Đang tải... (xem toàn văn)
I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG. Điều khiển là quá trình thu thập thông tin, xử lý thông tin và tác động lên hệ thống để đáp ứng của hệ thống tới mục đích định trước. Điều khiển tự động là quá trình điều khiển không cần sự tác động của con người. Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng một đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo. Hoặc có thể định nghĩa rằng đo lường là hành động cụ thể thực hiện bằng công cụ đo lường để tìm trị số của một đại lượng chưa biết biểu thị bằng đơn vị đo lường.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - BÁO CÁO Nguyên lý đặc tính thiết bị đo lường công nghiệp Sinh viên : Đỗ Bá Trường MSSV : 20136671 Lớp : CN Công nghệ thực phẩm - 02 Hà Nội, ngày 23/11/2015 Mục lục I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG - Điều khiển trình thu thập thông tin, xử lý thông tin tác động lên hệ thống để đáp ứng hệ thống tới mục đích định trước - Điều khiển tự động trình điều khiển không cần tác động người - Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Hoặc định nghĩa đo lường hành động cụ thể thực công cụ đo lường để tìm trị số đại lượng chưa biết biểu thị đơn vị đo lường R BỘ ĐIỀU KHIỂN C CƠ CẤU CHẤP HÀNH ĐỐI TƯỢNG F THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG Bộ điều khiển Tín hiệu điều khiển C Cơ cấu chấp hành Thiết bị đo lường Tín hiệu O Tín hiệu hồi tiếp F Bộ điều khiển: Cơ quan đầu não để xử lý, khắc phục tình phát sinh hệ thống làm việc 1.1 Bộ điều khiển logic khả trình PLC PLC thiết bị điều khiển logic khả trình (Program Logic Control), loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật toán mạch số * Tín hiệu vào: qua cảm biến (tiếp điểm hành trình, cảm biến quang điện, ) tay (nút ấn, bàn phím,chuyển mạch) Tín hiệu đưa vào PLC có O thể tín hiệu số (digital) tín hiệu tương tự (analog), tín hiệu giao tiếp với PLC thông qua modul nhận tín hiệu vào khác khác DI (Digital Input) AI (Analog Input), * Ưu điểm: - Giảm 80% số lượng dây nối - Công suất tiêu thụ PLC thấp - Có chức tự chuẩn đoán giúp cho công tác sửa chữa nhanh chóng dễ dàng - Chức điều khiển thay đổi dễ dàng thiết bị lập trình (máy tính, hình) mà không cần thay đổi phần cứng yêu cầu thêm bớt thiết bị vào, - Số lượng rơle timer nhiều so với hệ điều khiển cổ điển - Số lượng tiếp điểm chương trình sử dụng không hạn chế - Thời gian hoàn thành chu trình điều khiển nhanh (vài ms) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất - Chương trình điều khiển in giấy vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì sửa chữa hệ thống - Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học - Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa - Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp - Hoàn toàn tin cậy môi trường công nghiệp.- Giao tiếp với thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, Modul mở rộng - Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ - Giá cạnh tranh Đặc trưng PLC khả lập trình được, số IP dải quy định cho phép PLC hoạt động môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng thấp, thay hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả nâng cấp thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập đầu xuất đáp ứng tuỳ nghi khả xem tiêu chí cho nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho hệ thống hoạt động tự động PLC S7-300 CPU SIMATIC S7- 400 SIMATIC S7- 200 1.2 Vi xử lý/ Vi điều khiển: Vi xử lý xử lý tín hiệu, nhận tín hiệu vào, tính toán, xử lý, xuất tín hiệu Vi xử lý ứng dụng để thực