Thiết kế hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ cho lò sấy gỗ tại công ty nội thất xuất khẩu shinec hải phòng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
CHO LÕ SẤY GỖ TẠI CÔNG TY NỘI THẤT XUẤT KHẨU
SHINEC - HẢI PHÕNG.

NGÀNH: CÔNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
MÃ NGÀNH: 102

Giáo viên hướng dẫn

: TS. Hồng Việt

Sinh viên thực hiện

: Hồng Văn Chuyền

Khố học

: 2004 – 2008.

Hà Tây, 2008


1
LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hồn thành khố luận tốt nghiệp, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu
sắc tới thầy giáo T.S Hồng Việt, người đã hướng dẫn tận tình trong thời gian

tơi làm khố luận này. Qua đây, tơi cũng gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo trong
khoa Công nghiệp phát triển nông thôn đã giúp đỡ tôi hồn thành khố luận này.
Nhân đây, tơi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới ban lãnh đạo và các
công nhân tại Công ty nội thất xuất khẩu Shinec - Hải Phịng đã tạo điều kiện
cho tơi thực tập tại Cơng ty để thực hiện khố luận.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè đã
luôn động viên ủng hộ tôi trong thời gian qua.
Xuân Mai, Ngày 9 tháng 5 năm 2008
Sinh viên

Hoàng Văn Chuyền


2
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của nền cơng nghiệp thì ngày càng
nhiều các dây chuyền sản xuất tự động được đưa vào trong quá trình sản xuất.
Các dây chuyền này giúp cho việc sản xuất thuận tiện hơn, khơng tốn nhiều lao
động, giảm chi phí sản xuất.
Nếu trên thế giới, tự động hoá là sự lựa chọn không thể tránh khỏi trong
mọi lĩnh vực của nền kinh tế, nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao cho xã
hội và khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường, chắc chắn ở Việt Nam sẽ
trở thành một trong các công cụ quan trọng phục vụ cho sự nghiệp cơng nghiệp
hố hiện đại hố đất nước.
Trong các nhà máy cơng nghiệp nói chung và cơng ty nội thất xuất khẩu
Shinec - Hải Phịng nói riêng, thì việc áp dụng các dây chuyền tự động trong
sản xuất đang là một yêu cầu cấp bách, để có thể cạnh tranh được trên thị
trường thời hội nhập hiện nay. Chính vì vậy tơi chọn khố luận: “ Thiết kế hệ
thống tự động điều khiển nhiệt độ cho lò sấy gỗ tại công ty nội thất xuất
khẩu Shinec - Hải Phịng”. Khố luận gồm những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
Chương 2: Cấu tạo và hoạt động của lị sấy gỗ tại cơng ty Shinec - Hải
Phòng.
Chương 3: Cơ sở lý luận.
Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển.
Với sự hướng dẫn tận tình của thầy T.S Hồng Việt và các thầy trong bộ
mơn, tơi đã hồn thành khố luận này. Do thời gian và điều kiện có hạn, nên
khố luận khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tơi rất mong được sự
đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khố luận của tơi được hồn
thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!


3

ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Cùng với
đó thì nhu cầu về nguyên vật liệu là một yêu cầu không thể thiếu. Chất lượng
nguyên vật liệu là một bài toán lớn đối với các nhà sản xuất.
Gỗ là một loại vật liệu mà từ xa xưa con người đã biết sử dụng trong các
cơng trình xây dựng và các đồ dùng sử dụng trong sinh hoạt. Tuy nhiên các loại
gỗ được sử dụng thường là các loại gỗ quý nên chất lượng được đảm bảo.
Nhưng với tình trạng các loại tài nguyên ngày càng cạn kiệt do việc khai thác
quá mức của con người, thì các loại gỗ quý ngày càng hiếm. Vì vậy yêu cầu
chúng ta phải sử dụng hợp lý hơn tài nguyên gỗ, phải có những phương pháp
xử lý, bảo quản và chế biến các loại gỗ để có được chất lượng tốt hơn, thời gian
sử dụng lâu hơn. Một trong những nguyên nhân làm gỗ kém chất lượng là độ
ẩm của gỗ không được đảm bảo điều này gây ra hiện tượng gỗ bị cong, vênh,
mối, mọt...
Để khắc phục hiện tượng này thì trong quá trình gia cơng chế biến và sử

dụng, đối với mỗi loại hình sản phẩm thì gỗ phải được sấy khơ đến độ ẩm nhất
định. Vì vậy ta cần có một cơng nghệ sấy hiện đại với một chương trình điều
khiển chính xác để nâng cao chất lượng sấy và đáp ứng được yêu cầu chi phí
sản xuất phù hợp với giá thành thị trường.
Ở nước ta, trong những năn gần đây bộ điều khiển lập trình PLC được sử
dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp như là một giải pháp điều khiển lý
tưởng cho việc tự động hố các q trình sản xuất. Bộ điều khiển lập trình PLC
được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng Rơle
và các thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và
linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản, dễ dàng thay đổi
công nghệ sản xuất, không gian lắp đặt nhỏ, độ tin cậy cao và tốc độ xử lý khá
lớn.


4
Việc ứng dụng PLC vào để điều khiển nhiệt độ cho lò sấy gỗ sẽ đáp ứng
được các yêu cầu đặt ra như: chất lượng sấy được đảm bảo, điều khiển chính
xác, khơng tốn nhiều nhân cơng sản xuất, giảm chi phí đầu ra. Vì vậy tơi quyết
định chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ cho lị sấy gỗ
tại cơng ty nội thất xuất khẩu Shinec - Hải Phòng”. Kết quả nghiên cứu của
đề tài có thể là giải pháp kỹ thuật hữu hiệu áp dụng vào thực tiễn sấy gỗ ở Việt
Nam, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất.


