Cân điện tử thủy sản là hệ thống cân gồm loadcell thép không gỉ kín nước, bộ chỉ thị và máy tính công nghiệp đọc số cân qua cổng RS-232/485 để phân cỡ, ghi lô và in tem ngay tại bàn cân. Khác cân bàn thông thường chỉ hiển thị số, hệ thống này phải chạy ba ca trong nước muối, chịu rửa clo cuối ca và đưa được từng lần cân về phần mềm quản lý lô. Bài này đi vào từng thành phần của hệ thống cân điện tử thủy sản: loadcell, bộ chỉ thị, máy tính đọc cân, phần mềm và hiệu chuẩn. Yêu cầu chung của máy tính cho cả nhà máy đã có ở bài máy tính công nghiệp cho chế biến thủy sản theo công đoạn.
1. Cân điện tử thủy sản khác cân điện tử thường ở đâu
Cân bàn ở chợ hay kho khô chỉ cần đúng số và bền pin. Cân tại nhà máy thủy sản làm thêm ba việc: cân liên tục hàng nghìn lần mỗi ca, cân trong nước muối và hoá chất, và ghi lại từng lần cân theo lô. Vì vậy hệ thống cân điện tử thủy sản có bốn thành phần thay vì một chiếc cân:
- Loadcell (cảm biến lực): biến khối lượng thành tín hiệu điện mV; nằm dưới bàn cân, ngập nước và muối nhiều nhất.
- Bộ chỉ thị (indicator): cấp nguồn cho loadcell, khuếch đại, lọc rung, hiển thị số và xuất dữ liệu ra cổng nối tiếp.
- Máy tính công nghiệp: đọc số cân từ bộ chỉ thị, chạy phần mềm phân cỡ, ghi lô, in tem và gửi dữ liệu về máy chủ.
- Thiết bị phụ: máy in tem chịu nước, đầu đọc mã vạch, bảng LED hiển thị lớn, đèn báo đạt cỡ.
Điểm hỏng phổ biến không nằm ở máy tính mà ở loadcell thấm nước qua cáp làm số trôi, và ở cổng nối tiếp để hở nên ăn mòn chân cắm sau vài tháng.
2. Yêu cầu kỹ thuật từng thành phần của cân điện tử thủy sản
Bảng dưới liệt kê yêu cầu tối thiểu cho từng thành phần khi lập yêu cầu kỹ thuật mua sắm. Mức cao hơn dành cho khu tiếp nhận có nước biển và nơi rửa bằng vòi áp lực.
| Thành phần | Yêu cầu | Ghi chú |
|---|---|---|
| Loadcell | Thép không gỉ SUS304 hàn kín, IP67 hoặc IP68; cấp chính xác C3 theo OIML R60; cáp bọc chống thấm, hộp nối kín | SUS316 cho khu tiếp nhận có nước biển; loadcell nhôm chỉ dùng ở khu khô |
| Bàn cân, khung cân | Thép không gỉ, chân chỉnh cao, mặt bàn tháo rửa được; cỡ 30–150 kg cho bàn phân cỡ, 300–600 kg cho cân pallet, cân sàn | Mặt bàn phải thoát nước, không đọng để không ảnh hưởng số bì |
| Bộ chỉ thị | Vỏ thép không gỉ IP65 trở lên, phím màng, cổng RS-232 hoặc RS-485, chế độ xuất liên tục và xuất theo lệnh, lọc rung điều chỉnh được | Có Modbus RTU/TCP thì dễ nối PLC, SCADA; kiểm tra tốc độ baud và khung dữ liệu trước khi mua |
| Máy tính đọc cân | Panel PC thép không gỉ mặt trước IP66, không quạt, tối thiểu 2 cổng COM, 1–2 LAN, dải nhiệt 0–50 °C, độ ẩm 95 % không ngưng tụ, cảm ứng dùng được găng tay | Cổng phải nằm sau nắp kín hoặc dùng đầu nối hàng không (aviation plug); nhiều bàn cân thì đặt máy không quạt trong tủ điện |
| Nguồn điện | 220 V AC qua ổ cắm kín nước hoặc 24 V DC từ tủ điện; UPS cho trạm ghi lô | Mất điện giữa ca không được mất phiếu cân đã ghi |
| Máy in tem | In nhiệt trực tiếp, tem và mực chịu nước, chịu lạnh kho đông; cổng COM, USB hoặc LAN | Đặt trong hộp inox có cửa nếu gần vòi rửa |
| Phần mềm cân | Đọc cân tự động, trừ bì theo rổ, phân cỡ theo bảng, ghi lô và ao nuôi, in tem, lưu cục bộ, đồng bộ lên ERP/MES | Phải chạy tiếp khi mất mạng; có watchdog tự khởi động lại |
| Hiệu chuẩn, kiểm định | Quả chuẩn F1/M1 theo cỡ cân; hiệu chuẩn sau lắp, sau di dời và định kỳ; kiểm định nếu cân dùng để mua bán | Ghi nhật ký hiệu chuẩn vào hồ sơ HACCP |
Khái niệm chung về loadcell, bộ chỉ thị và chuỗi kết nối cho mọi ngành có ở bài cân công nghiệp là gì và ứng dụng. Bài này chỉ tập trung vào phần khác biệt của ngành thủy sản: nước muối, rửa clo và ghi lô.
