Nghiên cứu, thiết kế chế tạo tủ thí nghiệm môi trường các sản phẩm quốc phòng tại công ty tnhh mtv hóa chất 21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo tủ thí nghiệm mơi trường sản phẩm quốc phịng Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 ĐÀO DUY THÁI Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đặng Bình Thành Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo tủ thí nghiệm mơi trường sản phẩm quốc phịng Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 ĐÀO DUY THÁI Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đặng Bình Thành Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Đào Duy Thái Đề tài luận văn: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo tủ thí nghiệm mơi trường sản phẩm quốc phịng Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 Chun ngành: Quản lý công nghiệp Mã số SV: 20202505M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 21/10/2022 với nội dung sau: - Sửa lại bố cục hình thức trình bày luận văn - Sửa lại thông số kỹ thuật thiết bị phù hợp với thực tế - Bổ sung, sửa đổi tài liệu trích dẫn tham khảo luận văn Ngày Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Đặng Bình Thành CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS La Thế Vinh tháng 10 năm 2022 Tác giả luận văn Đào Duy Thái LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, giảng dạy nhiệt tình thầy cô trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tơi học xong chương trình khóa học Thạc sĩ Để có thành cơng này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giảng viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Đặng Bình Thành người hướng dẫn khoa học Thầy giúp đỡ tận tình suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Kinh tế Quản lý, trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi; đồng thời, cảm ơn Quý Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Hoá chất 21 tạo điều kiện tốt để tơi hồn thiện đề tài Cuối cùng, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các thơng tin tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc, nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Đào Duy Thái MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV HÓA CHẤT 21 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Chức năng, nhiệm vụ Công ty TNHH MTV Hố chất 21 1.4 Cơng nghệ chủ yếu áp dụng doanh nghiệp 1.5 Chính sách chất lượng 1.6 Cơ cấu tổ chức CHƯƠNG TÌM HIỂU CHUNG VỀ TỦ THÍ NGHIỆM MƠI TRƯỜNG 2.1 Khái niệm tủ thí nghiệm mơi trường 2.2 Giới thiệu tủ thí nghiệm mơi trường 2.3 Phân loại tủ thí nghiệm mơi trường nhiệt độ, độ ẩm 2.4 Ứng dụng tủ thí nghiệm mơi trường 2.5 Cấu tạo tủ thí nghiệm mơi trường nhiệt độ, độ ẩm 2.5.1 Tấm tường, trần 2.5.2 Thiết bị khoang tủ 2.5.3 Hệ thống làm lạnh/nóng 2.5.4 Hệ thống tạo ẩm 2.5.5 Hệ thống thông gió 2.5.6 Hệ thống điều khiển hiển thị kết 2.6 Nguyên lý hoạt động tủ thí nghiệm mơi trường CHƯƠNG TIÊU CHUẨN THỬ NGHIỆM VÀ QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH, HIỆU CHUẨN THIẾT BỊ 10 3.1 Yêu cầu thử nghiệm [2] .10 3.1.1 Yêu cầu chung .10 3.1.2 Dung sai nhiệt độ 10 3.1.3 Giai đoạn tạo ổn định 10 3.1.4 Mô tả chu kỳ 24 h 11 3.2 Quy trình hiệu chuẩn, kiểm định thiết bị 14 3.2.1 Mục đích 14 3.2.2 Phạm vi áp dụng 14 3.2.3 