5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan nghiên cứu về công nghệ sấy gỗ
1.1.1. Khái quát chung về công nghệ sấy gỗ
a. Khái niệm về sấy gỗ

Sấy gỗ là quá trình khử ẩm từ gỗ bằng cách làm chất ẩm trong gỗ bay
hơi. Trong kỹ thuật, đôi khi người ta nén vật liệu để đẩy ẩm ra; nhưng đối với
gỗ người ta không dùng phương pháp này.
Hàm lượng nước chứa trong gỗ được đặc trưng bằng độ ẩm của gỗ, là
hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một đơn vị khối lượng gỗ.
b. Mục đích của sẫy gỗ
Mục đích của sấy gỗ là để nâng cao độ bền của cơng trình và sản phẩm
từ gỗ.
- Sấy gỗ để gỗ không bị mốc, mục, mọt, mối xâm hại; giữ được ổn định
hình dạng, kích thước, giảm được cong vênh, nứt nẻ lúc gia công và sử dụng.
- Sấy gỗ để giảm trọng lượng chi tiết, cơng trình gỗ; bảo đảm được chất
lượng dán keo và trang sức bề mặt.
c. Tầm quan trọng của sấy gỗ
Gỗ phải được sấy trong bất kỳ một q trình gia cơng, chế biến gỗ nào
(sản xuất đồ mộc, sản xuất gỗ dán, ván nhân tạo, sản xuất kết cấu xây dựng từ
gỗ, chế biến song mây tre, làm hàng thủ công mỹ nghệ…)
Sử dụng gỗ tươi, hoặc gỗ sấy có độ ẩm chưa đạt yêu cầu sẽ dẫn đến giảm
thời gian sử dụng sản phẩm, hoặc huỷ bỏ (hàng sơn mài xuất khẩu bị nứt, hàng
song mây tre bị mốc, chi tiết đồ mộc bị cong vênh, co rút, giãn nở không lắp
lẫn được, hoặc lắp xong bị nứt, bị lỏng…;kết cấu xây dựng bị mục mọt…).
Đưa chất ẩm từ gỗ ra, đảm bảo chất lượng gỗ sấy rất khó khăn; đó là bề
dày của vật liệu và sự thay đổi kích thước gỗ lúc độ ẩm thay đổi. Sự thay đổi
kích thước gỗ sấy lúc điều khiển q trình sấy có thể dẫn đến nứt, cong vênh và
các khuyết tật khác.


6
Vì vậy nhiệm vụ chủ yếu của sấy gỗ là giảm đều độ ẩm toàn chồng gỗ,
trong thanh gỗ đem sấy theo tiết diện và chiều dài lúc đảm bảo chất lượng vật
liệu.

Sản phẩm gỗ và cơng trình từ gỗ khơng sấy sẽ chóng bị hư hỏng. Đồ
mộc từ gỗ tươi sẽ bị hư hỏng sau ít tháng sử dụng. Kết cấu xây dựng từ gỗ tươi
sẽ phải sửa chữa thay thế, dẫn đến tổn thất. Gỗ xẻ tươi sẽ bị hư hỏng ngay cả
trong quá trình vận chuyển.
Mặt khác, sấy gỗ khơng đảm bảo quy trình, khơng theo chế độ sấy phù
hợp từng loại gỗ, loại vật liệu thân thảo, theo độ ẩm ban đầu sẽ dẫn đến nhiều
khuyết tật gỗ sấy; giảm tỷ lệ thành khí gỗ sấy và thành khí gỗ lúc gia cơng tiếp
theo.
Thời gian sấy gỗ lại dài nhất trong q trình gia cơng chi tiết sản phẩm
và cơng đoạn sấy gỗ. Vì vậy nâng cao kiến thức về kỹ thuật sấy gỗ và kỹ năng
thực hành cho cán bộ, công nhân sấy gỗ cần phải hết sức coi trọng.
d. Môi trường sấy
Sấy gỗ thực chất là một quá trình làm bay hơi nước trong gỗ, là q trình
làm khơ gỗ. Trong kỹ thuật sấy gỗ, thông thường gỗ được làm khô trong môi
trường không khí nóng hoặc hơi đốt. Khơng khí và hơi đốt trong kỹ thuật sấy
thường được gọi là môi trường sấy. Gỗ sấy có chóng khơ hay khơng là do điều
kiện trạng thái của mơi trường sấy quyết định. Q trình sấy, ngồi đặc điểm,
tính chất của ngun liệu sấy, phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt độ, độ ẩm và tốc
độ chuyển động của môi trường sấy.
e. Khái niệm về độ ẩm của gỗ
Quá trình sấy gỗ là quá trình rút nước trong gỗ ra, tức là quá trình làm
bay hơi nước trong gỗ - q trình làm khơ gỗ. Lượng nước chứa trong gỗ tồn
tại dưới nhiều dạng khác nhau. Như ta đã biết, nước tồn tại ở trong gỗ dưới hai
dạng chủ yếu: nước liên kết và nước tự do.
Nước tự do là nước nằm trong các không bào, ruột tế bào gỗ tức là nằm
trong hệ thống mao quản của gỗ, nên còn gọi là nước mao quản.


7
Nước liên kết: là lượng ẩm nằm trong vách tế bào, giữa các bó cellulose.

Ranh giới giữa hai loại nước trên quyết định điểm bão hoà thớ gỗ.
* Độ ẩm tương đối của gỗ
Độ ẩm tương đối của gỗ là hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một
đơn vị khối lượng gỗ tươi và tính bằng cơng thức sau đây:
Wa 

Trong đó:

G  G0
.100%
G

G: Khối lượng gỗ ban đầu.
G0: Khối lượng gỗ khô kiệt
Wa: Độ ẩm tương đối (%).

