhiều loại hóa chất nguy hiểm, hóa chất dễ cháy nổ, độc hại.
YC-CH50 3.2 Cảm biến mức
Cảm biến báo mức chất rắn dạng xoay VELT-RPS-M Được sử dụng rộng rãi cho chất rắn, có thể lắp đặt tại nhiều vị trí trong thùng chứa, tuổi thọ cao, nguyên lý hoạt động đơn giản, chính xác, nhanh chóng, giá cả hợp lí, cài đặt bảo trì đơn giản.
Nhiệt độ làm việc: -20 C đến 80 C o o Áp suất hoạt động: Áp suất môi trường A.T.M
Kết nối: ẵ PF Hỡnh 2.16 Cấu tạo của cảm biến mức dạng xoay Cấp bảo vệ: IP65
Tín hiệu ngõ ra: Tiếp điểm relay NO và NC
Khi cánh Khuấy không tiếp xúc với vật liệu sẽ xoay chậm theo một vận tốc cố định
Khi có vật liệu tiếp xúc, cánh khuấy bị chặn lại, lò xo bên trong cảm biến căng ra kéo motor tách khỏi nguồn cấp, cảm biến sẽ xuất tín hiệu ngõ ra, điều khiển thiết bị được kết nối.
Hình 2.17 Hình ảnh mô tả nguyên lí hoạt động của cảm biến mức chất rắn dạng xoay 3.3 Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 Được sử dụng để xác định khoảng cách tới vật cản bằng cách phát tia hồng ngoại và nhận lại tia phản xạ từ vật cản Cảm biến này có độ phản hồi nhanh và ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt Xác định có xe vào nhập liệu, phản hồi nhanh, động chính xác cao, giá thanh rẻ.
Hoạt động tốt trong môi trường bụi và ngoài trời
Hình 2.18 Hình ảnh cảm biến hồng ngoại E3F-DS30Y1 3.4 Van xả
Van bướm bột điều khiển điện Ưu điểm của Van bướm điều khiển bằng điện:
Van được điều khiển bởi dòng điện nên việc đóng/mở van trở nên rất thuận tiện, linh hoạt, tự động hóa cao Có thể kết nối với tủ điều khiển PLC để đóng/mở và giám sát từ xa giúp giảm chi phí nhân công vận hành.
Kiểu kết nối: wafer, lug, bích, clamp…
Hình 2.19 Van bướm tự động
Có thể lắp cho các đường ống kích thước lớn (Lên đến hơn 2000mm) Van được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như: gang, thép, thép không gỉ… nên có thể phù hợp với nhiều môi trường khác nhau.
Khi mất điện đột xuất có thể đóng/mở van bằng tay quay thông thường….
Van có thể cài đặt trạng thái: thường mở hoặc thường đóng tùy theo nhu cầu của ứng dụng.
Có thể lắp đặt, bão dưỡng và thay thế dễ dàng.
Van hoạt động không gây ra tiếng ồn.
Khi van đóng/mở xong sẽ tự động ngắt điện (không bị ngâm điện) nhờ vào công tắc hành trình.
Van có thiết kế nhỏ gọn vì vậy có thể lắp đặt được ở nhiều vị trí khác nhau. 3.5 Động cơ băng truyền
Tốc độ motor: ~ 1420 Vòng/phút Điện áp ngõ vào: 3 Pha 220V / 380V
Kháng nước kháng bụi: IP44
Hiệu suất động cơ: IE2
Hình 2.20 Động cơ băng truyền 3.6 Rơ le trung gian
Rơ le trung gian OMRON G2R-2 24V 5A 8 chân 2 cặp tiếp điểm - A1H12 Điện áp kích coil: 24 VDC
Dòng điện chuyển mạch: 5A Điện áp chuyển mạch max AC: 250 VAC Điện áp chuyển mạch max DC: 30 VDC
Chiều cao: 41.7mm Hình 2.21 Rơ le trung gian
Công suất max AC: 1.25 kVA
Rơ le nhiệt LS MT-32
Rơ le nhiệt LS là thiết bị điện hỗ trợ dùng bảo vệ động cơ và mạch điện tránh khỏi sự cố quá tải, vói cấu tạo với lưỡng kim nhiệt ở 3 cực Khi phát hiện xảy ra sự cố sẽ tự động ngắt mạch điện để bảo vệ tải, quá trình để thực hiện cần thời gian từ vài giây cho đến vài phút tác động Ngoài ra, rơ le nhiệt không tự ngắt khi có hiện tượng ngắn mạch.
3.7 Đèn báo Đỏ để báo sự cố bơm
Thông số kỹ thuật: Đèn Led PLC 8.5W 2P G24d-3 Điện áp: 220VAC
Hình 2.23 Hình ảnh đèn báo PLC 3.8 Contactor
Contactor là thiết bị trung gian dùng để đóng – ngắt mạch điện Contactor đóng vai trò như một công tắc thông thường, nhưng nó được kích hoạt bằng điện Ứng dụng dùng một dòng điện nhỏ để điều khiển một dòng điện có công suất lớn; thông qua nút nhấn (bằng tay) hoặc cảm biến đóng ngắt tự động kích hoạt
Contactor LS MC-32a 380V 32A 15kW 2NC+2NO
Khởi đô šng từ LS được làm từ các vật liệu có độ bền cao, có khả năng hoạt động và chống chịu trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ thấp nhất -5 độ C và cao nhất tới 40 độ C Khởi đô šng từ LS có thể lắp đặt trên DIN rail 35mm hoặc bắt vít Mặt che của thiết bị được trang bị khả năng chống bụi.
