PLC, Bộ não thông minh cho thiết bị đóng gói trà & cà phê

từ khóa: PLC, Đóng gói tự động, Thiết bị đóng gói chè, Máy đóng gói cà phê.

Hiện nay, một chiếc máy đóng gói chè ưu việt có thể hoàn thành nhiệm vụ đóng gói sản phẩm chè theo mẻ. Nó có thể hoàn thành các quy trình đóng gói khác nhau một cách có trật tự. Bao gồm đo lường, cho ăn và làm đầy, kéo màng, niêm phong túi, v.v. Thiết bị đóng gói trà tự động chạy hiệu quả mà không cần bất kỳ hành động không cần thiết nào.

Là một fan cứng của đóng gói tự động, tất cả là nhờ PLC. Thật khó chịu biết bao khi vận hành một máy đóng gói mà không có PLC! Giống như bạn phải sử dụng một chiếc điện thoại di động được sản xuất từ 10 năm trước.

Bạn có thể tò mò về điều đó, chẳng hạn như PLC là gì? PLC hoạt động như thế nào? Lợi ích của việc đóng gói tự động là gì? Và làm thế nào để lựa chọn? Thì trong bài viết này, bạn sẽ nhận được câu trả lời cho tất cả các câu hỏi trên

PLC là gì?

PLC được gọi là một Chương trình kiểm soát logic. Nó đề cập đến một hệ thống điều khiển máy tính công nghiệp được thiết kế đặc biệt. Là một bộ điều khiển đáng tin cậy, PLC có thể hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Chẳng hạn như điều kiện ẩm ướt, bụi bặm và thậm chí là nhiệt độ khắc nghiệt.

Khi ứng dụng vào ngành đóng gói thực phẩm, PLC được sử dụng để tự động hóa quy trình đóng gói. Nó có thể giám sát tất cả các biến trong quá trình sản xuất bao bì và nhập chúng vào CPU. Bằng cách chạy trong chương trình được lưu trữ, máy tính sẽ đưa ra quyết định. Và sau đó, nó điều khiển các đầu ra để kịp thời tự động hóa máy đóng gói.

Cấu trúc cơ bản của PLC

Cấu trúc của PLC giống như cấu trúc của máy tính văn phòng. Một PLc hoàn chỉnh với mô-đun sau.

Mô-đun cung cấp bột

Thông thường, PLC có thể chạy bình thường ở điện áp thấp 24 V một chiều. Mô-đun nguồn được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện bên ngoài có sẵn điện xoay chiều vào trong điện một chiều được yêu cầu bởi CPU, mô đun I/O.

mô-đun I/O

mô-đun đầu vào

Hãy nghĩ về nó, làm thế nào để máy đóng gói cảm nhận được trọng lượng của nguyên liệu trà? Chúng ta cần dịch dữ liệu cụ thể này thành tín hiệu mà máy tính có thể hiểu được. Tất nhiên, mô-đun đầu vào A / D (tương tự với mô-đun kỹ thuật số)xử lý chức năng chuyển đổi dữ liệu.

Thông thường, nó được kết nối với các thiết bị bên ngoài, chẳng hạn như các công tắc, van, cảm biến, rơle, v.v. Mô-đun đầu vào có thể theo dõi dữ liệu, chẳng hạn như trọng lượng của nguyên liệu trà, chiều dài túi và nhiệt độ của thiết bị niêm phong. Hơn nữa, nó có thể chuyển đổi đầu vào tương tự thành tín hiệu kỹ thuật số để phân tích và xử lý CPU.

mô-đun đầu ra

Mô-đun đầu ra hoạt động theo quy trình ngược lại. Điều đó có nghĩa là, mô-đun đầu ra D/A (mô-đun kỹ thuật số sang Analog) chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số nhận được thành hướng dẫn đóng gói tương ứng. Để kiểm soát các phần khác nhau để hoàn thành hành động tương ứng.

CPU

Các Bộ phận xử lý trung tâm; đơn vị xử lý trung tâm; Bộ phận điện tử Trung tâm，có thể lưu trữ các chương trình và thực hiện các chương trình cụ thể. Liên tục đánh giá trạng thái của đầu vào, đầu ra và các biến khác thông qua một vòng lặp. Cuối cùng, CPU sẽ gửi các lệnh được cập nhật thông qua mô-đun đầu ra.