Độ ẩm tương đối của gỗ biến thiên từ 0% đến 100%.
* Độ ẩm tuyệt đối của gỗ
Độ ẩm tuyệt đối của gỗ là hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một
đơn vị trọng lượng gỗ khơ kiệt và tính bằng công thức:
W

G - G0
.100%
G0

Trong thực tế người ta hay dùng khái niệm về độ ẩm tuyệt đối và khi nói
đến độ ẩm của gỗ tức là nói đến độ ẩm của gỗ.
Độ ẩm tuyệt đối của gỗ biến thiên từ 0 – (+∞).
* Độ ẩm thăng bằng của gỗ

Nếu để trong mơi trường khơng khí có nhiệt độ và độ ẩm khơng đổi
(0%<φ<100%) 2 mẫu gỗ: một mẫu có độ ẩm lớn hơn 30% và một mẫu khác có
độ ẩm khoảng 0%. Trong quá trình quan sát theo dõi thấy mấu gỗ có độ ẩm cao
dần dần khơ đi và mẫu gỗ khơ bị ẩm dần lên. Q trình đó gọi là q trình cân
bằng ẩm độ của gỗ.
f. Các phương pháp sấy gỗ
* Hong phơi
Hong phơi là một phương pháp sấy đơn giản nhất, ít tốn kém và được sử
dụng rộng rãi, kể cả trong sản xuất công nghiệp, hong phơi cũng được quan
tâm đúng mức và được chú ý cân nhắc trong khi lựa chọn và áp dụng các


8
phương pháp sấy hiện đại. Ở hầu hết các nước sấy tự nhiên được sử dụng và
được coi là một phương pháp sấy trước (sơ bộ), nhằm giảm độ ẩm của gỗ sấy
trước khi đưa vào sấy công nghiệp.
* Sấy chân không
Sây chân không đã từ lâu là một phương pháp sấy kỹ thuật được sử dụng
để sấy các loại vật liệu khác nhau, kể cả trong lĩnh vực sấy gỗ. Đối với các loại
“gỗ khơ chậm và khó sấy”, sấy chân khơng có một vị trí đáng kể nhằm rút ngắn
thời gian sấy và cải thiện được chất lượng sấy.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy chân không là sự phụ thuộc điểm
sôi của nước vào áp suất. Nếu làm giảm áp suất trong một thiết bị chân khơng
xuống đến áp suất mà ở đó nước trong gỗ bắt đầu sôi và bốc hơi, sẽ tạo theo tiết
diện ngang của ván sấy một chênh lệch áp suất và qua đó hình thành nên một
dịng ẩm chuyển động trong gỗ theo hướng từ trong ra bề mặt gỗ.
* Sấy ngưng tụ ẩm
Sấy ngưng tụ ẩm bằng thiết bị lạnh đã được nhập vào nước ta trong
những năm gần đây. Thiết bị sấy làm việc theo nguyên lý sấy ngưng tụ ẩm và
là một phương pháp đã được sử dụng từ lâu để sấy các loại vật liệu khác nhau.

Hiệu quả của phương pháp sấy này trong lĩnh vực sấy gỗ còn tuỳ thuộc vào rất
nhiều yếu tố và cần được cân nhắc lựa chọn tuỳ theo điều kiện cụ thể của từng
cơ sở sản xuất.
* Sấy cao tần
Sấy gỗ trong từ trường điện xoay chiều có tần số cao được gọi là sấy cao
tần. Trong phương pháp sấy cao tần này, gỗ ướt là một chất điện môi nằm giữa
hai tấm bản cực. Các tấm bản cực đóng vai trị truyền tải sóng điện từ cao tần.
Tần số ở đây nằm trong khoảng từ 3 đến 50 MHz.
* Sấy hơi nước quá nhiệt
Phương pháp sấy hơi nước quá nhiệt là phương pháp sử dụng trực tiếp
hơi nước nóng quá nhiệt làm môi trường sấy và được áp dụng ngày càng nhiều
trong kỹ thuật sấy gỗ xẻ và được coi là một giải pháp nhằm tăng cường năng


9
lực sấy và tăng hiệu quả kinh tế của quá trình sấy. So với phương pháp sấy
truyền thống trong mơi trường khơng khí, thì thơng thường sấy trong mơi
trường hơi nước nóng quá nhiệt thời gian sấy sẽ ngắn hơn một cách đáng kể.
Phương pháp này rất phù hợp cho sấy gỗ lá kim và các loại gỗ tạp lá rộng, nhiệt
độ sấy luôn luôn lớn hơn 100oC ( thường sấy ở khoảng 110oC).
* Sấy quy chuẩn (sấy gián tiếp trong mơi trường khơng khí)
Sấy gián tiếp được phân biệt với sấy trực tiếp ở chỗ, đối với phương
pháp sấy trực tiếp - gỗ được gia nhiệt trực tiếp từ nguồn nhiệt, còn sấy gián tiếp
là phương pháp sấy mà gỗ được gia nhiệt thông qua môi truờng sấy, tức là
nguồn nhiệt sẽ cung cấp nhiệt cho môi trường sấy và gỗ nằm trong môi trường
sấy ấy sẽ được môi trường sấy ấy làm nóng lên thơng qua hiện tượng truyền
nhiệt và nhờ nguồn nhiệt được hấp thụ ấy sẽ thực hiện q trình bay hơi và làm
cho gỗ khơ dần đi. Môi trường sấy được sử dụng ở đây chủ yếu là khơng khí một loại mơi trường sẵn có trong thiên nhiên xung quanh ta.
* Sấy bằng năng lượng mặt trời
Sử dụng năng lượng mặt ở dạng ánh nắng bức xạ có thể bằng các cách

sau đây: Pin nhiệt điện, tấm hấp thụ bức xạ nhiệt hoặc sử dụng trực tiếp bức xạ
mặt trời (Hong phơi).
Sử dụng bức xạ mặt trời trực tiếp đã được áp dụng từ xa xưa trong lĩnh
vực sấy gỗ và được gọi là hong phơi tự nhiên. Trong những năm gần đây ngành
sấy gỗ cũng đã bắt đầu nghiên cứu áp dụng dạng “Tấm hấp thụ bức xạ nhiệt”
để sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời.
* Sấy gỗ trong chất lỏng
Trước khi ngâm tẩm bảo quản gỗ, người ta cho gỗ tươi vào làm nóng
trong chất lỏng ( dầu kreo đốt ở nhiệt độ 120 – 250oC) và gỗ khô rất nhanh.
Đặc điểm của cơ chế sấy gỗ trong chất lỏng là quá trình sấy xuất hiện sự
giảm mạnh độ ẩm theo bề dày. Hạn chế và tránh hiện tượng đó chỉ bằng cách
tăng thời gian sấy và đưa độ ẩm trung bình cuối cùng đến đại lượng gần độ ẩm


