Sự phát triển của tự động hóa cùng với đa dạng thiết bị đã thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất công nghiệp cũng như nền kinh tế của nước nhà theo hướng bền vững, hiệu quả.
Thiết bị tự động hóa là gì?
Hệ thống tự động hóa là một chuỗi các thiết bị cơ khí, điện và điện tử được kết nối với nhau theo một mạch đã được con người thiết kế logic, lập trình, nghiên cứu sao cho hợp lý. Thiết bị tự động hóa trên thị trường ngày nay rất đa dạng phong phú với nhiều loại, vì thế mà khách hàng cân nhắc lựa chọn sao cho đáp ứng yêu cầu công việc một cách chính xác, hiệu quả nhất.
Tự động hóa tồn tại xung quanh chúng ta với nhiều dạng khác nhau: Cảm biến tự động, chế tạo, điều khiển robot, thiết bị điện tử tự động, dây chuyền sản xuất tự vận hành, mạch điều khiển điện… Tự động hóa chính là quá trình hoạt động, làm việc mà không có sự tham gia trực tiếp của con người. Khác với trước đây, con người phải làm việc liên tục, xuyên suốt, trực tiếp. Thiết bị tự động hóa sử dụng mạch điện truyền động điện để làm nhiệm vụ theo yêu cầu của con người.
Nhờ thế mà con người có thể giải quyết được bài toán khó: làm việc tự động, đơn giản hệ thống máy móc, nâng cao năng suất, tiết kiệm được thời gian cũng như chi phí, công sức, đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường xung quanh.
Đối với các nhà máy, xưởng sản xuất thì hệ thống thiết bị tự động hóa hỗ trợ nâng cao độ chính xác, tăng năng suất và sản lượng lao động, sản phẩm có chất lượng cao hơn…
Các thiết bị tự động hóa thường dùng
Trong hệ thống tự động hóa, chúng ta có thể liệt kê rất nhiều các thiết bị lớn nhỏ khác nhau tuy nhiên nếu xét về thông dụng thì sẽ có một số loại sau đây:
Biến tần
Thiết bị này sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được. Vì thế mà nó có mặt trong hầu hết các hệ thống tự động hóa sản xuất công nghiệp.
Biến tần được sử dụng rộng rãi để điều khiển tốc độ động cơ, đảo chiều quay, giảm độ rung giảm dòng khởi động, tiết kiệm hiệu quả năng lượng.
Biến tần được phân chia thành nhiều loại dựa trên dòng điện: Biến tần AC, biến tần DC; biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 220V, biến tần 3 pha 380V, biến tần 3 pha 660V, biến tần trung thế…
Không những vậy, biến tần còn được chia theo chức năng như: Biến tần phòng nổ, biến tần máy bơm nước, biến tần ngành dệt, biến tần thang máy, biến tần sức căng…
Lợi ích của việc sử dụng biến tần đó chính là:
+ Bảo vệ động cơ.
+ Tiết kiệm được năng lượng 1 cách hiệu quả, bảo vệ những thiết bị điện có trong 1 hệ thống.
+ Giảm mài mòn cơ khí.
+ Thay đổi được tốc độ động cơ 1 cách linh hoạt, đáp ứng yêu cầu công nghệ.
+ Cuối cùng là năng suất và hiệu quả sản xuất nâng cao.
Hiện Thủy lực miền Trung có nhiều loại biến tần chính hãng, giá tốt như: Nidec, INVT, ABB, Siemens, Danfoss… Đều là những hãng chuyên sản xuất biến tần nổi tiếng trên thế giới, khách hàng có thể an tâm. Mỗi model sẽ có giá thành khác nhau nên người mua cần cân nhắc để tìm được thiết bị tốt và chi phí phù hợp.
Các loại cảm biến
Cảm biến là 1 thiết bị điện tử được nghiên cứu, chế tạo để thu nhận những biến động, trạng thái từ môi trường. Nó có thể là tín hiệu sinh học, hóa học, vật lý… Tín hiệu sẽ được thu nhận và truyền vào 1 thiết bị đo để chuyển hóa thành tín hiệu điện, sau đó nó sẽ hiển thị lên màn hình để con người có thể đọc được số liệu, nắm được thông tin từ trạng thái đã thu được.
