Đồ án Ứng dụng PLC S7-300 để điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động

Đất nước ta trong quá trình phát triển với nền kinh tế thế giới.Điều này đòi hỏi các xí nghiệp không ngừng nâng cao sản xuất lao động, hạ giá thành sản phẩm để Có thể cạnh tranh và có chỗ đứng trên thị trường.Để làm được điều này các nhà máy xí nghiệp ngoài việc cải cách lại cơ cấu thì việc đổi mới dây chuyền là hết sức cần thiết.Vì thế tự động hóa đã áp dụng hầu hết trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy xí nghiệp. Với kiến thức sau năm năm học trường Đại Học Mỏ Địa Chất chuyên ngành Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ và Dầu Khí.Em được phân công về Công ty Xây Lắp Thương Mại Hải Phòng để thực tập tốt nghiệp. Sau thời gian thực tập tại công ty với sự nhiệt tình của tuổi trẻ cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Thanh Lịch và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa cùng với sự giúp đỡ của các phòng ban Công ty Xây Lắp Thương Mại Hải Phòng đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này.Với kiến thức được trang bị trong nhà trường,trong tài liệu thu được,cùng với tài liệu tham khảo. Đồ án của em đã được hoàn thành với đề tài: Ứng dụng PLC S7-300 để điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động. Đồ án của em gồm 5 chương: Chương 1. Giới thiệu tổng quan về Công Ty và công nghệ điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động của Công Ty. Chương 2. Lựa chọn thiết bị điều khiển cho trạm trộn bê tông tươi. Chương 3. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động bằng PLC S7-300 cho trạm trộn. Chương 4. Mô phỏng hệ thống trạm trộn bê tông bằng giao diện WinCC.

doc63 trang | Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 3986 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Ứng dụng PLC S7-300 để điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC Lời nói đầu Chương 1. Giới thiệu về Công Ty và công nghệ điều khiển trạm trộn bê tông 3 1.1. Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công ty 3 1.2. Đặc điểm công nghệ của trạm trộn bê tông tươi tự động 7 1.3. Giới thiệu một số bộ phận trong trạm trộn bê tông 9 Chương 2. Lựa chọn thiết bị điều khiển cho trạm trộn bê tông tươi 12 2.1. Simatic S7-300 12 2.2. Loadcell 15 2.3. Van điện từ 23 2.4. Công tắc hành trình 24 2.5. Động cơ điện 26 Chương 3. Thiết kế hệ thống điều khiển bằng PLC S7-300 cho trạm trộn bê tông 27 3.1. Xây dựng sơ đồ điện cho hệ thống trạm trộn bê tông 27 3.2. Nguyên lý vận hành 38 3.3. Lưu đồ thuật toán 39 3.4. Phân công giá trị đầu vào/Ra 42 Chương 4. Mô phỏng hệ thống trạm trộn bê tông bằng giao diện WinCC 43 4.1 Giới thiệu về WinCC 43 4.2. Cách ghép nối WinCC với S7-300 44 4.3. Giao diện mô phỏng trạm trộn bê tông tươi bằng Wincc 44 4.4. Kết quả mô phỏng trạm trộn bằng Wincc 47 Kết luận 48 Tài liệu tham khảo 49 Phụ lục 50 LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta trong quá trình phát triển với nền kinh tế thế giới.Điều này đòi hỏi các xí nghiệp không ngừng nâng cao sản xuất lao động, hạ giá thành sản phẩm để Có thể cạnh tranh và có chỗ đứng trên thị trường.