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
[E-Magazine] Từ ASIMO đến Optimus: Hành trình đánh thức những cỗ máy hình người

[E-Magazine] Từ ASIMO đến Optimus: Hành trình đánh thức những cỗ máy hình người

Hơn nửa thế kỷ kể từ những bước đi đầu tiên của robot hình người, các cỗ máy mang hình hài con người đang dần rời phòng thí nghiệm để tham gia lao động trong nhà máy, kho hàng. Phía sau bước chuyển ấy là hành trình chinh phục những giới hạn của cơ khí, điều khiển học và trí tuệ nhân tạo, mở ra triển vọng mới về một thế hệ robot có khả năng học hỏi và làm việc.
Bộ đôi xe điện Volvo EX90 và ES90 ra mắt Việt Nam có điểm gì đặc biệt?

Bộ đôi xe điện Volvo EX90 và ES90 ra mắt Việt Nam có điểm gì đặc biệt?

Nhờ kiến trúc thuần điện 800V và bộ vi xử lý AI đạt 254 TOPS, bộ đôi Volvo EX90 và ES90 chính thức xác lập chuẩn mực tự động hóa và an toàn mới tại Việt Nam.
Nhận định phiên giao dịch ngày 9/11: Hạ tỷ trọng nếu chỉ số đóng cửa dưới mốc 1.700 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 9/11: Hạ tỷ trọng nếu chỉ số đóng cửa dưới mốc 1.700 điểm

VN-Index đang đối mặt với áp lực điều chỉnh khi các chỉ báo kỹ thuật chưa xác nhận tín hiệu hồi phục rõ ràng. Trong ngắn hạn, chỉ số có thể tiếp tục rung lắc trong vùng 1.720-1.780 điểm, đồng thời kiểm định lại vùng hỗ trợ 1.700-1.720 điểm. Nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên quản trị rủi ro, hạn chế mua đuổi và cân nhắc hạ tỷ trọng nếu VN-Index đóng cửa dưới mốc 1.700 điểm.
PV GAS định hướng nhiệm vụ trọng tâm, chuẩn bị kế hoạch năm 2027

PV GAS định hướng nhiệm vụ trọng tâm, chuẩn bị kế hoạch năm 2027

Tổng công ty Khí Việt Nam (PV GAS) đang tập trung rà soát kết quả sản xuất kinh doanh năm 2026, đồng thời xác định các nhiệm vụ trọng tâm cho năm 2027.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 09/11/2026: Tuổi Dần vận trình khởi sắc, tuổi Tỵ cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 09/11/2026: Tuổi Dần vận trình khởi sắc, tuổi Tỵ cần thận trọng

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 09/11/2026 nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Robot dẫn chương trình tin tức hình người sinh học đầu tiên trên thế giới

Robot dẫn chương trình tin tức hình người sinh học đầu tiên trên thế giới

Tân Hoa Xã ngày 5/11 công bố hai robot hình người dẫn chương trình tin tức tại Diễn đàn Trí tuệ nhân tạo và Hiện đại hóa kiểu Trung Quốc, thuộc khuôn khổ Hội nghị Thượng đỉnh Truyền thông Thế giới lần thứ 7 diễn ra ở Bắc Kinh.
Cảnh báo đỏ từ những vụ tin tặc tấn công hệ thống làm lạnh quy mô lớn

Cảnh báo đỏ từ những vụ tin tặc tấn công hệ thống làm lạnh quy mô lớn

Các cuộc tấn công mạng liên tiếp nhằm vào hệ thống làm lạnh tại siêu thị, kho lạnh và cả cơ sở bảo quản máu ở nhiều nước châu Âu đang gióng lên hồi chuông cảnh báo về an ninh của các hệ thống điều khiển công nghiệp. Không chỉ khiến thực phẩm hư hỏng, gián đoạn chuỗi cung ứng, việc tin tặc can thiệp vào thiết bị kiểm soát nhiệt độ còn có thể đe dọa an toàn của các chế phẩm máu, thuốc và vật tư y tế.
Lưu lượng kế khí siêu âm: Thách thức đo lường trong môi trường khí pha trộn hydro

Lưu lượng kế khí siêu âm: Thách thức đo lường trong môi trường khí pha trộn hydro

Lưu lượng kế khí siêu âm đa đường (USM) từ lâu được sử dụng rộng rãi trong đo lường và chuyển giao quyền sở hữu khí tự nhiên nhờ không có bộ phận chuyển động, tổn thất áp suất thấp, dải đo rộng và nguyên lý đo thời gian truyền. Tuy nhiên, xu hướng sản xuất hydro, pha trộn hydro vào khí tự nhiên và sử dụng các loại nhiên liệu sạch đang đặt ra những thách thức mới đối với công nghệ này.
Chuẩn hóa hạ tầng sạc xe điện: Yêu cầu đồng bộ từ quy chuẩn đến thực tiễn

Chuẩn hóa hạ tầng sạc xe điện: Yêu cầu đồng bộ từ quy chuẩn đến thực tiễn

Phát triển hạ tầng sạc xe điện trên các tuyến cao tốc đang đặt ra yêu cầu đồng bộ về quy mô đầu tư, nguồn điện, an toàn kỹ thuật và khả năng tương thích. Hoàn thiện quy chuẩn và tháo gỡ những vướng mắc trong triển khai là điều kiện quan trọng để hình thành mạng lưới sạc đáp ứng nhu cầu chuyển đổi xanh của giao thông đường bộ.
Khơi dậy, phát triển tư duy sáng tạo cho giới trẻ qua cuộc thi điều khiển UAV Drone

Khơi dậy, phát triển tư duy sáng tạo cho giới trẻ qua cuộc thi điều khiển UAV Drone

Trong hai ngày 6 và 7/11/2026, tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, Sở Khoa học và Công nghệ TP. Hồ Chí Minh phối hợp với Thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh) và Công ty TNHH MTV HDFPV tổ chức vòng chung kết và trao giải Cuộc thi Sáng tạo và Điều khiển UAV Drone dành cho thanh thiếu niên TP. Hồ Chí Minh năm 2026.
master