Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay việc ứng dụng khoa học công nghệ vào lao động sản xuất là một nhu cầu không thể thiếu.Nó quyết định việc tăng năng suất lao động,hạ giá thành sản phẩm,giảm nhẹ sức lao động cho người lao động,nâng cao hiệu quả kinh tế,chất lượng sản phẩm.Đối với một nước đang phát triển trong thời kì phát triển của sự nghiệp công hóahiện đại hóa như nước ta hiện nay,việc từng bước cở giới hóa hoạt động sản xuất là rất quan trọng và là một việc làm hết sức cần thiết.
Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến ĐỀ TÀI Xét khâu rót chất lỏng vào thùng trong hệ thống sản xuất,mô tả công nghệ như hình vẽ: Hệ thống gồm : Động cơ kéo băng tải, hai nút khởi động và dừng hệ thống : Start, Stop, Bồn chứa chất lỏng cần rót, thùng rỗng được đẩy ra từ kho chứa hang, Van 2 đươc điều khiển để rót chất lỏng vào thùng, Van 1 được điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa. Các thông số cần giám sát là mức chất lỏng trong bồn chứa và mức chất lỏng rót vào các thùng, vị trí các thùng trên băng tải. Đối tượng điều khiển là động cơ kéo băng tải, Van 1, Van 2 và thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng Nhóm 6 Page1 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến tải. Bồn chứa cao 2m và các thùng cao 0.5m. Chất lỏng cần rót có tính dẫn điện, không có tính chất ăn mòn hóa học. Yêu cầu : 1. Trình bày tổng quan về công nghệ và ứng dụng của hệ thống chiết rót chất lỏng. 2. Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống? 3. Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống. 4. Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống? 5. Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? 6. Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến va tính toán xử lý tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển? 7. Đánh giá về sai số của hệ thống (giới hạn, nguyên nhân và biện pháp khắc phục) Nhóm 6 Page2 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay việc ứng dụng khoa học công nghệ vào lao động sản xuất là một nhu cầu không thể thiếu.Nó quyết định việc tăng năng suất lao động,hạ giá thành sản phẩm,giảm nhẹ sức lao động cho người lao động,nâng cao hiệu quả kinh tế,chất lượng sản phẩm. Đối với một nước đang phát triển trong thời kì phát triển của sự nghiệp công hóa- hiện đại hóa như nước ta hiện nay,việc từng bước cở giới hóa hoạt động sản xuất là rất quan trọng và là một việc làm hết sức cần thiết. Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó,nhóm chúng em đã tìm hiểu đề tài:Xét khâu rót chất lỏng vào thùng trong hệ thống sản xuất”,nhằm phục vụ cho việc chiết rót sản phẩm cho các ngành sản xuất có nhu cầu. Việc thực hiện bài tập lớn này rất là bổ ích cho các sinh viên, nó sẽ giúpcác sinh viên tự tìm tòi học hỏi, và hiểu ra nhiều quy trình chiết rót và cách vận hành của nó, từ đó sẽ làm nền tảng và nguồn kiến thức dồi dào chocác sinh viên khi hoạt động trong các công tác chuyên ngành của mình vàcác hoạt động trong đời sống về lĩnh vực thiết kế, thi công, quản lý hệ thốngchiết rót. Các hệ chiết rót chất lỏng được ứng dụng rất rộng rãi . Nhóm 6 Page3 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi những sai sót trong cách trình bày cũng như phần thể hiện đề tài của mình.Mong các thầy,cô và các bạn góp ý và bổ sung thêm để đề tài của em có thể hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn. CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ Hệ thống gồm:Động cơ kéo băng tải,hai nút khởi động và dừng hệ thống:Start,Stop,Bồn chứa chất lổng cần rót,thùng rỗng được đẩy ra từ kho chứa thùng,Van 2 được điều khiển để rót chất lổng vào thùng,van 1 được điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa. Nhóm 6 Page4 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Các thông số cần giám sát là mức chất lỏng trong bồn chứa và mức chất lỏng rót vào các thùng,vị trí các thùng trên băng tải.