KHẢO NGHIỆM CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY GÂY CHOÁNG CÁ KIỂU XUNG ĐIỆN Tác giả NGUYỄN QUỐC THẾ Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Cơ Điện Tử Giáo viên hướng dẫn: Ts NGUYỄN VĂN HÙNG Ks PHAN VIỆT NHÂN Tháng 6/2012 i LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa Cơ khí Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức định hướng cho em suốt khóa học Em xin gởi đến Thầy TS Nguyễn Văn Hùng lời cảm ơn chân thành Cảm ơn Thầy tận tình hướng dẫn, định hướng, tạo điều kiện giúp chúng em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn KS Phan Việt Nhân giúp đỡ em hoàn thành phần khí Cuối chúng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ chúng em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn ! Xin trân trọng Nguyễn Quốc Thế ii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “khảo nghiệm thơng số làm việc máy gây chống cá kiểu xung điện” thực trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Tỉnh Đồng Tháp thời gian tháng từ tháng đến ngày 15 tháng năm 2011 Nhiệm vụ đề tài: Chế tạo thành cơng hệ thống làm chống cá kiểu xung điện sử dụng điều khiển nguồn dimmer công suất lớn SPC1-50 autonics để thay đổi vô cấp điện xoay chiều 220V qua tìm điện áp thích hợp gây chống cá Sử dụng biến tần DV-700 để điều khiển tốc độ băng tải động pha qua khống chế thời gian gây choáng cá iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii  TÓM TẮT iii  MỤC LỤC iv  DANH MỤC HÌNH vii  DANH MỤC VIẾT TẮT ix  DANH MỤC BẢNG x  Chương 1 TỔNG QUAN 3  2.1.Đối tượng nghiên cứu 3  2.1.1.Đối tượng gia công 3  2.1.1.1 Cá tra 3  2.1.1.2 Qui trình sản xuất cá tra 4  2.1.1.3 Một số phương pháp giết cá trước chế biến xuất Việt Nam 5  2.1.1.4 Yêu cầu kỹ thuật cá sau gây choáng 7  2.1.2 Sơ lược máy gây choáng cá xung điện 7  2.1.3.Ảnh hưởng xung điện đến cá 7  2.1.3.1 Hiệu điện 8  2.1.3.2 Cường độ dòng điện 8  2.1.3.3 Tần số 8  2.1.3.4 Thời gian tiếp xúc với dòng điện 8  2.1.4.Một số kiểu máy gây choáng cá sử dụng xung điện 8  2.1.4.1 Máy gây chống sử dung dòng điện DC 8  2.1.4.2 Máy gây chống sử dụng dòng điện AC 10  iv 2.2 Một số loại máy gây choáng cá 11  2.2.1 Máy gây choáng cá SAMUS-300H 11  2.2.2 Máy gây chống cá mơi trường nước MK2 12  2.2.3 Máy gây choáng cá ngồi mơi trường nước 13  2.3.1 Các hãng sản xuất tiếng 14  2.3.2 Cấu tạo biến tần 14  2.3.3 Nguyên lý hoạt động biến tần 15  2.3.4 Chức biến tần 16  2.3.5 Chiều kích thước lắp đặt 17  2.4 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 18  2.4.1 Giới thiệu biến đổi điện áp xoay chiều 18  2.4.2 Các phương pháp điểu khiển biến đổi điện áp xoay chiều pha 18  2.4.2.1 Điều khiển pha 18  2.4.2.2 Điều khiển tỷ lệ thời gian 19  2.5 Contactor 19  2.5.1 Cấu tạo 19  2.5.2 Nguyên lý hoạt động 20  2.5.3 Các thông số 21  Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22  3.1 Nội dung 22  