Để làm được điều này các nhà máy xí nghiệp ngoài việc cải cách lại cơ cấu thì việc đổi mới dây chuyền là hết sức cần thiết.Vì thế tự động hóa đã áp dụng hầu hết trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy xí nghiệp. Với kiến thức sau năm năm học trường Đại Học Mỏ Địa Chất chuyên ngành Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ và Dầu Khí.Em được phân công về Công ty Xây Lắp Thương Mại Hải Phòng để thực tập tốt nghiệp. Sau thời gian thực tập tại công ty với sự nhiệt tình của tuổi trẻ cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Thanh Lịch và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa cùng với sự giúp đỡ của các phòng ban Công ty Xây Lắp Thương Mại Hải Phòng đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này.Với kiến thức được trang bị trong nhà trường,trong tài liệu thu được,cùng với tài liệu tham khảo. Đồ án của em đã được hoàn thành với đề tài: Ứng dụng PLC S7-300 để điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động. Đồ án của em gồm 5 chương: Chương 1. Giới thiệu tổng quan về Công Ty và công nghệ điều khiển trạm trộn bê tông tươi tự động của Công Ty. Chương 2. Lựa chọn thiết bị điều khiển cho trạm trộn bê tông tươi. Chương 3. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động bằng PLC S7-300 cho trạm trộn. Chương 4. Mô phỏng hệ thống trạm trộn bê tông bằng giao diện WinCC. Do thời gian giới hạn nên trong quá trình hoàn thành em không tránh khỏi sai sót, em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn và các bạn. Xin cảm ơn. Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY VÀ CÔNG NGHỆ TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI 1.1. Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công ty 1.1.1. Vị trí địa lý Công ty Xây lắp Thương mại Hải Phòng được xây dựng trên nền đất của công ty xây dựng Hùng Vương thuộc, quận Hồng Bàng thành phố Hải Phòng cách trung tâm thành phố Hải Phòng 5km về phía nam.Với diện tích khoảng 30.000m2 công ty ngày càng phát triển lớn mạnh. A. Đặc điểm địa lý và địa hình Phía đông: Là đường Hùng Vương (hay đường Năm cũ) Phía tây : Cách đường năm nới 1 km Phía nam : Cạnh doanh trại quân đội Phía bắc : Giáp Công ty LILAMA Đặc điểm của công ty rất thuận lợi cho việc phân phối sản xuất cũng như việc lập nguyên liệu. B. Đặc điểm khí hậu - Nhiệt độ trung bình của không khí 240C - Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí khoảng 310C - Nhiệt độ cực tiểu trung bình của không khí khoảng 310C - Nhiệt độ cực đại tuyệt đối của không khí 400 C - Nhiệt độ cực tiểu của không khí 30C - Độ ẩm trung bình của không khí hàng năm khoảng 84% - Độ ẩm trung bình thấp nhất của không khí hàng năm 12% 1.1.2. Quá trình hình thành và phát triển A. Mục đích thành lập Xuất phát từ nhu cầu xây dựng của các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, xuất phát từ nhu cầu đòi hỏi các loại vật liệu xây dựng mới đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng về trộn bê tông, Tổng Công ty Xây lắp Thương mại Hải Phòng đã thành lập Xí nghiệp gạch Lock và vật liệu xây dựng. B. Quá trình phát triển của Xí nghiệp Kể từ khi thành lập tới nay, xí nghiệp phát triển liên tục với doanh số năm nay cao hơn năm trước. Khi mới đưa vào sản xuất do chưa có sự mở rộng nên trạm trộn hoạt động với năng suất chưa cao nhưng cho tới nay trạm đã hoạt động liên tục do nhiều công trình đặt trộn và doanh thu liên tục gia tăng. 1.1.3. Cơ cấu tổ chức của Xí nghiệp A. Mô hình cơ cấu tổ chức Giám Đốc PGĐ Nhân Sự Kế Toán Trưởng PGĐ Kĩ Thuật PGĐ Kinh Doanh Phòng Nhân Sự Phòng Tổng Hợp Phòng Kế Toán Phòng Kĩ Thuật Phòng Công Nghệ Phòng Thị Trường Phòng Dự Án Đầu Tư Hình 1.1. Mô Hình cơ cấu tổ chức B. Chức năng của từng bộ phận quản lý - Giám đốc xí nghiệp chịu trách nhiệm quản lý chung toàn xí nghiệp, chịu trách nhiệm trước giám đốc Công ty giao cho hàng năm,cá khoản ngân vụ tài chính phải nộp cho Công ty cũng như trách nhiệm đối với đời sống của công nhân trong xí nghiệp. - Phó giám đốc nhân sự chịu trách nhiệm trước giám đốc xí nghiệp về kế hoạch nhân sự, như sắp xếp nhân sự vào các bộ phận sản xuất cũng như việc lo chế độ chính sách đối với người lao động trong