Đối tượng điều khiển là động cơ kéo băng tải,Van 1,Van 2 và thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải.Bồn chứa cao 2m và các thùng cao 0.5m.Chất lỏng cần rót có tính dẫn điện và không có+ tính chất ăn mòn hóa học. 1.1Tổng quan về hệ thống băng tải 1.1.1 Băng tải. Hiểu một cách đơn giản nhất thì có thể hiểu băng tải là một cơ chế hoặc máy có thể vận chuyển một tải đơn (thùng carton, hộp, túi ,…) hoặc số lượng lớn vật liệu (đất, bột, thực phẩm …) từ một điểm A đến điểm B. Nhóm 6 Page5 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Định nghĩa chuyên nghiệp hơn thì hệ thống băng tải là thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong sản xuất với mọi khoảng cách . Vậy Băng chuyền, băng chuyền công nghiệp, hệ thống băng chuyền, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các doanh nghiệp, nhà máy trong cả nước. Góp phần tạo nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao. 1.1.2 Cấu tạo băng tải Hệ thống băng tải là thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong sản xuất với mọi khoảng cách . Thành phần cấu tạo - Một động cơ giảm tốc trục vít và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ. - Bộ con lăn, truyền lực chủ động - Hệ thống khung đỡ con lăn. - Hệ thống dây băng hoặc con lăn Nhóm 6 Page6 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp nhất định, cần tìm hiểu để có thể sử dụng đúng và đạt hiệu quả cao. 1.1.3.Ứng Dụng Có nhiều loại băng tải được ứng dụng trong các điều kiện và tính chất làm việc khác nhau. Trong các cơ sở sản xuất qui mô vừa và nhỏ, các công trình thi công vĩ mô, việc sử dụng các loại băng tải sẽ giúp tiết kiệm sức lao động, nhân công, nhân lực, thời gian và tăng hiệu quả rõ rệt. Mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp nhất định, cần tìm hiểu để có thể sử dụng đúng và đạt hiệu quả cao. 1.2Tổng quan về công nghệ và ứng dụng của hệ thống chiết rót 1.2.1.Tổng quan về các phương pháp chiết rót Nhóm 6 Page7 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Phương pháp rót áp suất thường: Phương pháp này chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về độ cao thủy tĩnh. Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt. Phương pháp này còn có tên gọi khác là chiết rót đẳng tích. Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai. Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai. Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO 2 ) thoát khỏi chất lỏng. Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO 2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch độ cao. 1.2.2 mục đích và phương pháp đo a. mục đích Mục đích việc đo và phát hiện mức chất lưu là xác định mức độ hoặc khối lượng chất lưu trong bình chứa. Có hai dạng đo: đo liên tục và xác định theo ngưỡng. Khi đo liên tục biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu còn lại trong bình chứa. Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tín hiệu dạng nhị phân cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng có đạt hay không. Nhóm 6 Page8 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến b. phương pháp đo Có ba phương pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức chất lưu: - Phương pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện. - Phương pháp điện dựa trên tính chất điện của chất lưu. - Phương pháp bức xạ dựa trên sự tương tác giữa bức xạ và chất lưu. Phương pháp thuỷ tĩnh Phương pháp thuỷ tĩnh dùng để đo mức chất lưu trong bình chứa. Trên hình 20.20 giới thiệu một số sơ đồ đo mức bằng phương pháp thuỷ tĩnh. Hình 20.20: Sơ đồ đo mức theo phương pháp thuỷ tĩnh a) Dùng phao cầu b) Dùng phao trụ c) Dùng cảm biến áp suất vi sai Trong sơ đồ hình 20.20a, phao (1) nổi trên mặt chất lưu được nối với đối trọng (5) bằng dây mềm (2) qua các ròng rọc (3), (4). Khi mức chất lưu thay đổi, phao (1) nâng lên hoặc hạ xuống làm quay ròng rọc (4), một cảm biến vị trí gắn với trục quay của ròng rọc sẽ cho tín hiệu tỉ lệ với mức chất lưu. Trong sơ đồ hình 20.20b, phao hình trụ (1) nhúng chìm trong chất lưu, phía trên được treo bởi một cảm biến đo lực (2). Trong quá trình đo, cảm biến chịu tác động của một lực F tỉ lệ với chiều cao chất lưu: Nhóm 6 Page9 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến Trong đó: P - trọng lượng phao. h - chiều cao phần ngập trong chất lưu của phao. S - tiết diện mặt cắt ngang của phao. ρ - khối lượng riêng của chất lưu. g - gia tốc trọng trường. Trên sơ đồ hình 20.20c, sử dụng một cảm biến áp suất vi sai dạng màng (1) đặt sát đáy bình chứa. Một mặt của màng cảm biến chịu áp suất chất lưu gây ra: Mặt khác của màng cảm biến chịu tác động của áp suất p 0 bằng áp suất ở đỉnh bình chứa. Chênh lệch áp suất p - p 0 sinh ra lực tác dụng lên màng của cảm biến làm nó biến dạng. Biến dạng của màng tỉ lệ với chiều cao h của chất lưu trong bình chứa được chuyển đổi thành tín hiệu điện nhờ các bộ biến đổi điện thích hợp. Phương pháp điện Các cảm biến đo mức bằng phương pháp điện hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi trực tiếp biến thiên mức chất lỏng thành tín hiệu điện dựa vào tính chất điện của chất lưu. Các cảm biến thường dùng là cảm biến dộ dẫn và cảm biến điện dung. Nhóm 6 Page10 [...]... Công nghệ chiết rót chất lỏng là một khâu quan trọng trong sản xuất, nó đã thay thế được các phương pháp thủ công thiếu chính xác trong sản xuất Bằng việc áp dụng thành tựu khoa học kĩ thuật và ứng dụng các cảm biến vào trong quá trình sản xuất, cùng với sự có mặt của rô bốt, tự động hóa và mạng máy tính công nghệ chiết rót chất lỏng được áp dụng nhiều trong các khu công nghiệp, các nhà máy sản xuất. .. chiết rót và cách chiết rót khác nhau, phụ thuộc vào loại sản phẩm và các kiểu bình chứa nó Có thể phân loại các kiểu chiết và các loại máy chiết như sau: • Máy dùng chiết chất lỏng không chứa CO2 như nước cam, nước khoáng • Máy dùng để chiết rót sản phẩm vào ly sau đó đóng nắp • Máy dùng để chiết rót và đóng gói các sản phẩm như bột mì, bánh kẹo vào túi, bao • Máy dùng để chiết rót các chất lỏng có... giới Công nghệ chiết rót chất lỏng trên thế giới ra đời khá lâu và đi kèm theo là những công nghệ chế tạo máy chiết rót cũng rất tiên tiến và phát triển Dây chuyền công nghệ chiết rót đẳng tích sử dụng cho các ngành chiết rót nước ngọt không gas hay nước tinh khuyết Ngoài ra chiết rót vô trùng cũng là bước ngoặc trong công nghệ chiết rót trên thế giới sử dụng trong các dây chuyền chiết rót sữa hay... nghệ trong ngành chiết rót là công nghệ hỗ trợ cho rất nhiều các ngành công nghiệp khác như: ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, ngành công nghiệp dược phẩm hay mỹ phẩm .Trong đó lĩnh vực chiết rót đẳng áp là cực kỳ quan trọng và khá phức tạp trong các dạng chiết rót vì nhiều sản phẩm cần vô trùng hay các sản phẩm có gas 1.