3.2 Phương pháp nghiên cứu 22  3.3 Phương tiện nghiên cứu 22  3.3.1 Đo thời gian gây choáng 22  3.3.2 Đo cường độ dòng điện hiệu điện 23  3.3.3 Đo khối lượng cá 25  v Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26  4.1 Thiết kế phần mơ hình máy làm chống kiểu xung điện 26  4.1.1 Yêu cầu thiết kế 26  4.1.2 Lựa chọn mơ hình 26  4.1.3 Thiết kế chế tạo phận điều khiển 28  Sơ đồ mạch điều khiển 28  4.1.4 Thiết kế chế tạo phần khí 29  4.1.6 Các linh kiện sử dụng hệ thống 33  4.1.6.1 Biến tần Panasonic Inverter DV-700 33  4.1.6.2 Dimmer công suất lớn SPC1-50 37  4.1.6.3 Contactor 38  4.2 Q trình gây chống cá kết khảo nghiệm 38  4.2.1 Q trình gây chống cá 38  4.2.2 Kết khảo nghiệm 41  4.3 Nhận xét 43  Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45  5.1 Kết luận 45  5.2 Đề nghị 45  TÀI LIỆU THAM KHẢO 46  PHỤ LỤC 47  vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cá tra 3  Hình 2.2 Qui trình sản xuất cá tra (nguồn: cơng ty CPTS Vĩnh Hồn) 4  Hình 2.3 Cá tra khơng bị căng thẳng 5  Hình 2.4 Cá tra bị căng thẳng 6  Hình 2.5 Cá sau gây choáng 6  Hình 2.6 Sơ đồ khối máy gây choáng cá 7  Hình 2.7 Sơ đồ khối mạch nghịch lưu 9  Hình 2.8 Sơ đồ khối mạch gây choáng AC 10  Hình 2.9 Máy gây chống SAMUS-300H 11  Hình 2.10 Máy gây choáng MK2 12  Hình 2.11 Sơ đồ máy gây chống MK2 12  Hình 2.12 Máy gây chống cá xung điện 13  Hình 2.13 Máy gây choáng cá xung điện 13  Hình 2.14 Sơ đồ khối máy gây choáng cá 14  Hình 2.15 Biến tần điều khiển tốc độ động 15  Hình 2.16 Biến tần 15  Hình 2.17 Sơ đồ mạch biến tần 15  Hình 2.18 Nguyên lý làm việc biến tần 16  Hình 2.19 Cấu tạo contactor 20  Hình 3.1 Đồng hồ bấm giây 23  Hình 3.2 Đồng hồ VOM 23  Hình 3.3 Thiết bị đo cơng suất 24  Hình 3.4 Cân đo khối lượng cá 25  vii Hình 4.1 Sơ đồ khối phần mạch điện 26  Hình 4.2 Sơ đồ khối phần khí 27  Hình 4.3 Sơ đồ thiết kế phần khí 27  Hình 4.4 Sơ đồ mạch điều khiển 28  Hình 4.5 Thiết kế phần tủ điện máy làm choáng cá 29  Hình 4.6 Sơ đồ thiết kế phần khí 29  Hình 4.7 Băng tải vận chuyển cá 30  Hình 4.8 Lá điện cực gây chống 30  Hình 4.9 Thiết kế phần khí mơ hình máy làm chống cá 31  Hình 4.10 Biến tần Panasonic Inverter DV-700 34  Hình 4.11 Dimmer cơng suất lớn SPC1-50 37  Hình 4.12 Contactor 38  Hình 4.13 Cá trước đưa vào buồng gây choáng 39  Hình 4.14 Cá chuẩn bị dưa vào buồn gây choáng 39  Hình 4.15 Cá bị gây chống kim loại có gắn điện cực 40  Hình 4.16 Cá khỏi buồn gây chống bị chống 40  Hình 4.17 Thịt cá khơng bị bầm tím, biến dạng gây choáng 40  viii DANH MỤC VIẾT TẮT DC Direct Current AC Alternating Current IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor CB Circuit Breaker SPC Series Power Controler VOM Volt Ohm Milliemmeter ix DANH MỤC BẢNG     Bảng 4.1 : Bảng tóm tắt bước điều khiển tủ điện 32    Bảng 4.2: Bảng tóm tắt biến tần Panasonic Inverter DV-700 35    Bảng 4.3 : Bảng kết khảo nghiệm 