Cải thiện đo lường trong nhà máy đường bằng cảm biến công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp
09/09/2024 16:11
Công nghệ đã thay đổi mạnh mẽ các loại cảm biến, dẫn đến nhiều cải tiến lớn trong các doanh nghiệp sản xuất thông qua việc kiểm soát chất lượng tốt hơn và nhiều lợi ích khác.
aa
Cải thiện đo lường trong nhà máy đường bằng cảm biến công nghiệp

Công nghệ cảm biến đã có nhiều thay đổi lớn trong lĩnh vực điều khiển quy trình, đặc biệt là sự tồn tại của các hệ thống khí nén, mặc dù điều khiển kỹ thuật số đã phát triển mạnh mẽ.

Nhờ có cảm biến thông minh tích hợp với hệ thống chẩn đoán, các van điều khiển khí nén được cải thiện, giúp chúng cạnh tranh tốt hơn với các van điều khiển điện, vốn có khả năng truyền thông tin vượt trội.

Kỹ sư đánh giá cao việc các bộ định vị thông minh giúp cải thiện hiệu suất và dễ dàng bảo trì van khí nén, mang lại lợi ích tiết kiệm chi phí và thuận tiện cho việc quản lý nội bộ. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của các công cụ chẩn đoán trong việc giữ cho những công nghệ cũ nhưng vẫn hoạt động tốt.

Những kỹ sư gặp khó khăn với cảm biến trong các môi trường công nghiệp phức tạp sẽ tìm thấy giải pháp thiết thực như tự động hóa các hệ thống nghiền mía và hệ thống đổ mía. Các cấu hình cảm biến mới, như đầu dò nút bấm và công tắc từ, đã giúp khắc phục những vấn đề như đo độ dẫn điện không ổn định và hỏng hóc của công tắc cơ học.

Một kỹ sư chia sẻ trên tạp chí Control Design rằng, anh bắt đầu sự nghiệp trong lĩnh vực thiết bị đo lường từ những năm 1960, khi mà công nghệ khí nén đang rất phổ biến. Sau đó, anh trải qua thời kỳ của công nghệ tương tự (4-20 mA) và cuối cùng là bước vào kỷ nguyên kỹ thuật số. Thật may mắn khi được chứng kiến những thay đổi lớn lao này trong ngành công nghiệp, nhờ đó mà anh có thể nuôi sống gia đình

Nói về khí nén và công nghệ đang phát triển áp dụng cho các van điều khiển quy trình 20-100 kPa, không thể không ngưỡng mộ cách mà các cảm biến thông minh kết hợp với các hệ thống chẩn đoán hiện đại đã giúp những van này vẫn giữ được vị trí trên thị trường. Nếu không có điều này, các van điều khiển bằng điện với khả năng truyền thông tốt hơn có lẽ đã chiếm phần lớn thị trường.

Cải thiện đo lường trong nhà máy đường bằng cảm biến công nghiệp

So với các van điện, các hệ thống khí nén đơn giản hơn, dễ bảo trì và hiệu chỉnh tại chỗ, không cần sự can thiệp từ các công ty dịch vụ chuyên biệt. Được trang bị bộ định vị thông minh, cung cấp chẩn đoán bảo trì toàn diện, các van khí nén đã giúp nhiều công ty tiết kiệm chi phí.

"Tôi từng lái xe 300 dặm chỉ để sửa một van điều khiển bị lỗi cho một công ty không có đội ngũ nhân viên đo lường. Tất cả những gì tôi làm chỉ là gắn lại cánh tay phản hồi của bộ định vị vào thân van, giúp hệ thống cấp nước cho nồi hơi hoạt động trở lại. Việc sửa chữa mất chưa đầy 10 phút và người quản lý kỹ thuật của công ty không thể tin rằng giải pháp của tôi đã giải quyết được vấn đề" - anh kỹ sư chia sẻ.

Cũng theo anh kỹ sư, đến năm 1979, khi anh được mời làm kỹ sư đo lường tại một nhà máy đường, các thách thức đó đã tăng lên đáng kể trong hoạt động hàng ngày của nhà máy.

Anh phải đối mặt với một nhà máy cũ kỹ đang rất cần tự động hóa và trong 13 năm đầu tiên ở đó, anh đã từng bước lắp đặt các thiết bị đo lường và điều khiển tương tự hiện đại nhất lúc bấy giờ trên toàn bộ nhà máy.

