Thiết bị tự động hóa là gì?
Thiết bị tự động hóa là các thiết bị điều khiển tự động các hệ thống điện, động cơ, máy móc trong dây chuyền xử lý trong nhà máy, xí nghiệp, chuyển mạch trong mạng điện thoại,…
Điểm đặc biệt lớn nhất của các thiết bị tự động hóa này chính là chúng thay con người làm việc, giúp con người tiết kiệm được tối đa sức lao động, nhiên liệu, vật việt, năng lượng cũng như nâng cao hiểu quả, chất lượng làm việc với độ chính xác cao nhất.
Ngày nay các thiết bị tự động hóa được ứng dụng hầu hết ở nhiều ngành công nghiệp như xử lý nước, dây chuyền sản xuất, đóng gói, giám sát năng lượng, chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, máy in, lập trình nhúng và thiết kế hệ thống điều khiển chuyên dụng, trong chăn nuôi, trong lĩnh vực giao thông, điều khiển tín hiệu đèn từ xa….
Thiết bị tự động hóa có ứng dụng rất phong phú. Nó xuất hiện trong tất cả các ngành sản xuất công nghiệp hiện đại và đem lại tiện ích cho con người cũng như diện mạo của nền công nghiệp.
Phân loại các thiết bị tự động hóa
Bộ lập trình PLC, màn hình HMI, Cảm biến, bộ nguồn là các thiết bị tự động hóa được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp hiện nay.
1. Các loại cảm biến
Cảm biến (sensoir) là một thiết bị điện dùng để đo đạc tín hiệu của áp suất, nhiệt độ, tốc độ, ánh sáng và những hiện tượng, yếu tố thay đổi bên ngoài chuyển thành các tín hiệu điện tiêu chuẩn nhằm cung cấp cho bộ điều khiển để xử lý, phân tích.
Ngày nay, người ta chế tạo các cảm biến từ các đầu dò sensoir mà phần điện tử có thể thay đổi tính chất theo sự thay đổi của yếu tố môi trường xung quanh. Một cảm biến thường có các phần tử mạch điện.
Người ta phân chia cảm biến thành: Cảm biến thụ động, cảm biến hoạt động, cảm biến kỹ thuật số, cảm biến analog… Tuy nhiên, thông dụng nhất vẫn là cách chia dự trên yếu tố tín hiệu: Cảm biến quang, cảm biến tiệm cận, cảm biến hồng ngoại, cảm biến áp suất…
2. Biến tần
Biến tần là thiết bị “nổi bật” không thể không nhắc đến trong hệ thống tự động hóa. Nó là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp mà không cần dùng đến các hộp số cơ khí.
Trong 1 hệ thống sản xuất thì sẽ có rất nhiều thiết bị hoạt động: động cơ điện, bơm, motor… Chúng không làm việc chung 1 cấp độ. Với sự thay đổi về sản lượng, năng suất liên tục thì các cấp độ có sẵn thường không thể nào đáp ứng. Biến tần chính là 1 giải pháp thông minh, hữu ích để giải đáp bài toán hóc búa trên.
Lợi ích của sử dụng biến tần là gì: Giảm dòng khởi động giúp tránh được tình trạng sụt áp, dễ dàng đảo chiều và thay đổi tốc độ động cơ, tránh việc khởi động đột ngột khi động cơ mang tải lớn, giúp hệ thống an toàn và ổn định. Do biến tần có thể kết hợp với các module truyền thông mà việc giám sát cũng như điều khiển trở nên dễ dàng hơn.
Trong đó biến tần đến từ thương hiệu Siemens nổi tiếng và được ưu chuộng trên thị trường. Đây là thương hiệu luôn nằm Top đầu khi xếp hạng những hãng điện khí lớn nhất thế giới, với đa dạng loại như Biến tần V20, Biến tần G110, Biến Tần G120
3. Bộ lập trình PLC
Bộ lập trình PLC ra đời được xem như là bước đột phá mới của nền công nghiệp hiện đại. Đây là thiết bị làm thay đổi nhiều quan điểm trước đây về hệ thống điều khiển tự động hóa. Nhờ có bộ lập trình PLC, con người có thể thay đổi thuật toán điều khiển đễ dàng kèm theo tốc độ xử lý nhanh gọn của máy và cực kỳ phù hợp với môi trường sản xuất công nghiệp.
Là thiết bị sử dụng cho tự động hóa công nghiệp. Các bộ điều khiển được lập trình có thể tự động hóa cho một hoặc nhiều thiết bị khác hoạt động có thể là cả một dây chuyển sản xuất, đóng gói. Cấu tạo bộ lập trình PLC gồm :
- Một bộ nhớ trong (bộ nhớ chương trình) và có thể mở rộng bằng bộ nhớ ngoài.
