Bộ điều khiển Honigmann – Điều khiển lực căng chính xác cho dây chuyền sản xuất

Bộ điều khiển Honigmann được sử dụng để kiểm soát lực căng trong các dây chuyền có vật liệu chuyển động liên tục. Thiết bị đặc biệt phù hợp với quá trình cuộn, nhả cuộn và dẫn hướng dây, cáp, sợi, giấy, màng hoặc foil.

Honigmann là thương hiệu của Đức chuyên sâu về công nghệ đo và kiểm soát lực căng. Hãng phát triển đồng bộ từ cảm biến lực căng Honigmann, bộ khuếch đại tín hiệu đến bộ điều khiển. Nhờ đó, các thành phần có thể kết hợp thành một hệ thống tension control hoàn chỉnh.

Trong nhóm thiết bị điều khiển, PID Controller RV 509 Honigmann là model nổi bật. Ngoài ra, hãng còn cung cấp hệ thống MU xx-19 và giải pháp EPS Dancer cho các yêu cầu điều khiển khác nhau.

Bộ điều khiển Honigmann có nhiệm vụ gì?

Trong quá trình sản xuất, lực căng của vật liệu có thể thay đổi khi tốc độ máy tăng hoặc giảm. Đường kính cuộn thay đổi cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lực căng.

Nếu lực căng quá cao, vật liệu có thể bị kéo giãn hoặc đứt. Ngược lại, lực quá thấp dễ gây chùng, lệch vị trí và ảnh hưởng chất lượng thành phẩm.

Bộ điều khiển Honigmann xử lý vấn đề này bằng cách liên tục theo dõi giá trị tension. Giá trị đo thực tế được so sánh với giá trị lực căng đã đặt.

Khi xuất hiện sai lệch, bộ điều khiển tạo tín hiệu hiệu chỉnh cho cơ cấu của máy. Quá trình được thực hiện liên tục nhằm duy trì lực căng gần với giá trị yêu cầu.

Đây chính là nguyên lý cơ bản của hệ thống closed-loop tension control.

PID Controller RV 509 Honigmann

RV 509 là model nên được nhắc đến đầu tiên khi nói về Bộ điều khiển Honigmann.

Theo Honigmann, RV 509 là bộ điều khiển PID được thiết kế chuyên cho các quá trình pay-out và coiling. Thiết bị có thể sử dụng trên dây chuyền xử lý dây, cáp, vật liệu dệt, giấy, film và foil.

RV 509 không chỉ đơn thuần hiển thị giá trị đo. Nhiệm vụ chính của thiết bị là tham gia trực tiếp vào vòng điều khiển lực căng.

Nguyên lý điều khiển của Honigmann RV 509

Một hệ thống sử dụng RV 509 Honigmann có thể hiểu theo chuỗi:

Vật liệu → Cảm biến lực căng → Xử lý tín hiệu → RV 509 → Cơ cấu điều chỉnh → Vật liệu

Cảm biến đo lực căng hiện tại của vật liệu. Tín hiệu này được xử lý và truyền tới RV 509.

Bộ điều khiển so sánh giá trị thực tế với tension setpoint. Nếu hai giá trị khác nhau, thuật toán PID tính toán mức điều chỉnh cần thiết.

Tín hiệu điều khiển sau đó được đưa tới cơ cấu chấp hành phù hợp của máy.

Quá trình tiếp tục lặp lại trong khi dây chuyền hoạt động. Nhờ đó, hệ thống có thể phản ứng trước những biến động lực căng.

Điều khiển PID trên Bộ điều khiển Honigmann

PID là phương pháp điều khiển được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa. Ba thành phần chính gồm Proportional, Integral và Derivative.

Thành phần P phản ứng theo mức sai lệch hiện tại. Khi sai lệch tăng, mức hiệu chỉnh cũng tăng tương ứng.

Thành phần I xử lý sai lệch tích lũy theo thời gian. Nó giúp hệ thống giảm tình trạng giá trị thực tế liên tục lệch khỏi setpoint.

Thành phần D xem xét tốc độ thay đổi của sai lệch. Thành phần này hỗ trợ phản ứng trước biến động nhanh của quá trình.