3. Nối cân điện tử với máy tính công nghiệp và chọn máy đọc cân
Trình tự triển khai một trạm cân điện tử thủy sản có máy tính gồm năm bước:
- Xác định cách bộ chỉ thị xuất dữ liệu. Phần lớn bộ chỉ thị xuất chuỗi ASCII liên tục qua RS-232 với tốc độ 9600 baud; loại đời mới hỗ trợ xuất theo lệnh hoặc Modbus RTU. Lấy tài liệu khung dữ liệu từ hãng trước khi viết hoặc mua phần mềm.
- Chọn cổng và cáp. RS-232 cho bộ chỉ thị đặt cạnh máy tính; RS-485 khi cáp dài, đi chung máng với cáp động lực hoặc gom nhiều cân. Cáp phải có vỏ bọc chống nước, đầu vào máy đi qua ốc siết cáp kín.
- Chọn máy tính theo vị trí. Bàn cân đơn lẻ trong khu ướt: Panel PC thép không gỉ có 2–4 cổng COM. Nhiều bàn cân trong một khu: máy tính không quạt trong tủ điện, mỗi bàn chỉ có màn hình và bộ chỉ thị.
- Cài phần mềm và bảng cỡ. Nhập bảng phân cỡ theo loài, số bì theo rổ, mẫu tem; thử với quả chuẩn và rổ hàng thật.
- Kiểm nhiễu. Chạy thử khi băng tải và máy phân cỡ hoạt động; chỉnh bộ lọc rung cho số đứng trong 1–2 giây.
| Giao tiếp | Khoảng cách | Số cân trên một cổng | Chống nhiễu | Nên dùng khi |
|---|---|---|---|---|
| RS-232 | Dưới 15 m | 1 | Thấp | Bộ chỉ thị đặt ngay tại Panel PC |
| RS-485 | Tới 1.200 m | Nhiều bộ chỉ thị trên một đường (multi-drop) khi dùng Modbus RTU | Cao | Gom nhiều bàn cân về máy tính trong tủ điện |
| Ethernet, Modbus TCP | 100 m mỗi đoạn, không giới hạn qua switch | Nhiều | Cao | Bộ chỉ thị có LAN, nhà máy đã có mạng MES |
Về máy đọc cân, ba dòng thiết bị thật đang phân phối phù hợp ba cách bố trí: KLD-1061B mặt trước nhôm chịu va đập, lưng thép không gỉ SUS304, chống thấm theo IP66, 4 cổng COM, cảm ứng điện trở 5 dây, dùng cho bàn cân đơn lẻ; PPC-G1061A vỏ inox 304 xử lý điện hoá, chống nước toàn máy IP67, 4 cổng RS-232 và cổng nguồn kiểu đầu nối hàng không, dùng ở vị trí bị xịt rửa trực tiếp; Advantech UNO-2271G máy không quạt cỡ nhỏ, 2 LAN, tuỳ chọn 2 cổng RS-232/422/485, đặt trong tủ điện để gom nhiều bộ chỉ thị qua RS-485. Góc riêng của dòng KLD-1061B cho trạm cân đã có bài KLD-1061B cho hệ thống cân thủy sản.
4. Ví dụ triển khai cân điện tử thủy sản có máy tính
Bàn cân phân cỡ tôm. Bài toán: mỗi bàn cân 60 kg cần ghi khối lượng theo cỡ và theo lô ao nuôi, in tem dán rổ ngay, công nhân đeo găng ướt, khu vực rửa clo cuối ca. Thiết bị: loadcell inox IP68 dưới bàn cân, bộ chỉ thị inox IP65 xuất RS-232, Panel PC KLD-1061B đọc cân qua cổng COM 1, máy in tem qua cổng COM 2, LAN về máy chủ. Kết quả kỳ vọng: bỏ ghi tay, tỉ lệ cỡ có ngay trong ngày để tính giá thu mua, tem rổ mang mã lô cho khâu cấp đông.