Mô-đun HMI (Giao diện người-máy)

HMI còn được gọi là Mô-đun giao tiếp. Nó là một thiết bị giao diện người vận hành có thể đơn giản hóa việc theo dõi tiến trình đóng gói. Nó có thể hiển thị Tất cả các trạng thái của máy đóng gói.

Các chức năng cơ bản của PLC

Đúng như tên gọi của nó, Bộ điều khiển logic khả trình thực hiện ba chức năng cơ bản như sau:

có thể lập trình

CPU Có thể lưu trữ chương trình đóng gói dựa trên yêu cầu thực tế. Và chương trình được lưu trữ có thể dễ dàng thay đổi hoặc lập trình lại.

logic

PLC có thể nhập nhiều biến khác nhau, xuất phát từ các công tắc và cảm biến. Ví dụ, phạm vi giá trị điện áp hoặc dòng điện thường được sử dụng để mô tả các điều kiện của quy trình đóng gói. Nó có thể chuyển đổi tất cả các loại dữ liệu tương tự thành tín hiệu logic điện. Hơn nữa, CPU thực thi chương trình được thiết kế. bao gồm cộng, so sánh, nhân, trừ, chia, phủ định, v.v.

có thể kiểm soát

CPU gửi kết quả hoạt động để cập nhật trạng thái của thiết bị đầu ra. Điều đó có nghĩa là PLC có thể kiểm soát và điều chỉnh quá trình đóng gói.

Cách thức hoạt động của PLC trong thiết bị đóng gói tự động.

PLC, chìa khóa để đóng gói tự động

Bạn có thể nghĩ rằng quy trình đóng gói tự động không phải là vấn đề lớn. Trước khi PLC ra đời, quy trình đóng gói tự động này cần chia thành các bước. Cách tiếp cận này làm tăng sự mất thời gian và lao động. Nó cũng mang lại sự không chắc chắn cho chất lượng sản phẩm.

Chẳng hạn, bộ phận cân chỉ thực hiện phép đo. Một thiết bị khác đóng vai trò niêm phong chúng đúng cách. Bằng cách này, cần nhiều người vận hành hơn để hoàn thành nhiệm vụ đóng gói đúng hạn. Và mỗi nhiệm vụ cần thiết bị cụ thể của nó để hoàn thành.

Hơn thế nữa, trước PLC, công nghệ có dây cứng thường được sử dụng để kiểm soát quá trình đóng gói. Thợ điện phải lắp đặt các bộ phận điện được chỉ định theo sơ đồ mạch đã thiết kế. Tuy nhiên, nó tiêu thụ rất nhiều điện năng và cần được bảo trì thường xuyên. Điều đó có nghĩa là nó yêu cầu thay đổi nhiều thành phần và nối lại dây khi xảy ra lỗi kỹ thuật. phải mất quá nhiều thời gian và tiền bạc để tìm ra nó.

PLC có thể tích hợp các hệ thống con với các mục đích khác nhau. Kết quả là, quá trình đóng gói đơn giản hóa đã ra đời.

Nguyên lý làm việc của PLC

Tóm lại, nhiệm vụ của PLC là đánh giá lặp đi lặp lại dữ liệu liên quan và thực hiện chương trình đã lưu trữ. Có 3 lần quét chu kỳ nhỏ liên tục diễn ra trong một vòng lặp lặp đi lặp lại. Ta gọi đó là chu kỳ quét cho PLC.

1. Quét đầu vào: Theo dõi trạng thái của tất cả các mô-đun đầu vào.

2. Quét chương trình: CPU thực hiện chương trình logic đã thiết lập để lấy kết quả hoạt động.

3. Quét đầu ra: Cập nhật trạng thái đầu ra và thực hiện các bước cụ thể.

Sau khi hoàn thành các hướng dẫn, hệ thống sẽ đánh giá toàn bộ quy trình đóng gói rồi quay lại vòng lặp tiếp theo. Chỉ mất một khoảng thời gian ngắn để thực hiện chương trình một lần, thường tính bằng mili giây. Đó là thời gian quét của một PLC.

Ưu điểm của PLC

Có một số lợi thế khi sử dụng PLC trong thiết bị đóng gói thực phẩm.

Ý tưởng thiết kế mô-đun, thật dễ dàng để cài đặt và bảo trì. Không cần đi dây nhiều linh kiện.