Cảm biến có độ nhạy cao, làm việc liên tục trong nhiều môi trường kể cả môi trường độc hại.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến để phục vụ cho nhu cầu đa dạng của khách hàng. Điểm chung của nó chính là các sensor phần tử điện sẽ thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường, nó gọi là đầu dò.
Một số loại cảm biến như:
+ Cảm biến vật lý: Cảm biến sóng điện từ, tia hồng ngoại, ánh sáng, hạt bức xạ, tia X, âm thanh, từ trường, nhiệt độ.
+ Cảm biến hóa học: độ ẩm, khói, độ PH…
+ Cảm biến điện trở: Hoạt động theo góc quay của biến trở, sự di chuyển con chạy hoặc sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn.
+ Cảm biến cảm ứng: Cảm biến cảm ứng điện từ, biến áp vi phân cảm biến dòng xoáy, cảm ứng điện động, điện dung….
+ Cảm biến quang, cảm biến huỳnh quang nhấp nháy, cảm biến điện hóa đầu dò ion và độ PH.
+ Cảm biến điện trường: cảm biến áp điện, cảm biến từ giảo…
Thiết bị đóng cắt
Thiết bị đóng cắt chính là tổ hợp các thiết bị có chức năng điều khiển, đóng cắt, đo, cách ly, điều chỉnh, bảo vệ thiết bị và mạch điện của hệ thống. Những sản phẩm đi kèm trong thiết bị đóng cắt như: bộ cách ly giảm tải, bộ cầu chì chuyển mạch, bộ ngắt mạch rò rỉ đất, cầu chì HRC, bộ ngắt mạch CB, khởi động từ, MCB hay ELCB, MCCB …… Chúng ta chỉ cần lắp ráp hợp lý để hình thành nên thiết bị đóng cắt. Sau khi được kết nối với nhau, chúng sẽ truyền tải, thực hiện phân phối, chuyển đổi điện năng 1 cách hiệu quả.
Khác với cầu chì lắp đặt trong hệ thống điện ở chỗ là các thiết bị này sẽ thực hiện việc mở và đóng mạch điện. Những thiết bị điện trong mạch này sẽ có 1 thiết bị chuyển mạch đảm nhận vai trò bảo vệ chung chính thiết bị đóng cắt.
Các thiết bị đóng cắt có thể được sử dụng để xóa các sự cố ở hạ lưu, ngắt điện của thiết bị để thực hiện công việc theo yêu cầu. Thiết bị này có vai trò quan trọng trong hệ thống điện vì thế mà người dùng nên chọn các hãng sản xuất uy tín như: Chint, Omron, ABB, Panasonic… để sử dụng.
Relay – Rơ le
Rơ le hay relay là 1 công tắc điện từ có thể bật tắt cho dòng điện lớn hơn. Bản chất của rơ le chính là 1 nam châm điện cùng hệ thống tiếp điểm đóng cắt với thiết kế module hóa để dễ dàng lắp đặt.
Relay được cấu tạo từ 1 cuộn dây kim loại làm bằng đồng hay nhôm và quấn quanh lõi sắt từ. Bộ phận này có phần tĩnh là yoke. Phần cứng sẽ được gọi là Armature.
Phần cứng này sẽ được kết nối với một tiếp điểm động. Cuộn dây có tác dụng hút thanh tiếp điểm lại tạo thành trạng thái NO mở và NC đóng. Nhiệm vụ của mạch tiếp điểm là đóng cắt các thiết bị tải với dòng điện nhỏ, được cách ly bằng 1 cuộn hút.
Relay được chia làm 2 trạng thái là off và on. Hai trạng thái này sẽ phụ thuộc vào việc dòng điện có đi qua rơ le hay không. Chúng ta phân chia rơ le dựa trên các yếu tố như: nguyên lý làm việc, cách mắc, đặc tính thông số, xuất xứ, giá thành…
Các loại rơ le phổ biến trên thị trường là: Relay điện tử, rơ le nhiệt, relay bán dẫn, thời gian, bảo vệ điện áp, rơ le bảo vệ dòng, điện tử… của các hãng tên tuổi như Chint, Omron, Schneider…
Bộ xử lý hình ảnh
Trong hệ thống tự động hóa thì chúng ta còn có bộ xử lý hình ảnh. Đây là 1 thiết bị dùng để xử lý tín hiệu hình ảnh từ các nguồn đầu vào có thể là camera, máy tính, các đầu thu kỹ thuật số… sau đó nó sẽ truyền tín hiệu hình ảnh đó đến màn hình led.