Một trong những thách thức lớn nhất là việc đo lường và điều khiển hệ thống nghiền mía nhiều tầng chạy bằng tuabin hơi nước. Mía nghiền nhỏ được đưa vào các máng và mức độ mía trong máng cần phải kiểm soát tốc độ của các tuabin. Giải pháp cũ không hiệu quả vì việc đo độ dẫn điện của mía trong máng để xác định chiều cao của nó không đáng tin cậy, gây ra tình trạng cấp liệu thiếu hoặc thừa. Giải pháp anh đưa ra là sử dụng một dải tham chiếu rắn, gắn dọc trên một tấm Perspex, đặt một loạt các đầu dò nút bấm ở một bên của máng và một loạt điện cực được gắn ở phía bên kia.

Hệ thống này đã hoạt động ở một mức độ nhất định, nhưng gặp khó khăn do các tín hiệu bị gián đoạn bởi các túi khí trong khối mía. Anh đã tìm ra giải pháp tối ưu là tích hợp phản hồi tích cực vào hệ thống cổng logic để khi tín hiệu được phát hiện, nó sẽ giữ nguyên trạng thái. Loạt điện cực này cung cấp đầu ra từ 4-20 mA cho bộ điều khiển tốc độ tuabin. Hệ thống này hoạt động hoàn toàn hiệu quả.

Vấn đề lớn thứ hai liên quan đến cảm biến là hệ thống tự động đổ mía, trong đó các xe mía nhỏ được đẩy bằng thủy lực vào một cơ cấu nghiêng quay 270°. Tất cả các cảm biến vị trí sử dụng trong quy trình để định vị xe, khóa nó lại, quay và sau đó mở khóa đều là loại cơ học đơn giản.

Những thiết bị này gặp rất nhiều hỏng hóc do tính chất khắc nghiệt của ứng dụng, khi những cây mía dài chạm vào các công tắc, làm hỏng chúng. Anh đã tìm ra giải pháp đơn giản bằng cách lắp một loạt công tắc từ rất bền. Dây cáp được nối cố định, ngăn chặn nước xâm nhập.

Trước đây, vào những năm 1970, việc theo dõi mực nước trong các nồi hơi của các nhà máy rất vất vả. Những chiếc ống thủy tinh dùng để đo mực nước này thường được lắp đặt ở vị trí cao, khó nhìn thấy. Để tiện theo dõi, người ta phải thả dây xuống để đọc mực nước. Tuy nhiên, cách làm này vẫn còn nhiều bất tiện vì không thể quan sát được tất cả các nồi hơi cùng một lúc.

Để giải quyết vấn đề này, người ta đã nghĩ ra cách lắp đặt camera để quan sát các ống thủy tinh này. Hình ảnh từ các camera sẽ được hiển thị trên một màn hình, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi mực nước của nhiều nồi hơi cùng một lúc. Đây là một giải pháp rất hữu ích và được đánh giá cao vào thời điểm đó.

Minh Thành (Theo control design)

tan-hoang-minh
Tin bài khác
SCADA chạy tốt mỗi ngày nhưng dữ liệu biến mất sau vài tuần: Vì sao nhà máy cần thêm lớp Historian

SCADA chạy tốt mỗi ngày nhưng dữ liệu biến mất sau vài tuần: Vì sao nhà máy cần thêm lớp Historian

Khi một sự cố chất lượng xảy ra, việc đầu tiên đội kỹ thuật cần làm thường là tra lại dữ liệu vận hành (nhiệt độ, áp suất, tốc độ máy) tại đúng thời điểm xảy ra sự cố để tìm nguyên nhân.
Chọn ống dây dẫn định tuyến nào là tối ưu cho tủ điều khiển?

Chọn ống dây dẫn định tuyến nào là tối ưu cho tủ điều khiển?