Định nghĩa .14 3.2.4 Nội dung 15 3.2.4.1 Lưu đồ: 15 3.2.4.2 Quản lý, sử dụng bảo quản thiết bị đo 16 3.2.4.3 Kiểm định, hiệu chuẩn thiết bị đo 17 i a Quy định chung: 17 b Lập kế hoạch kiểm định, hiệu chuẩn .18 c Tổ chức kiểm định, hiệu chuẩn 18 3.2.4.4 Dấu hiệu nhận biết 19 a Nhận biết thiết bị đo 19 b Nhận biết kiểm định, hiệu chuẩn tình trạng hoạt động thiết bị đo 19 CHƯƠNG THIẾT KẾ, CHẾ TAO VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ 20 4.1 Xây dựng yêu cầu kỹ thuật thiết bị 20 4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị 21 4.2.1 Xây dựng thông số kỹ thuật .21 4.2.2 Thiết kế hệ thống điện động lực, điều khiển 21 4.2.3 Chế tạo thiết bị 26 4.2.4 Xây dựng thuật toán điều khiển PID [6,7] .29 4.3 Chạy thử, hiệu chỉnh nghiệm thu thiết bị 35 4.4 Hướng dẫn sử dụng thiết bị 36 4.4.1 Hệ thống thiết bị bao gồm .36 4.4.2 Yêu cầu người vận hành 39 4.4.3 Điều kiện làm việc 40 4.4.4 Các bước thực 40 4.4.5 Yêu cầu kỹ thuật 41 4.4.6 Quy định an toàn .41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 Kết luận 42 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.Bảng kê ký hiệu, quy cách thiết bị điện 24 Bảng 2.Thông số nghiệm thu nhiệt độ độ ẩm 35 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Biểu tượng Cơng ty TNHH Một thành viên Hố chất 21 Hình 2.Trụ sở Cơng ty TNHH Một thành viên Hoá chất 21 Hình 1.Thử nghiệm Db – Giai đoạn ổn định 12 Hình 2.Thử nghiệm Db – Chu kỳ thử nghiệm – Phương án .12 Hình 3.Thử nghiệm Db – Chu kỳ thử nghiệm – Phương án .13 Hình 4.Thử nghiệm Db – Phục hồi điều kiện có khống chế .14 Hình 1.Bản vẽ mạch điện động lực 22 Hình Bản vẽ mạch điện điều khiển 23 Hình 3.Tủ mơi trường 26 Hình 4.Khoang tủ môi trường 27 Hình 5.Tủ điện điều khiển .28 Hình 6.Hệ thống gia nhiệt khơ .28 Hình Hệ thống bơm nước nóng tuần hồn 29 Hình Chốt khóa cửa điều khiển xilanh khí nén 34 Hình Xilanh điều khiển đóng mở cửa 34 Hình 10 36 Hình 11 Các tính tủ điện điều khiển 37 Hình 12 Bộ điều khiển nhiệt độ .38 Hình 13 Bảng cảnh báo khu vực nguy hiểm .39 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 Sơ đồ tổ chức Cơng ty TNHH Một thành viên Hố chất 21 Sơ đồ 3.Cấu tạo thiết bị thí nghiệm môi trường Sơ đồ 1.Sơ đồ khối điều khiển PID .30 Sơ đồ Đồ thị PV theo thời gian, ba giá trị Kp (Ki Kd số) .31 Sơ đồ Đồ thị PV theo thời gian, tương ứng với giá trị Ki (Kp Kd không đổi) 32 Sơ đồ 4 Đồ thị PV theo thời gian, với giá trị Kd (Kp and Ki không đổi) 33 iii CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TY TNHH MTV HĨA CHẤT 21 1.1 Giới thiệu chung - Tên doanh nghiệp: Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Hóa chất 21 - Tên giao dịch nước ngoài: 21 Chemical One Member Limited Liability Company - Tên viết tắt: Nhà máy Z121 (hoặc Cơng ty Hóa chất 21) - Năm thành lập: 7/9/1966 - Địa trụ sở chính: xã Phú Hộ - Thị xã Phú Thọ - Tỉnh Phú Thọ - Điện thoại: 0210 3865 055 - 0210 3865 193 Fax: 0210 3865 054 - Email: congtyhoachat21@z121.vn - Họ tên Giám đốc doanh nghiệp: Đại tá Nguyễn Thanh Bách - Họ tên Chủ tịch Công ty: Đại tá Chu Việt Sơn Hình 1 Biểu tượng Cơng ty TNHH Một thành viên Hoá chất 21 1.2 Lịch sử phát triển Cơng ty TNHH thành viên Hố chất 21 (Nhà máy Z121) thành lập ngày 7-9-1966 xã Minh Tiến, huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ lúc đế quốc Mỹ mở rộng chiến tranh phá hoại Miền Bắc XHCN Tên gọi Công ty xưởng Bộ lửa với 375 người tổ chức thành Phòng ban Phân xưởng, nhiệm vụ sản xuất hoả thuật hoả cụ dùng vũ khí chiến đấu Từ 6-1967, Nhà máy mang tên V121 Vừa sản xuất vừa phát triển, đến 7-1968, Nhà máy gồm 610 người với 14 Phòng ban Phân xưởng Giữa năm 1970, Nhà máy di chuyển địa điểm xã Phú Hộ, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ (nay xã Phú Hộ, Thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ) nhằm xây dựng Nhà máy đáp ứng yêu cầu thời kỳ Đầu năm 1971, Nhà máy đầu tư nâng cấp, đại hố cơng nghệ mở rộng quy mơ sản xuất Đến cuối năm 1974, dây chuyền đưa vào sử dụng, nâng cao bước lực sản xuất Nhà máy Sau 30-4-1975, đất nước thống Nhà máy Z121 (từ tháng 7-1975 đổi Z121) bước vào thời kỳ sản xuất thời bình Với dây chuyền cơng nghệ mới, Nhà máy liên tục đưa chủng loại sản phẩm vào sản xuất thành cơng, tham gia tích cực vào phát triển chung ngành Quân giới Song song với sản phẩm quốc phòng, từ năm 1974 Nhà máy bắt đầu nghiên cứu tổ chức sản xuất mặt hàng phục vụ kinh tế quốc dân Những năm tiếp theo, sản phẩm kinh tế phát huy mạnh lưỡng dụng dây chuyền cơng nghệ đời, góp phần ổn định nâng cao đời sống cán bộ, cơng nhân viên giai đoạn khó khăn kinh tế đất nước Cuối năm 1987, Nhà máy chuyển từ quản lý hành bao cấp sang chế độ hạch toán kinh doanh Việc chuyển đổi chế mang lại hiệu thúc đẩy sản xuất phát triển Năm 1990, dây chuyền sản xuất dây cháy chậm vào sản xuất mở đầu cho thời kỳ phát triển Nhà máy với loạt sản phẩm có giá trị kinh tế cao đời Tháng 8-1990, phận Nhà máy Thông tin M1 với 17.000 m2 nhà xưởng diện tích 40 hecta điều Nhà máy quản lý Tại đây, tháng 51991, dây chuyền sản xuất thuốc nổ Amonit - AD1 vào sản xuất Sản phẩm thuốc nổ Amonit - AD1 làm cho tổng giá trị sản lượng hàng hoá Nhà máy phát triển vượt bậc đồng thời tạo thêm chủng loại sản phẩm kinh tế thuốc nổ bên cạnh chủng loại sản phẩm truyền thống Nhà máy phụ kiện nổ Tháng 7-1993, Nhà máy trở thành Cơng ty Hố chất 21 Từ đây, Cơng ty có sở để phát triển sản xuất kinh doanh lên tầm cao Tháng 9-2010, Cơng ty Hóa chất 21 chuyển đổi sang hoạt động theo mơ hình cơng ty Cơng ty TNHH thành viên Hóa chất 21 Đến tháng 1/2021, Cơng ty có 2838 cán bộ, cơng nhân viên với xí nghiệp thành viên, phân xưởng 12 phòng ban Hiện nay, bên cạnh nhiệm vụ sản xuất quốc phịng phục vụ qn đội, Cơng ty TNHH thành viên Hoá chất 21 doanh nghiệp lớn chuyên sản xuất thuốc nổ, phụ kiện nổ công nghiệp phục vụ ngành công nghiệp khai thác, xây dựng nước, sản xuất loại pháo hoa phục vụ dịp lễ hội xuất Với thành tích xuất sắc sản xuất phục vụ quốc phòng, tháng 12 năm 1989, Nhà máy Z121 Nhà nước tuyên dương Đơn vị Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân Tháng 12 năm 2004, đạt thành tích đặc biệt xuất sắc sản xuất, kinh doanh, xây dựng đơn vị vững mạnh, đảm bảo việc làm nâng cao mức sống người lao động, Cơng ty vinh dự đón nhận danh hiệu Đơn vị Anh hùng lao động thời kỳ đổi Trong suốt chặng đường 50 năm xây dựng phát triển Công ty tặng thưởng nhiều huân, huy chương cao quý Năm 2016, Công ty đón nhận Hn chương Bảo vệ Tổ Quốc hạng nhì Những năm gần đây, Công ty đơn vị dẫn đầu ngành Cơng nghiệp quốc phịng nước, số doanh nghiệp