ĐỒ án môn học đề tài tìm HIỂU cảm BIẾN THUỘC NHÓM KHÍ cụ điện THEO dõi, GIÁM sát

TR ƯỜ NG Đ I Ạ H CỌKỸỸ THU Ậ T CƠNG NGH ỆCẦẦN THƠ KHOA: KỸỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CẢM BIẾN THUỘC NHĨM KHÍ CỤ ĐIỆN THEO DÕI, GIÁM SÁT GI Ả NG VIÊN H ƯỚ NG DẦỸN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Tô Ái Nhân Huỳnh Thanh Đâầy 1700081 Ngành: Công nghệ kyỹ thuật Điềầu khiể n Tự động hóa Cầần Thơ - 2020 DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cảm biến nhà máy luyện thép Hình 1.2 Hệ thống cảm biến tích hợp xe Hình 1.3 Hệ thống nhận diện EyeQ Hình 2.1 Cảm biến dịng điện Hình 2.2 Cảm biến dịng điện T201 Hình 2.3 Cảm biến dòng điện T201DC Hình 2.4 Cảm biến dịng điện T201 AC/DC Hình 2.5 Cảm biến dịng điện 30A ACS712-30A 10 Hình 2.6 Cảm biến hồng ngoại 11 Hình 2.7 Cảm biến hồng ngoại cơng nghiệp .13 Hình 2.8 cấu tạo cảm biến áp suất 14 Hình 2.9 Nguyên lý hoạt động .14 Hình 2.10 Cảm biến áp suất hãng Georgin Pháp 15 Hình 2.11 Cảm biến áp suất dùng cho thuỷ lực loại chất lỏng 18 Hình 2.12 Bộ hiển thị .19 Hình 2.13 Sơ đồ đấu nối 20 Hình 2.14 Kết nối với hiển thị 20 Hình 2.15 Kết nối với PLC 20 Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động cảm biến siêu âm 23 Hình 2.17 Cảm biến siêu âm với arduino 24 Hình 2.18 Cảm biến gắn xe 25 Hình 2.19 Cảm biến siêu âm công nghiệp 25 Hình 2.20 Cảm biến Sea YF-s201 DN15 .30 Hình 2.21 Cảm biến AMF60 32 Hình 3.1 Sơ đồ đấu dây Arduino với cảm biến dịng điện .34 Hình 3.2 Mơ hình cảm biến dịng 34 Hình 3.3 Các linh kiện đấu nối mạch 35 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i MỤC LỤC .ii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Lý chọn đề tài Mục tiêu, phạm vi nghiên cứu .1 Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT THIẾT BỊ 1.1.1 Một số hệ thống cảm biến nước 1.1.2 Một số hệ thống cảm biến nước CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .6 2.1.1 Tổng quan cảm biến dòng điện 2.1.2.1 Một số phương pháp đo dòng điện 2.1.2.2 Cảm biến dòng điện T201 .7 2.1.2.3 Cảm biến dòng điện AC 5A, ZMCT103C .9 2.1.2 Tổng quan cảm biến hồng ngoại 11 2.1.2.1 Cảm biến hồng ngoại LM393 11 2.1.2.2 Cảm biến Tiệm cận hồng ngoại E3F-DS30C4 30cm NPN 12 2.1.3 Tổng quan cảm biến áp suất 13 2.1.3.1 Cảm biến áp suất 13 2.1.3.2 Nguyên lý hoạt động .14 2.1.3.3 Ứng dụng cảm biến 16 2.1.3.4 Cảm biến dùng công nghiệp 17 2.1.3.5 Cảm biến áp suất thuỷ lực Model D2415 17 MỤC LỤC 2.1.3.6 Cảm biến dùng thí nghiệm 20 Cảm biến áp suất MAC .20 2.1.4 Tổng quan cảm biến siêu âm 23 2.1.4.1 Nguyên lý hoạt động: 23 2.1.4.2 Cảm biến siêu âm HC-SRF04 .23 2.1.4.3 Cảm biến siêu âm công nghiệp IFM UNIT510 24 2.1.5 Tổng quan cảm biến lưu lượng 26 2.1.5.1 Khái niệm 26 2.1.5.2 Phân loại 26 2.1.5.3 Cảm biến lưu lượng dùng nghiên cứu: 30 2.1.5.4 Cảm biến lưu lượng dùng công nghiệp 31 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .33 