Áp dụng một ngôn ngữ lập trình được chấp nhận rộng rãi. Dễ dàng và nhanh chóng để thay đổi chương trình logic.

Tự chẩn đoán có sẵn. Có thể dễ dàng đánh giá lỗi bằng cách theo dõi trạng thái của chương trình.

Nó có khả năng tính toán tuyệt vời và thời gian hoạt động nhanh.

Không còn nghi ngờ gì nữa, PLC mang lại hiệu suất đóng gói tuyệt vời. Vậy các loại PLC phổ biến là gì? tính năng của họ là gì? Tiếp tục đọc.

Các loại PLC trong thiết bị đóng gói tự động

Các loại PLC Dựa trên thiết lập phần cứng

Khi nói đến các loại PLC, có hai loại PLC chính.

PLC nhỏ gọn

Nó còn được gọi là sửa chữa plc. Tất cả các thành phần chức năng được tích hợp vào một trường hợp duy nhất. Nó có một số mô-đun đầu vào và đầu ra cố định. Nguồn điện, bộ điều khiển vi mô và thẻ giao tiếp được xác định bởi nhà sản xuất. Vì vậy, không có sự dư thừa để mở rộng các mô-đun đầu vào và đầu ra bổ sung cho các mô-đun nhỏ gọn. Bạn có thể lấy một số ý tưởng từ hình ảnh dưới đây.

PLC nhỏ gọn là một lựa chọn tốt cho các hoạt động đóng gói tự động quy mô nhỏ. Ví dụ, Mẫu XH-68 là máy đóng gói trà túi lọc buồng đôi. Nó là một thiết bị đóng gói được thiết kế tốt và đã được thử nghiệm. Chúng tôi đã áp dụng PLC nhỏ gọn của Omron thương hiệu. Nó mang lại đủ khả năng để thực hiện tốt việc kiểm soát đóng gói.

PLC mô-đun

Đây là một PLC có thể dễ dàng mở rộng bằng cách thêm các đơn vị đầu vào và đầu ra. Nó mang lại cho bạn sự linh hoạt hơn. Thiết kế cấu trúc mô-đun độc lập giúp sử dụng dễ dàng hơn.

Trong PLC mô-đun, nguồn điện, mô-đun giao tiếp và mô-đun đầu vào/đầu ra đều được tách riêng cho bộ vi điều khiển. Để tạo ra một PLC, người thợ điện cần nối dây và kết hợp các mô-đun khác nhau. Tùy thuộc vào khả năng mở rộng cao và nhiều tùy chọn tùy chỉnh hơn, Modular PLC có thể xử lý số lượng thiết bị cao hơn. Chúng tôi thích sử dụng nó trong các thiết bị đóng gói quy mô lớn với các quy trình phức tạp.

So sánh giữa PLC nhỏ gọn và PLC mô-đun

1. Khả năng mở rộng

Nói chung, PLC nhỏ gọn có hình dạng cố định và nhỏ gọn. Một số mô-đun đầu vào và đầu ra cố định giới hạn khả năng thực hiện điều khiển của nó. Nếu các hoạt động điều khiển không nặng nhọc, thì cần kết nối ít thiết bị hơn với PLC. Sau đó, PLC tích hợp có khả năng và giảm chi phí.

PLC mô-đun không phải là trường hợp. Bạn có thể thêm các mô-đun đầu vào/đầu ra có liên quan dựa trên nhu cầu thực tế. Ví dụ: bạn có thể thêm các mô-đun đầu ra tương tự để thực hiện cùng một tác vụ đóng gói. Bằng cách này, bạn có thể mở rộng thêm một dây chuyền đóng gói. Bạn thậm chí có thể mở rộng và kết hợp các mô-đun khác nhau để đạt được các mục tiêu tùy chỉnh hơn.

2. Khắc phục sự cố và thời gian ngừng hoạt động

Do thiết kế tích hợp cao, PLC nhỏ gọn có thể được sử dụng trong nhiều máy đóng gói nhỏ hơn. Đến khi khắc phục sự cố thì nó bị mắc bẫy. Khi một trong các mô-đun bị lỗi, PLC nhỏ gọn sẽ ngừng hoạt động. Việc khắc phục sự cố yêu cầu nhân viên kiểm tra và bảo trì PLC thành thạo. Trong nhiều trường hợp, toàn bộ PLC cần phải được tháo dỡ và gửi trở lại nhà máy ban đầu để bảo trì. Mất nhiều thời gian.

