Robot xếp bao tự động 

Robot xếp bao tự động là giải pháp hiệu quả được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Với mục tiêu tiết kiệm chi phí, nâng cao chất lượng và đảm bảo tính an toàn trong sản xuất.

Công nghệ robot gắp bao (hay robot xếp bao) là giải pháp tự động hóa sử dụng cánh tay robot công nghiệp để gắp, bốc dỡ và xếp các bao tải lên pallet một cách tự động và chính xác. Hệ thống này thay thế hoàn toàn công việc thủ công, giúp tăng năng suất, giảm chi phí, đảm bảo tính ổn định và đồng đều của hàng hóa trên pallet. Ứng dụng phổ biến trong các ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi, gạo, xi măng, hóa chất, phân bón và nhiều lĩnh vực khác. 

Hoạt động và công nghệ

• Nguyên lý hoạt động: Robot gắp bao hoạt động dựa trên các lập trình sẵn để nhận diện sản phẩm trên băng chuyền, gắp và di chuyển đến vị trí được chỉ định trên pallet để xếp chồng lên nhau theo một quy cách nhất định.
• Hệ thống cơ khí và điều khiển: Bao gồm cánh tay robot 5 hoặc 6 trục linh hoạt, hệ thống điều khiển PLC, cảm biến, và các cơ cấu gắp chuyên dụng.
• Công nghệ hỗ trợ: Có thể tích hợp các công nghệ như thị giác máy (machine vision) để nhận diện hình dạng, kích thước sản phẩm, hoặc kết hợp với xe tự hành AGV (Automated Guided Vehicle) để vận chuyển pallet. 

Lợi ích chính

• Tăng năng suất: Hoạt động liên tục với tốc độ cao, có thể gắp hàng trăm bao/giờ, gấp nhiều lần so với công nhân thủ công.
• Giảm chi phí: Giảm đáng kể chi phí nhân công, giảm rủi ro do mệt mỏi hoặc sai sót của con người.
• Độ chính xác và ổn định cao: Pallet được xếp gọn gàng, đúng quy cách, đảm bảo tính ổn định trong quá trình vận chuyển và lưu kho.
• An toàn lao động: Giảm thiểu rủi ro chấn thương cho người lao động do phải nâng vác vật nặng, lặp đi lặp lại.
• Tính linh hoạt: Có thể dễ dàng lập trình để thay đổi mẫu xếp, kích thước pallet, hoặc thích ứng với nhiều loại bao bì khác nhau. 

Robot xếp bao tự động kết hợp với AGV trong nhà kho thông minh

Robot xếp bao tự động là giải pháp hiệu quả được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Với mục tiêu tiết kiệm chi phí, nâng cao chất lượng và đảm bảo tính an toàn trong sản xuất.

Robot xếp bao tự động là gì?

Robot xếp bao tự động là một loại Robot được sử dụng trong các nhà máy, kho xưởng với mục đích gắp, nhặt và xếp các bao hàng từ băng chuyền lên pallet một cách tự động và chính xác. 

Loại Robot này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như xếp bao cho nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi, nhà máy bột mì, gạo. 

Cấu tạo của hệ thống Robot xếp bao tự động

Robot tự động đang trở thành một xu hướng ngày phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Nó trở thành một phần không thể thiếu trong nhà máy thông minh.

Hệ thống Robot xếp bao tự động được cấu thành từ những bộ phận như sau:

• Cánh tay Robot: Cánh tay Robot có nhiệm vụ gắp và xếp bao hàng. Chúng có khả năng di chuyển linh hoạt, nhanh chóng và chính xác. 
• Tay gắp: Là bộ phận nằm ở đầu cánh tay Robot, dùng để nắm bắt bao hàng. Tay gắp của Robot có thể được thiết kế theo nhiều dạng khác nhau để phù hợp với hình dạng và kích cỡ của bao hàng. 
• Băng tải: Nhiệm vụ của băng tải là vận chuyển bao hàng từ máy đóng gói đến vị trí gần cánh tay Robot. Ngoài ra, chúng còn được lắp đặt thêm các cảm biến để xác định vị trí và hướng của bao hàng. 
• Cụm Pallet: Là bộ phận cung cấp Pallet cho Robot xếp bao. Cụm Pallet có thể tự động tách và kéo Pallet ra khỏi ngăn xếp và đưa đến vị trí mong muốn. 
• Hệ thống điều khiển: là bộ phận điều khiển hoạt động của Robot xếp bao. Chúng được lập trình để thiết lập các mẫu xếp chồng lên nhau theo yêu cầu. 
• Giao diện người – Robot: Bộ phận này giúp người dùng giao tiếp với Robot xếp bao một cách dễ dàng. Giao diện người – Robot có thể hiển thị các thông tin liên quan đến trạng thái, lỗi, cảnh bảo của Robot xếp bao. 