xí nghiệp. - Kế toán trưởng chịu trách nhiệm trước giám đốc xí nghiệp về kế hoạch ngân sách của xí nghiệp như dự trừ chi phí sản xuất hàng năm thực hiện nghĩa vụ tài chính đối với nhà nước cũng như công ty, cân đối ngân sách thu chi, hach toán lỗ lãi của hoạt động sản xuất kinh doanh của xí nghiệp. - Phó giám đốc kinh doanh chịu trách nhiệm trước giám đốc xí nghiệp về hoạt động kinh doanh của xí nghiệp,như xây dựng kế hoạch tiêu thụ hàng năm, xây dựng kế hoạch mở rộng thị trường,cũng như việc đề ra các kế hoạch cạnh tranh với các doanh nghiệp khác trên thị trường. - Phó giám đốc kỹ thuật chịu trách nhiệm về sửa chữa,thay đổi cải tiến kỹ thuật các thiết bị của xí nghiệp như nâng cấp các thiết bị, thay đổi công nghệ cho phù hợp với điều kiện thực tế của xí nghiệp nhằm mang lại hiệu quả cao nhất, tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất,nghiên cứu các sản phẩm mới nhu cầu thị trường. - Phòng nhân sự chịu trách nhiệm quản lý nhân sự, trách nhiệm về các chính sách bảo hiểm xã hội y tế cũng như trợ cấp cho người lao động trong xí nghiệp. - Phòng tổng hợp chịu trách nhiệm giải quyết vấn đề chung của xí nghiệp như cung ứng cải tạo thiết bị ban phòng, mua bán vật tư văn phòng,ban hành các văn bản quyết định của giám đốc xí nghiệp chịu trách nhiệm thông tin tuyên truyền của công ty. - Phòng kế toán chịu trách nhiệm trước giám đốc xí nghiệp về thu chi ngân sách, về thu hồi công nợ,lo chi phí sản xuất cũng như các khoản nghĩa vụ tài chính đối với cấp trên và người lao động trong xí nghiệp. - Phòng kĩ thuật chịu trách nhiệm xây dựng các chỉ tiêu kĩ thuật, định mức vật tư sản xuất, cải tiến công nghệ, nâng cao tính năng của thiết bị, dự trù vật tư phụ tùng thay thế. - Phòng công nghệ chịu trách nhiệm nghiên cứu, thay đổi công nghệ, tung ra thị trường các sản phẩm mới phù hợp với thị hiếu khách hàng nhưng phải đảm bảo hiệu quả kinh tế, như điều kiện chi phí sản xuất. - Phòng thị trường chịu trách nhiệm trực tiếp với phó Giám đốc thị trường về các hoạt động tiêu thụ sản phẩm, tăng doanh số bán ra, giảm thiểu chi phí lưu thông, xây dựng các kế hoạch cạnh tranh về số lượng, giá cả về quảng cáo trên thị trường. - Phòng đầu tư chịu trách nhiệm xây dựng các dự án đầu tư có tính khả thi nhất,mang lại hiệu quả cao nhất, như các chiến lược đầu tư xây dựng ngân sách, đầu tư cũng như triển khai hoạt động đầu tư. 1.1.4. Nguồn điện cấp cho xí nghiệp Xí nghiệp dùng nguồn điện lưới quốc gia đi qua trạm hạ thế của xí nghiệp với công suất 736KVA do Liên Xô sản xuất. Trạm hạ thế này cung cấp nguồn điện cho 3 dây, thiết bị sử dụng điện ba pha đó là: + Dây chuyền trạm trộn bê tông tươi Lorev Do ITALIA sản xuất. Trạm có công suất hoạt động là 120m3/h. Đây là đây truyền hiện đại ở Hải Phòng, dây chuyền làm việc tự động hóa từ khâu đầu sản xuất cho đến khi ra sản phẩm. + Dây chuyền trạm trộn bê tông tươi Kabag do cộng hòa Liên bang Đức sản xuất với công suất hoạt động là 110m3/h. + Dây chuyền sản xuất gạch Block do công ty Masa - Handuk sản xuất. Dây chuyền có công suất hoạt động là 1000 viên p12/h, 1500 viên p6/h, 600 viên HBL2/h. Tủ Chiếu Sáng Trạm trộn bê tông 1 Trạm trộn bê tông 2 Phân xưởng sản xuất gạch Block Trạm biến áp 736 KVA . Hình 1.2. Sơ đồ điện của xí nghiệp 1.2. Đặc điểm công nghệ của trạm trộn bê tông tươi tự động 1.2.1. Sơ đồ công nghệ của trạm trộn bê tông tươi - Công nghệ trộn bê tông tươi của xí nghiệp được chia làm ba công đoạn chính: Công đoạn chuẩn cốt liệu, công đoạn cân cốt liệu và công đoạn trộn cốt liệu thành tông tươi. Đá 1 Đá 2 Cát Phễu cốt liệu Xe Skip Thùng Trộn Xả Xuống Xe vận chuyển Vít Tải Cân Xi Măng XiLo Xi Măng Nước Phụ Gia Bơm Nước