10
thăng bằng của gỗ. Phụ thuộc vào nhiệt độ chất lỏng, thời gian sấy có thể ngắn
hơn sấy bằng hơi nước từ 5 – 15 lần.
* Sấy ly tâm
Phương pháp này ở Thụy Sỹ đã đề xuất. Đó là phương pháp dùng lực ly
tâm để tăng chuyển động chất ẩm tự do đã có trong gỗ ra ngồi bề mặt gỗ.
Gỗ sấy được đặt trên bàn quay, mục đích và lợi thế của phương pháp này
chưa được nghiên cứu kỹ nên chưa được áp dụng rộng rãi.
1.1.2. Xu hƣớng phát triển công nghệ sấy gỗ trên thế giới
Thời kỳ gia công gỗ bằng thủ công, người ta hong phơi gỗ xẻ để giảm độ
ẩm của gỗ trước lúc sản xuất đồ mộc. Đến thế kỷ XIX, một số xưởng gỗ của
đường sắt, xưởng làm nhạc cụ có khối lượng tương đối lớn, có yêu cầu cao về
mặt chất lượng, lúc đó mới bắt đầu xây dựng lị sấy thủ cơng. Từ đó mới có đề
tài nghiên cứu chế độ sấy. Năm 1875 đã bắt đầu xây dựng lò sấy dùng mơi
trường sấy bằng khơng khí nóng, hơi q nhiệt và khí đốt.
Cơng nghiệp gia cơng cơ giới gỗ phát triển mạnh mẽ, những lị sấy,

phương pháp sấy thủ cơng cũ kỹ, năng suất thấp, chất lượng sấy kém đã không
thể đáp ứng yêu cầu khối lượng gỗ sấy ngày càng lớn của các nước cơng
nghiệp phát triển. Các lị sấy công suất lớn, công nghệ thiết bị tiên tiến được
xây dựng ở các nhà máy chế biến tổng hợp gỗ.
Các lị sấy ván bóc, ván lạng, sấy dăm, sấy tre…để làm ván nhân tạo
xuất hiện ngày càng phong phú.
Các công trình nghiên cứu lý luận về bản chất của quá trình sấy gỗ, các
phương pháp, quy trình, chế độ sấy gỗ với nhiều loại môi trường, nguyên liệu
sấy trong các kiểu lò sấy khác nhau ngày càng phát triển sâu rộng ở các nước
trên thế giới.
Xu hướng phát triển chủ yếu hiện nay là hồn thiện kỹ thuật cơng nghệ
sấy để thời gian sấy ngắn, năng suất chất lượng cao, giá thành rẻ.
Tháng 4 năm 2003, ở Maxcva, Hội khoa học kỹ thuật cơng nghiệp gỗ và
giấy tồn Liên bang Nga, và các công ty sản xuất đã tổ chức Hội nghị khoa


11
học: “Sấy gỗ, thực trạng và phương hướng giải quyết”. Các đại biểu đã đề cập
những vấn đề tổng hợp để bảo đảm hồn thiện cho cơng nghệ, kỹ thuật sấy gỗ
như:
- Thực trạng kỹ thuật, nguyên tắc, phương pháp sấy gỗ.
- Những công nghệ và thiết bị mới.
- Yêu cầu và chất lượng gỗ.
- Trang bị, thiết bị kiểm tra và hệ thống quản lý quá trình sấy.
- Hiệu quả kinh tế của các phương pháp sấy và công nghệ sấy.
- Tự động hố và điều khiển quy trình sấy.
- Chương trình hố chế độ sấy bằng cơng nghệ thông tin hiện đại.
Ngày nay trên thế giới, công nghệ sấy đã phát triển rất cao. Các công
nghệ mới được áp dụng, hiệu quả hơn chẳng hạn như: công nghệ sấy bằng năng
lượng mặt trời, cơng nghệ sấy vi sóng, đáp ứng được các yêu cầu về chất

lượng, thời gian và giá thành sản phẩm.
1.1.3. Công nghệ sấy gỗ ở Việt Nam
Ở nước ta công nghiệp gia công chế biến gỗ, sản xuất hàng hoá tiêu dùng
và xuất khẩu chất lượng cao chưa phát triển, nên kỹ thuật và công nghệ sấy gỗ
cũng phát triển chậm và kém.
Trước năm 1975, chỉ có ít lị sấy chu kỳ tuần hồn sấy bằng hơi đốt hay
hơi nước ở miền Nam và các xí nghiệp sản xuất đồ gỗ, đồ mộc ở miền Bắc để
sấy gỗ xẻ làm nhạc cụ, học cụ, đồ chơi, ván bóc, dăm cho ván dăm với những
quy trình và chế độ sấy áp dụng cho lò sấy nhập nội được cải tiến.
Công tác nghiên cứu khoa học về sấy gỗ chưa được quan tâm đúng mức,
mới có một vài đề tài nghiên cứu về phân loại gỗ sấy, kỹ thuật sấy, thiết kế lò
sấy.
Những năm cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI, gỗ rừng tự nhiên đã bị kiệt
quệ. Công nghiệp chế biến gỗ mềm từ rừng tự nhiên và rừng trồng làm vật liệu
xây dựng, làm đồ mộc dùng trong nước và nhất là làm hàng xuất khẩu phát
triển với quy mô ngày càng lớn, yêu cầu chất lượng ngày càng cao thì cơng tác