Muốn bộ xử lý hình ảnh này làm việc thì ta cần gắn thêm card phát rời đi kèm cùng những card thu tín hiệu ở bên trong của màn hình led.
Mỗi một màn hình led sẽ có kích thước cũng như độ phân giải khác nhau nên việc chọn bộ xử lý hình ảnh cũng khác nhau, chúng ta cần lưu ý để chọn sao cho phù hợp.
Machine Vision của hãng Delta là thiết bị xử lý hình ảnh được khách hàng lựa chọn vì dễ dàng quản lý, giám sát dựa trên chính giao diện kết nối với DMV thông qua truyền thông với tốc độ cao nhưng lại thân thiện với con người.
Thiết bị này rất cần thiết đối với các hệ thống in ấn tự động tại nhà máy sản xuất thực phẩm, bao bì, xuất bản sách báo…
Servo Motor
Servo motor là thiết bị tự động hóa, nó thuộc hệ thống servo. Hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, nhận tín hiệu và thực hiện chính xác theo lệnh của thiết bị PLC.
Động cơ servo là một thiết bị điện độc lập, nó sẽ xoay và cung cấp lực kéo cho các thiết bị khác trong hệ thống hay là một cơ cấu truyền động trong quá trình làm việc sản xuất, chế tạo. Không như các động cơ thông thường khác, trục quay của động cơ servo sẽ di chuyển đến một góc, một vị trí và một vận tốc cụ thể.
Servo motor sẽ sử dụng một motor kết hợp với cảm biến để hồi tiếp lại vị trí. Mạch điều khiển đóng vai trò là bộ phận quan trọng nhất. Chúng ta có thể phân chia servo thành các loại như:
+ Servo có AC và DC.
+ Servo có sử dụng chổi than hay không.
+ Servo có động cơ đồng bộ hay bất đồng bộ.
Nhắc đến servo motor ta có thể nghĩ đến các sản phẩm của Mitsubishi hoặc Panasonic, Paker, Yaskawa hay Siemens…
Bộ lập trình PLC
Bộ lập trình PLC là viết tắt của bộ Programmable Logic Controller. Nó là thiết bị cho phép lập trình thực hiện các thuật toán điều khiển logic thông minh. Từ ngõ vào (input) bộ lập trình PLC nhận tác động các sự kiện bên ngoài và thực hiện hoạt động thông qua ngõ ra (output).
PLC sản xuất để hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Nếu có sự thay đổi từ ngõ vào, dựa theo logic chương trình được viết thì ngõ ra tương ứng cũng sẽ thay đổi.
Ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay là Ladder, Step Ladder nhưng ở mỗi một hãng sản xuất thì nó sẽ có các ngôn ngữ lập trình riêng.
PLC sẽ hoạt động theo nguyên lý: Bộ điều khiển trung tâm CPU thực hiện điều khiển hoạt động của PLC. Tốc độ xử lý của CPU sẽ quyết định đến chính tốc độ điều khiển của PLC điều này chúng ta cần lưu ý khi mua. Chương trình được lưu trữ trên RAM. Pin dự phòng tích hợp trên chính PLC sẽ giúp chương trình không bị mất khi có sự cố ngắt điện hoặc mất điện. CPU thực hiện quét chương trình, thực hiện các lệnh theo thứ tự đã được viết và cài đặt.
Các hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay gồm: Rockwell, Siemens, Mitsubishi, Nidec, INVT, Delta…
Màn hình HMI
Màn hình HMI viết tắt của Human- Machine- Interface. Đây là 1 thiết bị giao tiếp giữa người kỹ thuật và máy móc. Nếu hiểu đơn giản thì thông qua nó để con người giao tiếp với 1 máy móc. Nó là 1 màn hình giao diện và gọi là HM.
HMI được phân chia thành 2 loại đó là HMI truyền thống và HMI hiện đại.
Các ưu điểm nổi bật của HMI như:
+ Tính mềm dẻo, dễ dàng thay đổi và bổ sung thông tin cần thiết.
+ Tính đầy đủ kịp thời, chính xác của các thông tin.
