GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiêm cứu: điểu khiển tốc độ động cơ trong hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa
- Phạm vi nghiên cứu chỉ áp dụng cho khu vực nhà kho vận chuyển hàng hóa
- Tập trung nghiên cứu về hệ thống điều khiển, không nghiên cứu về hệ cơ khí của băng tải.
Nhiệm vụ
- Tìm hiểu cách vận chuyển hàng hoá bằng hệ thống băng tải ngoài môi trường thực tế
Tìm hiểu về phương thức hoạt động và cách đấu nối giữa các thiết bị như động cơ motor 3 pha và biến tần, cùng với việc sử dụng phần mềm MATLAB để mô phỏng quy trình hệ thống băng tải, là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo tính chính xác trong vận hành.
- Lấy kết quả từ phần mềm mô phỏng và viết báo cáo.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích và tổng thích hợp thuyết
- Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết
Bố cục bài nghiên cứu
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ YÊU CẦU ĐỐI
VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
CHƯƠNG 4: NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG BĂNG TẢI
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Vào nửa sau thế kỷ 17, khoảng năm 1795, hệ thống băng tải đầu tiên được đưa vào sử dụng trong nhà máy công nghiệp, mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp Kể từ đó, băng tải đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc vận chuyển vật liệu và hàng hóa Ban đầu, băng tải chỉ được sử dụng để tải các bao hạt trong khoảng cách ngắn.
Băng tải, ban đầu được sử dụng chủ yếu để vận chuyển hạt qua khoảng cách dài, hiện nay đã trở thành thiết bị thiết yếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau Nó được áp dụng rộng rãi trong các trung tâm phân phối, tiệm bánh, ngành công nghiệp thực phẩm, nhà máy in ấn, sản xuất các tông và nhiều lĩnh vực khác, giúp tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Trong những ngày đầu, băng tải được thiết kế đơn giản với một sàn gỗ phẳng và vành đai đi qua Trước đây, dây băng tải chủ yếu được làm từ da, cao su và vải Đến thế kỷ 20, băng tải trở nên phổ biến hơn, phục vụ cho việc chuyên chở các vật cồng kềnh và trọng lượng nặng.
Vào năm 1908, Hymle Goddard đã nhận bằng sáng chế cho băng tải con lăn, nhưng sau đó, công nghệ này không phát triển như mong đợi Đến năm 1919, băng tải con lăn gắn động cơ đã được ứng dụng trong ngành sản xuất ô tô, đánh dấu sự chuyển mình quan trọng Ngày nay, băng tải trở thành một hệ thống máy móc thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp, phục vụ cho việc vận chuyển hàng hóa nặng và cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
Đến năm 1920, băng tải đã trở nên phổ biến và trải qua nhiều thay đổi quan trọng Sự phát triển của băng tải gắn liền với việc sử dụng dây đai cao su, cho phép tải than qua hệ thống dài lên đến 8 km Hiện nay, băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các mỏ than, với chiều dài có thể lên đến hàng ngàn cây số.
Băng tải đã được sử dụng lần đầu để vận chuyển tài nguyên thiên nhiên, và nhanh chóng được cải tiến để phục vụ nhiều ứng dụng khác nhau Sự phát triển này xuất phát từ nhận thức về lợi ích chi phí và tiết kiệm thời gian mà băng tải mang lại cho hoạt động kinh doanh.
Trong những ngày đầu, băng tải có thiết kế đơn giản với một sàn gỗ phẳng và vành đai di chuyển qua sàn Trước đây, dây băng tải được làm từ da, cao su và vải Đến thế kỷ 20, băng tải trở nên phổ biến hơn, chủ yếu được sử dụng để chuyên chở các vật cồng kềnh và nặng.
Vào năm 1908, Hymle Goddard đã được cấp bằng sáng chế cho băng tải con lăn, nhưng công nghệ này không phát triển mạnh mẽ như mong đợi Đến năm 1919, băng tải con lăn gắn động cơ bắt đầu được ứng dụng trong ngành sản xuất ô tô, đánh dấu bước tiến quan trọng Ngày nay, băng tải đã trở thành một hệ thống máy móc thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp, phục vụ cho việc vận chuyển hàng hóa nặng và cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
Đến năm 1920, băng tải đã trở nên phổ biến và trải qua nhiều thay đổi quan trọng Sự phát triển của băng tải chủ yếu liên quan đến việc sử dụng dây đai cao su, cho phép vận chuyển than trong các hệ thống dài lên tới 8 km Hiện nay, băng tải được sử dụng rộng rãi trong các mỏ than, với chiều dài có thể lên đến hàng ngàn cây số.
Một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử băng tải là sự ra đời của băng tải tổng hợp sau Thế chiến thứ 2 Sự khan hiếm các vật liệu tự nhiên như bông và cao su đã thúc đẩy sự phát triển và phổ biến của băng tải tổng hợp.
Khoa học hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển của các chất liệu dây đai tổng hợp như polyme, nylon, polyester, polyurethane, urethane, băng tải PVC, băng tải cao su và silicone Mỗi loại chất liệu này đều tương thích với các vật liệu tải khác nhau, đánh dấu bước tiến vượt bậc trong công nghệ băng tải.