Quy trình hoạt động của Robot xếp bao tự động

Quy trình hoạt động của một robot xếp bao tự động có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết kế và chức năng cụ thể của robot đó. Tuy nhiên, dưới đây là một quy trình chung mà nhiều robot xếp bao thường thực hiện:

• Định vị và nhận diện bao hàng: Robot bắt đầu bằng việc định vị các bao hàng trên nền tảng làm việc của mình. Điều này có thể được thực hiện thông qua hệ thống cảm biến, camera hoặc công nghệ nhận dạng hình ảnh. Robot cần phải nhận diện và xác định vị trí của từng bao hàng cần xếp.
• Lập kế hoạch xếp bao: Sau khi nhận diện các bao hàng, robot sẽ xây dựng kế hoạch xếp bao hiệu quả. Điều này bao gồm việc sắp xếp các bao hàng theo thứ tự phù hợp và tối ưu hóa không gian sử dụng.
• Di chuyển và xếp bao: Robot sẽ sử dụng cánh tay, bàn tay hoặc các công cụ khác để di chuyển và xếp các bao hàng. Các chuyển động này thường được điều khiển bằng các khớp nối hoặc hệ thống cơ khí, điện tử.
• Kiểm tra và đảm bảo an toàn: Trong quá trình xếp bao, robot có thể kiểm tra các thông số và đảm bảo an toàn cho bao hàng, bao gồm việc kiểm tra trọng lượng, kích thước và vị trí xếp. Robot có thể được trang bị các cảm biến và hệ thống kiểm soát để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và tránh việc gây hư hỏng hoặc làm mất hàng.
• Hoàn tất quá trình xếp bao hàng: Sau khi hoàn thành việc xếp bao, robot có thể đảm bảo các bao hàng được xếp chắc chắn và ổn định. Nếu cần, robot có thể gắn kết các bao hàng lại với nhau hoặc với nền tảng làm việc.
• Giao hàng hoặc lưu trữ: Cuối cùng, sau khi xếp bao hoàn tất, robot có thể thực hiện các công việc tiếp theo như vận chuyển bao hàng đến điểm đến hoặc lưu trữ chúng tại nơi cần thiết.

Lợi ích của Robot xếp bao tự động

Việc sử dụng Robot xếp bao mang lại những lợi ích như sau:

• Giảm chi phí vận hành: Robot xếp bao tự động có thể hoạt động 24/7 mà không cần nghỉ ngơi. Điều này giúp tiết kiệm chi phí tiền lương, tuyển dụng, đào tạo và quản lý nhân viên. 
• Nâng cao hiệu quả sản xuất: Robot xếp bao có khả năng xếp bao với số lượng lớn, chính xác, nhờ đó giúp tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm. 
• Khả năng linh hoạt trong sản xuất: Robot xếp bao được lập trình để xếp nhiều loại và kích cỡ bao hàng khác nhau, từ đó thay đổi nhanh chóng các mẫu xếp chồng lên nhau theo yêu cầu. 
• Đảm bảo an toàn cho người cho người lao động: Robot xếp bao giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động do làm việc trong môi trường độc hại hoặc nguy hiểm. 

Robot xếp bao tự động là một công nghệ tiên tiến trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất hiện nay. Điều này giúp nâng cao sự chuyên nghiệp và tự động hóa trong quá trình sản xuất. 