Khi các thông số được thiết lập phù hợp, Bộ điều khiển lực căng Honigmann có thể duy trì quá trình ổn định hơn khi tốc độ hoặc tải thay đổi.

RV 509 Honigmann dành cho quá trình cuộn và nhả cuộn

Quá trình winding và unwinding là nơi lực căng rất dễ biến động.

Khi vật liệu được cuộn lên reel, đường kính cuộn tăng dần. Điều kiện vận hành vì vậy không còn giống thời điểm bắt đầu.

Ở chiều ngược lại, đường kính cuộn giảm liên tục khi vật liệu được nhả. Nếu hệ thống không có khả năng bù lại thay đổi này, tension có thể không ổn định.

PID Controller RV 509 Honigmann được hãng định hướng cho chính những quá trình này.

Thiết bị có thể trở thành trung tâm xử lý trong vòng điều khiển. Cảm biến cung cấp giá trị thực tế, còn RV 509 tính toán tín hiệu điều chỉnh theo setpoint.

MU xx-19 Honigmann – Hệ thống đo và điều khiển dạng module

Ngoài RV 509, Honigmann còn phát triển MU xx-19.

Điểm khác biệt của MU xx-19 nằm ở cấu trúc module. Hệ thống có thể được cấu hình theo yêu cầu của từng ứng dụng.

Các chức năng liên quan đến khuếch đại, hiển thị và điều khiển PID có thể được tích hợp trong hệ thống 19 inch.

Thiết kế này phù hợp với những dây chuyền cần nhiều chức năng đo và xử lý trong cùng một hệ thống.

Thay vì sử dụng nhiều thiết bị độc lập, người dùng có thể xây dựng cấu hình MU theo yêu cầu của máy.

Bộ điều khiển PID dạng card 19 inch Honigmann

Honigmann cung cấp giải pháp PID Controller dưới dạng card cho hệ thống MU.

Thiết kế dạng plug-in giúp bộ điều khiển trở thành một phần của hệ thống điện tử đo lường. Đây là hướng khác so với sử dụng một bộ điều khiển độc lập.

Card PID được hãng phát triển cho nhiệm vụ điều khiển tension. Khi kết hợp với bộ khuếch đại và thiết bị hiển thị tương thích, hệ thống có thể vừa tiếp nhận tín hiệu vừa thực hiện điều khiển.

Cấu hình cụ thể cần được xác định theo cảm biến và hệ thống đang sử dụng.

EPS Dancer Honigmann

EPS Dancer Honigmann là một giải pháp khác dành cho kiểm soát lực căng.

Dancer được sử dụng trong nhiều dây chuyền cuộn và nhả vật liệu. Vị trí của dancer thay đổi theo tình trạng lực căng và lượng vật liệu dự trữ.

Giải pháp EPS của Honigmann sử dụng nguyên lý điện-khí nén để điều chỉnh lực căng.

Một ưu điểm của dancer là khả năng đóng vai trò bộ tích trữ vật liệu. Điều này hữu ích khi tốc độ giữa các công đoạn thay đổi trong thời gian ngắn.

EPS Dancer vì vậy có thể được xem là giải pháp bổ sung cho các hệ thống cần phản ứng linh hoạt trước biến động của quá trình.

Các dòng Bộ điều khiển Honigmann đáng chú ý

Không phải tất cả thiết bị trong bảng đều là bộ điều khiển độc lập. Một số model là thành phần điện tử được sử dụng để xây dựng hệ thống đo và điều khiển Honigmann hoàn chỉnh.

Dòng Bộ Điều Khiển Tích Hợp Hiển Thị (Panel Mount Controllers)

Dòng HCC-01 / HCC Series:

Bộ điều khiển lực căng chuyên dụng với màn hình hiển thị trực quan, hỗ trợ thuật toán điều khiển PID chuyên biệt cho vật liệu cuộn (xả cuộn - unwinding, thu cuộn - rewinding).

Cho phép lưu trữ cấu hình cho từng loại vật liệu (recipe management), tích hợp tính năng mềm (soft-start, ramp function) tránh hiện tượng giật đứt dây/sợi khi khởi động máy.

MU 621-Limit / MU 621-C:

Dạng mô-đun lắp trên mặt tủ điện (Panel mount), kết hợp giữa bộ khuếch đại tín hiệu TS 621 và bộ xử lý logic ngưỡng cảnh báo/điều khiển.