12
nghiên cứu xây dựng các lị sấy gỗ cơng nghiệp mới trở thành yêu cầu khách
quan và cấp bách. Thực trạng cơng tác nghiên cứu về sấy gỗ, các lị sấy gỗ, kỹ
thuật và công nghệ sấy gỗ cũng như đội ngũ cán bộ nghiên cứu, giảng dạy, cán
bộ kỹ thuật và cơng nhân vận hành gỗ sấy gỗ cịn rất thiếu và yếu.
Nhiều vấn đề lớn đang đặt ra từ thực tế như: Phải nhanh chóng nhận thức
được ý nghĩa và tầm quan trọng của khâu sấy gỗ trong sản xuất đồ gỗ dùng
trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nước ta, trong hội nhập kinh tế quốc tế, cạnh
tranh gay gắt về chất lượng, giá cả hàng hoá. Phải nhanh chóng tổ chức lại và
đẩy mạnh nghiên cứu khoa học, đào tạo đội ngũ cán bộ, nghiên cứu giảng dạy,
cơng nhân sản xuất có trình độ đáp ứng yêu cầu thời đại; đẩy mạnh khâu chế
tạo thiết bị lị sấy, máy móc kiểm tra chế độ sấy và lị sấy, đặc biệt là các thiết

bị tự động hóa trong các khâu sấy để có được sản phẩm có chất lượng cao và
giá thành cạnh tranh.
Như vậy, nghiên cứu thiết kế cải tiến, hồn thiện cơng nghệ và thiết bị
sấy gỗ ở Việt Nam đang là yêu cầu cấp thiết.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế được một hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lị sấy gỗ có thể ứng
dụng sấy cho nhiều loại gỗ khác nhau đảm bảo mức độ tự động hoá cao, chất
lượng sản phẩm gỗ sấy đáp ứng nhu cầu xuất khẩu.
1.3. Đối tƣợng nghiên cứu
Hệ thống lò sấy thực tế đã và đang hoạt động ở Công ty nội thất xuất
khẩu Shinec - Hải Phịng.
Hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ sấy có tính khả thi cao, các phần
tử, bộ phận cấu thành hệ thống là thơng dụng sẵn có ở Việt Nam.
1.4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ giới hạn ở thiết kế nguyên lý và thiết kế kỹ thuật, chưa xây
dựng mơ hình điều khiển thực tế.


13
1.5. Nội dung nghiên cứu chính
- Phân tích đánh giá tình hình cụ thể về sấy gỗ ở Cơng ty nội thất xuất
khẩu Shinec - Hải Phòng.
- Tạo lập những cơ sở lý luận.
- Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống.
- Nghiên cứu thiết kế một hệ thống.
- Lập trình cho hệ thống bằng phần mềm.
1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện nội dung đặt ra, đảm bảo mục đích yêu cầu của đề tài các
phương pháp nghiên cứu chủ đạo được sử dụng là:
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp những cơ sở lý luận.

+ Điều tra khảo sát thực tế để làm cơ sở cho việc lựa chọn và đề xuất
phương án thiết kế.
+ Các phương pháp thiết kế, phân tích tổng hợp các hệ thống điều khiển.


14
Chƣơng 2
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ SẤY GỖ TẠI
CƠNG TY SHINEC - HẢI PHỊNG
Hiện nay, tại Cơng ty cổ phần nội thất Shinec - Hải Phịng đang sử dụng
ba kiểu lị sấy: Lị sấy thủ cơng, lị sấy bán tự động, lị sấy tự động hồn tồn.
2.1. Lị sấy thủ cơng
2.1.1. Cấu tạo
Ở lị sấy thủ cơng q trình vận hành và điều khiển các thơng số chế độ
sấy hồn tồn do cơng nhân thực hiện. Gồm các bộ phận sau: Nồi hơi, buồng
sấy, hệ thống dẫn hơi nóng, và tủ điện.
- Nồi hơi: Là thiết bị cung cấp hơi nước cho tất cả các lò sấy trong nhà
máy. Nhiên liệu để đun làm sôi nước được tận dụng từ mùn cưa có sẵn trong
nhà máy.
- Buồng sấy: Gồm 4 buồng sấy với dung tích mỗi buồng 30 m3. Sấy
được khoảng 15 đến 17 m3 gỗ/1 mẻ. Tường của buồng sấy được làm bằng bê
tông xốp, và sơn cách nhiệt cách ẩm. Bên trong buồng sấy được bố trí:
+ Một giàn tản nhiệt;
+ 5 quạt thơng gió, cơng suất mỗi quạt là 1,1 KW;
+ Hai cửa thoát ẩm;
+ Một ống dẫn hơi nước phun ẩm dưới dạng sương mù;
+ Một nhiệt kế để đo nhiệt độ lò sấy.
- Hệ thống dẫn hơi nước: là các ống kẽm, và các van. Các van này được
điều chỉnh hoàn toàn bằng tay.
- Hệ thống điện: Điện sử dung là nguồn điện 3 pha 4 dây phục vụ cho

toàn bộ các thiết bị của lò sấy.
2.1.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu sấy là các thanh gỗ Keo, được xếp chồng có các thanh kê để
cho hơi nóng có thể đi vào sâu bên trong chồng gỗ. Nước được đun sôi và hơi