Robot xếp bao tự động kết hợp với AGV như thế nào trong nhà kho thông minh

Trong một nhà kho thông minh, robot xếp bao tự động và AGV (Automated Guided Vehicle – Xe tự động hướng dẫn) thường được kết hợp để tăng cường hiệu quả và tự động hóa quy trình vận chuyển và xếp hàng. Dưới đây là cách mà robot xếp bao tự động có thể kết hợp với AGV trong một nhà kho thông minh:

• Định vị và nhận diện hàng hóa: Robot xếp bao tự động sử dụng hệ thống cảm biến, camera hoặc công nghệ nhận dạng hình ảnh để định vị và nhận diện các bao hàng cần xếp. Thông qua các thông tin này, robot xếp bao xác định vị trí và cách xếp hàng một cách tối ưu.
• Lập kế hoạch xếp hàng: Sau khi nhận diện và định vị hàng hóa, robot xếp bao tự động xây dựng kế hoạch xếp hàng thông minh. Kế hoạch này bao gồm việc xác định thứ tự xếp hàng, tối ưu hóa không gian sử dụng và đảm bảo tính ổn định của hàng hóa.
• Di chuyển hàng hóa: Sau khi lập kế hoạch xếp hàng, robot xếp bao sử dụng các cánh tay, bàn tay hoặc công cụ khác để di chuyển và xếp các bao hàng vào vị trí xác định. Trong quá trình này, robot xếp bao có thể tương tác với AGV để di chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác trong nhà kho.
• Tương tác với AGV: AGV được sử dụng để vận chuyển hàng hóa từ điểm A đến điểm B trong nhà kho. Khi robot xếp bao hoàn thành việc xếp hàng vào vị trí xác định, nó có thể thông báo cho AGV để AGV đến lấy hàng và vận chuyển đến nơi đích. Robot xếp bao cũng có thể tương tác với AGV để trao đổi thông tin về vị trí và trạng thái của hàng hóa.
• Đồng bộ hóa và quản lý: Trong một hệ thống nhà kho thông minh, robot xếp bao tự động và AGV thường được quản lý và điều khiển bởi một hệ thống quản lý tổng thể. Hệ thống này giúp đồng bộ hoạt động của robot xếp bao và AGV, quản lý lịch
• Quản lý lịch trình và ưu tiên: Hệ thống quản lý tổng thể của nhà kho thông minh sẽ quản lý lịch trình của robot xếp bao và AGV. Nó sẽ xác định các nhiệm vụ cần được thực hiện, ưu tiên và phân bổ tài nguyên cho các robot và AGV tương ứng. Điều này đảm bảo rằng quá trình xếp bao và vận chuyển hàng hóa diễn ra một cách hiệu quả và không gian và thời gian được tối ưu hóa.
• Tương tác và trao đổi dữ liệu: Robot xếp bao và AGV có thể tương tác và trao đổi dữ liệu với nhau để đảm bảo sự liên thông và hiệu quả trong quá trình vận chuyển và xếp hàng. Chẳng hạn, robot xếp bao có thể cung cấp thông tin về vị trí, trạng thái và yêu cầu vận chuyển hàng hóa cho AGV, trong khi AGV có thể cung cấp thông tin về vị trí và thời gian đến cho robot xếp bao.
• Đảm bảo an toàn: Cả robot xếp bao và AGV đều được trang bị các cảm biến và hệ thống an toàn để phát hiện và tránh va chạm hoặc va đập trong quá trình hoạt động. Các hệ thống này đảm bảo rằng không có sự va chạm không mong muốn xảy ra giữa robot xếp bao, AGV và các đối tượng khác trong môi trường nhà kho.robot xếp bao tự động được ứng dụng.

Tổng kết

Robot xếp bao tự động là một công nghệ tiến tiến và được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất hiện nay. Việc ứng dụng Robot giúp giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Read more…

 Tủ điều khiển PLC siemens Là Gì?

Tủ điều khiển PLC siemens là một hệ thống điều khiển tự động sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC siemens s7 1200 của Siemens. PLC siemens s7 1200 là một dòng PLC nhỏ gọn, dễ sử dụng, lý tưởng cho các ứng dụng điều khiển cơ bản đến trung cấp trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp và dân dụng.

Tủ điều khiển PLC siemens trong ứng dụng cân phối liệu tự động

(thêm, sửa, xóa công thức)

Điện Trường ELC cung cấp tủ điện điều khiển PLC Siemens, Mitsubishi Theo yêu cầu khách hàng, tư vấn, thiết kế, thi công sơ đồ công nghệ điều khiển cho nhà máy, công trình,dự án .