hàng đầu địa bàn tỉnh Phú Thọ Mục tiêu Công ty TNHH MTV Hóa chất 21 ln hồn thành nhiệm vụ trị giao, cung cấp sản phẩm chất lượng cao phục vụ quân đội kinh tế quốc dân; xây dựng Công ty trở thành Công ty phát triển hàng đầu Công nghiệp quốc phịng Cơng nghiệp Vật liệu nổ, hỏa thuật Việt Nam; không ngừng nâng cao đời sống cán bộ, công nhân viên, xây dựng cộng đồng văn minh, phát triển Hình 2.Trụ sở Cơng ty TNHH Một thành viên Hoá chất 21 1.3 Chức năng, nhiệm vụ Cơng ty TNHH MTV Hố chất 21 - Sản xuất cấu kiện kim loại - Rèn, rập, ép cán kim loại Luyện bột kim loại - Gia công khí, xử lý tráng phủ kim loại - Sản xuất dao kéo, dụng cụ kim loại đồ kim loại thông dụng - Sản xuất sản phẩm kim loại chưa phân vào đâu - Kinh doanh bất động sản, quyền sử dụng đất thuộc quyền sở hữu, chủ sử dụng thuê - Sản xuất thuốc trừ sâu sản phẩm hóa chất khác dùng cho nông nghiệp - Xây dựng nhà loại - Sản xuất thuốc nổ công nghiệp phụ kiện nổ - Sản xuất pháo hoa, đạn súng săn, đạn thể thao - Nhập nguyên liệu sản xuất pháo hoa, xuất pháo hoa phụ kiện pháo hoa - Vận tải hàng hóa đường 1.4 Cơng nghệ chủ yếu áp dụng doanh nghiệp 4.2.3.4 Hệ thống khống chế nhiệt độ bầu ướt: Sử dụng can nhiệt PT100 khống chế nhiệt độ Delta 7272 đo khống chế nhiệt độ ướt bên tủ Ở chế độ tự động: Khi nhiệt độ ướt tủ thấp nhiệt độ đặt khống chế nhiệt, tủ cấp điện cho cho bơm phun ẩm hoạt động Khi nhiệt độ ướt tủ đạt nhiệt độ đặt, tủ ngừng cấp điện cho bơm phun ẩm Chế độ tay: Khi cần bơm phun ẩm hoạt động liên tục, chuyển sang chế độ tay Động bơm nước nóng Hệ thống đường ống cấp nước Hình Hệ thống bơm nước nóng tuần hồn 4.2.3.5 Hệ thống khống chế nhiệt độ bình đun: Sử dụng can nhiệt PT100 khống chế nhiệt độ Delta 7272 đo khống chế nhiệt độ bình đun nước nóng Bình đun nước nóng lắp 01 van phao điện từ cạn nước tự động ngắt điện cho gia nhiệt 4.2.4 Xây dựng thuật toán điều khiển PID [6,7] Một điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển PID- Proportional Integral Derivative) chế phản hồi vòng điều khiển (bộ điều khiển) tổng quát sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển công nghiệp – điều khiển PID điều khiển sử dụng nhiều điều khiển phản hồi Bộ điều khiển PID tính tốn giá trị "sai số" hiệu số giá trị đo thông số biến đổi giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển thực giảm tối đa sai số cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào Trong trường hợp khơng có kiến thức (mơ hình tốn học) hệ thống điều khiển điều khiển PID điều khiển tốt Tuy nhiên, để đạt kết tốt nhất, thông số PID sử dụng tính tốn phải điều chỉnh theo tính chất hệ thống-trong kiểu điều khiển giống nhau, thông số phải phụ thuộc vào đặc thù hệ 29 thống P - Setpoint + ∑ Error I ∑ Process Output D Sơ đồ 1.Sơ đồ khối điều khiển PID Vài ứng dụng yêu cầu sử dụng hai khâu tùy theo hệ thống Điều đạt cách thiết đặt đội lợi đầu không mong muốn Một điều khiển PID gọi điều khiển PI, PD, P I vắng mặt tác động bị khuyết Bộ điều khiển PID phổ biến, đáp ứng vi phân nhạy nhiễu đo lường, trái lại thiếu giá trị tích phân khiến hệ thống khơng đạt giá trị mong muốn Vịng điều khiển phận gia nhiệt tủ môi trường trình điều khiển rơle solid SRPH1 (điều khiển ngõ vào analog 4÷20mA) để điều chỉnh điện áp đầu cấp cho phận gia nhiệt nhiệt