Trong PLC dạng mô-đun, mỗi mô-đun chức năng hoạt động độc lập. Điều đó có nghĩa là xác suất lỗi của nhiều mô-đun cùng một lúc là rất thấp. Khi xảy ra lỗi, thợ điện có kiến thức về mạch độc quyền của PLc có thể khắc phục sự cố dễ dàng. Thực tế đơn giản là thời gian ngừng hoạt động của máy đóng gói với PLC mô-đun sẽ ít hơn.

Tất nhiên, PLC cũng có thể được phân loại theo các tiêu chí khác.

Loại PLC theo đầu ra

Trong hệ thống điều khiển tự động, mô-đun đầu ra có liên quan đến các loại tải.

đầu ra rơle

Cả DC và AC đều được áp dụng. PLC điều khiển việc đóng cắt rơle thông qua nguyên lý điện từ. Tuy nhiên, sự mài mòn cơ học do chuyển đổi thường xuyên sẽ làm giảm tuổi thọ của rơle. Vì vậy, ngõ ra loại rơle phù hợp hơn với các hoạt động không cần chuyển mạch thường xuyên. Ví dụ, kích hoạt một động cơ yêu cầu hoạt động liên tục.

đầu ra bóng bán dẫn

Đầu ra của bóng bán dẫn là một thiết bị bán dẫn, chỉ có thể xử lý đầu ra nguồn DC.

Khi đầu ra của bóng bán dẫn hoạt động, nó phản hồi nhanh hơn so với rơle, thường là 0,2 mili giây. Bên cạnh đó, không có bộ phận cơ khí chuyển động trong bóng bán dẫn. PLC có thể xuất hoạt động tần số cao mà không cần xem xét đến hao mòn cơ học. Vì vậy, đầu ra của bóng bán dẫn còn được gọi là thiết bị thể rắn.

đầu ra triac

Đầu ra TRIAC là một thiết bị bán dẫn cho phép dòng điện chạy theo cả hai hướng. Nó có thể được sử dụng để điều khiển công tắc trong điều kiện AC. Nó cũng là một loại thiết bị trạng thái rắn có tuổi thọ cao, độ nhạy cao và chuyển đổi nhanh.

Đầu ra analog

Như đã đề cập ở trên, các mô-đun đầu ra chỉ có hai trạng thái: BẬT và TẮT. Chúng được sử dụng để BẬT hoặc TẮT bất kỳ hoạt động điều khiển nào trong máy đóng gói. Chúng hoạt động ở đầu ra nhị phân (0 hoặc 1) từ PLC, còn được gọi là đầu ra kỹ thuật số.

Trên thực tế, thiết bị đầu ra đôi khi cần thực hiện điều khiển động liên tục. Ví dụ, PLC đầu ra tương tự có thể điều khiển tốc độ chạy của các thiết bị, chẳng hạn như động cơ.

Các loại PLC theo kích thước vật lý

Kích thước của PLC có liên quan đến số lượng đơn vị đầu vào và đầu ra được kết nối. Dựa trên số lượng các tính năng I/O mà một plc có thể xử lý, PLC có thể được chia thành 3 nhóm.

PLC nhỏ được sử dụng trong các ứng dụng kiểm soát ít hơn 128 Thiết bị I/O.

PLC trung bình có thể điều khiển 64 đến 1024 thiết bị I/O.

PLC lớn điều khiển 512 đến 4096 thiết bị I/O.

Nói chung, kích thước bộ nhớ chương trình tương quan thuận với số lượng mô-đun đầu vào/đầu ra.

PLC nhỏ có cấu trúc nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ. Nó có thể được cài đặt trong bảng điều khiển của máy đóng gói. Để thay thế điều khiển logic ban đầu được hoàn thành bởi rơle có dây, bộ đếm, bộ hẹn giờ, v.v.

Kết luận/Suy nghĩ cuối cùng

Không còn nghi ngờ gì nữa, PLC là trái tim của thiết bị đóng gói tự động. Với phần giới thiệu ngắn gọn về PLC, người dùng có thể hiểu thêm về hiệu suất của thiết bị đóng gói tự động. Trong tương lai, chúng tôi sẽ chia sẻ thêm kiến thức về đóng gói tự động với bạn.