Trong tủ điều khiển, rất nhiều dây phải đi từ PLC đến các module I/O; từ nguồn 24 VDC đến cảm biến, van, relay; từ thiết bị đóng cắt, biến tần/servo đến động cơ hay từ terminal đến thiết bị bên ngoài tủ.
TP.Hồ Chí Minh đặt nền móng cho hệ sinh thái kinh tế tầm thấp

TP.Hồ Chí Minh đặt nền móng cho hệ sinh thái kinh tế tầm thấp

Kinh tế tầm thấp đang mở ra một không gian phát triển mới, nơi UAV, robot, xe tự hành và các nền tảng quản lý trên không có thể trở thành hạ tầng của nhiều ngành kinh tế.
Việt Nam - Nhật Bản tạo ra “Cộng hưởng số”

Việt Nam - Nhật Bản tạo ra “Cộng hưởng số”

Hơn 250 lãnh đạo doanh nghiệp công nghệ hai nước đã quy tụ tại Tokyo để tìm kiếm các mô hình hợp tác mới, trong đó AI, công nghệ chuyên sâu và hiện đại hóa hệ thống lõi được xác định là những lĩnh vực mở ra dư địa hợp tác lớn.
Thị trường chứng khoán ngày 2/10: PNJ khớp hơn 76 triệu cổ phiếu, VN Index vẫn lùi về dưới mốc 1.740 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 2/10: PNJ khớp hơn 76 triệu cổ phiếu, VN Index vẫn lùi về dưới mốc 1.740 điểm

VN Index tiếp tục trượt về vùng 1.730–1.740 điểm khi sắc đỏ phủ kín nhiều nhóm ngành. Khối ngoại bán ròng gần 3,4 nghìn tỷ đồng, riêng PNJ bị “xả” gần 1,3 nghìn tỷ nhưng bất ngờ khớp hơn 76 triệu cổ phiếu, tạo nên điểm nóng lớn nhất của phiên.
Bảy mươi năm Bách khoa - Những hành trình trở về

Bảy mươi năm Bách khoa - Những hành trình trở về

Hướng tới kỷ niệm 70 năm thành lập Đại học Bách khoa Hà Nội (1956-2026), chương trình “Gặp gỡ doanh nhân, cựu sinh viên Bách khoa tiêu biểu 2026” diễn ra ngày 29/9 tại Tòa nhà Cựu sinh viên, trong khuôn khổ chuỗi sự kiện “Bách khoa Ngày trở về 2026”.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/10/2026: Tuổi Thìn đón vận may, tuổi Tý nên giữ vững sự bình tĩnh

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/10/2026: Tuổi Thìn đón vận may, tuổi Tý nên giữ vững sự bình tĩnh

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 3/10/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
BSR thử nghiệm xuất bán White Spirit, mở rộng danh mục sản phẩm

BSR thử nghiệm xuất bán White Spirit, mở rộng danh mục sản phẩm

Ngày 30/9, tại Trạm xuất sản phẩm bằng đường bộ của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, Tổng công ty Lọc hóa dầu Việt Nam (BSR) tổ chức xuất bán thử nghiệm 40.000 lít White Spirit (Dung môi trắng) cho Công ty TNHH Sơn Thế Hệ Mới. Đây là bước đi mới của BSR trong nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa các sản phẩm hóa dầu, góp phần đa dạng hóa danh mục sản phẩm và nâng cao giá trị từ nguồn nguyên liệu đầu vào.
Gemini 4 và bài toán “vượt rào” AI: Vì sao mô hình càng mạnh càng đặt ra thách thức an ninh mạng?

Gemini 4 và bài toán “vượt rào” AI: Vì sao mô hình càng mạnh càng đặt ra thách thức an ninh mạng?

Ngày 30/9, Google công bố Gemini 4 Argon, mô hình đầu tiên thuộc thế hệ Gemini 4 và được hãng định vị cho các tác vụ phức tạp trong kỹ thuật phần mềm, công việc tri thức doanh nghiệp và phòng thủ an ninh mạng.
Đại học phải đáp ứng chuẩn mới về khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo

Đại học phải đáp ứng chuẩn mới về khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo

Thông tư 83/2026/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định Chuẩn cơ sở giáo dục đại học, trong đó khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo được xác định là một nhóm yêu cầu quan trọng, với các ngưỡng cụ thể về nguồn thu, sản phẩm nghiên cứu và công bố khoa học. Cùng với đó, yêu cầu về chất lượng đội ngũ giảng viên cũng được đặt ra rõ ràng và sẽ được quản lý ngày càng dựa trên dữ liệu.
master