Cân tiếp nhận nguyên liệu bán ngoài trời. Bài toán: cân sàn 500 kg tại cổng tiếp nhận, nước biển từ xe và thùng đá, cần nhập mã tàu hoặc mã ao và nhiệt độ nguyên liệu. Thiết bị: loadcell SUS316, bộ chỉ thị inox có RS-485 kéo 40 m về Panel PC PPC-G1061A đặt trong mái che, chống nước toàn máy IP67 và cổng nguồn kiểu đầu nối hàng không; nhân viên QC dùng thêm máy tính bảng công nghiệp IP65 để quét mã và chụp phiếu. Kết quả kỳ vọng: phiếu tiếp nhận có khối lượng, mã nguồn và nhiệt độ cùng lúc, tra ngược được khi khách hàng yêu cầu hồ sơ.
Gom tám bàn cân về một máy tính trong tủ điện. Bài toán: khu phân cỡ có tám bàn cân, không muốn đặt tám máy tính trong vùng ướt. Thiết bị: tám bộ chỉ thị có Modbus RTU nối chung một đường RS-485 về UNO-2271G trong tủ điện ngoài khu ướt; một Panel PC inox đặt ở đầu khu để nhập lô và in tem. Kết quả kỳ vọng: chỉ còn một máy tính trong vùng nước, dữ liệu tám bàn về cùng một cơ sở dữ liệu.
Chọn thiết bị cho hệ thống cân điện tử thủy sản
Máy đọc cân đặt ngay tại bàn cân nên chọn trong danh mục Panel PC bảng điều khiển công nghiệp, ưu tiên vỏ kín nước IP66 trở lên và đủ cổng COM. Panel PC KLD-1061B có mặt trước nhôm, lưng thép không gỉ SUS304, chống thấm theo IP66, không quạt, 4 cổng COM, 1 USB, 1 LAN, cảm ứng điện trở 5 dây, dải nhiệt −10 đến 60 °C và độ ẩm 95 % không ngưng tụ; dòng này đã được dùng cho hệ thống cân của nhà máy thủy sản. Với vị trí bị xịt rửa trực tiếp, Panel PC PPC-G1061A chống nước toàn máy IP67, vỏ inox 304, màn 10 inch 350 nit, 4 cổng RS-232, các cổng và nguồn đi qua đầu nối hàng không.
Khi gom nhiều bàn cân về tủ điện, chọn máy trong danh mục máy tính công nghiệp không quạt theo số cổng RS-485 và LAN cần có. Nếu chưa rõ vị trí lắp cần mức IP, dải nhiệt hay số cổng nào, dùng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt: nhập mức nước, nhiệt độ, nguồn điện và số cổng COM, công cụ lọc ra các dòng đáp ứng để đối chiếu trước khi hỏi báo giá.
Câu hỏi thường gặp về cân điện tử thủy sản
Cân điện tử thủy sản có bắt buộc nối máy tính không?
Không bắt buộc nếu chỉ cần đọc khối lượng. Nhưng khi phải phân cỡ, ghi lô theo ao nuôi, in tem và làm hồ sơ truy xuất thì máy tính công nghiệp đọc cân tự động bỏ được khâu ghi tay và nhập lại cuối ca, đồng thời giảm sai số do đọc nhầm.
Loadcell nào chịu được nước muối và rửa clo?
Chọn loadcell thép không gỉ hàn kín, cấp bảo vệ IP67 hoặc IP68, cáp bọc chống thấm và đầu ra qua hộp nối kín. Với khu tiếp nhận có nước biển nên dùng SUS316. Loadcell hợp kim nhôm hoặc thép mạ niken rỗ và trôi số sau vài tháng trong môi trường này.
Nên đọc số cân qua RS-232 hay RS-485?
RS-232 đủ cho một bộ chỉ thị đặt cạnh máy tính, cáp dưới 15 m. RS-485 dùng khi cáp dài 50–100 m, nhiều nhiễu hoặc cần gom nhiều đầu cân về một máy tính trong tủ điện. Nếu bộ chỉ thị có Ethernet thì Modbus TCP là cách dễ tích hợp với MES nhất.
Bao lâu phải hiệu chuẩn cân điện tử thủy sản?
Hiệu chuẩn bằng quả chuẩn ngay sau lắp đặt, sau mỗi lần thay loadcell hoặc di dời cân, và định kỳ theo quy trình nội bộ, thường 1–3 tháng với cân dùng liên tục ba ca. Cân dùng để mua bán còn phải kiểm định theo quy định về đo lường; máy tính và phần mềm không thay thế bước này.