Tủ điện điều khiển PLC là gì

Tủ điện điều khiển PLC được lập trình bởi phần mềm PLC của các hãng lớn như Siemens, Mitsubishi, Omron dành cho hệ thống máy móc công nghiệp, theo yêu cầu của quy trình sản xuất để có thể điều khiển tự động, vận hành và giám sát bằng cách thông qua nhân viên vận hành và thao tác qua màn hình HMI cảm ứng, hoặc máy tính điều khiển trung tâm.

Tủ điện điều khiển PLC ra đời giúp nâng cao năng suất lao động, tăng độ chính xác và hiệu quả sản xuất tối đa. Giảm sức lao động con người.  Tủ điều khiển PLC ra đời đã đáp ứng toàn bộ các yêu cầu trên của nhà máy.

Đặc điểm tủ điện PLC logo
Cấu tạo của tủ điện điều khiển PLC với thành phần. Trong đó, bộ điều khiển PLC là đầu não vận hành của toàn bộ hệ thống. Có rất nhiều loại PLC khác nhau đến từ nhiều thương hiệu nội tiếng như Mitsubishi, Siemens, LS, ABB, Schneider, … PLC có chức năng của bộ điều khiển trung tâm tiếp nhận tín hiệu từ các sensor vị trí và đưa ra lệnh điều khiển bật, tắt hoặc Analog…. Từ đó, các cơ cấu chấp hành,vận hành của máy móc hoạt động một cách rất thông minh,chặt trẽ. Có thể sử dụng điều khiển logic theo Timer, PID, đếm, …

Từ các bộ điều khiển PLC, người thiết kế điều khiển lấy tín hiệu qua các rờ le trung gian, tiếp điểm của contactor và rơ le nhiệt,sensor…. điều khiển các loại bơm và động cơ theo yêu cầu đặt ra của hệ thống máy tự động.

Thông số kĩ thuật cơ bản 

• Kích thước: Kích thước tủ sẽ khác nhau theo yêu cầu của khách hang và số thiết bị cần dùng.
• Vật liệu vỏ: Thép sơn tĩnh điện hoặc inox 304
• Điện áp: 220VAC/380VAC/ 24VDC
• Bộ điều khiển: PLC hãng Mitsubishi, Siemens, Schneider, …
• Modul mở rộng: DO, DI, AO, AI, RS485, RS232 …
• Nguồn điều khiển PLC: 220VAC/24VDC/
• Chế độ vận hành: Bằng tay (Manual)/ Tự đông (Auto)
• Màn hình hiện thị: Máy tính, HMI Touch
• Kết nối điều khiển từ xa: bằng profinet, wifi, Mạng Lan, …

Ưu điểm PLC :

• Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao.
• Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng, các module rời cho phép thay thế và mở rộng khi cần thiết.
• Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển.
• Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp, tạo sự kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.
• Sự thay đổi ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống dễ dàng hơn nhờ các phần mềm trên máy tính hoặc console.
• Bảo trì và sửa chữa dễ dàng.
•  Công suất tiêu thụ ít hơn, tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn
• Phần mềm và ngôn ngữ lập trình đơn giản. Có thể lập trình trực tiếp trên PLC (đối với loại có tích hợp màn hình hiển thị)

Nhược điểm PLC :

• Giá thành cao: Chi phí sản phẩm cao hơn so với chi phí mạch relay thông thường. Tuy nhiên, hiện nay thị trường VN đã có mặt rất nhiều hãng PLC của Đức, Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc… dẫn đến giá thành cạnh tranh hơn so với trước.
• Chi phí phần mềm lập trình: Chi phí mua licence phần mềm lập trình tùy thuộc vào hãng sản xuất. Hiện nay có 2 dạng: hãng sản xuất cho phép sử dụng miễn phí và hãng sản xuất yêu cầu mua licence.
• Yêu cầu người sử dụng có kiến thức về lập trình PLC: Để thiết bị PLC đáp ứng tốt trong điều khiển, người sử dụng cần có kiến thức căn bản về lập trình PLC.