Bơm PG Cân Nước Cân PG Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ của trạm trộn 1.2.2. Nguyên lý hoạt động của quá trình trộn bê tông tươi. - Sau khi có đơn đặt hàng bê tông tươi phục vụ cho công trình, công ty gửi yêu cầu cho xí nghiệp bắt đầu tiến hành trộn bê tông cho khách hàng. Mỗi trạm trộn đều có hai Xilo đã được bơm sẵn xi măng, cát + đá 1 + đá 2 đã được vận chuyển tới 3 phễu cốt liệu, Nước và chất lỏng phụ gia đã được bơm vào bình chứa để tiến hành quá trình trộn tự động dưới sự điều khiển của người vận hành. - Theo yêu cầu mác, khối lượng và số mẻ bê tông, đưa các dữ liệu đó nhập vào chương trình máy tính và khởi động cho trạm hoạt động. Đầu tiên hệ thống định lượng sẽ hoạt động, thực hiện đồng thời ba cân: cân cốt liệu, cân xi, cân nước và phụ gia: - Cân cốt liệu được thực hiện theo nguyên tắc cộng dồn: Đầu tiên mở cửa xả boongke chứa đá1, khi đã cân đủ  thì đóng cửa xả boongke đá 1 đồng thời mở cửa boongke cát, khi đã cân đủ  thì đóng cửa xả boongke cát đồng thời mở cửa boongke đá 2. Quá trình này được tiếp tục cho tới khi cân xong các thành phần cốt liệu. - Cân xi măng: Mở cửa xả đáy Xilo chứa xi măng, xi măng theo vít tải vận chuyển đổ vào thùng cân. Khi cân đủ xi măng thì vít tải dừng lại. - Cân nước và phụ gia: Nước được bơm vào thùng cân nước sau đó cân đến phụ gia. - Sau khi đã định lượng xong, cối trộn quay. Skíp trở liệu lên cối trộn, (trong trường hợp cối trộn còn bê tông hoặc cửa xả cối trộn chưa đóng thì hệ thống điều khiển sẽ không cho skíp làm việc). Khi skip lên tới vị trí xả cốt liệu thì cốt liệu được xả vào thùng trộn, đồng thời xả xi măng. Khi xả xong cốt liệu skíp sẽ về vị trí khung cân để thực hiện mẻ tiếp theo, đồng thời xả nước, phụ gia. Thời gian trộn cưỡng bức khoảng 30- 45 s. Sau thời gian trộn hỗn hợp bê tông được xả vào xe chuyên chở. Khi xả hết cối trộn đóng lại và hệ thống điều khiển tiếp tục thực hiện mẻ trộn tiếp theo. 1.3. Giới thiệu một số bộ phận trong trạm trộn bê tông 1.3.1. Vít tải xiên Chuyên dùng để vận chuyển vật liệu rời, tơi, xốp, dẻo như xi măng, cát, bột theo phương ngang hay nghiêng đến 200. Với cự ly chuyển tới 30 - 40m có năng suất đến 20 - 40m3/h. Vít tải (h1.3) gồm vỏ thép 4, trục dẫn động cơ gắn vít vận chuyển 3m, các ổ đỡ 5, phễu nạp 6 và cửa đỡ liệu 7. Trục vít quay nhờ động cơ diện 1 qua hộp giảm tốc 2. Khi quay vít vật liệu không quay theo chiều ngang của vít mà bị cuốn theo do đó có sự chuyển động tương đối giữa vật liệu và vít tải. Vít tải có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vật liệu được che kín nên không thất thoát và gây ô nhiễm môi trường. 1 2 6 5 3 4 7 Hình 1.4: Vít tải xiên 1.3.2. Cối trộn chính Trạm trộn bê tông được lắp đặt loại cối trộn cưỡng bức làm thêm việc theo chu kỳ. Dung tích bê tông đã trộn xong của cối trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ của máy, với 120m3/h. 1 2 7 4 3 5 6 Hình 1.5. Sơ đồ động học của Cối trộn chính Hệ dẫn động của cối trộn gồm động cơ điện và hộp giảm tốc 1, qua khớp nối 2 làm quay roto 7. Trên roto có lắp các tay và cách trộn, vật liệu được nạp qua ống nạp ở nắp thùng trộn, xả bê tông qua cửa đáy của thùng trộn. Để đóng mở cửa cửa đáy, dùng khí ép dẫn qua khóa 5 và van phân phối 4 tới xi lanh khí khí ép 6, để giảm ồn có lắp bộ tiêu âm 3. Việc chất tải vào thùng trộn chỉ thực hiện khi roto quay. Cốt liệu và xi măng được vào thùng trộn cùng với nước có thành thần và liều lượng xác định. Hỗn hợp được nhào trộn đồng nhất và hiệu quả rồi xả ra ngoài khi cửa đáy mở. Chương 2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TƯƠI 2.1. Giới thiệu về Simatic S7-300. PLC là viết tắt của Program logic controller là thiết bị logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình. Hình 2.1 Simatic 7-300 PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau: CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM, 314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2. Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng/số: SM321, SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374 Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365 Các module được gắn trên thanh ray như hình dưới, tối đa 8 module SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack, kết nối với nhau qua bus connector gắn ở mặt sau của module. Hình 2.2. Module phía sau Simatic Các CPU 312 IFM, 314 IFM, 31xC có tích hợp sẵn một số module mở rộng. CPU 312 IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7, I125.1; 6 ngõ ra số Q124.0,..Q124.5. CPU 313C: 24DI I124.0..126.7, 16DO Q124.0..125.7, 5 ngõ vào tương đồng AI địa chỉ 725..761, hai ngõ ra AO 752..755 CPU 314 IFM: 20 ngõ vào số I124.0..126.7, 16 DO Q124.0…125.5, 16 ngõ ra số Q124.0…Q125.7, 4 ngõ vào tương đồng PIW 128, PIW 130, PIW 132, PIW134; 1 ngõ ra tương đồng PQW 128. Module CPU: Các module CPU khác nhau có chức năng khác nhau, vận tốc xử lý lệnh… Hình 2.3 Sơ đồ module CPU Các vùng nhớ của CPU: vùng nhớ chương trình (load memory) chứa chương trình người dùng (không chứa địa chỉ ký hiệu và chú thích) có thể là RAM hay EEPROM hay CPU hay trên thẻ nhớ. Vùng nhớ làm việc (working memory) là RAM, chứa chương trình do vùng nhớ chương trình chuyển qua, chỉ các phần chương trình, ví dụ Block header, Data Block. Vùng nhớ hệ thống (System memory) phục vụ cho chương trình người dùng, bao gồm Timer, couter, vùng nhớ dữ liệu M, bộ nhớ đệm xuất nhập. PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ vòng lặp, mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét, mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng đệm ảo, tiếp theo là thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng. Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thông thường lệnh không làm việc trực tiếp cổng vào mà chỉ thông qua bộ đếm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số, việc truyền thông giữa bộ đếm ảo với ngoại vi trong giai đoạn nhập dữ liệu và thực hiện chương trình do CPU quản lý, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khá. Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như bộ phận của chương trình, chương trình xử lý ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ thời điểm nào trong vòng quét. Như vậy: Trong trạm trộn bê tông của công ty chọn PLC S7-300 - SIEMENS - ĐỨC, với CPU 314 IFM: Bộ nhớ làm việc 24KB, chu kỳ lệnh 0.3us, tích hợp sẵn 24DI/16DO, 4AI/1AO. 2.2. Giới thiệu qua về Loadcell 2.2.1. Lý thuyết về loadcell Trước đây, hầu hết các thiết bị cân trong công nghiệp sử dụng load cell cảm biến sức căng, biến đổi thành tín hiệu điện (gọi là load cell tương tự). Tín hiệu này được chuyển thành thông tin hữu ích nhờ các thiết bị đo lường như bộ chỉ thị. Một hệ thống cân dùng load cell tương tự điển hình thông thường bao gồm một hoặc một vài load cell nối song song với nhau qua một hộp nối (Junction Box) Mỗi load cell tải một đầu ra độc lập, thường 1 đến 3 mV/V. Đầu ra kết hợp được tổng hợp dựa trên kết quả của đầu ra từng load cell. Các thiết bị đo lường hoặc bộ hiển thị khuyếch đại tín hiệu điện đưa về, qua chuyển đổi ADC, vi xử lý với phần mềm tích hợp sẵn thực hiện tính toán chỉnh định và đưa kết quả đọc được lên màn hình. Đa phần các thiết bị hay bộ hiển thị hiện đại đều cho phép giao tiếp với các thiết bị ngoài khác như máy tính hoặc máy in. Những load cell này dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về tín hiệu điện áp tỉ lệ. Ưu điểm chính của công nghệ này là xuất phát từ yêu cầu thực tế, với những tham số xác định trước, sẽ có các sản phẩm thiết kế phù hợp cho từng ứng dụng của người dùng. Ở đó các phần tử cảm ứng có kích thước và hình dạng khác nhau phù hợp với yêu cầu của ứng dụng. Các dạng phổ biến: dạng kéo (shear), dạng uốn(bending), dạng nén (compression)… Tuy nhiên, khó khăn gặp phải ngay từ buổi đầu của các hệ thống này là tín hiệu điện áp đầu ra của load cell rất nhỏ(thường không quá 30mV). Những tín hiệu nhỏ như vậy dễ dàng bị ảnh hưởng của nhiều loại nhiễu trong công nghiệp như: Nhiễu điện từ: sinh ra bởi quá trình truyền phát các tín hiệu điện trong môi trường xung quanh, truyền phát tín hiệu vô tuyến điện trong không gian hoặc do quá trình đóng cắt của các thiết bị chuyển mạch công suất lớn… Sự thay đổi điện trở dây cáp dẫn tín hiệu: do thay đổi thất thường của nhiệt độ môi trường tác động lên dây cáp truyền dẫn. Do đó, để hệ thống chính xác thì càng rút ngắn khoảng cách giữa load cell với thiết bị đo lường càng tốt. Cách giải quyết thông thường vẫn dùng là giảm thiểu dung sai đầu ra của load cell. Tuy nhiên giới hạn của công nghệ không cho phép vượt quá con số mong muốn quá nhỏ. Trong khi nối song song nhiều load cell với nhau, mỗi load cell tải với một đầu ra độc lập với các load cell khác trong hệ thống, do đó để đảm bảo giá trị đọc nhất quán, ổn định và không phụ thuộc vào vị trí, hệ thống yêu cầu chỉnh định đầu ra với từng load cell riêng biệt. Công việc này đòi hỏi tốn kém về thời gian, đặc biệt với những hệ thống yêu cầu độ chính xác cao hoặc trong các ứng dụng khó tạo tải kiểm tra như cân tank, cân xilô… Tín hiệu ra chung của một hệ nhiều load cell dựa trên cơ sở đầu các tín hiệu ra trung bình của từng load cell. Điều đó gây nên dễ xảy ra hiện tượng có load cell bị lỗi mà không được nhận biết. Một khi đã nhận ra thì cũng khó khăn trong việc xác định load cell nào lỗi, hoặc khó khăn trong yêu cầu sử dụng tải kiểm tra, hay yêu cầu sử dụng các thiết bị đo lường như đồng hồ volt-ampe với độ chính xác cao, đặc biệt trong điều kiện nhà máy đang hoạt động liên tục. Thực tế còn rất nhiều yếu tố khác liên quan đến độ chính xác của hệ thống cân như: Quá trình chỉnh định hệ thống. Nhiễu rung và ồn. Do tác dụng chuyển hướng lực trong các cơ cầu hình ống. Quá trình phân tích dò tìm lỗi. Thay thế các thành phần trong hệ thống cân hoặc các hệ thống liên quan. Đi dây cáp tín hiệu dài. Môi trường hoạt động quá kín. … Không thể tính toán được trước các yếu tố ảnh hưởng này để có thể mô hình hóa trong quá trình phân tích và thiết kế. Trong khi đó điều kiện làm việc ở mỗi nơi rất khác nhau, thiết bị đo ở các xa cảm biến, tín hiệu truyền dẫn yếu dễ bị tiêu hao và nhiều loại nhiễu tác động, đặc biệt với môi trường làm việc khắc nghiệt trong nhà máy và xí nghiệp. Tín hiệu đưa về đến thiết bị đo lường khó phản ảnh trung thực giá trị thực tế. Trong khi đó, các bộ hiển thị hiện nay thường dùng hệ vi xử lý tốc độ thấp, năng lực tính toán không cao, ít thiết bị tích hợp các thuật toán xử lý chỉnh định các số liệu thu thập về, hoặc nếu có còn ở mức độ đơn giản. Do các bộ hiển thị sử dụng với nhiều loại load cell khác nhau nên các thuật toán chỉnh định chỉ mang tính tương đối, không triệt để, đặc biệt là chưa có thiết bị nào tích hợp tính năng bù sai lệch do nhiệt độ. Chức năng lọc nhiễu điện từ trường cho tín hiệu đo của các thiết bị này còn rất kém. Một yếu điểm nữa là tần số lấy mẫu thấp, do đó không thể áp dụng trong các ứng dụng mà lực tác dụng biến đổi nhanh (cân động) như các hệ thống