Tủ điện điều khiển PLC – Cấu tạo, chức năng và ứng dụng

Tin Trung

• Kiến thức ngành điện
• Th9 25, 2024
• 1294 lượt xem

Tủ điện điều khiển PLC có vai trò quan trọng trong các hệ thống tự động hóa hiện đại, là trung tâm điều khiển và giám sát hoạt động toàn hệ thống điện. Trong bài viết sau đây, bạn sẽ cùng BTB Electric tìm hiểu cấu tạo tủ điện PLC, chức năng và ứng dụng thực tiễn của loại tủ điện công nghiệp này.

Khái niệm về tủ điện điều khiển PLC

Tủ điện điều khiển PLC là tủ điện điều khiển thông minh được lập trình bởi phần mềm và bộ điều khiển PLC nhằm điều khiển tự động hệ thống máy móc công nghiệp theo yêu cầu sản xuất. Thông qua lập trình PLC, con người có thể vận hành và thao tác từ xa thông qua màn hình cảm ứng. Tủ được lắp đặt trong khu vực điều khiển của nhà máy, kho, xí nghiệp, tòa nhà lớn,..

Sự ra đời của tủ điện điều khiển PLC giúp giải phóng sức lao động của con người, tăng tính chính xác và tăng tính tự động hóa sản xuất giúp năng suất máy móc tăng cao. Đồng thời thời gian làm việc cũng được rút ngắn nhờ có công nghệ hiện đại trên tủ điện điều khiển này.

Thông số kỹ thuật tủ PLC

Thông số kỹ thuật của tủ PLC gồm:

• Kích thước: Tùy theo thiết bị cần điều khiển kích thước tủ PLC sẽ khác nhau
• Vật liệu vỏ: Thép mạ kẽm, thép chống thấm
• Điện áp: 220VAC/ 24VDC
• Bộ điều khiển PLC
• Module mở rộng: DO, DI, AO, AI …
• Nguồn điều khiển PLC: 24VDC
• Chế độ vận hành: Tự động (Auto)/ Bằng tay (Manual)
• Màn hình hiển thị: HMI Touch
• Kết nối điều khiển từ xa với hệ thống

Chức năng của tủ điện PLC

Với khả năng điều khiển tự động thông minh, tủ điện điều khiển PLC có các chức năng sau:

• Điều khiển đóng ngắt (On/Off): Sử dụng trong việc đóng mở máy bơm, motor, động cơ,..
• Điều khiển đếm (Counter): Sử dụng đếm số lượng.
• Điều khiển thời gian (Timer): Sử dụng đóng mở theo thời gian, chạy đảo tuần tự.
• Điều khiển biến đổi tần số (PID): Sử dụng dạng nâng cao, biến đổi tần số để phục vụ trong xử lý nước sinh hoạt, xử lý nước thải, điều khiển motor, động cơ,…

Ngoài những chức năng điều khiển tự động tại chỗ, tủ điện PLC được kết nối với hệ thống giám sát và điều khiển từ xa – SCADA làm việc với máy bơm hay động cơ. Chức năng này rất hữu ích cho các ngành hóa chất độc hại hoặc làm việc các khu vực nguy hiểm như hầm lò.

Cấu tạo tủ điện điều khiển PLC

Tủ điện PLC có cấu tạo chính gồm bộ lập trình PLC gồm các thành phần: Bộ nhớ chương trình RAM, ROM; bộ vi xử lý trung tâm CPU có vai trò xử lý các thuật toán; các module vào/ra tín hiệu.

Cùng với đó, bên trong tủ điện PLC gồm có:

• HMI: Bộ phận hiển thị tất cả chương trình trong hệ thống và đang hoạt động.
• PLC: Bộ điều khiển trung tâm tủ.
• CB đóng ngắt: Tùy theo hệ thống điện mà chọn MCCB hay MCB.
• Contactor: Bộ phận đóng ngắt và chuyển đổi mạch điện.
• Relay nhiệt: Bộ phận đóng ngắt điện cảm ứng nhiệt
• Relay trung gian: Bộ phận đóng ngắt điện với dòng điện thấp.
• Máy biến áp: Bộ phận cấp nguồn cho mạch điều khiển PLC.
• Bộ đếm thời gian Timer: Bộ phận kiểm soát thời gian hoạt động của tủ PLC.
• Các linh kiện: đèn báo, nút xoay, nút nhấn, cầu nối, máng dây, dây điện,…

Bộ điều khiển PLC có chức năng tiếp nhận và sản xuất ra tín hiệu Analog. Từ đó tủ sẽ hoạt động một cách thông minh, có thể sử dụng điều khiển theo Timer, PID, đếm,.. Người điều khiển lấy tín hiệu qua các rơ-le trung gian, tiếp điểm của contactor và rơ-le nhiệt. Tiếp đó điều khiển các loại bơm và động cơ theo yêu cầu mà hệ thống điện đặt ra.