- Mộ mạch xử lý có cổng kết nối giữa PLC và các modul vào và ra.
Bộ lập trình PLC có nhiều loại khác nhau dựa trên thành phần chính của nó như ngõ ra, vào, dung lượng RAM, bộ đếm, Bit nhớ, các chức năng, tốc độ xử lý , khả năng truyền thông. Nó được ứng dụng rộng rãi trong việc tự động hóa dây chuyền sản xuất, xử lý rác, nước thải, máy cắt tốc độ cao.
4. Màn hình HMI
Màn hình HMI được coi là một giao diện, là một thuật ngữ rất rộng được áp dụng cho bất kỳ màn hình nào mà ai đó sử dụng để tương tác với các thiết bị. Nó là thiết bị trung gian giữa người điều khiển và hệ thống máy móc tự động, người điều khiển trực tiếp thao tác trên màn hình, điều khiển thông số, tín hiệu, các quy trình hoạt động của hệ thống.
Màn hình HMI được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực sản xuất công ngiệp, giao thông, sản xuất, chăn nuôi. Các nhà điều hành nhà máy sử dụng màn hình HMI để điều khiển và giám sát các quá trình, hoạt động sản xuất đang diễn ra tại các địa điểm từ xa mà không có mặt thực tế tại địa điểm cụ thể đó.
Màn hình HMI mang đến những “ưu điểm nổi bật” như:
- Giá tốt
- Ở các điều kiện môi trường khác nhau đều cho kết quả tương thích với mắt quan sát
- Bộ mạch xử lý phức tạp nhưng thao tác vận hành cực dễ dàng
- Độ bền cao
Màn hình HMI sẽ bao gồm nhiều loại với công suất và chức năng khác nhau tùy nhu cầu người dùng. Nên để tham khảo và lựa chọn được dòng màn hình HMI phù hợp bạn có thể tham khảo chi tiết tại đây: Tổng hợp các loại màn hình HMI của Siemens
5. Bộ nguồn
Bộ nguồn là những bộ nguồn điện tích hợp sẵn các thiết bị giúp con người sử dụng nhanh chóng, hiệu quả. Nó giúp phân phối điện năng hiệu quả trong hoạt động của các dây chuyền, máy móc để đảm bảo đủ nguồn điện và vận hành trơn tru.
Là bộ phận cung cấp nguồn cho hoạt động của thiết bị khác . Nguồn điện cung cấp có thể được điều chỉnh theo phạm vi pha, được thiết kế đặt biệt để cung cấp các DC điện áp cần thiết cho thiết bị điện hoạt động trên một điện áp an toàn.
Ưu điểm nổi bật của Bộ nguồn:
- Phù hợp với tiêu chuẩn trên thế giới với công nghệ chuyển đổi chế độ đảm bảo chất lượng
- Dễ dàng cài đặt, sử dụng và thay thế dễ dàng từ ứng dụng này sang ứng dụng khác
6. Relay
Relay còn được gọi là rơ le, nó là một công tắc điện từ. Hoạt động phụ thuộc hoàn toàn vào một dòng điện tương đối nhỏ nhưng lạ có thể bật hay ngắt một dòng điện lớn hơn. Khi mua rơ le cần lưu ý 3 yếu tố là hiệu điện thế kèm cường độ dòng điện tối đa cũng như hiệu điện thế kích tối ưu.
Một rơ le sẽ có cấu tạo gồm 3 khối, đó là:
- Khối chấp hành: Nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.
- Khối tiếp thu: Chức năng tiếp nhận tín hiệu từ đầu vào rồi biến thành 1 đại lượng để cung cấp tín hiệu cho khối trung gian.
- Khối trung gian: Khối này sẽ nhận tín hiệu từ khối tiếp thu rồi biến thành đại lượng để relay tác động
Tổng kết
Trên đây là tổng hợp các kiến thức về thiết bị tự động hóa là gì, ưu điểm và ứng dụng của nó trong công nghiệp. Ngoài ra Bảo Tín còn giới thiệu sơ lược cho bạn đọc các loại thiết bị điện tự động hóa phổ biến và được ứng dụng hằng ngày trong các hoạt động sản xuất, điều khiển công nghiệp. Chúng tôi mong rằng mang lại cho bạn đọc cái nhìn tổng quan về ngành và các thiết bị điện công nghiệp, từ đó có thể ứng dụng hiệu quả nó vào hoạt động sản xuất, điều khiển tự động cho nhà máy, xí nghiệp của mình.