Hỗ trợ các đầu ra Relay để ngắt khẩn cấp hoặc kích hoạt thiết bị cảnh báo khi lực căng vượt ngoài dải an toàn (Min/Max limit).

Dòng Mô-đun Điều Khiển Kỹ Thuật Số (Digital Signal Conditioners & Regulators)

TSA-C / TS-Controller Series:

Dạng mô-đun gắn thanh DIN rail trong tủ điện, giao tiếp trực tiếp với PLC qua các chuẩn bus công nghiệp (Modbus RTU, Profibus, Profinet, CANopen).

Thường được dùng trong các dây chuyền hiện đại nơi mà PLC đóng vai trò quản lý chung, còn mô-đun Honigmann xử lý thuật toán PID tốc độ cao độc lập cho từng trạm xả/thu cuộn.

Bộ điều khiển Honigmann kết hợp cảm biến lực căng

Một bộ điều khiển sẽ không thể biết lực căng thực tế nếu không có tín hiệu phản hồi.

Honigmann cung cấp nhiều dòng cảm biến lực căng cho nhiệm vụ này. Các series đáng chú ý gồm WTS, CLS, RFS, Tritens, SK và Sensor Roll.

WTS là cảm biến dạng flange sử dụng strain gauge. Dòng này có nhiều tải danh định khác nhau.

RFS hướng đến hệ thống đo lực với roller. Các dòng RFS 150, RFS 160 S và RFS 200 đáp ứng nhiều mức lực.

Tritens lại phù hợp khi cần đo trực tiếp trên dây hoặc cáp. Ví dụ, Tritens 136.3 S30 có thể làm việc với cáp đường kính lớn hơn.

Việc lựa chọn bộ điều khiển vì vậy cần xem xét cả loại cảm biến đang được sử dụng.

Kết hợp bộ khuếch đại tín hiệu Honigmann

Giữa cảm biến và bộ điều khiển thường có thiết bị điện tử xử lý tín hiệu.

Honigmann cung cấp các dòng TENSIOTRON TS 503, TS 481 và TE 510 N cho những cấu hình khác nhau.

TS 503 được thiết kế cho cảm biến strain gauge. Model này sử dụng nguồn 24 VDC và có thể cung cấp tín hiệu điện áp hoặc dòng điện tùy cấu hình.

TS 481 cũng thuộc nhóm thiết bị xử lý tín hiệu strain gauge và có thể làm việc với một số dòng cảm biến Honigmann.

TE 510 N được thiết kế cho hệ thống sử dụng measuring cell điện dung.

Do nguyên lý tín hiệu khác nhau, cần kiểm tra sự tương thích giữa cảm biến – bộ khuếch đại – bộ điều khiển Honigmann trước khi đặt hàng.

Một hệ thống điều khiển lực căng Honigmann hoàn chỉnh

Có thể hình dung hệ thống theo bốn tầng chức năng.

Tầng 1 – Đo lực

Cảm biến tiếp nhận lực tác động từ dây, cáp hoặc vật liệu.

Tầng 2 – Xử lý tín hiệu

Bộ khuếch đại chuyển tín hiệu cảm biến thành dạng phù hợp cho thiết bị tiếp theo.

Tầng 3 – Điều khiển

RV 509 hoặc bộ PID tương thích nhận giá trị tension và so sánh với setpoint.

Tầng 4 – Điều chỉnh máy

Tín hiệu đầu ra tác động lên cơ cấu điều chỉnh của dây chuyền.

Cấu trúc này tạo thành vòng kín. Mọi thay đổi sau điều chỉnh lại được cảm biến ghi nhận và phản hồi về bộ điều khiển.

Để biết thêm thông tin chi tiết về Bộ điều khiển Honigmann vui lòng liên hệ trực tiếp tới công ty chúng tôi 

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ HOÀNG THIÊN PHÁT

Địa chỉ: 237/49C Phạm Văn Chiêu , Phường An Hội Tây, TP.Hồ Chí Minh, Việt Nam

Sales4:  0938.804.977               

Email:  sales4@hoangthienphat.com                  

Trang web : https://dailythietbidietkhuan.com/