Nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình thí nghiệm ảo PLC Mishubishi phục vụ công tác đào tạo

Hiện nay PLC được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp. Ở Việt Nam có rất nhiều nhà máy do Nhật đầu tư sản xuất, các dây chuyền sản xuất đều của Nhật nên việc sử dụng các PLC do Nhật sản xuất lại càng trở nên phổ biến.

Trong những năm vừa qua các trường đại học, cao đẳng đã đưa vào giảng dạy môn học về PLC cho sinh viên ngành Điện nói chung và ngành Điều khiển và tự động hoá nói chung với mục đích sau khi sinh viên ra trường có thể làm chủ được khoa học công nghệ, làm chủ được kỹ thuật trong các nhà máy sản xuất.

Tại các trường dạy nghề hiện nay cũng đã đưa PLC vào giảng dạy nhưng hầu hết các trường đang giảng dạy PLC s7-200 của hãng Simens. Theo khảo sát của nhóm tác giả tại một số trường cao đẳng nghề trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc như: Trường cao đẳng nghề Vĩnh Phúc, Cao đẳng kinh tế- Kỹ thuật Vĩnh Phúc, Trường CĐ nghề cơ giới cơ khí Việt Xô số 1, Trường Cao đẳng Cơ Khí Nông Nghiệp thì hiện nay các trường đều đang đào tạo PLC S7-200, Logo, S7-300 đều của hãng Siemens. Tuy nhiên loại PLC này hiện nay trong công nghiệp không còn được sử dụng nhiều đặc biệt là tại các nhà máy của Nhật Bản. Khảo sát cựu sinh viên một số trường dạy nghề Điện trong Bộ Công Thương chúng tôi thấy các em phản hồi lại là khi ra trường các em chủ yếu gặp PLC hãng Mishubishi và sinh viên gặp rất nhiều khó khăn trong công việc. Chính vì vậy khoa Điện- Tự động hoá trường CĐ Công nghiệp và Thương mại đã chuyển sang giảng dạy về PLC Misubishi cho sinh viên, tuy nhiên số lượng thiết bị đầu tư cho loại PLC này còn hạn chế, nguồn kinh phí của nhà trường còn hạn hẹp, đây cũng là điểm chung mà các trường có ngành Điện hiện nay đang gặp phải.

Xuất phát từ thực tế trên, Cơ quan chủ trì Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Đặng Thị Quỳnh Trang thực hiện “Nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình thí nghiệm ảo PLC Mishubishi phục vụ công tác đào tạo” với mục tiêu nâng cao chất lượng đào tạo của sinh viên ngành Điều khiển và tự động hoá tại trường Cao đẳng Công nghiệp vả Thương mại nói riêng và các trường dạy nghề Điện nói chung.

Hiện nay trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp các bộ PLC đã trở thành một thiết bị quan trọng và không thể thiếu. PLC gần như đã thay thế toàn bộ các hệ điều khiển bằng rơle.

Do ứng dụng rộng rãi của PLC trong công nghiệp nên các trường dạy nghề đã đưa môn học PLC vào giảng dạy cho học sinh nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế thị trường, giúp sinh viên sau khi ra trường dễ dàng tiếp cận môi trường công nghiệp. Tại trường cao đẳng Công nghiệp và Thương Mại môn học PLC được đưa vào giảng dạy từ năm 2005.

Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực điện tử, vi xử lý, vi mạch, các bộ PLC ngày càng đa dạng về chủng loại, kiểu dáng và tính năng tác dụng. Điều đó đòi hỏi sự học tập, nghiên cứu không ngừng của những cán bộ, kỹ thuật viên công tác quản lý và vận hành trong lĩnh vực này.

Bên cạnh sự phát triển không ngừng của PLC trong những năm gần đây màn hình cảm biến được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp do mang lại hiệu quả rất đảng kể. Màn hình cảm biến cho phép người vận hành có thể điều khiển và giám sát toàn bộ các thông số của quá trình điều khiển, đồng thời cũng cho phép giảm số lượng đầu vào cho các bộ điều khiển PLC, cho phép người vận hành dễ dàng quan sát các tham số hệ thống, xác định lỗi của các hệ thống điều khiển tự động nhờ khả năng cảnh báo (Alarm) của màn hình cảm biến. Vì vậy đối với sinh viên ngành Điện nói chung 3 và sinh viên ngành Điều khiển và tự động hóa nói chung việc tiếp cận với hệ thống điều khiển sử dụng PLC- HMI là rất cần thiết.

Hiện nay ngành này được coi là một trong những ngành “hot” tại các trường có đào tạo khối kỹ thuật. Hàng năm, các trường nhận được rất nhiều đề nghị tuyển dụng sinh viên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hoá của các doanh nghiệp song số lượng sinh viên vẫn không đủ để đáp ứng nhu cầu của tất cả các doanh nghiệp.

Đúng như tên gọi, ngành này thực hiện điều điều khiển và tự động hóa các dây chuyền sản xuất công nghiệp trong các nhà máy. Kỹ thuật điều kiển có một cơ sở nền tảng khoa học vững chắc, đảm bảo cho việc điều khiển một cách nhanh chóng, chính xác đạt hiệu suất cao với các dây chuyền sản xuất phức tạp. Với sự ra đời của các mạch điều khiển điện tử, các cảm biến tự động, thủy lực, khí nén... người ta có đủ cơ sở và công cụ để tăng lên mức tự động hóa của các máy móc công nghiệp.

Tuy vậy, với xu thế phát triển của xã hội, một vấn đề đặt ra là nhu cầu của con người thay đổi quá nhanh, nhu cầu sản xuất sản phẩm thay đổi liên tục. Mỗi lần thay đổi sản xuất sản phẩm mới là mỗi lần phải thay đổi lại toàn bộ các máy móc thiết bị, dẫn đến các hệ thống sản xuất dễ bị lỗi thời. Yêu cầu bức thiết đặt ra là làm sao để một dây chuyền có thể sản xuất linh hoạt với nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau mà không cần phải thay thế, làm lại các thiết bị máy móc.

Nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình thí nghiệm ảo PLC Mishubishi là một đề tài cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Đề tài đã thu thập, đánh giá được mức độ sử dụng lao động ngành tự động hóa, mức độ sử dụng PLC và màn hình Mitshubishi trên một số doanh nghiệp lớn tại địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Mô hình được xây dựng bám sát các tiêu chí đào tạo, hình thức theo tiêu chuẩn của các mô hình đang thịnh hành trên thị trường. Mô hình thiết kế và chế tạo xong đã được đưa vào giảng dạy cho sinh viên K12 của nhà trường. Hệ thống các bài thực hành được xây dựng chi tiết giúp nâng cao chất lượng đào tạo của nhà trường, đồng thời cũng là nguồn tài liệu tham khảo rất hữu ích cho giáo viên trường cao đẳng công nghiệp và Thương mại cũng như giáo viên một số trường dạy nghề khác để giảng dạy về PLC.

Chương trình giao diện giám sát và giao tiếp với người vận hành được thiết kế tương đối sát với các màn hình trong thực tế, các bài tập thực hành tương đối đa dạng đảm bảo trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất có thể đáp ứng được hầu hầu hết các bài toán trong công nghiệp.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17268/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)