Ví dụ ứng dụng tủ điện điều khiển PLC trong thực tế :

 PLC MITSHU kết nối đồng hồ điều khiển nhiệt độ – HMI: BẰNG RS485

Ứng dụng thực tế PLC :

• Hiện nay, tủ điều khiển sử dụng PLC được ứng dụng rất rộng rãi trong các máy công nghiệp, sử dụng để điều khiển các cơ cấu chấp hành nhằm nâng cao năng suất nhà máy, giảm bớt nhân công và chi phí, giảm thiểu sức lao động, nâng cao năng xuất sản xuất. độ chính xác cao .
• Thông thường, tủ điện điều khiển PLC được lắp đặt tại khu vực điều khiển của các công trình công nghiệp, nhà máy công nghiệp như :
• Điều khiển các băng tải, gầu tải, vít tải trong dây chuyền sản xuất như thức ăn chăn nuôi,
• vật liệu xây dựng, xi măng,
• Sản xuất giấy,
• Sản xuất sữa,
• Chế biến và đóng gói thực phẩm.
• Cân phối liệu,phối trộn tự động,…

Khuyến cáo sử dụng PLC :

Để tăng tuổi thọ cho sản phẩm trong quá sử dụng. Quý Khách cần lưu ý một số điểm sau:

• Khi vận chuyển phải có đai buộc chặt chẽ an toàn.
• Đặt tủ điện điều khiển PLC nơi khô ráo, tránh ẩm ướt nếu để ngoài trời phải che đậy cẩn thận tránh nước tràn vào (nếu sản phẩm bị ướt phải lau chùi ngay bằng giẻ khô, sạch, sấy khô trước khi bật nguồn trở lại).
• Phải cẩn thận khi bốc dỡ sản phẩm để tránh bị trầy xước, móp méo.
• Vận hành đúng quy trình của nhà sản xuất hướng dẫn.
• Bảo dưỡng kiểm tra dây dẫn,thiết bị định kỳ thường xuyên.
• Điều khiển robot xếp hàng hóa 

Read more…

 Các giải pháp thay thế cho lập trình PLC là như thế nào?

Các giải pháp thay thế cho PLC bao gồm Máy tính công nghiệp (IPC) và Bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC), với những ưu điểm như xử lý nhanh hơn, khả năng xử lý dữ liệu phức mạnh mẽ, tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học, kết nối dễ dàng với IoT và cloud, cùng các tính năng điều khiển nâng cao hơn so với PLC truyền thống. 

1. Máy tính công nghiệp (IPC)

• Ưu điểm:
  • Khả năng xử lý nhanh và mạnh mẽ hơn PLC.
  • Hỗ trợ phần mềm điều khiển tự động tiên tiến, có thể chạy các ứng dụng như AI, máy học và xử lý hình ảnh.
  • Khả năng kết nối dễ dàng với các hệ thống IoT và cloud. 

2. Bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC)

• Ưu điểm:
  • Tiên tiến hơn PLC về tính năng và khả năng.
  • Có thể thực hiện các tác vụ nâng cao như thị giác máy và xử lý tín hiệu, trong khi PLC truyền thống thường phù hợp hơn với logic BẬT/TẮT. 

3. Rơ-le thông minh

• Ưu điểm:
• Là giải pháp thay thế cho PLC trong các ứng dụng nhỏ.
• Có khả năng thực hiện các chức năng điều khiển logic đơn giản với chi phí thấp hơn. 

Bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC) là một bộ điều khiển công nghiệp kết hợp khả năng của Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và máy tính công nghiệp (PC), cho phép xử lý dữ liệu phức tạp và hỗ trợ các ứng dụng tự động hóa linh hoạt hơn. PAC có kiến trúc mở, sử dụng các ngôn ngữ lập trình tiên tiến, khả năng xử lý dữ liệu tốc độ cao và hỗ trợ mạng máy tính tiêu chuẩn như Ethernet, là lựa chọn phù hợp cho các hệ thống điều khiển phân tán lớn. 