Dòng điện: 32A Điện áp điều khiển: 220V
Tiêu chuẩn: CCC, IEC, UL
Input: 110-265VAC, 50-60Hz Điện áp vào nhỏ nhất: 90VAC
Cách ly chống nhiễu: 3kVAC
Nhiệt độ làm việc: -20 đến 70 C o Độ ẩm 30-90% Hình 2.25 Bộ nguồn PLC 24VDC 3.10 Nút bấm
Công tắc nhấn nhả On/Off
Xây dựng sơ đồ mạch lực và mạch đấu nối
Bảng 2.2 Phân chia cổng PLC
Hình 2.27 Sơ đồ mạch lực 4.2 Mạch đấu nối
Hình 2.28 Sơ đồ đấu nối INPUT PLC
Hình 2.29 Sơ đồ đấu nối OUTPUT PLC
Tất cả những gì đã được trình bày trong chương này là một bước quan trọng để hiểu rõ về hệ thống điều khiển xả liệu và các yếu tố quan trọng liên quan đến nó Nó giúp người đọc biết được sâu hơn về cấu trúc của hệ thống trong mạch đấu nối, sự lựa chọn kỹ lưỡng các thiết bị của PLC, cũng như các tập lệnh và thiết bị quan trọng để tạo nên một hệ thống hoạt động hiệu quả.Chương cuối cùng sẽ tập trung vào xây dựng chương trình điều khiển để đáp ứng được nhu cầu và đem lại hiệu suất tối ưu nhất.
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
Lưu đồ thuật toán
Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán bơm liệu vào tank
Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán xả liệu
Chương trình
Khi bắt đầu chương trình ta cấp nguồn cho hệ thống X0=1 vì là X0 là nút nhấn start để duy trình dòng điện nên ta dùng M0. Để kết thúc chương trình ta có X1; M20, M21 lần lượt là chế độ làm việc auto và manual.
Khi hệ thống xả liệu làm việc phân ra hai chức năng chính là bơm liệu và xả liệu M1, M2
Khi chế độ bơm làm việc cảm biến S3 (cảm biến báo tank hết liệu) nhận tín hiệu mạch cấp nguồn cho biến trung gian M10
M10=1 lúc đó có hai chế độ:
Manual M21=1, bấm nút bơm M25=1 bơm hoạt động =>Y0=1
Khi bơm hoạt động Y0=1 bơm liệu vào tank đến S2 (Tank đầy liệu) S2=1 lúc đó bơm tắt Y0=0
Trong khi bơm hoạt động Y0=1 cảm biến S1=1 (cảm biến báo không có liệu qua đường ống) nhận tiến hiệu lúc đó báo lỗi qua đèn Y1=1 Báo đèn Y1 xong sau 5s T0=1 tắt chương trình
M2 biến xả liệu khi cảm biến S5=1 (cảm biến báo xe vào vị trí) nhận tín hiệu mạch M11=1
Khi biến trung gian M11=1 có hai chế độ làm việc:
Auto M20=1 => băng chuyền hoạt động Y3=1
Manual M21=1; bấm nút băng tải M14=1 => băng tải hoạt động Y3=1
Khi băng tải hoạt động Y3=1 sau 5s T1=1
M12=1 có hai chế độ làm việc:
Manual M21=1, nhấn nút van xả M13=1 => van hoạt động Y2=1
Van xả hoạt động xả liệu đến khi S6 nhận được tín hiệu S6=1 (cảm biến xe đầy liệu) lúc đó tắt van xả Y2=0, sau 10s T2=1 => tắt băng chuyền Y3=0
Khi trong quá trình xả liệu cảm biến báo tank cạn liệu nhận tín hiệu S4=1
=> đèn báo lỗi Y4=1 => sau đó tắt chương trình
Trong quá trình xả liệu tank hết liệu nhận được tín hiệu S3=1 => bơm hoạt động và tiếp tục chương trình đến khi kết thúc.
Mô phỏng HMI Mitsubishi
Hình 3.3 Hệ thống xả liệu qua mô phỏng HMI Kết thúc chương cuối đã cho chúng ta thấy được cách xây dựng chương trình trong hệ thông điều khiển xả liệu vô cùng phức tạp Từ việc xây dựng lưu đồ thuật toán bằng những thông số I/O rồi chạy chương trình để điều khiển bằng tay, tự động qua phần mềm GX Works 2 Qua đó giúp chúng ta nhận ra sự quan trọng của việc triển khai chương trình một cách chính xác và hiệu quả trong hệ thống điều khiển xả liệu.