15
nước từ nồi hơi theo đường ống dẫn hơi nước vào buồng sấy. Lúc đầu hai cửa
thốt ẩm đóng lại. Và quạt được bật và được đảo chiều quay có tác dụng làm
nóng hai chiều trong một thời gian nhất định. Hơi nước được cung cấp vào giàn
tản nhiệt và các quạt gió sẽ làm cho hơi nóng lan đều trong buồng sấy. Để làm
nóng gỗ mà khơng làm khơ gỗ trong giai đoạn này người ta cần duy trì cho gỗ
một độ ẩm xác định do vậy trong giai đoạn này người ta phải phun ẩm một
cách liên tục. Khi nhiệt độ trong buồng đạt tới nhiệt độ sấy khoảng 540 được đo
bằng một nhiệt kế, thì các van cấp nhiệt được đóng lại. Và duy trì nhiệt độ đó
trong lị. Giai đoạn này gọi là giai đoạn hấp gỗ. Tiếp tục duy trì nhiệt độ sấy ổn
định bằng cách đóng kín các cửa thốt ẩm. Tiếp theo tới giai đoạn sấy cuối
cùng. ở giai đoạn này người ta tăng nhiệt độ từ từ và đòng thời mở các cửa
thốt ẩm để làm khơ mơi trường sấy. Tới giai đoạn xử lý cuối cùng, đóng các
cửa thốt ẩm, phun ẩm liên tục trong suốt thời gian xử lý cuối và có thể tắt
nhiệt. Q trình sấy hồn thành.
2.1.3. Ƣu, nhƣợc điểm của lị sấy thủ cơng
a. Ưu điểm
- Cấu tạo đơn giản, chi phí xây dựng thấp.
- Sấy được khối lượng gỗ nhỏ.
b. Nhược điểm
- Quá trình vận hành và chất lượng gỗ sấy phụ thuộc rất nhiều vào kinh
nghiệm của người thợ vận hành lò sấy.
- Chất lượng gỗ sấy khơng cao.
2.2. Lị sấy bán tự động

2.2.1. Cấu tạo
Lò sấy bán tự động là loại lò sấy mà các van đóng mở là các van điện từ
được điều khiển tự động thông qua các cảm biến nhiệt và các rơ le. Tuy nhiên
các cửa thoát ẩm vẫn phải điều khiên bằng tay. Lò sấy bán tự động gồm các bộ
phận chính sau:


16
- Buống sấy: Được xây dựng bằng vật liệu là bê tơng xốp và sơn cách
nhiệt. Buồng sấy có dung tích khoảng 45 m3, năng suất sấy 24 – 26 m3 gỗ/1 mẻ.
Bên trong buồng sấy được bố trí:
+ Một giàn tản nhiệt.
+ 7 quạt thơng gió với cơng suất 1,1 KW/1 cái.
+ Các cảm biến nhiệt.
+ Hệ thống ống phun ẩm dạng sương mù.
- Hệ thống điện: Điện sử dụng là nguồn điện 3 pha 4 dây.
2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của lò sấy bán tự động tương tự nguyên lý hoạt
động của lò sấy thủ công. Chỉ khác là các van cấp nhiệt và phun ẩm được điều
khiển tự động.
2.2.3. Ƣu, nhƣợc điểm của lò sấy bán tự động.
a. Ưu điểm
- So với lò sấy thủ cơng thì lị sấy bán tự động có ưu điểm hơn là các van
đóng mở được tự động.
- Chất lượng gỗ sấy cao hơn lị sấy thủ cơng.
b. Nhược điểm
- Các cửa thốt ẩm vẫn phải đóng mở bằng tay.
- Khơng sấy được khối lượng gỗ nhỏ.
2.3. Lị sấy tự động
2.3.1. Cấu tạo

Đây là loại lò sấy được tự động hố hồn tồn. Sử dụng bộ điều khiển lị
sấy gỗ kiểu HELIOS khai thác công nghệ điện tử tiến bộ nhất để điều khiển quá
trình sấy gỗ theo lối cổ truyền bằng phương pháp tự động hố hồn tồn. Nó là
một trong những thiết bị điều khiển hoạt động với độ tin cậy cao nhất được tìm
thấy trên thị trường hiện nay. Do được thiết kế thành một khối, nên việc lắp đặt
bộ điều khiển này rất dễ dàng.
Lò sấy tự động gồm hai phần chính:


17
- Buồng sấy: Có dung tích khoảng 108 m3. Năng suất 60 m3 gỗ/ 1 mẻ.
- Bộ điều khiển: Gồm có 3 khối hiển thị 2 số, 15 đèn LED chia làm 3
nhóm và 14 phím bấm chia làm 3 nhóm. Trong điều kiện bình thường các đèn
hiển thị cho ta quan sát các giá trị của nhiệt độ, độ ẩm bên trong buồng sấy
(EMC) và các giá trị trung bình của đầu đo được gắn vào lị sấy. Bộ điều khiển
cũng được dùng để thấy các mã của chương trình, các đầu đo và các mã cảnh
báo. Ba khối đèn LED dùng để báo hiệu các mã sự cố, giai đoạn sấy đang thực
hiện, các trạng thái của thiết bị (như: quạt gió, bộ sinh nhiệt, các đầu phun, các
cánh hướng gió) và báo hiệu chế độ hoạt động ( cưỡng bức hay tự động) của
các thiết bị nói trên. Ba nhóm nút bấm dùng để cài đặt, chỉnh sửa chương trình
và thực hiện đặt chương trình cưỡng bức của thiết bị điều khiển.
2.3.2. Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển
Quá trình sấy được chia làm năm giai đoạn: Bộ điều khiển tự động
chuyền từ giai đoạn này đến giai đoạn khác khi gặp các điều kiện của sự
chuyển tiếp. Bộ vi điều chỉnh luôn luôn lưu lại trạng thái của giai đoạn sấy gần
nhất, do đó trong trường hợp mất điện đột ngột, bộ điều khiển chỉ bắt đầu làm
việc lại từ lúc vừa gián đoạn.
Bộ điều khiển HELIOS sẽ kết thúc quá trình sấy căn cứ vào độ ẩm của
gỗ do các đầu đo báo về.
Giai đoạn 1 – Làm nóng: Giai đoạn 1 thơng thường là điểm khởi đầu

của chu kỳ sấy. Bằng hoạt hoá giai đoạn này, các quạt bật lên, các vòi phun và
cánh quạt chuyển động để hình thành bên trong phịng sấy một độ ẩm cân bằng
nhiệt ổn định.
Giai đoạn 2 – Làm nóng đến tận lõi: Giai đoạn 2 gồm thời kỳ chờ đợi,
nó rất cần thiết cho phép làm nóng sâu tận lõi gỗ. Nhiệt độ hoạt động được giữ
ổn định, thời gian giai đoạn này là những giờ có thể được đặt với tham số
“Thời gian nóng tận lõi”. Kết thúc thời kỳ chờ đợi với cuối giai đoạn 2.