thuật toán điều khiển yêu cầu khối lượng tính toán lớn (s với PLC) cho đ ối tượng có đặc tính động học nhanh (so với PLC) điều khiển dòng điện, mômen, tốc độ động cơ, điều khiển mạch điện tử (tín hiệu công suất), v.v Vi vi sang điều khiển máy tính tích hợp chíp, thường sử dụng để điều khiển thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, hệ thống bao gồm vi xử lý có hiệu suất đủ dùng giá thành thấp (khác với vi xử lý đa dùng máy tính) kết hợp với khối ngoại nhớ, mô đun vào/ra, mô đun biến đổi số tương tự tương tự sang số, * Ưu khuyết điểm : - Giá thành thấp, công suất tiêu thụ thấp độ tin cậy cao - Khả chống nhiễu độ bền không cao - Vấn đề tốc độ Các giải pháp dựa vi điều khiển không nhanh giải pháp dựa thành phần rời rạc Những tình đòi hỏi phải đáp ứng thật nhanh (cỡ nsec) kiện (thường chiếm thiểu số ứng dụng) quản lý tồi dựa vào vi điều khiển 1.3 Máy tính công nghiệp: Máy tính công nghiệp (IPC) thiết kế đặc biệt bền bỉ thử nghiệm độ tin cậy với thông số hoạt động môi trường nhiệt độ khắc nghiệt, độ rung sốc hẳn máy tính thương mại có thị trường Các thành phần sử dụng với đủ điều kiện, tiêu chuẩn hóa làm việc hiệu thời gian dài - Ưu nhược điểm máy tính công nghiệp: Tốc độ xử lý tín hiệu điều khiển chậm, độ tin cậy cao; Đặc biệt với khả chống nhiễu chống treo hệ thống thích hợp để ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ ổn định cao 1.4 Các sản phẩm thương mại: sản phẩm tích hợp sẵn vi xử lý, vi điều khiển,…cũng cảm biến đo lường Tín hiệu điều khiển: 2.1 Tín hiệu số (Digital): tín hiệu mà thông tin ban đầu chuyển đổi thành chuỗi bit trước truyền7 - Tín hiệu bao gồm trạng thái on off, - Tín hiệu số yêu cầu khả băng thông lớn tín hiệu analog * Đặc trưng bản: - Có số mức (hay trạng thái) số hữu hạn Ví dụ tín hiệu M=2, ta có tín hiệu số nhị phân, hay mức trạng thái Tổng quát tín hiệu M-ary - Có thời gian tồn tại, KH: Ts (symbol time interval) Là loại tín hiệu rời rạc theo thời gian, biểu diễn dạng số, tín hiệu digital có hai mức điện áp biểu diễn mã nhị phân (0-1), nên thường gọi tín hiệu số Tín hiệu digital không tồn hình thức có sẵn tự nhiên Do sinh công nghệ số, nên việc hiệu chỉnh tần số dễ dàng, việc vặn nút để tăng cường độ chiếu sáng, hiệu chỉnh âm to nhỏ…Mọi thao tác xử lý tín hiệu digital xác, dứt khoát linh hoạt 2.2 Tín hiệu tương tự - analog: Bất kỳ tín hiệu diễn liên tục khoảng thời gian biến đổi gọi tín hiệu Analog Biểu đồ hiển thị tín hiệu analog thường dạng hình sin, cos, đường cong Một tín hiệu analog có độ phân giải lý thuyết vô hạn Analog có nghĩa tương tự, nghĩa tín hiệu thời gian sau có dạng tương tự thời gian trước Về mặt lý thuyết, tín hiệu giữ nguyên hình dạng biểu đồ tới vô hạn, điều kiện truyền tín hiệu lý tưởng Tuy nhiên, thực tế, tín hiệu analog bị ảnh hưởng nhiều tác nhân, vật cản đường đi, tín hiệu khác làm biến dạng Những ví dụ điển hình tín hiệu âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ…Chúng truyền môi trường, có cường độ bị giảm dần theo thời gian khoảng cách Ví dụ như: Tín hiệu dạng điện 0-5 V 0-10 V Tín hiệu dạng dòng điện 4-20 mA Analog Digital Tín hiệu Liên tục theo thời gian, gần gũi Rời rạc theo thời gian, gần gũi với tự nhiên với máy tính thiết bị tính toán Công dụng Thường dùng cho đo lường, làm Dùng tính toán, truyền việc với thiết bị chuyên thông liệu số analog Lưu dạng sóng, thiết Lưu dạng bit, thiệt Khả bị từ (băng từ, đĩa từ, ), chứa bị nhớ đắt tiền (fash, rom, ), lưu trữ nhiều thông tin chứa thông tin Truyền thông Lượng liệu truyền Lượng liệu truyền nhiều khoản thời gian dễ bị bị lỗi nhiễu Cơ cấu