Đặc điểm chính của PAC

• Kết hợp PLC và PC: PAC tích hợp các tính năng của cả PLC và PC để cung cấp hiệu suất xử lý dữ liệu mạnh mẽ hơn.
• Kiến trúc mở: Cho phép dễ dàng mở rộng và nâng cấp hệ thống, cũng như tích hợp với các hệ thống có sẵn.
• Hỗ trợ đa nhiệm: Có thể xử lý nhiều tác vụ cùng lúc, vượt trội hơn so với PLC truyền thống.
• Ngôn ngữ lập trình đa dạng: Sử dụng các ngôn ngữ lập trình cấp cao hơn như C hoặc C++, thay vì chỉ dùng logic thang bậc truyền thống của PLC.
• Khả năng xử lý dữ liệu mạnh mẽ: Khả năng thu thập và phân tích dữ liệu tốc độ cao, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và hiệu quả cao.
• Khả năng kết nối mạng: Tích hợp mạng máy tính tiêu chuẩn như Ethernet, giúp giao tiếp dễ dàng với các thiết bị và hệ thống khác. 

Ứng dụng của PAC

• Hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS): Được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để điều khiển máy móc và quy trình sản xuất.
• Điều khiển chuyển động và quy trình phức tạp: Phù hợp cho các ứng dụng cần điều khiển chính xác chuyển động, trình tự, hoặc các thuật toán phức tạp khác như điều khiển mờ.
• Hệ thống điều khiển phân tán (DCS): Thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển quy mô lớn như nhà máy hóa dầu, sản xuất điện. 

Với sự cải tiến của khoa học & kỹ thuật, những công nghệ tân tiến được ra đời. Giữa công nghiệp và công nghệ, công nghiệp chịu ảnh hưởng của công nghệ, công nghệ chịu ảnh hưởng của nhu cầu người sử dụng. Từ đó dẫn đến những phương châm hô hào: công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong ngành công nghiệp cũng được cải tiến, nâng cấp không ngừng nghỉ, các dây chuyền, hệ thống ngày một hiện đại hơn, đem lại hiệu suất cao hơn, vận hành dễ dàng hơn.

Trong công nghệ điều khiển trong công nghiệp các khái niệm trở nên quen thuộc như: bộ điều khiển, bộ lập trình, plc, lập trình nhúng,… và không thể không kể đến đó là PAC, vậy PAC là gì? Nó có những ưu nhược điểm gì? Nó khác gì PLC? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu bài chia sẻ dưới đây để làm rõ về nó nhé!

PLC là gì? ưu điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của PLC

Bản chất của giải pháp lai là sự kết hợp các nền tảng phần mềm và phần cứng của nhiều nhà sản suất thành một, và chính vì thế, nó cũng nảy sinh vấn đề khi đưa vào ứng dụng. Đầu tiên là vấn đề tích hợp và bảo trì. Còn các kỹ sư lúc này lại kiếm tìm một nền tảng thống nhất với nhiều chức năng, kiến trúc mođun – mở, được hỗ trợ đầy đủ các đặc điểm trong môi trường lập trình.

Lời giải cho các kỹ sư đó là một nền tảng bộ điều khiển tự động hóa khả trình (PAC). Giờ đây, kỹ sư có một thế hệ bộ điều khiển hợp nhất khả năng xử lý, tốc độ thu thập dữ liệu và sức mạnh liên lạc của PC với độ tin cậy và cấu trúc công nghiệp của PLC.

PAC là gì?

PAC là từ viết tắt của “Programmable Automation Controller” trong tiếng anh, tạm dịch: bộ điều khiển tự động hóa khả trình hay bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình được. PAC là sự kết hợp những tinh túy của PLC và PC để tạo nên một nền tảng truyền tải chức năng lớn hơn, độ mở rộng hơn và linh hoạt cao hơn. PAC có tất cả các tính năng mà PLC có và còn được bổ xung thêm một số tính năng riêng biệt khác.

PAC được ra đời như thế nào?

Trong nhiều thập kỷ qua, các kỹ sư đã phát triển giải pháp tự động hóa công nghiệp với sự trợ giúp rất lớn của bộ điều khiển logic khả trình (PLC). Khi thử thách xuất hiện thì PLC cũng tiến hóa, kết hợp với I/O tương tự, khả năng kết nối mạng và chuẩn lập trình để kịp thời giải quyết thử thách đó. Còn đối với các quá trình công nghiệp phức tạp và rộng lớn, đòi hỏi phải có nhiều tủ rack điều khiển phân tán hơn, với năng lực xử lí cao hơn và bộ nhớ lớn hơn một thiết bị PLC cơ bản hay vượt qua cả khả năng mà PLC có thể làm được thì họ lại chuộng PC với những bộ xử lý tiên tiến, I/O tốc độ cao và công cụ phát triển phần mềm hiện đại.