độ ổn định giá trị mong muồn Giá trị cảm biến nhiệt độ nước giá trị tương tự (analog), dùng để đo lường giá trị xử lý biến trình (PV) Nhiệt độ mong muốn gọi điểm đặt (SP) Đầu vào chu trình (giá trị điều khiển rơle solid SRPH1) gọi biến điều khiển (MV) Hiệu số nhiệt độ đo điểm đặt gọi sai số (e), dùng để lượng hóa điện áp cấp cho gia nhiệt tăng hay điện áp cấp cho gia nhiệt giảm giá trị Sau đo lường nhiệt độ (PV), sau tính toán sai số, điều khiển quết định thời điểm thay đổi vị trí van (MV) thay đổi Khi điều khiển rơ le mở cấp điện áp lần đầu, mở cấp điện áp thấp khoảng 10% nhiệt độ gần đạt nhiệt độ đặt, mở cấp điện áp hết cỡ 100% nhiệt độ nhiệt độ môi trường (điều khiển tỉ lệ) Trong trường hợp nhiệt độ gia nhiệt khơng cung cấp nhanh chóng, điều khiển tìm cách tăng tốc độ chu trình lên cách tăng điện áp cấp cho gia nhiệt thiết bị theo thời gian (điều khiển tích phân) 30 Để đạt hội tụ tăng dần đến nhiệt độ mong muốn (SP), điều khiển cần phải yêu cầu làm tắt dần dao động dự đốn tương lai Điều thực phương pháp điều khiển vi phân Nếu điều khiển trạng thái ổn định điểm sai số (PV=SP), thay đổi sau điều khiển phụ thuộc vào thay đổi tín hiệu đầu vào đo không đo khác tác động vào trình điều khiển, ảnh hưởng tới đầu PV Các biến tác động vào trình khác với MV gọi nhiễu Các điều khiển thông thường sử dụng để loại trừ nhiễu bổ sung thay đổi điểm đặt Những thay đổi nhiệt độ gia nhiệt nhiễu trình điều khiển điện áp đầu vào Về lý thuyết, điều khiển sử dụng để điều khiển q trình mà có đầu đo (PV), giá trị lý tưởng biết trước cho đầu (SP) đầu vào chu trình (MV) tác động vào PV thích hợp Các điều khiển PID thường lựa chọn cho nhiều ứng dụng khác nhau, lý thuyết tin cậy, kiểm chứng qua thời gian, đơn giản dễ cài đặt bảo trì chúng Tính toán thiết kế: Sơ đồ điều khiển PID đặt tên theo ba khâu hiệu chỉnh nó, tổng ba khâu tạo thành biến điều khiển (MV) Ta có: MV(t) = Pout + Iout + Dout Trong đó: Pout , Iout Dout thành phần đầu từ ba khâu điều khiển PID, xác định 4.2.4.1 Khâu tỉ lệ Sơ đồ Đồ thị PV theo thời gian, ba giá trị Kp (Ki Kd số) 31 Khâu tỉ lệ (đơi cịn gọi độ lợi) làm thay đổi giá trị đầu ra, tỉ lệ với giá trị sai số Đáp ứng tỉ lệ điều chỉnh cách nhân sai số với số Kp, gọi độ lợi tỉ lệ Khâu tỉ lệ cho bởi: Pout = Kp e(t) Trong đó: Pout : thừa số tỉ lệ đầu Kp : Độ lợi tỉ lệ, thông số điều chỉnh e : sai số = SP PV t : thời gian hay thời gian tức thời (hiện tại) Độ lợi khâu tỉ lệ lớn thay đổi lớn đầu mà sai số thay đổi nhỏ Nếu độ lợi khâu tỉ lệ cao, hệ thống không ổn định Ngược lại, độ lợi nhỏ đáp ứng đầu nhỏ sai số đầu vào lớn, làm cho điều khiển nhạy, đáp ứng chậm Nếu độ lợi khâu tỉ lệ thấp, tác động điều khiển bé đáp ứng với nhiễu hệ thống 4.2.4.2 Khâu tích phân Sơ đồ Đồ thị PV theo thời gian, tương ứng với giá trị Ki (Kp Kd khơng đổi) Phân phối khâu tích phân (đơi cịn gọi reset) tỉ lệ thuận với biên độ sai số lẫn quảng thời gian xảy sai số Tổng sai số tức thời theo thời gian (tích phân sai số) cho ta tích lũy bù hiệu chỉnh trước Tích lũy sai số sau nhân với độ lợi tích phân cộng với tín hiệu đầu điều 32 khiển Biên độ phân phối khâu tích phân tất tác động điều chỉnh xác định độ lợi tích phân, Ki Thừa số tích phân cho bởi: t I out  Ki  e( )d Iout: thừa số tích phân đầu Ki: độ lợi tích