chấp hành 3.1 Van điều khiển: bao gồm thân van ghép nối với chế chấp hành với phụ kiện liên quan Ta phân loại van dựa theo thiết kế kiểu chuyển dộng chốt van như: - Van cầu: chốt trượt có đầu hình cầu hình nón, chuyển động lên xuống - Van nút: chootts xoay hình trụ (có đục lỗ theo chiều ngang) phần hình trụ - Van bi: chốt xoay hình cầu (có đuc lỗ theo chiều ngang) phần hình cầu - Van bướm: Chốt xoay hình đĩa * Nhiệm vụ cấu chấp hành: cung cấp lượng tạo chuyển động cho chốt van thông qua cầu van (đối với chuyển động trượt) trục van (chuyển động xoay) Ngoài ra, ta phân loại van theo chế truyền động: - - - - Van khí nén: Truyền động khí nén sử dụng màng chắn/ lò xo piston Tín hiệu vào khí nén, dòng điện tín hiệu số (bus trường) Nếu tín hiệu điều khiển dòng điện, ta cần chuyển đổi dòng điện-khí nén (I/P) tích hợp bên tách riêng bên Van điện: Sử dụng động servo động bước, điều khiển trực tiếp từ tín hiệu đầu điều khiển, thông thường dòng điện tương tự 4-20 mA tín hiệu số Van điện sử dụng ứng dụng công suất nhỏ đòi hỏi độ xác cao Van thủy lực: Cơ chế chấp hành sử dụng hệ thống bơm dầu kết hợp màng chắn piston, bơm dầu điều khiển tín hiệu từ điều khiển Van thủy lực sử dụng cho ứng dụng công suất lớn Van từ: Cơ chế chấp hành cuộn hút kết hợp lò xo, lực nén yếu độ xác kém, phù hợp với toán đơn giản 3.2 Rơ le điều khiển: Rơle loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Rơle thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện động lực 3.2.1 RƠLE ĐIỆN TỪ * Nguyên lí làm việc: Rơle điện từ làm việc nguyên lý điện từ Nếu đặt vật vật liệu sắt từ (gọi phần ứng hay nắp từ) từ trường cuộn dây có dòng điện chạy qua sinh Từ trường tác dụng lên nắp lực làm nắp chuyển động Rơle điện từ có đặc điểm: - Công suất điều khiển Pđk từ vài W đến hàng nghìn W - Công suất tác động Ptđ từ vài phần W đến hàng trăm W - Hệ số điều khiển Kđk = (5 ÷ 20) - Thời gian tác động ttđ = (2 ÷ 20) ms * Một số loại rơle điện từ a) Rơle dòng điện điện áp loại ∋T b) Rơle trung gian: Nhiệm vụ rơle trung gian khuếch đại tín hiệu điều khiển, thường nằm vị trí trung gian rơle khác Đặc điểm rơle trung gian có cấu điều chỉnh điện áp tác động để tác động điện áp tăng giảm khoảng ±15% Uđm c) Rơle thời gian điện từ từ thông φ0 giảm sức điện động e chống giảm để trì thời gian khoảng t = (0,5 ÷ 5)s 3.2.2 RƠLE ĐIỆN ĐỘNG * Nguyên lí: Theo nguyên tắc, rơle điện động có hai cuộn dây hình minh họa Khi có dòng qua cuộn dây i1 cuộn dây có dòng điện i2 Tại vị trí hình minh họa ta có cảm ứng từ B12 = K’.i1 có lực điện từ F = K”.B12.i2 hay lực F = K1”.i1.i2 sinh mô men M = Ki1i2 đặt lên cuộn dây 2, làm cuộn dây quay đóng tiếp điểm Nếu hai cuộn mắc nối tiếp i1 = i2 = i có M = Ki2 lúc mô men độc lập với chiều dòng điện Khi mạch điện xoay chiều với tần số f thì F thay đổi, rơle làm việc với giá trị trung bình lực điện từ mô men Mtb= Trong : + I1, I2 :trị hiệu dụng + ϕ :góc lệch pha hai dòng điện i1, i2 Nếu i1 = i2 cosϕ = Mtb = Ki2 Khi hai cuộn dây đổi chiều dòng điện chiều mô men trung bình Mtb thay đổi * Ứng dụng Rơle điện động sử dụng làm rơle công suất tác dụng, phản kháng Có thể chế tạo rơle sắt điện động để tăng trị số mô men Mtb tăng độ nhạy rơle Loại rơle điện động xoay chiều mạch sắt từ Mtb nhỏ dùng nhiều tự động điều khiển 3.2.3 RƠLE KIỂU TỪ ĐIỆN * Nguyên lí: Sự làm việc rơ le loại dựa sở lực điện từ từ trường nam châm vĩnh cửu tác dụng lên cuộn dây có dòng điện chạy qua Nguyên lí chung biểu diễn hình minh họa Từ trường nam châm vĩnh cửu với cảm ứng từ B tác dụng lên khung có dòng I tạo mômen quay Lực điện từ F = K’B12I