Ứng dụng PLC trong điều khiển quá trình

Một ví dụ về điều khiển quá trình là một đơn vị sản xuất sử dụng dây chuyền mạ điện để xử lý một dãy chi tiết hợp kim có độ chính xác cao đòi hỏi qua nhiều chu trình xử lý khác nhau (hình 4.4). Các chi tiết thường đi từng lô, số lượng ít, với giá trị của từng chi tiết cao. Dây chuyền xử lý gồm nhiều bồn, mỗi bồn chứa một lọai hóa chất, để thực hiện khữ axit, mạ và làm sạch bề ngòai. Hệ thống cần trục phía trên dùng để chuyển những chi tiết từ bồn này qua bồn khác, nâng lên hoặc hạ xuống những móc truợt thông qua sự điều khiển của con người .

- Các cần móc được móc vào chi tiết và được dịch chuyển dọc theo dây chuyền sử lý. Có thể có nhiều móc cùng họat động đồng thời. Dây chuyền này được điều khiển bằng tay, trong đó người điều khiển phải thực hiện một số tác vụ như sau:

+ Di chuyển móc từ bồn này sang bồn khác theo yêu cầu sử lý cho chi tiết;

+ Đặt chi tiết vào mỗi bồn trong khõang thời gian xác định với độ chính xác nghiêm ngặt;

+ Dò đường và sử lý đúng cho nhiều chi tiết xử lý cùng lúc.

Trình tự tiêu biểu bao gồm nâng thanh móc ra khỏi bồn; đưa nó vào bồn A trong n giây; chuyển đến bồn C trong m giây với dòng điện mạ 10A; chuyển tới bồn rửa B….một thanh khác sẽ được đưa vào sau thanh đầu tiên khi có thể.

Dễ thấy rằng dây chuyền cần tự động hóa để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Những yêu cầu cho dây chuyền gồm:

- Cho phép 12 chu trình họat động khác nhau;

- Xử lý đồng thời 3 chi tiết hay nhiều hơn;

- Giao tiếp với ngừơi sử dụng dễ dàng và có chế độ họat động tay;

- Cho phép thêm vào chu trình mới trong tương lai.

PLC được sử dụng không những cung cấp các chức năng điều khiển cần thiết mà còn thực hiện giao tiếp với người sử dụng. Để có thông tin cần thíết về chu trình, tình trạng của các bồn, đòi hỏi chu trình PLC tinh vi giải quyết các vấn đề bao gồm trình tự họat động, đình thì cho các chu trình rất khác nhau, cả vịec giải quyết sự ứ động do bồn bị chiếm bởi một thanh khác trong chu trình họat động .

Hệ thống có hai chế độ hoạt động: chế độ tự động và chế dộ tay. Đặc diểm của hệ thống là chức năng điều khiển tay được nối cáp độc lập với PLC, không thông qua PLC. Điều có đảm bảo rằng khi có sự cố trên PLC thì hoạt động của hệ thống di chuyển vẫn có thể được điều khiển bằng tay. Tương tự, hệ thống dừng khẩn cấp cũng được thiết kế không thông qua PLC. Vị trí của hệ thóng di chuyển được phát hiện bằng công tắc hành trình đặt trên cơ cấu di chuyển.

- Nếu hệ thống đang ở chế độ tự động, việc chuyển sang chế độ tay có thể thực hiện bằng công tắc xoay. Chế độ điều khiển tay sẽ có tác dụng ngay sau khi thực hiện xong quá trình di chuyển hiện hành của chế độ tự động.

- Lõi được thông báo bằng loa và đèn. Bộ hiển thị led 7 đọan dùng để hiện thị sự di chuyển của bộ phận chuyển tải, vị trí của bộ phận chuyển tải và những bình bị chiếm giữ.

- Nhiệm vụ điều khiển toàn hệ thống được chia thành nhiều modun chương trình để có thể thiết kế và phát triển độc lập. Sau đó, chúng được nối kết lại thành chương trình đầy đủ chức năng. Các modun được phân chia gồm:

- Modun điều khiển thiết bị cho từng bồn, sử dụng bộ định thì và cờ để chỉ thị trình trạng bồn đang có thanh được nhúng hay không. Bồn cần có tín hiệu điện áp hở mạch xác định trước khi chi tiết được nhún vào hay một dòng điện xác định được truyền qua chất lỏng.

- Modun điều khiển thiết bị cho từng móc.

- Modun điều khiển truyền tải, điều khiển tốc độ di chuyển thanh móc và định vị ở bồn trên dây chuyền. Môdun cũng nhận yêu cầu phục vụ từ modun điều khiển thiết bị.

- Một mạch khóa lẫn được sử dụng để ngăn chi tiết được đưa vào bồn đang bị chiếm bởi chi tiết khác, và tính hiệu báo động sẽ được phát ra. Mạch này được lập trình trong chế độ tự động.

Nguồn biên soạn