2.2.1 Cách thức nghiên cứu 33 2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 KẾT QUẢ 34 3.1.1 Ứng dụng cảm biến dòng điện 34 3.1.1.1 Sơ đồ đấu dây 34 3.1.1.2 Mơ hình thực tế .34 3.1.1.3 Sử dụng cảm biến dòng thực tế thiết bị điện 35 3.2 THẢO LUẬN 35 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đất nước Việt Nam cơng cơng nghiệp hố - đại hoá, kinh tế đà phát triển, việc sử dụng thiết bị điện, khí cụ điện vào xây lắp khu công nghiệp, khu chế xuất – liên doanh, khu nhà cao tầng ngày nhiều Vì việc tìm hiểu đặc tính, kết cấu, tính tốn lựa chọn sử dụng cần thiết cho sinh viên học ngành Điện Với chức thay thế, từ lâu khí cụ điện đóng vai trò quan trọng với đa chức năng, chủng loại ngun lí làm việc Trong khơng thể khơng nói đến việc kiểm tra giám sát đảm bảo an tồn suốt q trình hoạt động thiết bị Lý chọn đề tài Nhằm tìm hiểu rõ chức kiểm tra, theo dõi, giám sát khí cụ điện thiết bị khơng hoạt động Hiểu rõ ngun lí làm việc cảm biến từ áp dụng chúng vào thực tiễn sống Chính nhóm thực đề tài “Tìm hiểu cảm biến thuộc nhóm khí cụ điện theo dõi, giám sát” Mục tiêu, phạm vi nghiên cứu  Mục tiêu: - Nắm chức nhóm khí cụ điện kiểm tra, theo dõi - Tìm hiểu cảm biến điển hình sử dụng rộng rãi đời sống  Phạ m vi nghiên cứu: - Thơng qua tài liệu chun ngành tìm hiểu rõ khí cụ điện có chức theo dõi, giám sát - Tìm hiểu loại cảm biến sách báo thông qua internet MỞ ĐẦU - Bằng kiến thức học kiểm tra độ xác thong số cảm biến Ý nghĩa khoa học thực tiễn  Ý nghĩa khoa học - Ứng dụng khí cụ điện kiểm tra, giám sát vào đời sống - Đổi công nghệ phương pháp quản lý để nâng cao hiệu làm việc thiết bị điện  Ý nghĩa thực tiêễn - Vận dụng mơ hình vào nhiều mơi trường thực tế - Tiết kiệm thời gian công sức theo dõi, kiểm tra, sửa chữa CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT THIẾT BỊ 1.1.1 Một số hệ thống cảm biến nước Trên giới việc sử dụng cảm biến đời sống khơng cịn mẽ Xu hướng giảm thiểu nhiều tác động thủ công tiến hành tự động hóa, sử dụng loại cảm biến yếu tố vơ quan trọng Hãy tìm hiểu ví dụ cụ thể sử dụng cảm biến nhà máy luyện thép Hình 1.1 Cảm biến nhà máy luyện thép Các nhà máy sản xuất nhà máy trang bị công nghiệp sản xuất thép phát triển cho thấy hội cho nhà cung cấp cảm biến Chiếm khoảng 1,5% thị trường cảm biến toàn cầu (tổng trị giá 65 tỉ Đô la), ngành công nghiệp thép nhìn khơng có hội tăng trưởng cao ngành mở rộng ứng dụng cảm biến sản xuất Đối với ngành công nghiệp thiết lập theo cách riêng ứng dụng công nghệ có tuổi đời trăm năm tuổi, lĩnh vực sản xuất chín muồi để thay đổi Tăng tự động hóa, tuân thủ tiêu chuẩn quy định mới, hiệu tốt công suất sử dụng lý thuyết phục nhà cung cấp cảm biến để ý, ghi nhớ tận dụng hội Sự kết hợp độ cứng, tính linh hoạt độ bền làm cho thép trở thành trụ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN cột cách mạng cơng nghiệp Trong nước sản xuất thép, ngành thép góp phần lớn GDP dự kiến tương lai gần Đối với giao thông Camera lắp đặt xung quanh xe hơi, phát vật thể xung quanh xe, khoảng cách tới xe, tốc độ mà vật thể tiến tới Camera lắp đặt bên xe để xác định người ngồi xe để điểu khiển xe cách tương ứng chọn nhạc, đặt nhiệt độ, định vị dây an tồn… Những cảm biến nhỏ gọn tích hợp giúp người lái kiểm sốt giao thơng tốt Hệ thống cảm biến tích hợp với hạ tầng giao thông điểm giao cắt cho người lái xe biết xác số lượng phương tiện tham gia giao thông, phân loại, định vị, cảnh báo lựa chọn tốc độ lộ trình phù hợp Dữ liệu từ xe, thông qua hệ thống cảm biến gửi trung tâm phân tích rõ ràng việc điều khiển, phân luồng giao thông tự động hồn tồn có thể, nhờ giao thơng thơng suốt Hình 1.2 Hệ thống cảm biến tích hợp xe 1.1.2 Một số hệ thống cảm biến nước Việt Nam nước có nguồn tri thức trẻ xong khơng mà lại cách xa xu hướng giới Thị trường cảm biến Việt Nam nhận định thị trường lớn có nhiều tiềm để phát triển Rất nhiều dự án nhiều sản phẩm mang thương hiệu Việt với tính cơng dụng khơng thua nước phát triển giới Dễ thấy hệ thống sử dụng cảm biến nhận diện khn mặt EyeQ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Hình 1.3 Hệ thống nhận diện EyeQ EyeQ Tech áp dụng phương pháp Deep Learning Thuật toán Theo dõi Nhận dạng khn mặt sản phẩm, từ cho phép hệ thống trở nên thông minh hơn, nhanh xác thơng qua q trình tích lũy liệu training (tương tự DeepMind Google) Hơn nữa, EyeQ Tech thực kiểm tra độ xác liệu bao gồm 10.000 khn mặt Tỷ lệ xác đạt 95% khn mặt nhận diện xác CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Các đối tượng nghiên cứu: - Tổng quan cảm biến dòng điện Tổng quan cảm biến hồng ngoại Tổng quan cảm biến áp suất Tổng quan cảm biến siêu âm 2.1.1 Tổng quan cảm biến dòng điện Cảm biến dòng điện thiết bị phát dịng điện dây tạo tín hiệu tỷ lệ với dịng điện Tín hiệu dược tạo điện áp dịng điện đầu kỹ thuật số Tín hiệu tạo sau sử dụng để hiển thị dòng điện đo ampe kế lưu trữ để phân tích thêm hệ thống thu thập liệu sử dụng cho mục đích điều khiển Có hai phương pháp dùng cảm biến dòng điện nay: Cảm biến dòng điện trực tiếp phụ thuộc vào định luật Omh Bằng cách đặt điện trở shunt tỷ lệ thuận với dịng tải hệ thống Điện trở shunt đo khuếch đại vi sai, ví dụ khuếch đại dịng shunt Nó thường thực cho dòng tải xung vuông ( từ NPN) Chức dây ngõ ra:  Màu đỏ : nguồn : – 24V  Dây đen : GND (mass)  Dây vàng : tín hiệu  Cơng thức lưu lượng :  Q = F / 7.5  F : tần số ( Hz)  Q: lưu lượng : (L/min)  7.5 : số  Thông số kỹ thuật  Nguồn: – 24V  Dòng tiêu thụ : < 10mA  Chịu áp lực đến: 1.75Mpa  Lưu lượng đo: – 30 (L/min)  Nhiệt độ hoạt động: < 120 độ C  Độ ẩm: 35% – 90% RH  Kích thước: 61 x 36 x 34mm  Lưu ý quan trọng : Không để nghiêng độ, lắp thẳng đứng nhiệt độ nước chảy qua