Mô men quay M = KI (tỉ lệ với dòng điện I) * Đặc điểm: Rơle từ điện có độ nhạy lớn, công suất tác động nhỏ (cỡ 10-10 w) sử dụng nhiều tự động hóa, công suất điều khiển cỡ đến W Không làm việc mạch xoay chiều mạch xoay chiều mô men trung bình Mtb = 3.2.4 RƠLE CẢM ỨNG * Nguyên lí: Dựa tác động tương hỗ từ trường xoay chiều với dòng điện cảm ứng phận quay (đĩa, cối) để tạo mômen quay Hai từ thông φ1, φ2 biến thiên xuyên qua đĩa nhôm tương ứng cảm ứng sức điện động e1, e2 sinh dòng i1, i2 Các lực điện từ F12 = B2i1l F21 = B1i2l, lực điện từ tổng: Vì dòng điện từ thông đại lượng thay đổi theo thời gian nên kim loại chịu lực trung bình: với α góc lệch pha φ1 φ2 Mô men quay trung bình tác dụng vào phần động là: Mtb= km φm1 φm2.sinα Trong thực tế lệch pha từ thông thực nhiều cách thường dùng vòng ngắn mạch Nhận xét + α = F = nghĩa hai từ thông trùng pha đĩa không quay + α = 900 F = Fmax Vậy muốn đĩa quay từ thông hai nam châm phải có vị trí khác không gian lệch pha thời gian * Ứng dụng rơle cảm ứng chế tạo: + Rơle dòng µT-80, PT-80 + Rơle công suất loại cốc cực từ ( cực quấn cuộn dòng, cực quấn cuộn áp) + Rơle kiểm tra tốc độ kiểu cảm ứng kí hiệu PKC 3.3 Bơm: Máy bơm thuyết bị dùng để chuyển chất lỏng chất khí từ nơi có áp suất thấp đến nơi có áp suất cao Bơm khí nâng: Đây loại bơm sử dụng để tạo dòng, phun nước Nguyên tắc hoạt động bơm khí nâng nước kết hợp với khí bơm xuống phần thân bơm tạo thành hỗn hợp gồm khí nước Do hỗn hợp nhẹ nước nên trào lên tạo áp suất giúp nước đưa bên qua thân bơm Bơm điện chìm: Đây loại bơm đặt chìm sử dụng bên chất lỏng Máy bơm hoạt động theo nguyên tắc motor quay nước hút vào miệng hút vận chuyển bên qua ống đẩy Bơm điện chìm có ưu điểm gọn nhẹ cho hiệu suất cao nhược điểm lại khó sửa chữa đặt chìm nguồn chất lỏng Bơm ly tâm: Nguyên tắc hoạt động bơm ly tâm dựa vào lực ly tâm tác động lực ly tâm lượng chất lỏng đưa bên ngoài, bên thân bơm tạo khoảng chân không để nước hút vào Đặc điểm việc sử dụng bơm ly tâm phải có trình mồi nước trước vận hành máy bơm Bơm phun: Nguyên tắc hoạt động loại bơm dựa vào khí nén bơm phụ giúp tạo dịch chuyển lúc đầu thân bơm Sự dịch chuyển tạo vùng có áp suất thấp phía sau thân bơm khiến chất lỏng vận chuyển Bơm piston: Là loại bơm sử dụng nhiều sản xuất hiệu mà chúng mang lại tương đối cao Nguyên tắc hoạt động dựa vào hành trình xy-lanh piston để vận chuyển nước 4 Thiết bị đo lường: Là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát 4.1 Thiết bị đo lường chỗ: thiết bị mà ta đo thông số vật lý, hóa học,…và đọc trị số thiết bị Ví dụ: Đông hồ đo áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, độ nhớt,… * Một số thiết bị đo áp suất: - Áp kế lò xo ống: gồm ống Bourdon, nối điều chỉnh Ống Bourdon có tiết diện ngang dẹt, tròn elip Khi tăng áp suất, ống Bourdon có chiều hướng duỗi cuộn lại áp suất giảm Ưu điểm: + Gía thành rẻ, ứng dụng rộng rãi + Độ nhạy cao đap ứng nhanh + Đo trực tiếp áp suất Nhược điểm: + Có độ trễ + Chịu ảnh hưởng nhiệt độ + Độ bền áp suất chất lưu dao động thay đổi đột ngột - Áp kế hộp xếp: dựa vào so sánh áp suát hộp xếp bên môi trường làm cho hộp xếp bị kéo giãn hay co lại để ạo cân áp suất hộp xếp môi trường bên Áp suất bên áp suất cần đo đưa vào hộp xếp hiển thị thang đo Đối với áp suất thấp độ xác cao áp kế lò xo ống Áp kế hộp sử dụng để đo áp suất tuyệt đối, áp suất không khí, áp suất chân không áp suất chênh lệch - Áp kế chất lỏng: Dựa vào độ chênh lệch hai cột chất lỏng ta tính áp suất ta cần đo Ưu điểm: + Lắp đặt dễ dàng, sử dụng đơn giản + Chi phí rẻ + Rất xác độ nhạy cao + Ứng dụng rộng, sử dụng đo áp suất thấp Nhược điểm: + Chịu va đập kém, dễ hư hỏng sử dụng + Chịu ảnh hưởng nhiệt độ, không truyền tín hiệu xa + Khó khăn xác định độ cao h + Dải đo không lớn + Chất lưu phải phù hợp với chất lỏng thiết bị * Một số thiết bị đo lưu lượng: -Lưu lượng kế cánh quạt: Khi cánh quạt quay vòng dòng chảy chất lưu, từ thông nam châm vĩnh cửu tăng giảm lần Đo tần số cuộn dây tần số kế, từ tính tốc độ quay lưu lượng dòng chảy Ưu điểm: + Đo chiều dòng chảy + Đáp ứng nhanh + Cấu tạo gọn nhẹ Nhược điểm: + Không xác với chất lưu + Không xác chất lưu bẩn, độ nhớt cao + Chất lưu có khả làm tăng ma sát trục tuabin + Yêu cầu chất lưu chảy với vận tốc - Ngoài sử dụng: rotameter, tapered plug ( dựa vào ta đặt thiết bị thu hẹp đường ống tăng tốc độ dòng chảy chuyển động năng hai đầu thiết bị xuất chênh lệch áp suất tính độ chênh lêch lệch); ống venture, lưu lượng kế tần số dòng xoáy, lưu lượng kế khối lượng nhiệt, lưu lượng kế siêu âm, lưu lượng kế cảm ứng,… * Một số thiết bị đo nhiệt độ: - Dựa vào giãn nở nhiệt: nhiệt kế ống kim loại, nhiệt kế thủy tinh, nhiệt kế lưỡng kim - Dựa vào suất điện động: cặp nhiệt điện … 4.2 Cảm biến đo lường: thiết bị đo thông số vật lý, hóa học,…của vật liệu hiển thị đồng hồ số hoăc truyền tín hiệu phản hồi điều khiển - Cảm biến nhiệt độ pt100 : dựa mối quan hệ mật thiết kim loại nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, điện trở kim loại tăng Dải nhiệt độ đo -200~700oC Theo tiêu chuẩn nhiệt độ 00C điện trở Pt-100 100Ω - Cảm biến áp suất điện tử: + Điện trở: dựa vào thay đổi điện trở chịu tác động áp suất + Điện dung: dựa vào thay đổi điện dung tụ điện Áp suất tác động lên cực tụ điện làm cho khoảng cách hai cựa thay đổi + Cảm biến áp suất với ác động khí,… - Cảm biến lưu lượng: - Cảm biến dịch chuyển: - Cảm biến lực, trọng lượng: II.Nguyên lý đặc tính số thiết bị đo lường công nghiệp: Một số đặc điểm hệ thống điều khiển: Lưới điện pha dây: - Hệ thống điện nhà máy hệ thống pha bên có đầu dây có thêm dây trung tính dây nối đất - Dây nối đất có tác dụng chống giật trình vận hành có nguy dây trung tính điện áp pha chạm vào vỏ thiết bị (do trình vận hành nhiệt độ cao, dây không tốt vỏ dây chảy ra) Dây nối đất đưa luồng điện xuống đất giảm bớt cường độ dòng điện để bớt khả nguy hiểm - Thiết bị inox để tránh bị hoen gỉ, gây ảnh hưởng xấu đến sản phẩm thực phẩm - Có gờ vát lên để vệ sinh thiết bị ta xả trực tiếp mà không sợ rò rỉ nước vào Bên tủ điện: - Nguồn điện nằm bên Các công tắc tổng, cầu giao, cầu chì, actomat thiết kế cho dòng điện từ xuống từ trái sang phải => Các công tắc tổng thường đặt phía nằm bên phải - Các linh kiện điện tử: Các linh kiện điện tử hoạt động bố trí linh kiện cách hợp lý, phải có không giản để trao đổi nhiệt tức không gian để làm mát thiết bị - Các đầu đấu dây, hộp đấu dây phải thiết kế cho gọn gàng có tính thẩm mĩ cao Bên tủ điện: - Công tắc nguồn, có khóa an toàn công tắc nguồn để khóa lại thao tác - Bật nguồn, đèn chậm sáng để đảm bảo an toán người vận hành thiết bị thời gian nghỉ trước vận hành xem lại cacsthao tác vận hành sai sót để kịp thời xử lý - Ấn “Reset” sau ấn “Start” để trải qua thao tác vận hành Xem xét sai sót xử lý, vận hành, sửa chữa để khắc phục trước khởi động chu trình làm việc - Các nút nhấn: Các nút nhấn có ưu điểm công tắc “On” “Off” chủ động vận hành, khắc phục nhược điểm điện đột ngột công tắc hoạt động tiếp có điện mà không tự ngắt - Nút “Emergency Stop”:Dừng hoạt động thiết bị trường hợp khẩn cấp Cũng làm nút nhấn đặc trưng đỏ, to tròn để người vận hành muốn thao tác