phân, thơng số điều chỉnh e : sai số = SP - PV t : thời gian thời gian tức thời (hiện tại) τ : biến tích phân trung gian Khâu tích phân (khi cộng thêm khâu tỉ lệ) tăng tốc chuyển động trình tới điểm đặt khử số dư sai số ổn định với tỉ lệ phụ thuộc vào điều khiển Tuy nhiên, khâu tích phân đáp ứng sai số tích lũy q khứ, khiến giá trị vọt lố qua giá trị đặt (ngang qua điểm đặt tạo độ lệch với hướng khác) 4.2.4.3 Khâu vi phân Sơ đồ 4 Đồ thị PV theo thời gian, với giá trị Kd (Kp and Ki không đổi) Tốc độ thay đổi sai số qua trình tính tốn cách xác định độ dốc sai số theo thời gian (tức đạo hàm bậc theo thời gian) nhân tốc độ với độ lợi tỉ lệ Kd Biên độ phân phối khâu vi phân (đôi gọi tốc độ) tất hành vi điều khiển giới hạn độ lợi vi phân, Kd Thừa số vi phân cho bởi: 33 Dout  Kd d e(t ) dt đó: Dout: thừa số vi phân đầu Kd: Độ lợi vi phân, thông số điều chỉnh e : Sai số = SP - PV t : thời gian thời gian tức thời (hiện tại) Khâu vi phân làm chậm tốc độ thay đổi đầu điều khiển đặc tính ý để đạt tới điểm đặt điều khiển Từ đó, điều khiển vi phân sử dụng để làm giảm biên độ vọt lố tạo thành phần tích phân tăng cường độ ổn định điều khiển hỗn hợp Tuy nhiên, phép vi phân tín hiệu khuếch đại nhiễu khâu nhạy nhiễu sai số, khiến q trình trở nên không ổn định nhiễu độ lợi vi phân đủ lớn Do xấp xỉ vi sai với băng thông giới hạn thường sử dụng Chẳng hạn mạch bù sớm pha e- Nguyên lý đo độ ẩm tủ môi trường Dựa nguyên lý đo độ ẩm ẩm kế khô - ướt [8] Cấu tạo hệ thống đo độ ẩm gồm: 02 đo nhiệt độ bầu khô bầu ướt Bộ đo nhiệt độ bầu ướt thị nhiệt độ bay ta nước trạng thái bão hịa Bộ đo nhiệt độ bầu khơ thị nhiệt độ khơng khí tk tủ Biết hiệu nhiệt độ (tk – ta) ta dùng ẩm kế khô ướt để xác định độ ẩm bên tủ ứng với nhiệt độ tk hiển thị đo nhiệt kế bầu khơ e- Hệ thống đóng mở cửa tự động: - Sử dụng van điện từ xilanh khí nén điều khiển đóng mở cửa tủ điện điều khiển Các xi lanh khí nén lắp thân tủ đảm bảo mỹ quan công nghiệp Hình Chốt khóa cửa điều khiển xilanh khí nén Hình Xilanh điều khiển đóng mở cửa 34 4.3 Chạy thử, hiệu chỉnh nghiệm thu thiết bị - Theo thiết kế ban đầu tính tốn, chi tiết chế tạo hiệu chỉnh nhanh chóng Q trình chế tạo chi tiết đảm bảo tiến độ đề - Sau lắp ráp, tiến hành chạy thử không tải theo chu kỳ thử nghiệm môi trường khác để ổn định công nghệ Qua nhiều lần hiệu chỉnh chạy thử nghiệm, thiết bị đạt yêu cầu kỹ thuật đề ra, hoạt động xác, tin cậy, ổn định đảm bảo an toàn để tiến hành chạy thử nghiệm môi trường cho sản phẩm quốc phịng Tủ thí nghiệm mơi trường lắp đặt khoang an toàn với hệ thống điện điều khiển lắp đặt cách ly tủ môi trường giúp người vận hành điều khiển từ xa, đảm bảo an toàn Sau lắp đặt hồn chỉnh, tiến hành chạy thử nghiệm mơi trường sản phẩm hàng quốc phòng, kết thu sau: - Hệ thống tủ hoạt động khơng rung lắc, khơng ồn - Quạt gió, bơm phun ẩm hoạt động êm, nhẹ - Hệ thống đóng mở cửa tự động đảm bảo linh hoạt, xác - Hệ thống gia nhiệt, đồng hồ khống chế nhiệt, van điện từ đóng/mở cửa làm việc tốt, đóng/cắt tin cậy + Sử dụng thiết bị hiệu chuẩn nhiệt độ đa ký hiệu: ADT221A (độ xác 0,01C, thiết bị cấp tem hiệu chuẩn giấy chứng nhận hiệu chuẩn Cục Tiêu chuẩn – Đo lường – Chất lượng – BQP) để kiểm tra độ xác nhiệt độ, độ ẩm tủ, kết thu sau: Bảng 2.Thông số nghiệm