41    Bảng 4.4 : Bảng biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian 41    Bảng 4.5 : Bảng biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian 42  x Bước Bật công tắc SPC 1-50 chế độ ON để khởi động SPC1-50.Sau 30s SPC 150 khởi động Bước Chỉnh núm tốc độ SPC 1-50 cho phù hợp theo yêu cầu điện áp ngõ Bước Nhấn nút reset có cố xảy 4.1.6 Các linh kiện sử dụng hệ thống 4.1.6.1 Biến tần Panasonic Inverter DV-700 Điểm đặc biệt hệ truyền động biến tần - động điều chỉnh vô cấp tốc độ động Tức thơng qua việc điều chỉnh tần số điều chỉnh tốc độ động thay đổi theo ý muốn dải rộng Thông số kỹ thuật Cấp điện áp : AC 200 – 230 V Dòng : 3A Tần số : 50/60 HZ Hãng sản xuất : Panasonic Xuất xứ : Nhật Bản 33 Hình 4.10 Biến tần Panasonic Inverter DV-700 Đặc điểm Kích thước tiết kiệm không gian Chức cho ứng dụng thực tế Dễ dàng thiết lập thông số vận hành điều khiển Điều khiển theo tốc độ đặt trước Tích hợp ngõ vào xung điều khiển (PWM) Chức Dãy tần rộng: 0.2 ~ 400 Hz Chức tăng/giảm tốc độ hoàn hảo Điều chỉnh áp Hoạt động êm ổn định tần số thấp Chức bảo vệ 34 Bảng 4.2: Bảng tóm tắt biến tần Panasonic Inverter DV-700 Hiển thị Tên Mô tả chức Hiển thị liệu Hiển thị liệu liên quan, tần số chuẩn, tần số ra, giá trị đặt cho thông số Núm chỉnh tần số Đặt tần số chuẩn khoảng từ 0Hz đến tần số tối đa Nút chế độ MODE Chuyển đèn thị mục lựa chọn theo thứ tự Thông số đặt bị bãi bỏ phím nhấn trước nhập thông số Nút chạy RUN Chạy biến tần biến tần hoạt động với giao diện 35 Nút tăng Tăng số theo dõi thông số, số thông số giá trị đặt Nút giảm Giảm số theo dõi thông số, số thông số giá trị đặt Nút Stop/Reset Dừng biến tần trừ thông số n06 đặt để cấm nút Stop Cũng làm chức phím reset có lỗi với biến tần Chú ý: Vì lý an tồn, việc reset khơng hoạt động lệnh RUN (quay thuận hay nghịch) có hiệu lực Hãy chờ đến lệnh RUN OFF trước reset biến tần Tần số chuẩn đặt theo trường hợp sau: - Thông số n03 cho lựa chọn tần số chuẩn đặt (nghĩa tần số chuẩn cho phép) biến tần chế độ điều khiển từ xa - Thông sô n07 cho lựa chọn tần số chuẩn chế độ chỗ đặt (nghĩa Bộ giao diện hiển thị chỗ cho phép) biến tần chế độ điều khiển chỗ - Tần số chuẩn thay đổi kể hoạt động 36 4.1.6.2 Dimmer công suất lớn SPC1-50 Đặc điểm bật dimmer cơng suất lớn SPC1-50 thay đổi điện áp đầu cách vô cấp  Thông số kỹ thuật - Điện áp cung cấp: 100-240 VAC - Ngõ dòng: 50A - Ngõ vào điều khiển:1-5VDC; 4-20mADC , 24VDC bên - Nguồn điều khiển 0- 100% (ngoại trừ Triac hạ áp) - VR bên ngồi (1kΩ) - Cơng tắc bên ngồi (ON/OFF) - Nhiệt độ hoạt động : 0: +50 ° C - Kích thước: 94x125x92 mm Hình 4.11 Dimmer cơng suất lớn SPC1-50  Chức - Ngõ ADJ (Giới hạn ngõ ra) - Khởi động mềm : 0-50s (Ngoại trừ loại điều khiển ON/OFF) - Hiển thị ngõ - Tự chuyển đổi 50/60Hz 37  Nhiều loại điều khiển chế độ SW - Loại điều khiển pha - Loại điều khiển chu kỳ (Zero Cross) - Loại điều