dễ dàng trường hợp khẩn cấp (có thể đứng từ vị trí thao tác) - Nút nguồn thiết kế khác với nút “Emergency Stop” nút nguồn phải chịu dòng điện lớn vào Thiết bị nghiền: -Thông số kỹ thuật: + Năng suất: 100 kg/h với sản phẩm ướt 10 kg/h với sản phẩm khô + Phân loại kích thước mắt lưới: 2- -10 -14mm + Điện cung cấp: 220/380V pha, 50Hz, 1,5kW + Tốc độ động cơ: 1100-2400 vòng /phút + Kích thước: 800x800x1750 mm + Trọng lượng: 100kg -Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu sau rửa sạch, (nguyên liệu có kích thước lớn thái cửa nghiền thiết bị nghiền Nhờ động có cánh nghiền, nguyên liệu băm miếng thích hợp) đưa đến cửa nghiền ép vào má nghiền Qua lỗ nhỏ má nghiền với va đập vào thành thiết bị, nguyên liệu nghiền nhỏ đưa theo cửa phía vào phễu thiết bị đun -Thiết bị điều khiển hoàn toàn thủ công, mức độ nghiền máy nghiền điều khiển thông qua tốc độ quay roto cách sử dụng chiết áp để thay đổi thông số điện áp vào làm thay đổi tốc độ quay động độ vật liệu thay đổi -Ngoài để hạn chế rủi ro trình tiếp liệu, ốc cố định cửa nạp liệu bị rơi làm hở búa nghiền gây nguy hiểm cho người vận hànhsử dụng cảm biến khoảng cách đặt gần vị trí tiếp xúc cửa nạp liệu thân máy, cảm biến vào thay đổi từ trường hai nam châm vị trí tiếp điểm cảm biếnkhi ốc rơi lực từ giảm dần biến mất, dựa vào thay đổi lực từ cảm biến truyền đến cấu chấp hành động để dừng hoạt động roto lại Thiết bị trùng liên tục dạng băng tải - Thông số kỹ thuật: +Năng suất: 150 lọ/h +Nhiệt độ trùng: 95-980C, nhiệt độ làm nguội: 600C +Kích thước: 1000 x 3200 x 1850 mm +Nguồn sử dụng 220/380V pha 50/60Hz; 2,5kW +Hơi tiêu thụ: 12-15kg/h +Công suất bơm 1,5kW - Nguyên lý hoạt động: Nhờ bơm, nước bơm đầy vào khoang (trong khoang có lưới lọc nước bơm vào khoảng trống lưới), van điều chỉnh để gia nhiệt theo tham số đặt cho nước thùng chứa (có thể tay hầu hết điều chỉnh cảm biến trừ cảm biến bị hỏng), ta đóng van tay lại, van tự động mở để tự động điều chỉnh nhiệt độ Mở nhỏ đường sang khoang nước ấm đến nhiệt độ 50 - C ta đóng van lại Sản phẩm trùng đưa vào đầu băng tải nhờ động băng tải vào khoang nước nóng nhờ hệ thống bơm vòi phun nước nóng phun lên sản phẩm Thời gian trùng phụ thuộc vào loại sản phẩm Tiếp hệ thống băng tải chạy, đưa phần sản phẩm tiếp tục đến khoang nước làm ấm Nước ấm đưa lên vòi phun nhờ bơm làm giảm bớt nhiệt độ sản phẩm, tăng thời gian trùng tránh tượng rạn nứt chai nhiệt độ giảm nhanh đột ngột trước sang khoang nước thường Tại sản phẩm làm nguội trước theo chuyền Kết thúc trình trùng, phần chuyển qua ống xả - Thiết bị điều khiển cách tự động: điều khiển hiển thị nhiệt độ giá trị tham chiếu (giá trị đặt) Đồng thời đo hiển thị nhiệt độ - Tín hiệu điều khiển: on/ off, nghĩa dựa vào thông số nhiệt độ mà cảm biến nhiệt độ truyền tới để thông qua role để bật tắt đường cung cấp để gia nhiệt cho nguồn nước - Cơ cấu chấp hành: Van điện từ (on/off): dựa vào tín hiệu cảm biến đo nhiệt độ dòng nước sau gia nhiệt để đóng mở dòng cho phù hợp với tham số chiếu - Đối tượng điều khiển: nhiệt độ thùng chứa, toán trùng hay tiệt trùng yếu tố nhiệt độ yếu tố cần kiểm soát Nước lưu thông đường ống có lắp cảm biến nhiệt độ pt100 đồng hồ đo áp suất nhiệt độ để đo nhiệt đọ nước sau gia nhiệt nhằm đảm bảo chế độ trùng - Phương thức điều khiển: điều khiển theo sai lệch, nghĩa dựa vào chênh lệch nhiệt độ nước thùng chứa đo cảm biến pt100 giá trị tham chiếu để điều chỉnh lượng gia nhiệt cho nước đảm bàỏ chế độ đặt Hệ thống điều khiển hệ thống có phản hồi: tất thông số đo từ cảm biến điều phản hồi hệ thống để điều khiển cấu chấp hành: van điện từ, bơm,… nhằm điều chỉnh thông số phù hợp với giá trị tham chiếu ∆ Lưu ý: - Lắp đặt pt100 đúng: tiếp xúc với tâm dòng chảy, song song ngược chiều với chiều dong chảy Nhưng thiết bị cảm biến lại lắp chiều với dòng lưu thể sai số nhiệt dộ đạt khoảng 98oC - Đồng hồ quan sát: Lắp phương với dòng lưu thể không tiếp xúc với tâm dòng chảy kết đo không xác - Cảm biến đo áp suất dầu (áp suất lò xo ống): sau bơm áp suất máy bơm dòng chảy chưa ổn định kim đồng hồ dao động xung quanh vị trí điểm “0” kết qua có sai số tuổi thọ dụng cụ giảm - Công tắc hành trình: lượng sản phẩm tải sảm phẩm tác động gạt phía cuối băng tải khởi động công tắc hành trình t ác động lên động dùng băng tai - Theo tiêu chuẩn lọ qua thiết bị điều phải lộn ngược nắp xuống để phần tiếp xúc nắp miệng lọ trùng hầu hết Việt Nam để giảm bớt tốn giai đoạn tất lọ đặt đứng-nắp lọ phía Thiết bị trùng sữa - trùng Sữa sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ, dễ dàng nâu hóa nhiệt độ từ 65oC trở lên phản ứng không enzyme caramel hay mailard Do ta phải điều khiển yếu tố nhiệt độ cách thật tốt không sản phẩm không giá trị cảm quan mà giá trị dinh duongx kinh tế bị giảm Giả sử: Ta điều khiển nhiệt đô vào/ra sữa: 4oC với dòng lưu thể sau: - Sữa nguyên liệu: oC - Nước nóng: 100 oC - Hơi: >100 oC - Sữa nóng: 82 oC - Nước thường: 30 oC - Nước lạnh: 0-2 oC Đầu tiên sữa nguyên liệu trao đổi nhiệt với sữa nóng để tang nhiệt độ lên khoảng 40 oC nhằm tránh việc lãng phí nhiệu yêu cầu sữa nguyên liệu tang nhiệt độ sữa nóng hạ nhiệt độ Sau sữa nguyên liệu cho trao đổi nhiệt với dòng nước nóng để tăng nhiệt độ đến chế độ trùng sữa lưu dàn ống khoảng 15 giây, tùy thuộc vào thành phần chất lượng sữa nguyên liệu mà thời gian lưu ống khác Tiếp theo, sữa sau trùng trao đổi nhiệt với sữa nguyên liệu để tăng nhiệt độ sữa nguyên liệu lên 40 oC trao đổi nhiệt với nước thường để hạ nhiệt độ từ từ tránh biến tính protein sữa Cuối cung sữa trao đổi nhiệt với nước lạnh để hạ nhiệt độ xuống oC tăng hiệu bảo quản Yêu cầu đặt phải điều khiển nhiệt độ trùng - Bộ điều khiển: analog (là điều khiển tương tự, đường biểu diễn đường liên tục đường hình sin, có đường cong đó) - Tín hiệu điều khiển dòng điện: 4-20 mA, ghĩa dựa vào phụ thuộc thông số nhiệt độ t vào dòng điện I mà thông qua tín hiệu dòng điện nhận để điều khiển nhiệt độ hay thời gian lưu, lượng để gia nhiệt cho nước thường - Cơ cấu chấp hành: Van khí nén ( Dòng điện tác động lên van khí nén tín hiệu áp suất để van khí nén điều khiển lượng gia nhiệt cho nước thay đổi nhiệt độ trùng) - Thiết bị đo lường: Cảm biến pt100 lắp cho tiếp xúc với tâm dòng sữa sau trùng ngược chiều với dòng lưu thể để đo xác nhiệt độ sữa ∆ Nhiệt độ thấp sữa giai đoạn ổn định Trong trùng sữa thời gian lưu ống để giúp ổn định chất lượng sữa đồng thời tiêu diệt hoàn toàn lượng vi sinh vật gây bệnh Nếu nhiệt độ sau không đạt chứng tỏ trình trùng không đảm bảo, vi sinh vật gây bệnh chưa tiêu diệt hoàn toàn ta phải hồi lưu lại chứa để tiếp tục trùng [...]... biến nhiệt độ pt100 và các đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ để đo nhiệt đọ của nước sau khi gia nhiệt nhằm đảm bảo chế độ thanh trùng - Phương thức điều khiển: điều khiển theo sai lệch, nghĩa là dựa vào sự chênh lệch giữa nhiệt độ của nước trong thùng chứa được đo bằng cảm biến pt100 và giá trị tham chiếu để điều chỉnh lượng hơi gia nhiệt cho nước đảm bàỏ chế độ đặt Hệ thống điều khiển là hệ thống có... 12-15kg/h +Công suất bơm 1,5kW - Nguyên lý hoạt động: Nhờ bơm, nước được bơm đầy vào 2 khoang (trong các khoang có 2 lưới lọc