Tủ PLC hiện đại đã khắc phục hầu hết lỗi và nâng cấp lập trình bộ PLC đáp ứng tốt:

• Sử dụng ngôn ngữ lập trình dễ học, dễ xử lý.
• Kết cấu PLC nhỏ gọn, thuận tiện sửa chữa, bảo trì.
• Dung lượng bộ nhớ lớn, chứa được các chương trình phức tạp.
• Độ bảo mật cao, phù hợp cho các hệ thống lớn.
• Giao tiếp được với PC, mạng internet, moduel mở rộng.

Nguyên lý hoạt động của tủ điện PLC

Bộ điều khiển PLC trong tủ sẽ hoạt động theo chu kỳ gồm:

• Đọc tín hiệu đầu vào
• Thực hiện chương trình
• Truyền thông nội
• Tự kiểm tra lỗ
• Gửi cập nhật tín hiệu đầu ra

Thông qua một module đầu vào, tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi (như các sensor, contact,..) sẽ được đưa vào CPU. Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào, dựa theo hệ thống chương trình đã được lập trình sẵn thì CPU sẽ xử lý và tiến hành đưa các tín hiệu điều khiển qua module đầu ra để xuất ra các thiết bị bên ngoài theo chương trình lập trình sẵn.

Tham khảo thông tin về dòng tủ điều khiển khác: Tủ điện điều khiển động cơ MCC

Lợi ích khi vận hành tủ điện PLC

So với các loại tủ điều khiển khác, tủ điện PLC có những ưu điểm nổi bật như:

• Mạch điện thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
• Có khả năng thực hiện các thuật toán phức tạp với độ chính xác cao.
• Có thể thay đổi chương trình đã lập trình theo ý muốn.
• Cấu trúc PLC dạng module cho phép người dùng thay thế, mở rộng đầu vào/ ra và mở rộng thêm các chức năng khác.
• Khả năng chống nhiễu tốt, làm việc được trong các điều kiện môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
• Có khả năng giao tiếp, kết nối với các thiết bị thông minh khác như máy tính,..

Ứng dụng thực tế của tủ điện PLC

Tủ PLC được đánh giá là giải pháp hoàn hảo nhất để điều khiển và kiểm soát quá trình sản xuất và vận hành điện thông minh. Hệ thống PLC kết nối các tín hiệu cảm biến và bằng tay để đồng thời điều khiển, giám sát và lưu trữ. Nhờ đó dòng tủ điện công nghiệp này có thể kết nối hệ thống máy tính và phần mềm điều khiển giám sát từ xa, cho phép vận hành tập trung, khoa học.

Thông thường, tủ điện PLC sẽ được lắp đặt tại khu vực điều khiển các công trình công nghiệp, nhà máy công nghiệp. Các hệ thống sản xuất tự động theo dây chuyền đều cần sử dụng loại tủ điện công nghiệp này để tăng năng suất máy móc, hạn chế sức lao động của con người, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

Rất nhiều ngành và nhiều loại máy móc hiện nay đang ứng dụng tủ điều khiển PLC như máy chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, hệ thống phân bổ giám sát trong dây chuyền sản xuất, máy in, máy se chỉ, máy đóng gói,…

Sử dụng thiết bị điện BTB Electric cho tủ điện PLC

BTB Electric là nhà sản xuất thiết bị điện công nghiệp đạt chuẩn Châu Âu, cung cấp nhiều thiết bị điện quan trọng trong tủ điện điều khiển PLC như CB, contactor, relay nhiệt,… Các thiết bị được sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng EN, IEC,… đã được ứng dụng trong rất nhiều tủ điện công nghiệp trong các nhà máy, công xưởng tại Việt Nam.

Tham khảo các giải pháp thiết bị tủ PLC của chúng tôi: Tủ điều khiển PLC – BTB Electric