khiển ON/OFF (Zero Cross) 4.1.6.3 Contactor Là thiết bị trung gian phận điều khiển biến tần DV 700 với tải động pha Dùng để đóng ngắt tiếp điểm, tạo liên lạc mạch điện nút nhấn Hình 4.12 Contactor  Thơng số kỹ thuật contactor - Công suất kéo tải : Ở điện áp 220VAC/50Hz - Tải điện trở: 5500W (cường độ dòng điện 25A) - Tải điện cảm (động điện) : 3.5KW (4.69HP) (cường độ dòng điện 13A) - Điện áp điều khiển 220VAC - Cách lắp lên tủ điện vít gắn rail 35 mm - Khổi lượng 330 gram 4.2 Q trình gây chống cá kết khảo nghiệm 4.2.1 Q trình gây chống cá Ngun liệu gây choáng giống cá tra Cá phải đáp ứng đủ yêu cầu như: - Có trọng lượng trung bình từ đến 1.2 kg 38 - Khỏe mạnh - Có chiều dài thể khoảng 40-50 cm Dưới số hình ảnh khảo nghiệm gây chống cá: Cá tra Hình 4.13 Cá trước đưa vào buồng gây choáng Cá tra chuẩn bị gây choáng Hình 4.14 Cá chuẩn bị dưa vào buồn gây choáng 39 Cá tra xắp khỏi buồng gây choáng Cá tra bị gây chống Hình 4.15 Cá bị gây chống kim loại có gắn điện cực Cá tra bị chống Hình 4.16 Cá khỏi buồn gây choáng bị chống Thịt cá tra khơng bị bầm tím , khơng biến dạng Hình 4.17 Thịt cá khơng bị bầm tím, biến dạng gây choáng 40 4.2.2 Kết khảo nghiệm Theo Lines, Kestin(2004) phân thành mức thời gian để thực nghiệm 15s; 30s; 60s Với yêu cầu thời gian để cá tỉnh lại 120s sau bị gây choáng Bảng 4.3 : Bảng kết khảo nghiệm 15s Thí Thời nghiệm gian gây chóang (s) Kg Điện áp (V) Dòng điện (A) Thời gian cá tỉnh (s) 1 1 1 30 50 70 100 120 150 0.2 0.4 0.8 1.2 1.4 1.6 BT 40 80 100 120 C 15 15 15 15 15 15 Bảng 4.4 : Bảng biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian Biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian cá tỉnh Điện áp (V) 160 140 BT 120 40 100 80 100 80 120 60 C 40 20 BT 40 80 100 120 C Thời gian (s) Chú thích: Thời gian điện áp gây chống khơng thích hợp Thời gian điện áp gây chống thích hợp 41 Bảng 4.5 : Bảng kết khảo nghiệm 20s Thí Thời nghiệm gian gây chóang (s) 30 30 30 30 30 30 Kg Điện áp (V) Dòng điện (A) Thời gian cá tỉnh (s) 1 1 1 30 50 70 100 120 150 0.2 0.4 0.8 1.2 1.4 1.6 20 45 90 120 150 C Bảng 4.6 : Bảng biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian Biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian cá tỉnh 160 140 20 Điện áp (V) 120 45 100 90 80 120 60 150 40 C 20 20 45 90 120 150 C Thời gian (s) Chú thích: Thời gian dòng điện gây chống khơng thích hợp Thời gian điện áp gây chống thích hợp 42 Bảng 4.7 : Bảng kết khảo nghiệm 20s Thí Thời nghiệm gian gây chóang (s) Kg Điện áp (V) Dòng điện (A) Thời gian cá tỉnh (s) 60 60 1 30 50 0.2 0.4 45 70 60 70 0.8 120 60 100 1.2 150 60 120 1.4 180 60 150 1.6 C Bảng 4.6 : Bảng biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian Biểu đồ thể mối tương quan điện áp thời gian cá tỉnh 160 140 45 Điện áp (V) 120 70 100 120 80 150 60 180 40 C 20 45 70 120 150 180 C Thời gian (s) Chú thích: Thời gian