nước được bơm vào khoảng trống giữa 2 tấm lưới), van hơi được điều chỉnh để gia nhiệt theo tham số đặt cho nước trong thùng chứa (có thể bằng tay nhưng hầu hết được điều chỉnh bằng cảm biến trừ khi cảm biến bị hỏng), ta đóng van tay lại, van tự động mở để nó tự động điều chỉnh... quản Yêu cầu đặt ra là phải điều khiển nhiệt độ thanh trùng - Bộ điều khiển: analog (là bộ điều khiển tương tự, đường biểu diễn là một đường liên tục có thể à đường hình sin, có hoặc đường cong bất kỳ nào đó) - Tín hiệu điều khiển là dòng điện: 4-20 mA, ghĩa là dựa vào sự phụ thuộc của thông số nhiệt độ t vào dòng điện I mà thông qua tín hiệu dòng điện nhận được để điều khiển nhiệt độ hay thời gian... đóng van lại Sản phẩm thanh trùng được đưa vào đầu băng tải nhờ động cơ băng tải đi vào trong khoang nước nóng nhờ hệ thống bơm và vòi phun nước nóng được phun đều lên sản phẩm Thời gian thanh trùng phụ thuộc vào từng loại sản phẩm Tiếp đó hệ thống băng tải chạy, đưa phần sản phẩm này tiếp tục đến khoang nước làm ấm Nước ấm được đưa lên vòi phun nhờ bơm và làm giảm bớt nhiệt độ của sản phẩm, tăng thời... Xem xét những sai sót trong xử lý, vận hành, sửa chữa để khắc phục trước khi khởi động chu trình làm việc - Các nút nhấn: Các nút nhấn này có ưu điểm hơn công tắc “On” và “Off” là do nó có thể chủ động trong vận hành, khắc phục nhược điểm khi mất điện đột ngột trong khi đó công tắc sẽ hoạt động tiếp khi có điện mà không tự ngắt - Nút “Emergency Stop”:Dừng hoạt động của thiết bị trong trường hợp khẩn... Thiết bị đo lường: Là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát 4.1 Thiết bị đo lường tại chỗ: là các thiết bị mà ta có thể đo các thông số vật lý, hóa học, và đọc trị số ngay trên thiết bị Ví dụ: Đông hồ đo áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, độ nhớt,… * Một số thiết bị đo áp suất: - Áp kế lò xo ống: gồm ống Bourdon, thanh nối điều chỉnh được và thanh... tinh, nhiệt kế lưỡng kim - Dựa vào suất điện động: cặp nhiệt điện … 4.2 Cảm biến đo lường: là thiết bị đo các thông số vật lý, hóa học,…của vật liệu và hiển thị trên đồng hồ số hoăc truyền tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển - Cảm biến nhiệt độ pt100 : dựa trên mối quan hệ mật thiết giữa kim loại và nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại cũng tăng Dải nhiệt độ đo -200~700oC Theo tiêu chuẩn... gian thanh trùng và tránh hiện tượng rạn nứt chai do nhiệt độ giảm nhanh đột ngột trước khi sang khoang nước thường Tại đây sản phẩm được làm nguội trước khi theo bằng chuyền ra ngoài Kết thúc quá trình thanh trùng, phần hơi được chuyển ra ngoài qua ống xả - Thiết bị được điều khiển một cách tự động: điều khiển và hiển thị nhiệt độ giá trị tham chiếu (giá trị đặt) Đồng thời cũng đo và hiển thị nhiệt... Điện trở: dựa vào sự thay đổi điện trở khi chịu tác động của áp suất + Điện dung: dựa vào sự thay đổi điện dung của tụ điện Áp suất tác động lên bản cực của tụ điện làm cho khoảng cách giữa hai bản cựa thay đổi + Cảm biến áp suất với ác động cơ khí,… - Cảm biến lưu lượng: - Cảm biến dịch chuyển: - Cảm biến lực, trọng lượng: II.Nguyên lý và đặc tính của một số thiết bị đo lường công nghiệp: 1 Một... đo lường công nghiệp: 1 Một số đặc điểm của hệ thống điều khiển: Lưới điện 3 pha 5 dây: - Hệ thống điện trong nhà máy là hệ thống 3 pha nhưng bên trong có 5 đầu dây do có thêm dây trung tính và dây nối đất - Dây nối đất có tác dụng chống giật do trong quá trình vận hành có nguy cơ dây trung tính và điện áp 1 trong 3 pha chạm vào vỏ thiết bị (do trong quá trình vận hành nhiệt độ cao, dây không tốt