HƯỚNG DẪN TÍCH HỢP CÂN NHIỀU THÀNH PHẦN

Đồng hồ cân của các hãng thường ít thiết kế cân nhiều thành phần trên một đồng hồ cân. Vì khi điều khiển cho trạm cân nhiều thành phần thường đi kèm với việc điều khiển các thiết bị phụ trợ khác và các ứng dụng này rất đa dạng bởi vậy khó có thể đưa ra một thiết kế chung. Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu tới bạn đọc một cấu hình linh hoạt cho các trạm cân nhiều thành phần có thể áp dụng cho nhiều yêu cầu điều khiển.

Trong hệ thống cân này, một đồng hồ cân (cân phễu tổng) kết hợp với bộ điều khiển lập trình (PLC), màn hình, biến tần và contactor điều khiển các vít tải cấp liệu riêng biệt. Với PLC làm trung tâm điều khiển, các thiết bị màn hình, biến tần và đồng hồ cân được kết nối với PLC qua cổng truyền thông. Tín hiệu trọng lượng từ đồng hồ cân, các lệnh điều khiển và thông số cài đặt từ màn hình được truyền về PLC để tính toán sau đó PLC sẽ gửi các tín hiệu điều khiển tới biến tần, đồng hồ cân, contactor để vận hành hệ thống.

 

 

Việc kết nối qua cổng truyền thông giữa PLC với biến tần và đồng hồ cân mang lại nhiều ưu điểm nổi bật như:

  • Giảm chi phí phần cứng cho hệ thống vì các thiết bị hiện nay đều có tích hợp sẵn cổng truyền thông như: RS232, RS585…trước đây việc kết nối lấy giá trị từ đồng hồ cân về PLC hay từ PLC gửi lệnh tốc độ tới biến tần thường được kết nối qua modul vào/ra analog của PLC. Phương án này sẽ phát sinh hai chi phí, một cho các modul vào/ra analog của PLC, hai cho cổng ra analog (0-10Vd, 4-20mA, 0-20mA) của đồng hồ cân. Các cổng analog thường có giá thành cao.
  • Quá trình hiệu chỉnh phức tạp do qua nhiều lần biến đổi A/D và D/A dẫn tới nhưng sai số nhất định, cùng một biến điều khiển nhưng giá trị hiển thị trên các thiết bị là không đồng nhất. Ví dụ trường hợp trên đồng hồ cân hiển thị số 4567.8kg thì thật khó khăn để trên PLC hiển thị được đúng giá trị này do quá trình lượng tử hóa của các bộ A/D và D/A đã làm tăng hay giảm 1 digit, khi đó giá trị hiển thị thường là 4567.7kg hay 4567.9kg. Tương tự với biến tần, gần như không thể truyền chính xác đến biến tần một giá trị tần số sau dấu phẩy từ một đến 2 số, ví dụ như 45.86Hz thì ít nhất số 6 cũng khó mà thực hiện được chuẩn. Nếu khách hàng yêu cầu cùng một thông số phải hiển thị như nhau thì sẽ không thực hiện được. Khi bạn dùng cổng truyền thông thì các giá trị cân sẽ được truyền trực tiếp về PLC và hai giá trị này giống nhau hoàn toàn. Với giá trị tần số trong PLC truyền tới biến tần cũng tương tự.
  • Việc hiệu chuẩn cân cũng là vấn đề phức tạp, nếu bạn lựa chọn các modul cân chuyên dụng cho PLC thì việc hiệu chuẩn này là OK. Tuy nhiên với cấu hình truyền thống từ Load cell tới modul analog input PLC thông qua bộ converter 4-20mA, 0-10V thì đôi khi bạn hơi vất và cần có chút kinh nghiệm nhưng giá trị sẽ hay bị trôi. Còn bạn chọn đồng hồ cân cho vị trí này thì công việc hiệu chỉnh cân chỉ còn nút là “Enter” là OK vì chức năng tự động hiệu chuẩn – “Full Automatic Calibration” đã có sẵn trên đồng hồ cân và việc này còn dễ hơn việc lắp một bộ hiển thị dòng, áp thông thường mà phải hiệu chỉnh hiển thị kiểu thủ công.
  • Ngoài ra chúng ta còn tận dụng từ màn hình để tạo ra trang nhật ký từng mẻ cân, thống kê kê sản lượng từng nguyên liệu theo thời gian thực của các ca sản xuât. Ứng dụng này hỗ trợ rất nhiều cho nhà quản lý, bộ phận kiểm soát chất lượng và giảm thời gian thống kê truyền thống mà gân ra nhiều sai sót.

Hệ thống cân này hoạt động như sau:

  • Khi đưa trạm cân vào vận hành lần đầu, nhân viên vận hành nhập mã nguyên liệu cần cân, thời gian trễ giữa các lần cân mỗi loại nguyên liệu, giá trị ngưỡng cao thấp cho phép để xuất tín hiệu đạt hay không đạt khi kết thúc một chu kỳ cân.
  • Nhập trọng lượng cân và trọng lượng chạy chậm của mỗi thành phần, tốc độ chạy nhanh, chạy chậm và chạy tay của mỗi thành phần.

Chế độ chạy tay, người vận hành đặt chuyển mạch về vị trí “chạy tay” và ấn nút “chạy tay” cho từng loại nguyên liệu. Tốc độ của chế độ này là tốc độ đặt cho chạy tay từng loại nguyên liệu.

Chế độ chạy tự động, người vận hành đặt chuyển mạch về vị trí “chạy tự động” và ấn nút “chạy/tạm dừng tự động” cân sẽ điều khiển lần lượt các thành phần từ đầu đến hết, hệ thống có thể tạm dừng và chạy tiếp trên cùng nút  “chạy/tạm dừng tự động” . Ứng dụng này có 2 phương án điều khiển:

  • Nếu bài toán cân không yêu cầu chính xác cao thì người thiết kế và viết phần mềm có thể cho PLC so sánh lượng đặt trên màn hình với lượng đọc về từ đồng hồ cân để xuất đầu ra chạy/dừng biến tần. Vì vít tải có phần cuối chạy chậm nên cơ bản vẫn đáp ứng được các yêu cầu không quá khắt khe. Phương án này chưa tối ưu vì còn trễ qua truyền thông nên đáp ứng sẽ bị chậm.
  • Với yêu cầu chính xác cao hơn thì ta dùng đồng hồ cân làm nhiệm vụ so sánh lượng đặt với lượng thực tế và xuất đầu ra về PLC, khi đó tác động hệ cân sẽ nhanh hơn nên chính xác hơn do phép so sánh được thực hiện nội ở đồng hồ và ta còn tận dụng được các thông số bù cột liệu bổ trợ (có trên một số đồng hồ cân). Lượng đặt mỗi thành phần trên đồng hồ cân theo phương án này sẽ được PLC ghi xuống đồng hồ hoàn toàn tự động theo đúng trình tự của quy trình cân.

Nếu cần năng suất cao, bạn có thể thiết kế mỗi nguyên liệu 1 đồng hồ cân và 1 biến tần. Khi vận hành các cân sẽ chạy song song và sản lượng sẽ tăng lên theo yêu cầu.

Một số hình ảnh của hệ cân đã lắp đặt cho khách hàng:

Bài Viết Liên Quan