18
Giai đoạn 3 - Sấy khô: Giai đoạn 3 gồm quá trình sấy thực sự. Kiểu sấy
này thực hiện theo hai tham số sấy, ẩm độ cuối cùng được yêu cầu và nhiệt độ
sấy được đặt ra.
Giai đoạn 4 - Điều hồ: Giai đoạn này gồm thời kỳ chờ, nó xuất hiện
khi sấy hoàn thành, và khoảng thời gian chờ, có thể đặt tham số “thời gian điều
hồ”, cần làm cho độ ẩm gỗ khơng thay đổi bên trong phịng sấy. Ẩm độ cân
bằng được điều chỉnh trong giai đoạn này bằng tham số “Ẩm độ cân bằng để
điều hoà”.
Ẩm độ này có thể được đặt tại cùng giá trị khi ẩm độ gỗ cuối cùng dự
kiến đạt được nếu ẩm độ trong gỗ thay đổi quá nhỏ, theo cách này, cuối quá
trình sấy nếu ẩm độ cuối cùng dù như dự kiến, có thể những thanh gỗ có độ ẩm
cao hơn sẽ dần dần hết ẩm độ dư thừa, trong khi phần lớn gỗ được sấy sẽ hấp
thụ ẩm độ; cả hai trường hợp, giá trị cuối cùng sẽ rất khớp với giá trị ẩm độ cân
bằng.
Giai đoạn 5 – Làm lạnh: Giai đoạn này là công đoạn cuối cùng trong
q trình sấy, ở cơng đoạn này, hệ thống sấy và các vòi phun ngừng hoạt động,
trong khi các cánh hướng gió có thể được vận hành để duy trì độ ẩm cân bằng ở
các giá trị như trong giai đoạn 4. Khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ
quy định để kết thúc quá trình sấy, tất cả các quạt ngừng chạy. Q trình sấy
hồn thành.

2.4. Quy trình cơng nghệ sấy gỗ
2.4.1. Chuẩn bị lị sấy
Trước khi xếp gỗ vào sấy, người cơng nhân điều hành lị sấy cần phải
kiểm tra tình trạng các thiết bị sấy: Tình trạng các van, quạt gió, hệ thống gia
nhiệt, và hệ thống gia nhiệt, hệ thống điều tiết của lò sấy…vệ sinh lị sấy và
tình tốn việc xếp đống gỗ sao cho hợp lý tuỳ vào kích thước các thanh gỗ sấy.
2.4.2. Kỹ thuật xếp đống
Gỗ được xếp trong lò sấy theo phương pháp xếp đống có thanh kê. Chiều
dài thanh kê bằng bề rộng đống gỗ hoặc bằng 1/2 bề rộng đống gỗ, thanh kê


19
được đặt ngang lò sấy tạo thành những thanh kê thẳng đứng với những lớp gỗ
nằm dọc theo chiều dài lò sấy. Với cách xếp đống như vậy sẽ làm cho dịng khí
nóng tuần hồn qua giữa chồng gỗ, theo khe hở giữa hai lớp gỗ, do các thanh
kê tạo nên.
2.4.3. Kiểm tra kỹ thuật
Trước khi đóng cửa lị sấy để thực hiện điều hành một mẻ sấy, người
công nhân điều hành lò sấy cần kiểm tra lại lần nữa tình trạng lị sấy, và đặc
biệt cần phải xem xét những sơ hở, sai xót có thể xảy ra: Thanh kê dư thưa cịn
ở đâu đó trong lị sấy hay khơng, nhất là trên giàn đỡ quạt gió, giàn nhiệt.
2.4.4. Khởi động lị sấy
Sau khi hồn thành khâu kiểm tra kỹ thuật, tiến hành đóng cửa lị sấy lại
và vận hành các thiết bị lị sấy theo trình tự sau:
- Đóng cầu dao điện ở tủ điện.
- Bấm tuần tự các nút bấm khơi động quạt gió để đưa quạt gió vào khởi
động.
- Mở van hơi chính của lị sấy và van vào giàn nhiệt đồng thời van nước
xả cửa lị sấy để đưa hơi nước nóng đi vào thiết bị gia nhiệt (Mở van một cách
từ từ), để gần tay vào van nước xả, khi nào cảm thấy nóng, chứng tỏ hơi nước

đã đi vào khắp giàn nhiệt, lúc này ta đóng van hơi nước xả lại và tiếp tục mở
van phun ẩm. Sau đó tiếp tục điều tiết van hơi chính vào lị sấy để khống chế áp
lực hơi nước p = 1atm.
2.4.5. Điều tiết quá trình sấy
Quá trình sấy sẽ diễn biến qua các giai đoạn sau:
- Giai đoạn làm nóng: Nhiệm vụ của giai đoạn này là làm nóng dàn gỗ để
đưa nhiệt độ trước khi sấy lên đến nhiệt độ sấy ( t = 50 – 600C ) trong khoảng
thời gian nhất định. Để làm nóng gỗ mà khơng làm khơ gỗ ở giai đoạn này
người ta cần có một mơi trường rất ẩm. Do đó, người ta phải phun ẩm một cách
liên tục.