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống Khi nhấn nút Start, hệ thống hoạt động Thùng. .. các cảm biến có trong hệ thống - Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống - Trình bày về loại cảm biến chọn lựa - Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán sử lý tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng được điều khiển? - Đánh giá về sai số của hệ thống( giới hạn, nguyên nhân, biejn pháp khắc phục) 2.2 Các loại cảm biến dùng trong hệ thống Qua tìm hiểu hệ thống trên thì nhóm... tiếp tục chuyển động đẩy thùng đã rót đi và đẩy thùng rỗng kế tiếp tới vị trí rót Khi bồn chứa gần cạn, cảm biến mức sẽ tác động làm Van 1 mở, Chất lỏng được rót cho đến khi đầy bồn chứa thì Van 1 đóng lại Quá trình trên được lặp đi lặp lại Nhóm 6 Page13 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến nhờ một hệ thống điều khiển (vi điều khiển, PLC…) Muốn dừng hệ thống ta ấn nút Stop CHƯƠNG... chiết rót và đóng nút ở Việt Nam Hiện nay công nghệ sản xuất và chế tạo máy ở nước ta khá phát triển, trong đó công nghệ chế tạo máy chiết rót cũng rất phát triển.Nhưng nhìn chung Nhóm 6 Page12 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến cũng chỉ chế tạo được các máy chiết rót đơn giản và công suất nhỏ.Chủ yếu là các dây chuyền chiết rót nước suối ,nước ngọt không gas hay chiết rót nhớt... Động cơ kéo băng tải chuyển động Các thùng rỗng đươc chuyển đến vị trí rót dưới bồn chứa nhờ có cảm biến vị trí được lắp đặt trước ở đó Khi cảm biến vị trí phát hiện đối tương ở vị trí rót nó sẽ tác động lên động cơ kéo băng tải làm cho băng tai dừng lại đồng thời tác động đến Van 2 làm Van 2 mở, chất lỏng được rót vào thùng với mức được xác định bằng cảm biến mức Khi thùng rỗng đầy, cảm biến mức tác động... biến phù hợp với hệ thống chiết rót chất lỏng như: - Cảm biến vị trí Cảm biến siêu âm Cảm biến mức quang Cảm biến tiệm cận Cảm biến quang( hồng ngoại) Cảm biến mức dạng phao 2.3 Lựa chọn cảm biến cho hệ thống 2.4.1 Cảm biến quang Cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói một cách nôm na, thực chất chúng là do các linh kiện quang điện tạo thành Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của... nghiệp Đo lường và cảm biến Trong đó T: là thời gian từ lúc phát tới lúc thu siêu âm H1: khoảng cách từ bồn chứa tới mặt chất lỏng c: tốc độ truyền siêu âm trong không khí ( vào khoảng 300m/s) Tuy nhiên thành công của phép đo phụ thuộc vào sóng, độ phản xạ từ vật cần đo Những yếu tố như bụi, hơi nước (chất lỏng) dày đặc; độ cản trở bình chứa, nhiễu loạn gây bởi bề mặt; những chất tạo bọt và thậm chí là . khâu rót chất lỏng vào thùng trong hệ thống sản xuất, mô tả công nghệ như hình vẽ: Hệ thống gồm : Động cơ kéo băng tải, hai nút khởi động và dừng hệ thống : Start, Stop, Bồn chứa chất lỏng cần rót, . phát từ nhu cầu sản xuất đó,nhóm chúng em đã tìm hiểu đề tài:Xét khâu rót chất lỏng vào thùng trong hệ thống sản xuất ,nhằm phục vụ cho việc chiết rót sản phẩm cho các ngành sản xuất có nhu cầu. Việc. rót, thùng rỗng được đẩy ra từ kho chứa hang, Van 2 đươc điều khiển để rót chất lỏng vào thùng, Van 1 được điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa. Các thông số cần giám sát là mức chất lỏng trong