Tuy nhiên, để đổi lấy sự linh hoạt này người ứng dụng phải trả cái giá khá cao vì PC được thiết kế ra không phải dùng cho môi trường công nghiệp và hệ điều hành PC chuẩn không đủ ổn định và độ tin cậy cho những ứng dụng điều khiển công nghiệp. Bởi vậy, một giải pháp lai (hybrid) xuất hiện. Các kỹ sư bắt đầu sử dụng PLC cho việc điều khiển vòng đóng, còn PC phục vụ cho những chức năng tiên tiến như tích hợp hiển thị, I/O tốc độ cao và ghi dữ liệu.

Hơn nữa, tích hợp PAC vào hệ thống sẵn có, bạn chỉ cần thao tác kết nối I/O số đơn giản giữa PAC và PLC. Ở cầu hình này, PAC cung cấp khả năng phân tích và thu thập dữ liệu tốc độ cao, và tạo đầu ra số cho PLC để tích hợp vào toàn bộ đường điều khiển. Ngoài ra, bus liên lạc và cổng bus chuẩn cho phép bạn bổ sung tính năng của PAC như thị giác máy và xử lý hình ảnh cho những kiến trúc nhà máy sẵn có bằng cách cắm PAC vào bus liên lạc chính của hệ thống mà chỉ cần rất ít, hoặc không cần cấu hình lại hệ thống đó.

PAC lai giữa PLC và PC cũng đã tạo ra độ linh hoạt và chức năng tiên tiến cho phần mềm. Với PLC, người sử dụng bị giới hạn trong ngôn ngữ lập trình Ladder để phát triển ứng dụng của mình. Các nhà phát triển đã cố gắng thử phát triển thêm các ngôn ngữ lập trình PLC mới, nhưng những nỗ lực ấy lại cho kết quả chưa mấy khả thi hoặc hiệu quả chưa cao. Và cho đến bây giờ, ngôn ngữ lập trình Ladder vẫn là chuẩn cho PLC trong các ngành công nghiệp.

Không giống như PLC, PAC kế thừa sự linh hoạt, đa dạng trong ngôn ngữ lập trình của PC, như vậy người sử dụng có thể tự quyết định dùng kiến trúc phần mềm chứ không phải nhà cung cấp phần cứng. Bạn có thể chọn ngôn ngữ lập trình để phát triển, đơn giản hóa việc thống nhất code trong toàn nhóm và toàn bộ chu kỳ thiết kế. Kiến trúc phần mềm được xây dựng trên ngôn ngữ thông dụng và mở; mang lại độ linh hoạt và mở rộng tối đa cho hệ thống.

PAC vượt trội trong công nghệ đo lường công nghiệp

Song song với những tiến bộ trong công nghệ bộ điều khiển tự động hóa, sự theo đuổi không ngừng nghỉ nâng cao hiệu quả trong hệ thống tự động hóa kết hợp với những tiến bộ trong phát triển những hệ thống mới là động lực tạo nên nhiều sự đổi mới quan trọng trong công nghệ đo lường công nghiệp. Mặc dù về cơ bản, thiết bị đo đạc không có thay đổi nhiều loại, nhưng về chất lượng thì có cải tiến rõ rệt. Cảm biến ngày nay cung cấp độ nhạy cao hơn, thời gian đáp ứng nhanh hơn, độ bền và độ ổn định dài hạn. Đó chính là yếu tố tạo ra hàng loạt thế hệ cảm biến tin cậy, cho kết quả đo chính xác hơn. Ngoài ra, các thế hệ cảm biến bây giờ có các ADC và DAC onboard giúp loại bỏ các mạch tuyến tính bên ngoài cho cảm biến.

PAC cho phép bạn tận dụng tối đa sự chính xác của cảm biến thông qua điều hòa tín hiệu và độ phân giải đo được cải tiến. Phần cứng thu thập dựa trên PAC cung cấp khoảng 18 bit độ phân dải và điều hoà tín hiệu cho nhiều cảm biến đầu ra, gồm thước đo và LVDT, những thiết bị này trước đây cần có bộ điều hoàn tín hiệu chính xác thì mới đảm bảo độ chuẩn của kết quả đo.

