PLC an toàn trong công nghiệp sản xuất

Trong môi trường công nghiệp hiện đại, PLC an toàn (Safety PLC) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ con người và máy móc. Không giống như PLC thông thường, PLC an toàn được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn như IEC 61508 (SIL - Safety Integrity Level) và ISO 13849-1 (PL - Performance Level).

Bài viết này sẽ giới thiệu các dòng PLC an toàn phổ biến và cách chúng được sử dụng trong thực tế.

1. PLC an toàn là gì?
PLC an toàn (Safety PLC) là một loại PLC được thiết kế đặc biệt để đảm bảo các chức năng liên quan đến an toàn trong hệ thống điều khiển tự động.
Nó có khả năng phát hiện, giám sát và xử lý các tình huống nguy hiểm, đảm bảo thiết bị và con người được bảo vệ an toàn theo các tiêu chuẩn như IEC 61508, ISO 13849, hay IEC 62061.

* So sánh PLC An toàn và PLC thường.

2. Các loại PLC an toàn phổ biến

Dưới đây là một số dòng PLC an toàn phổ biến từ các nhà sản xuất lớn:

2.1 Siemens – SIMATIC Safety PLC

• Các dòng chính: S7-1200F, S7-1500F, S7-300F, S7-400F
• Ưu điểm:

Hỗ trợ PROFIsafe để truyền thông an toàn.
Dễ dàng lập trình trong TIA Portal.
Tích hợp với PLC Siemens tiêu chuẩn.

• Ứng dụng: Robot công nghiệp, hệ thống băng tải, máy đóng gói.

2.2 Rockwell Automation – Allen-Bradley GuardLogix

• Các dòng chính: Compact GuardLogix, ControlLogix Safety
• Ưu điểm:

Hỗ trợ CIP Safety trên EtherNet/IP.
Độ tin cậy cao, đạt SIL 3, PLe.
Kết hợp chặt chẽ với hệ thống điều khiển Allen-Bradley.

• Ứng dụng: Nhà máy sản xuất ô tô, thực phẩm, dược phẩm.

2.3 Mitsubishi Electric – MELSEC Safety Series:

• Dòng chính:     MELSEC iQ-R Safety, MELSEC iQ-F Safety.​
• Đặc điểm: Tích hợp chặt chẽ với các hệ thống tự động hóa của Mitsubishi, hỗ trợ các tiêu chuẩn an toàn cao cấp.​
• Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, điện tử và chế tạo máy.

2.4 Omron – NX Safety Controller

• Ưu điểm:

Kết nối với PLC Omron qua EtherCAT Safety.
Lập trình trong Sysmac Studio.
Hỗ trợ mở rộng với I/O an toàn.

• Ứng dụng: Dây chuyền sản xuất, hệ thống robot.

2.5 Keyence – KV-Safety, GC-1000

• Ưu điểm:

Dễ lập trình với GC Configurator, KV Studio.
Hỗ trợ EtherNet/IP Safety.
Giá thành hợp lý, tích hợp với cảm biến Keyence.

• Ứng dụng: Dây chuyền sản xuất, máy gia công, robot công nghiệp.

3. Cách sử dụng PLC an toàn trong thực tế

3.1. Nhận tín hiệu từ các thiết bị an toàn

PLC an toàn thu nhận tín hiệu từ cảm biến an toàn, nút dừng khẩn cấp, màn chắn quang, công tắc cửa.

3.2. Xử lý logic an toàn

Sử dụng các Safety Function Block trong phần mềm lập trình để đảm bảo điều kiện vận hành an toàn.

3.3. Truyền thông an toàn

PLC an toàn sử dụng giao thức truyền thông chuyên biệt như PROFIsafe, CIP Safety, CC-Link IE Field Safety, EtherCAT Safety để giao tiếp với các thiết bị khác.

3.4. Kích hoạt cơ cấu chấp hành

Nếu phát hiện lỗi hoặc nguy hiểm, PLC an toàn sẽ ngắt nguồn cấp động cơ hoặc điều khiển relay an toàn để dừng máy.

4. Kết luận

PLC an toàn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống sản xuất. Lựa chọn PLC phù hợp sẽ giúp tăng cường hiệu suất vận hành, giảm nguy cơ tai nạn và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế.

Việc sử dụng PLC safety giúp nâng cao an toàn nhưng chí phí đầu tư ban đầu sẽ cao lên vì cần nâng cấp cả phần cứng và phần mềm thì cần người có chuyên môn thiết kế. Vì vậy hãy cân nhắc sang các dòng như Sefaty Relay nếu chi phí đầu tư không nhiều.

Kinh nghiệm thực tế khi đi thiết kế máy trong các xưởng của các tập đoàn như Toyota, Denso,... của Nhật Bản thì thông thường hay sử dụng nhất là 2 dòng PLC Safety của Keyence (GC1000) và Omron(SL3300).

Nếu có thắc mắc hay góp ý gì xin liên hệ với chúng mình qua fanpage https://www.facebook.com/VIJAAU
hoặc https://www.facebook.com/vjauhoidap/ để được hỗ trợ. Xin cảm ơn!

Tg – G Hoàng Tuấn.