Băng tải thép đã được phát minh, cho phép chịu tải nặng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Đặc biệt, băng tải đã cách mạng hóa ngành khai thác than bằng cách tăng cường tải trọng và tốc độ chuyển hàng Sự ra đời của băng tải cũng đã thúc đẩy sự phát triển của các dây chuyền lắp ráp và sản xuất trong nhà máy, góp phần đáng kể vào việc nâng cao năng suất công nghiệp.
Vào năm 1947, Công ty Hytrol Băng tải đã giới thiệu thiết kế băng tải riêng để vận chuyển túi hạt giống trong quá trình trồng cây, do kỹ sư Tom Loberg phát triển Thiết kế này không chỉ thông minh mà còn có khả năng gấp gọn khi không sử dụng Qua thời gian, công nhân nhận ra tầm quan trọng của vấn đề an toàn trong quá trình vận hành hệ thống băng tải Kể từ đó, tất cả các hệ thống băng tải được chế tạo đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt, kèm theo tài liệu quảng cáo và hướng dẫn sử dụng.
Vào thế kỷ 20, băng tải đã trải qua nhiều cải tiến đáng kể, trở nên phổ biến hơn trong việc vận chuyển vật liệu cồng kềnh và nặng Chúng được sử dụng rộng rãi để chuyển các loại ngũ cốc, cũng như dỡ zona bằng gỗ từ xe đường sắt và các mặt hàng khác.
Trong những năm gần đây, quá trình thay đổi sản xuất đã giúp loại bỏ các yêu cầu bảo trì tốn kém cho băng tải Hiện nay, băng tải được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau Các công ty cung cấp băng tải đã phát triển nhiều loại băng tải đặc thù cho từng ngành, với các cấu hình và công nghệ liên tục được cải tiến Việc ứng dụng máy vi tính trong việc kiểm soát các hành động phức tạp cùng với hệ thống tự động hóa đã nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống băng tải.
NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG BĂNG TẢI VÀ PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Vào nửa sau thế kỷ 17, khoảng năm 1795, hệ thống băng tải đầu tiên chính thức được đưa vào sử dụng trong các nhà máy công nghiệp Việc ứng dụng băng tải vào quá trình sản xuất đã mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, trở thành một phần không thể thiếu trong việc vận chuyển vật liệu và hàng hóa Ban đầu, băng tải chỉ được sử dụng để tải các bao hạt trong khoảng cách ngắn.
Băng tải, ban đầu được sử dụng để vận chuyển hạt qua khoảng cách dài, hiện nay đã trở thành thiết bị thiết yếu trong nhiều lĩnh vực như trung tâm phân phối, tiệm bánh, ngành công nghiệp thực phẩm, nhà máy in ấn và sản xuất bao bì.
Trong những ngày đầu, băng tải được thiết kế đơn giản với sàn gỗ phẳng và vành đai đi qua Trước đó, dây băng tải chủ yếu được làm từ da, cao su và vải Đến thế kỷ 20, băng tải trở nên phổ biến hơn, chủ yếu được sử dụng để chuyên chở vật cồng kềnh và có trọng lượng nặng.
Vào năm 1908, Hymle Goddard đã nhận bằng sáng chế đầu tiên cho băng tải con lăn, nhưng sự phát triển của nó không diễn ra như mong đợi Đến năm 1919, băng tải con lăn gắn động cơ đã được áp dụng trong ngành sản xuất ô tô, đánh dấu bước ngoặt quan trọng Kể từ đó, băng tải đã trở thành hệ thống máy móc thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp, phục vụ cho việc vận chuyển hàng hóa nặng và cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
Đến năm 1920, băng tải đã trở nên phổ biến và trải qua nhiều thay đổi lớn Việc phát triển dây băng tải cao su đã cải thiện khả năng vận chuyển, đặc biệt là trong hệ thống xử lý dài tới 8 km Hiện nay, băng tải được sử dụng rộng rãi trong các mỏ than, với chiều dài lên đến hàng ngàn cây số.
Băng tải lần đầu tiên được áp dụng để vận chuyển tài nguyên thiên nhiên, nhưng nhanh chóng được cải tiến và phát triển cho nhiều ứng dụng khác Sự nhận thức về lợi ích về chi phí và thời gian đã thúc đẩy việc sử dụng băng tải trong hoạt động kinh doanh.
Trong những ngày đầu, băng tải có thiết kế đơn giản với một sàn gỗ phẳng và vành đai đi qua Trước đây, dây băng tải được làm từ da, cao su và vải Đến thế kỷ 20, băng tải trở nên phổ biến hơn, chủ yếu được sử dụng để vận chuyển các vật cồng kềnh và nặng.
Vào năm 1908, Hymle Goddard đã nhận bằng sáng chế cho băng tải con lăn, nhưng sau đó, nó không phát triển như mong đợi Đến năm 1919, băng tải con lăn gắn động cơ đã được ứng dụng trong ngành sản xuất ô tô Từ đó, băng tải trở thành hệ thống máy móc thiết yếu trong việc vận chuyển hàng hóa nặng và cồng kềnh tại các nhà máy lớn.
