Lập trình scada plc cho hệ thống cân băng tải định lượng

Lập trình scada plc cho hệ thống cân băng tải định lượng

• Lập trình PLC và SCADA cho hệ thống cân băng tải là một bài toán tích hợp quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp (xi măng, khai khoáng, thực phẩm…).
• Mục tiêu chính là đo lường lưu lượng tức thời (ví dụ: tấn/giờ) và tính toán tổng trọng lượng lũy kế (ví dụ: tổng tấn trong ca) của vật liệu di chuyển trên băng tải.

Các thành phần cốt lõi của hệ thống

Trước khi lập trình, bạn cần hiểu rõ các thiết bị phần cứng:

1. 1. PLC (Bộ điều khiển logic khả trình): “Bộ não” của hệ thống. Chịu trách nhiệm đọc tín hiệu, thực hiện phép tính, điều khiển và gửi dữ liệu lên SCADA.
   2. Cảm biến tải (Loadcell): Thường là một cụm (gọi là “trạm cân”) đặt dưới các con lăn băng tải. Nó đo trọng lượng (lực) của vật liệu đè lên một đoạn băng tải có chiều dài xác định.
   3. Cảm biến tốc độ (Encoder/Speed Sensor): Gắn vào trục con lăn hoặc bánh xe chạy trên mặt băng tải để đo tốc độ di chuyển thực tế của băng.
   4. Bộ tích hợp cân (Weight Transmitter/Integrator): (Rất quan trọng) Đây là thiết bị chuyên dụng nhận tín hiệu liên tục từ Loadcell và Encoder. Nó thực hiện các phép tính tốc độ cao để cho ra lưu lượng và tổng trọng lượng.

• Lựa chọn 1 (Khuyên dùng): Dùng bộ tích hợp chuyên dụng (như Siemens SIWAREX, Mettler Toledo, v.v.). PLC sẽ đọc kết quả (lưu lượng, tổng) từ bộ này thông qua truyền thông (ví dụ: Modbus, Profinet).
• Lựa chọn 2 (Phức tạp hơn): PLC đọc trực tiếp tín hiệu analog (4-20mA) từ Loadcell và tín hiệu xung (Pulse) từ Encoder (dùng ngõ vào High-Speed Counter – HSC) rồi tự thực hiện phép tính.
• SCADA (Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu): Giao diện đồ họa (HMI/PC) để vận hành, giám sát, lưu trữ dữ liệu và xem báo cáo.

Lập trình PLC cho hệ thống băng tải cân định lượng 

• Giả định bạn dùng Lựa chọn 2 (PLC tự tính toán), vì đây là phần lập trình phức tạp nhất. Nếu bạn dùng Lựa chọn 1, PLC chỉ cần đọc các giá trị đã được tính toán sẵn qua truyền thông.

Nguyên lý tính toán cơ bản

Công thức cốt lõi của cân băng tải là:

1. 1. Tải trọng tuyến tính (Load): Trọng lượng vật liệu trên một mét băng tải (Đơn vị: $kg/m$).
      • Tải (kg/m) = [Tín hiệu Loadcell (kg)] / [Chiều dài trạm cân (m)]
   2. Lưu lượng tức thời (Flow Rate): Tải trọng tuyến tính nhân với tốc độ băng (Đơn vị: $kg/h$ hoặc $tấn/h$).
      • Lưu lượng (tấn/h) = Tải (kg/m) * Tốc độ (m/s) * 3.6
      • (Trong đó: 3.6 = 3600 giây/giờ / 1000 kg/tấn)
   3. Tổng trọng lượng (Total): Là tích phân của lưu lượng theo thời gian.
      • Trong PLC, chúng ta thực hiện phép cộng dồn (tổng) trong mỗi vòng quét (scan cycle).
      • Tổng mới = Tổng cũ + (Lưu lượng (tấn/h) * [Thời gian vòng quét (h)])
   4. 

 Các khối lập trình chính (PLC)

Bước 1: Đọc và Xử lý tín hiệu (Input Processing)

1. 1. 1. 1. Đọc Tín hiệu Tốc độ (Encoder):
            • Sử dụng một khối High-Speed Counter (HSC) của PLC.
            • Cấu hình HSC để đếm số xung từ Encoder.
            • Bạn cần thực hiện Hiệu chuẩn (Calibration): Cho băng tải chạy và đo xem “chạy 1 mét thì Encoder đếm được bao nhiêu xung” (gọi là Pulses_Per_Meter).
            • Tốc độ (m/s) = [Số xung đếm được trong 1s] / [Pulses_Per_Meter]
            • Mẹo: Nên dùng khối ngắt (interrupt) theo thời gian (ví dụ: mỗi 100ms) để đọc số xung, tính tốc độ, rồi reset bộ đếm. Điều này cho kết quả mượt mà hơn.
         2. Đọc Tín hiệu Tải (Loadcell):
            • Đọc giá trị Analog Input (ví dụ: 0-27648) từ Loadcell (qua bộ khuếch đại).
            • Sử dụng hàm SCALE để chuyển đổi giá trị RAW này sang đơn vị kỹ thuật (ví dụ: $kg$).
            • Giá trị (kg) = SCALE(RAW_Input, RAW_Min, RAW_Max, ENG_Min, ENG_Max)
            • Bạn cần Hiệu chuẩn (Calibration):
              • Zero: Cho băng chạy không tải và nhấn nút “Zero”. PLC sẽ lưu lại giá trị RAW lúc này (ví dụ: 4100). Đây là điểm RAW_Min (tương ứng ENG_Min = 0 kg).
              • Span (Hiệu chuẩn tải): Đặt một trọng lượng chuẩn (Quả cân chuẩn hoặc Xích chuẩn – “test chain”) lên trạm cân. Nhập trọng lượng này (ví dụ: 50 kg). PLC sẽ đọc giá trị RAW (ví dụ: 18500). Đây là điểm RAW_Max (tương ứng ENG_Max = 50 kg)

• • • • Địa chỉ: 63 N, Đường HT5, Khu phố 3, Phường Tân Thới Hiệp, TPHCM
      • Hotline: 0909 704 744 (Mr. Ngọc)
      • Email: info@bangtaithanhcong.com
      • website : www.bangtaithanhcong.com

Nguyễn Ngọc

CEO & Nhà sáng lập – Công ty TNHH Băng Tải Thành Công

Doanh nhân kỹ thuật với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cơ khí chế tạo và tự động hóa. Ngọc là người sáng lập và dẫn dắt Băng Tải Thành Công trở thành đơn vị tiên phong về giải pháp máy móc công nghiệp. Với tầm nhìn chiến lược và nền tảng kỹ thuật vững chắc, Tôi không chỉ phát triển sản phẩm mà còn thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành máy móc công nghiệp hiện đại.

Xem thêm 165 bài viết