+ Khả năng lưu trữ tốt.
+ Tính đơn giản của 1 hệ thống, dễ mở rộng, sửa chữa hay vận hành.
+ Khả năng kết nối mạnh và kết nối với nhiều loại thiết bị, nhiều giao thức khác nhau.
Những thông số cần biết khi quan tâm đến HMI đó là:
+ Dung lượng bộ nhớ gồm dữ liệu, chương trình, số lượng Screen, dung lượng lưu trữ thông tin như history data, recipe, hình ảnh, backup…
+ Kích thước màn hình nó sẽ quyết định thông tin cần hiển thị cùng lúc của HMI và tiện lợi quan sát cho con người.
+ Giao thức hỗ trợ và chuẩn truyền thông.
+ Số lượng các phím cảm ứng, phím bấm có trên màn hình.
+ Số lượng đối tượng và các hàm lệnh mà HMI sẽ hỗ trợ.
+ Các công mở rộng: USB hay printer, SD card, CF card…
HMI được ứng dụng trong các lĩnh vực như: lắp ráp, điện tử, dầu khí, cơ khí, điện nước, ô tô, xe máy và thực phẩm, dệt may… Trong công nghiệp sản xuất ngày nay thì HMI là một màn hình máy tính, để con người có thể giám sát và điều khiển hệ thống máy móc. Người kỹ thuật hoặc nhân viên bảo trì có thể giám sát máy từ HMI và đưa ra các xử lý kịp thời.
Một số hãng màn hình HMI: Weinview, Samkoon, Delta Weintek, Mitsubishi, Hitech…
Contactor – Khởi động từ
Khởi động từ là thiết bị điện công nghiệp. Nó còn được gọi là contactor, là 1 công tắc điều khiển điện. Thiết bị được chế tạo, sản xuất với mục đích là đóng, ngắt những tiếp điểm nhằm tạo sự liên lạc của các thiết bị thông qua nút nhấn.
Khi chúng ta dùng contactor thì mặc dù ở xa nhưng có thể điều khiển các phụ tải có dòng điện áp lên đến 500A, dòng điện 600A 1 cách dễ dàng.
Cấu tạo của 1 khởi động từ sẽ bao gồm:
+ Hệ thống dập hồ quang
Khi chuyển mạch sẽ có 1 số tiếp điểm bị mòn, bị cháy nên cần hệ thống dập hồ quang để tránh xảy ra sự cố.
+ Nam châm điện
Nó gồm các chi tiết như: cuộn dây, lõi sắt, lò xo… Lò xo sẽ đẩy phần nắp về lại vị trí cũ, cuộn dây để tạo ra lực hút nam châm.
+ Hệ thống tiếp điểm
Tiếp điểm chính sẽ cho dòng điện lớn đi qua, nó sẽ đóng lại khi chúng ta cấp nguồn vào mạch từ của contactor có trong tủ điện.
Tiếp điểm phụ thì chỉ cho dòng điện nhỏ hơn 5A đi qua. Tiếp điểm này sẽ phân thành tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường hở.
Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi mà cuộn dây nam châm của khởi động từ ở trạng thái nghỉ. Và nó sẽ hở khi contactor làm việc.
Chúng ta có nhiều sự lựa chọn khởi động từ đến từ những thương hiệu nổi tiếng trên thị trường như: Panasonic, LS, Mitsubishi hay Shino.
Bộ nguồn
Bộ nguồn là thành phần cuối cùng mà chúng tôi muốn giới thiệu đến với các bạn. Nó sẽ cung cấp nguồn để thiết bị khác hoạt động. Nguồn điện được cung cấp có thể sẽ điều chỉnh theo phạm vi của pha, nó được thiết kế đặc biệt riêng cấp điện điện áp DC cần thiết để thiết bị làm việc an toàn nhất, không ảnh hưởng đến với con người và vật xung quanh.
Bộ nguồn phải được thiết kế tiêu chuẩn trên toàn thế thới, đáp ứng tiêu chí kỹ thuật. Công nghệ chuyển đổi của bộ nguồn phải cam kết chất lượng. Ưu điểm của các bộ nguồn đó là: nhỏ gọn, đơn giản dễ cài đặt, thay thế từ ứng dụng này sang ứng dụng khác để tiếp tục làm việc.