dòng điện gây chống khơng thích hợp Thời gian điện áp gây chống thích hợp 43 4.3 Nhận xét - Qua kết thực nghiệm ta thấy với trọng lượng cá khoảng đến 1.2 kg thời gian cá gây choáng 15 đến 20 giây với mức điện áp gây choáng 100V dòng điện 1.2A cá bị gây chống sau 120 giây cá tĩnh lại hoàn toàn - Kết cho thấy thịt cá sau gây choáng không bị biến dạng Đảm bảo tiêu chuẩn giết mổ “nhân đạo” cho thị trường nước tiên tiến 44 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài thực mục tiêu đề khảo nghiệm thông số làm việc hệ thống làm choáng cá kiểu xung điện Thiết kế, chế tạo mơ hình máy chống cá đặt xưởng CK6, Khoa Cơ Khí – cơng Nghệ, Trường ĐH Nơng Lâm TP.HCM Qua khảo sát máy làm choáng cá xung điện.Dùng máy biến tần DV-700 để điều chỉnh tốc độ băng tải điều chỉnh điện áp Dimmer SPC1-50 công suất lớn để thay đổi điện áp vô cấp Kết cá gây choáng Do kiến thức nhiều hạn chế Các vấn đề thực đề tài tương đối nên việc thực luận văn chắn có nhiều sai sót Rất mong góp ý, bảo, giúp đỡ quý thầy cô 5.2 Đề nghị Nên sử dụng thêm số linh kiện cảm biến dòng, PLC S7-200, MODUL EM235 giao tiếp HMI VĐK kết nối máy tính để đọc tính hiệu từ cảm biến đưa máy tính xử lý nhằm làm cho hệ thống hoạt động mốt cách tự động xác Do thời gian có hạn nên chưa thực hệ thống máy làm chống cá tự động với kích thước thực tế để có kết luận thức đưa vào sản xuất hàng loạt phục vụ cho trình chế biến việc nghiên cứu cơng nghệ gây chống cá xung điện 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Thị Phương Chăm, 2009 Khảo Sát Qui Trình Chế Biến Cá Tra Fillet Đông Lạnh IQF Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM Nguyễn Cảnh,1993 Qui hoạch thực nghiệm Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 156 trang Vũ Quang Hồi, 2000 Trang bị điện-điện tử công nghiệp, NXB giáo dục Tsilikin M G ( sách dịch) 1977 Cơ sở truyền động điện tự động, NXB KH KT Phan Việt Nhân, 2011 Nghiên cứu máy gây choáng cá kiểu xung điện Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM Trang web http://www.fistenet.gov.vn/TraBasaRophi/Tra-Basa) Trang web http://www.idiseafood.com/vi/node/138) Trang web http://www.wattpad.com/150896-contactor#!p=1 Trang web https://sites.google.com/site/phuongpham2205/automatic-tu-dong-hoa/bien-tan 46 PHỤ LỤC 47 ... định (tùy theo điện dẫn nước) tạo từ trường Nếu cá nằm phạm vi từ trường (giữa hai điện cực) bị từ trường tác động đến não gây tượng chống 2.1.4.2 Máy gây chống sử dụng dòng điện AC Theo Smith.D.V,... độ động thay đổi theo ý muốn dải rộng  Đặc điểm - Kích thước tiết kiệm không gian - Chức cho ứng dụng thực tế - Dễ dàng thiết lập thông số vận hành điều khiển - Điều khiển theo tốc độ đặt trước... có phản xạ, khơng có hơ hấp (nấp mang), khơng có phản ứng đi, có tượng co giật 2.1.3.1 Hiệu điện Theo Robb Kestin(2002) điện áp ảnh hưởng đến q trình gây chống cá, điện áp thấp cá khơng bị chống