20
- Giai đoạn hấp gỗ: Giai đoạn này chỉ được thực hiện với một số loại gỗ
khó sấy: Gỗ tươi, gỗ có độ ẩm ban đầu quá cao. Yêu cầu chủ yếu của giai đoạn
này là tiếp tục duy trì tình trạng ẩm của mơi trường sấy ở mức gần như bão hồ
hơi nước trong một thời gian thích hợp tuỳ theo bề dày ván gỗ sấy. Để làm
được việc này, ta sẽ phun ẩm định kỳ.
- Giai đoạn sấy 1 (Còn gọi là giai đoạn sấy đầu, giai đoạn sấy đẳng tốc):
Giai đoạn này kéo dài trong một thời gian đủ để cho gỗ sấy khô xuống gần đến
điểm bão hoà của thớ gỗ, thời gian dài hay ngắn phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu
(Wa), loại gỗ và kích thước ván.
Trong thời gian này, ta cần duy trì nhiệt độ sấy ổn định, bằng nhiệt độ
sấy ban đầu và hãm không cho lớp gỗ bề mặt ván khô quá nhanh, để đảm bảo
quy trình di chuyển ẩm từ tấm ván ra ngoài mặt ván một cách liên tục và ở mức
tối đa phù hợp với từng loại gỗ sấy. Trong giai đoạn này cần phải đóng kín các
cửa thốt khí.
- Giai đoạn xử lý giữa chừng: Xử lý giữa chừng thường được thực hiện
đối với các loại gỗ khó sấy (Dễ sinh khuyết tật, gỗ có quy cách lớn…) Để tiến
hành giai đoạn này ta phải phun ẩm liên tục trong suốt thời gian xử lý giữa

chừng. Xử lý giữa chừng phụ thuộc vào quy cách ván.
- Giai đoạn sấy 2 ( còn gọi là giai đoạn sấy cuối cùng, giai đoạn sấy giảm
tốc): Giai đoạn này biểu thị q trình sấy mà ở đó độ ẩm của gỗ sấy phải giảm
xuống dưới điểm bão hoà thớ gỗ. Ở giai đoạn này q trình thốt ẩm sẽ khó
khăn. Do vậy trong quá trình sấy, bước sang giai đoạn 2 ta sẽ tăng dần nhệt độ
sấy và đồng thời mở dần cửa thốt khí để làm khơ dần mơi trường sấy, hỗ trợ
q trình khơ của gỗ ở giai đoạn cuối.
- Giai đoạn xử lý cuối và làm nguội: Đối với các loại gỗ dễ sấy, ván
mỏng, ta có thể khơng cần tiến hành xử lý cuối. Cịn nói chung, đối với các loại
gỗ khó sấy, gỗ có quy cách lớn và gỗ có nhu cầu chất lượng cao hoặc gỗ sau
khi sấy có nhu cầu gia cơng ngay thì cần phải xúc tiến giai đoạn xử lý cuối


21
trước khi làm nguội gỗ sấy. Mục tiêu của giai đoạn này là làm cân bằng ẩm độ
vả triệt tiêu ứng suất trong gỗ, để ổn định gỗ trong quá trình gia cơng.
Để tiến hành giai đoạn xử lý cuối ta tiến hành đóng kín các cửa thốt ẩm,
phum ẩm liên tục trong suốt thời gian xử lý cuối và có thể tắt nhiệt.


22
Chƣơng 3
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Hệ thống cấp nhiệt cho buồng sấy
Như chúng ta đã biết thì trong cơng nghệ sấy với mơi trường sấy là
khơng khí ẩm thì nhiệt độ và độ ẩm tương đối là hai thông số quan trọng và đặc
thù trong kỹ thuất sấy. Do đó, điều khiển tự động trong q trình sấy chủ yếu là
việc khống chế hai thông số này. Tuy nhiên độ ẩm tương đối của khơng khí lại
phụ thuộc vào nhiệt độ. Như vậy thực chất của việc điều khiển quá trình sấy là
khống chế nhiệt độ của môi trường sấy. Yêu cầu của thiết bị cung cấp nhiệt là:

+ Nhiệt độ tối đa trong lò phải đạt 950C.
+ Cung cấp nhiệt đồng đều, chênh lệch nhiệt độ ở các vị trí khác nhau
trong lị sấy khơng q 50C.
+ Tốc độ tăng nhiệt phải đạt từ 8 – 100C/h.
Hệ thống cung cấp nhiệt cho lị sấy gồm có: nồi hơi, các đường ống dẫn,
giàn tản nhiệt, quạt gió, các van điều chỉnh cường độ nhiệt, van phun ẩm. Như
vậy, đối tượng điều khiển ở đây là các van nhiệt, van phun ẩm, công tắc đảo
chiều quay của quạt, và đóng mở các của thốt ẩm.
3.2. Tổng qt về PLC
3.2.1. Giới thiệu về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển
lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic
thơng qua một ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện
một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích
thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian
định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự nó
bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một
bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng


23
lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ
ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (Bộ
điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thoả mãn các yêu
cầu sau:
+ Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.
+ Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa.
+ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức
tạp.

+ Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp.
+ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối
mạng, các modul mở rộng.
+ Giá cả có thể cạnh tranh được.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối
và các Logic thời gian. Tuy nhiên, bên cạnh đó việc địi hỏi tăng cường dung
lượng nhớ và tính dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý cũng như giá
cả…Chình điều này gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong
công nghiệp. Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các
lệnh đếm, định thời, thanh ghi dịch…sau đó là các chức năng làm toán trên các
máy lớn…Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá
trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực
hiện sẽ đươc xác định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn
vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình
này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình cơng
nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi
hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng mà không cần một
sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay.


24
3.2.2. Cấu trúc của PLC
Tất các PLC đều có thành phần chình là:
+ Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một
số bộ nhớ ngồi EPROM).
+ Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC.
+ Các Modul vào\ ra.
Bên cạnh đó, một bộ PLC hồn chỉnh cịn đi kèm thêm một đơn vị lập
trình bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để

chứa đựng chương trình dưới dạng hồn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập
trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phịng, chỉ khi
nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang
bộ nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ
cho việc viết, đọc, kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua
cổng RS232, RS422, RS458,…
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, PLC phải có tính
năng như một máy tính, nghĩa là phải có một vi xử lý (CPU), một hệ điều hành,
bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp
được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thơng tin với mơi trường xung
quanh. Bên cạnh đó nhằm phục vụ bài tốn điều khiển số, PLC cịn phải thêm
các khối chức năng đặc biệt khác như: Bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer),
và những khối hàm chuyên dụng