Một lĩnh vực phát triển khác của công nghệ đo lường công nghiệp là tốc độ vòng tương tự (analog). Những ứng dụng công nghiệp có tốc độ quét đầu vào tương tự tại hoặc dưới 100 Hz. Với nhiều ứng dụng, gồm giám sát vòng quay và độ rung, thì ở tần số này là quá thấp và có thể gây ra việc bỏ sót những thông số đo quan trọng. Với sức mạnh xử lý và kiến trúc của PAC, bạn có thể có giải pháp đo đạc chính xác cao với hàng nghìn hay thậm chí hàng triệu mẫu/giây. Tốc độ truyền dữ liệu cao đảm bảo phát hiện cả những thay đổi nhỏ nhất.

Cho đến nay, người sử dụng đã tích hợp thành công PAC vào những ứng dụng điều khiển mạnh mẽ, trong đó tốc độ vòng điều khiển được kiếm soát chặt chẽ làm tăng tốc độ đo đầu vào và nâng cao khả năng phân tích dữ liệu thời gian thực, như vậy, làm tăng đáng kể hiệu quả trong công việc.

Ứng dụng của PAC

PAC – Bộ điều khiển tự động hóa khả trình

PAC được thiết kế cho các ứng dụng điều khiển phân tán lớn hơn như một dây chuyền đóng gói rộng lớn, các hệ thống điều khiển sản xuất phân tán hay điều khiển quá trình của cả một nhà máy công nghệ. Trong PAC được tích hợp sẵn nhiều tập lệnh điều khiển nâng cao như điều khiển quá trình, điều khiển trình tự, điều khiển mờ và điều khiển thiết bị.

Một số nhà sản xuất còn xây dựng cả những tập lệnh dành riêng cho từng ngành công nghiệp như: ngành dầu khí, ngành điện, ngành hạt nhân…Những tập lệnh đó tương đối phức tạp, đòi hỏi khả năng xử lí nhanh và chính xác. Thông thường, PAC được sử dụng cùng với phần mềm giám sát SCADA để thu thập và quản lý dữ liệu. Chính bởi có những tập lệnh nâng cao và thư viện HMI phong phú, ranh giới giữa PAC và DCS nhiều khi trở nên không rõ ràng. Rất nhiều tính năng tích hợp của hệ thống DCS được cung cấp bởi các nhà chế tạo PAC. PAC cũng có khả năng điều khiển nâng cao, lưu trữ lịch sử cho các hệ thống DSC lớn như điều khiển dự báo (MPC), điều khiển mờ.

Sự linh hoạt của phần mềm cũng mang lại cho người sử dụng PAC sự chủ động trong việc lựa chọn công nghệ bổ sung. Đứng trên phương diện một doanh nghiệp, với kiến trúc phần mềm mở PAC, bạn sẽ dễ dàng kết nối, ghi dữ liệu và liên lạc mạng. PAC có thể sử dụng phần mềm mở để kết hợp một cách dễ dàng với hệ thống tự động hóa sẵn có, phục vụ như một nút mạng bổ sung dựa trên bus liên lạc chuẩn giữa PLC và PC. Nhìn về tương lai của phần mềm công nghiệp, bạn có thể học hỏi từ các kỹ sư điều khiển nhúng trong các ngành công nghiệp hàng không và ô tô. Những kỹ thuật điều khiển tiên tiến được sử dụng trong thiết kế và ứng dụng các bộ điều khiển mạnh trong hệ thống tốc độ vòng cao, và những quá trình quan trọng trong nhiều công đoạn được thực hiện với phần mềm PC. Đến một lúc nào đó, thị trường điều khiển và tự động hóa công nghiệp phát triển vượt ngoài khả năng của thuật toán PID thì lúc đó người sử dụng PAC sẽ giải quyết vấn đề dễ dàng với hệ thống phần mềm linh hoạt và mở từ PC.

Bài viết trên đây, MESIDAS GROUP đã chia sẻ với bạn về PAC là gì? Tại sao nó được ra đời? Ưu điểm của nó là gì? Và PAC được ứng dụng ở đâu? Chúng tôi hy vọng rằng, những kiến thức trên có thể giúp ích cho bạn trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu, học và làm việc. Xin cảm ơn!

Read more…