Lợi ích của thiết bị tự động hóa
Thiết bị tự động hóa mang đến nhiều lợi ích cho con người. Nó được lắp và dùng tại các máy móc, hệ thống thiết bị của nhà máy, xí nghiệp, xưởng sản xuất, tàu thuyền, máy bay, tàu vũ trụ…
Tự động hóa sẽ giúp con người có thể thực hiện được những công việc, những hoạt động khác nhau cùng 1 thời điểm, có thể giúp máy móc tự động vận hành trong môi trường khắc nghiệt.
Thiết bị có thể truyền dữ liệu qua trình duyệt web. Những thiết bị tự động hóa đóng vai trò trung gian để có thể giao tiếp vận hành của máy móc và con người hiệu quả.
Nó còn giúp con người tiết kiệm được thời gian để làm việc và tiết kiệm điện năng, chi phí sản xuất, tăng năng suất làm việc.
Nó cấp nguồn 1 cách tự động, theo giờ hẹn hoặc cài đặt cho máy móc, thiết bị vận hành ổn định, đáp ứng yêu cầu.
Tự động làm việc, tự động đóng ngắt quy trình sản xuất sau khi nó đã hoàn tành những công đoạn.
Tự động hóa trong vận hành tàu, máy bay hay ô tô, các phương tiện vận chuyển sẽ giúp quá trình di chuyển an toàn, ổn định. Điều mà chúng tôi muốn nhấn mạnh nhất chính là tiết kiệm sức lao động 1 cách tối đa cho con người. Chúng ta tiết kiệm thêm nhiên liệu, vật liệu sản xuất, năng lượng tiêu thụ từ đó nâng cao hiệu quả, chất lượng công việc với 1 độ chính xác cao nhất.
Tự động hóa không phải phương thức hoạt động riêng lẻ mà nó kết hợp với các hệ thống khí nén, cơ học hay thủy lực cùng với máy tính, thiết bị điện… để có thể làm việc. Nó kết hợp với các máy móc tân tiến, hiện đại bậc nhất, cấu tạo hệ thống phức tạp như nhà máy tàu thủy, tàu ngầm hay máy bay…
Ứng dụng của thiết bị tự động hóa
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, công nghệ thì các hệ thống sản xuất tự động hóa được ứng dụng rộng rãi hơn và dần dần trở thành 1 phần không thể thiếu.
Hệ thống thiết bị tự động hóa ứng dụng trong các ngành chuyên xử lý nước thải, giám sát dây chuyền sản xuất, năng lượng, các máy móc đóng góc, máy dùng cho các ngành chế biến thủy hải sản, máy đánh sợi ngành dệt, máy cắt tốc độ cao cho cơ khí, máy in, máy cắt CNC, hệ thống lập trình nhúng, thiết kế hệ thống điều khiển, di chuyển chuyên dụng hay in ấn 3D, điều khiển điện toán đám mây.
Hệ thống này rất cần thiết nhất trong ngành may mặc công nghiệp, lắp ráp linh kiện điện tử, sản xuất thiết bị điện lạnh, thuốc và thiết bị y tế, gỗ giấy…
Nó còn tham gia trong lĩnh vực giao thông, điều khiển tín hiệu đèn, biển báo từ xa.
Không những vậy, đối với lĩnh vực tự động hóa sản xuất, hệ thống này giúp con người giám sát nhanh, tốt hơn năng suất hoạt động thiết bị. Trong chăn nuôi gia cầm, gia súc thì hệ thống tự động hóa hỗ trợ để báo nhiệt, mức nước, thức ăn cũng như tự động cấp nước, thức ăn theo lịch hẹn.
+ Thiết bị tự động hóa ngày nay được xem như xương sống cho sự phát triển của nền kinh tế nước ta. Nó được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực dựa trên chính nhu cầu thị hiếu của thị trường và ngày càng đa dạng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách.
TLMT tự hào khi là 1 cầu nối phân phối biến tần, PLC, rơ le, cảm biến… nói riêng và thiết bị tự động hóa nói chung đến với các khách hàng ở Việt Nam. Nếu bạn đang phân vân chưa biết loại biến tần nào phù hợp thì cần lắng nghe tư vấn từ đội ngũ kinh nghiệm sao cho tìm được thiết bị tốt, tiết kiệm chi phí.