Đến năm 1920, băng tải đã trở nên phổ biến và trải qua nhiều thay đổi quan trọng Công nghệ băng tải được cải tiến với việc sử dụng dây băng tải cao su, cho phép vận chuyển than qua hệ thống dài tới 8 km Hiện nay, băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các mỏ than, với chiều dài có thể lên tới hàng ngàn cây số.
Một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử băng tải là sự xuất hiện của băng tải tổng hợp Sau Thế chiến thứ hai, các vật liệu tự nhiên như bông, cao su trở nên khan hiếm, dẫn đến sự phát triển phổ biến của băng tải tổng hợp.
Khoa học hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển của các chất liệu dây đai tổng hợp như polyme, nylon, polyester, polyurethane, urethane, băng tải PVC, băng tải cao su và silicone Mỗi loại chất liệu tương ứng với từng loại vật liệu tải, đánh dấu sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ băng tải.
Băng tải thép đã được phát minh, mang lại khả năng chịu tải nặng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Đặc biệt, băng tải được sử dụng trong các mỏ than đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành khai thác nhờ vào việc tăng cường tải trọng và tốc độ chuyển hàng Sự xuất hiện của băng tải trong dây chuyền lắp ráp và sản xuất tại nhà máy đã góp phần tăng nhanh sản lượng, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp.
Vào năm 1947, Công ty Hytrol Băng tải đã giới thiệu phiên bản thiết kế riêng để vận chuyển túi hạt giống trong quá trình trồng cây, do kỹ sư Tom Loberg phát triển Thiết kế thông minh này có thể gấp gọn khi không sử dụng và được xây dựng trên dây chuyền cắt cỏ Tuy nhiên, sau khi sử dụng, công nhân nhận thấy vấn đề an toàn trong vận hành hệ thống là rất quan trọng Kể từ đó, tất cả các hệ thống băng tải đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và đi kèm với tài liệu quảng cáo cùng hướng dẫn sử dụng.
Vào thế kỷ 20, băng tải đã trải qua nhiều cải tiến đáng kể, trở nên phổ biến trong việc vận chuyển vật liệu cồng kềnh và nặng Chúng được sử dụng để chuyển giao các loại ngũ cốc và dỡ hàng hóa từ xe đường sắt, bao gồm cả các mặt hàng khác.
Trong những năm gần đây, quá trình thay đổi sản xuất đã giúp loại bỏ các yêu cầu bảo trì tốn kém cho băng tải, hiện nay được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Các công ty cung cấp băng tải đã phát triển nhiều loại băng tải chuyên biệt cho từng lĩnh vực, với các cấu hình và công nghệ mới liên tục được cải tiến Việc ứng dụng máy vi tính để kiểm soát các hành động phức tạp cùng với hệ thống tự động hóa đã nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống băng tải.
ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ KHỐI CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ BỐ TRÍ VÀ KẾT NỐI THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CHO HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Đề xuất sơ đồ khối cho hệ thống điều khiển tốc độ trong hệ thống băng tải bao gồm các thành phần chính như bộ điều khiển, cảm biến tốc độ, và thiết bị truyền động Hệ thống này giúp tối ưu hóa tốc độ vận hành của băng tải, đảm bảo hiệu suất làm việc và giảm thiểu sự cố Việc kết nối các thiết bị truyền động một cách hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác và độ tin cậy trong quá trình vận hành.
Kết nối biến tần với động cơ:
Sơ đồ trên là mạch chính đơn giản của biến tần LS IG5A gồm:
- R, S, T nhận cấp nguồn 3 pha xoay chiều cho biến tần từ lưới điện ( dưới sự bảo vệ của role và contactor – thiết bị đóng ngắt nguồn cấp)
- Chỉnh lưu (Rectifier) chuyển đổi điện áp ba pha xoay chiều sang điện áp một chiều
- Bộ tụ (Capactior bank) của mạch trung gian ổn định điện áp một chiều
- Bộ biến đổi (Inverter) chuyển đổi điện áp một chiều trở lại xoay chiều cấp cho động cơ thông qua U, V, W (theo phương pháp điều chế độ rộng xung)
Phanh hãm (Brake chopper) là thiết bị kết nối điện trở hãm ngoài với mạch điện một chiều, giúp kiểm soát điện áp trong mạch khi vượt quá giới hạn tối đa cho phép.
Dạng song điện áp đầu ra của biến tần:
Hệ thống xoay chiều ngõ ra của biến tần cho phép điều chỉnh biên độ và tần số một cách vô cấp, nhờ vào bộ điều khiển, từ đó có thể thay đổi tốc độ động cơ trong suốt quá trình hoạt động.
Mô hình mô phỏng matlab điều khiển ĐC 3 pha với biến tần IG5A
Chi tiết bộ điều khiển:
Nhận xét: Đường tốc độ động cơ (màu đen) bám khá sát với đường của tốc độ tính toán được (màu đỏ)
Kết quả thu được phù hợp với lý thuyết.