thu nhiệt độ độ ẩm Nhiệt độ đặt (oC) 25 40 50 55 Nhiệt độ bầu khơ (oC) 24,8÷26,9 39,7÷41,8 49,7÷51,7 54,8÷56,5 Nhiệt độ thực tế ( C) 24,9÷27,2 39,9÷42,5 49,9÷52,1 55,1÷57,5 Nhiệt độ bầu ướt (oC) 24,8÷25,9 39,6÷41,6 49,7÷51,2 54,5÷56,1 Nhiệt độ bầu ướt thực tế (oC) 24,7÷26,9 39,8÷41,9 49,7÷51,6 54,8÷56,9 o Độ ẩm (%) 95÷99 95÷99 95÷99 95÷99 Độ ẩm thực tế (%) 95÷99 95÷99 95÷99 95÷99 Sai số khoảng 0÷1,70C 0÷0,60C -1÷2 % 35 + Phương pháp kiểm tra hoạt động ổn định tủ môi trường sau: - Vận hành thiết bị hoạt động liên tục thử môi trường sản phẩm mồi lửa điện 21 chu kỳ (21 ngày) - Trong trình hoạt động tủ thí nghiệm mơi trường hoạt động tốt, đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-2-30:2007 thử nghiệm môi trường Các thiết bị, linh kiện tủ hoạt động tốt, ổn định, đảm bảo an toàn 4.4 Hướng dẫn sử dụng thiết bị 4.4.1 Hệ thống thiết bị bao gồm 4.4.1.1 Tủ môi trường bao gồm Hình 4.10 Các phận tủ mơi trường 36 1- Cánh cửa tủ (đóng/mở xilanh khí nén) 2- Động quạt gió (lưu thơng khơng khí tủ) 3- Chốt an tồn khóa tủ (đóng/mở xilanh khí nén) 4- Hệ thống xilanh khí nén đóng/mở cửa tủ 4.4.1.2 Hệ thống điện điều khiển: a Tủ điện điều khiển tủ môi trường (lắp bên khoang an toàn) 1 1 Hình 11 Các tính tủ điện điều khiển 1- Cơng tắc quạt gió 2345- Cơng tắc cửa tủ Công tắc nguồn Các đèn báo nguồn Bộ khống chế nhiệt độ bầu ướt 6- Bộ khống chế nhiệt độ bình đun 7- Bộ khống chế nhiệt độ bầu khơ 37 8- Đồng hồ đo dịng điện gia nhiệt khoang sấy 9- Đồng hồ đo dòng điện động bơm phun ẩm 10- Cơng tắc đóng/mở khóa chốt an tồn 11- Cơng tắc đóng cửa 12- Cơng tắc mở cửa 13- Công tắc chọn chế độ quạt gió 14- Cơng tắc chọn chế độ gia nhiệt nhanh chậm 4.4.1.3 Các khống chế nhiệt độ Hình 12 Bộ điều khiển nhiệt độ 1- Hiển thị nhiệt độ thực tế 2- Hiển thị nhiệt độ đặt 4.4.1.4 Thông số kỹ thuật + Dung tích buồng mơi trường: 80 lít + Dải nhiệt độ từ 50 ÷ 1000C + Dải độ ẩm 10 ÷ 100 % RH + Độ xác: Nhiệt độ: ± 20C Độ ẩm: ±3 % + Độ phân giải nhiệt độ : 0,10C + Điện áp nguồn : 220V-50Hz + Công suất: 2,2 kW 38 4.4.1.5 Bảng cảnh báo nguy hiểm: Hình 13 Bảng cảnh báo khu vực nguy hiểm 02 bảng điện tử cảnh báo nguy hiểm cấm người qua lại tủ hoạt động 4.4.2 Yêu cầu người vận hành - Chỉ người giao nhiệm vụ vận hành khai thác, sử dụng - Phải qua đào tạo, huấn luyện, kiểm tra đạt yêu cầu ngành nghề làm, vận hành thành thạo thiết bị chế độ làm việc khác theo quy trình vận hành, quy định đảm bảo an toàn Nhà máy cấp giấy chứng nhận sử dụng thiết bị, thẻ an toàn lao động - Đảm bảo đủ điều kiện sức khỏe, tâm lý thực nhiệm vụ Nắm rõ thông số kỹ thuật thiết bị Các yêu cầu an toàn lao động sử dụng thiết bị - Được đào tạo, huấn luyện chuyển từ sử dụng thiết bị sang thiết bị khác thiết bị cải tiến, nâng cấp, đại hóa Người công nhận vận hành ngừng vận hành thiết bị 06 tháng phải kiểm tra lại, đạt yêu cầu sử dụng thiết bị - Khi làm việc, người sử dụng thiết bị phải thường xuyên theo dõi tình trạng thực đầy đủ nội dụng quy trình vận hành thiết bị Khi thiết bị có tượng có tượng bất thường phải kịp thời xử lý, ngăn ngừa hư hỏng, cố 39 - Có trách nhiệm tổ chức tiếp nhận bàn giao đổi ca/kíp làm việc ghi chép vào nhật ký vận hành, sổ giao ca, quy trình vận hành, quy định an toàn vật tư, dụng cụ, phụ tùng, v.v… liên quan theo quy định - Người vận hành thiết bị sai quy định làm hỏng hóc thiết bị, sản phẩm bị xử lý theo quy định 4.4.3 Điều kiện làm việc - Làm việc môi trường dễ xảy cháy nổ 4.4.4 Các bước thực 4.4.4.1 Kiểm tra thiết bị - Trước vận hành phải kiểm tra “sổ giao cavà “sổ nhật ký vận hành” (nếu tình trạng thiết bị ca trước bình thường tiến hành bước - Kiểm tra, vệ sinh khoang gia nhiệt giẻ ẩm - Kiểm tra toàn hệ thống điện, phải đảm bảo an toàn - Kiểm tra mức nước bình chứa nước xem có nằm khoảng cho phép không Nếu không đủ phải bổ sung thêm nước mềm vào bình chứa nước - Kiểm tra hệ thống xi lanh khí nén đóng mở cửa đảm bảo nhẹ nhàng, linh hoạt - Công tắc đặt chế độ gia nhiệt, cơng tắc quạt gió, cơng tắc bơm phun ẩm phải vị trí tắt 4.4.4.2 Thao tác vận hành thiết bị - Bật áptômát tổng, công tắc nguồn cấp nguồn cho tủ - Mở van khí nén  bật công tắc mở cửa tủ - Đặt sản phẩm cần thử nghiệm môi trường vào buồng môi trường sau bật cơng tắc đóng cửa tủ để đóng chặt cửa tủ  bật cơng tắc khóa chốt an tồn  đóng cửa khoang an tồn  tắt van khí nén - Bật bảng cảnh báo nguy hiểm cấm người qua lại tủ hoạt động - Đặt nhiệt độ khống chế nhiệt độ bầu khơ, bầu ướt, bình đun theo u cầu cơng nghệ sau: + Từ hình hiển thị khống chế nhiệt độ, tăng nhiệt độ cần đặt cách nhấn nút “”,giảm cách nhấn vào nút “” sau chọn xong nhiệt độ cần đặt theo yêu cầu nhấn nút “SET” để xác nhận - Chuyển công tắc gia nhiệt sang chế độ gia nhiệt nhanh chậm (tùy theo thời gian yêu cầu phương án thử môi trường) - Ấn nút bật quạt gió để lưu thơng khơng khí tủ - Bật công tắc bơm nước để tăng độ ẩm cho tủ - Khi nhiệt độ, độ ẩm đạt yêu cầu chuyển công tắc chọn chế độ gia nhiệt sang chế độ gia nhiệt chậm (vị trí I) 40 - Khi hạ nhiệt độ, đặt lại nhiệt độ khống chế nhiệt, chuyển cơng tắc gia nhiệt sang vị trí tắt - Sau 1h phải ghi lại thông số nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt độ ẩm tủ môi trường vào sổ theo dõi - Kết thúc thử, mở van khí nén  bật cơng tắc mở chốt an tồn  bật cơng tắc mở cửa tủ lấy sản phẩm  tắt van khí nén, tắt nguồn tủ mơi trường, tắt bảng điện tử cảnh báo nguy hiểm sau vệ sinh thiết bị, nơi làm việc - Hết ca sản xuất vệ sinh máy nơi làm việc, ghi “sổ giao ca” (và tình trạng hoạt động thiết bị vào “sổ nhật ký vận hành” * Cách xác định độ ẩm tủ môi trường sau: Bộ đo nhiệt độ bầu khô thị nhiệt độ khơng khí tk tủ Bộ đo nhiệt độ bầu ướt thị nhiệt độ bay ta nước trạng thái bão hòa Biết hiệu nhiệt độ (tk – ta) ta dùng bảng tra cứu để xác định độ ẩm bên tủ ứng với nhiệt độ tk hiển thị đo nhiệt độ bầu khô 4.4.5 Yêu cầu kỹ thuật - Các khống chế nhiệt độ, đồng hồ báo dòng phải thị xác, đóng cắt tin cậy, hình hiển thị không bị mờ, nét - Động bơm nước chạy êm, bình đun nước kín khơng rị rỉ, cảm biến mức nước bình đun hoạt động tốt - Nước cho bình đun nước mềm (nồng độ CaCO3≤ 0,002 mg/l) - Lượng nước bình đun bình chứa nước mềm phải đủ 4.4.6 Quy định an tồn - Cơng nhân vận hành tuyệt đối tn thủ quy trình thao tác Mang mặc đầy đủ trang bị bảo hộ lao động vận hành thiết bị - Khi tủ hoạt động (chạy thử môi trường sản phẩm) tuyệt đối khơng phép mở khoang an tồn, cửa tủ Nghiêm cấm vào khu vực nguy hiểm - Thiết bị phải có tem kiểm định cịn thời hạn hiệu lực kiểm định - Đối với người khơng có nhiệm vụ: Tuyệt đối khơng sử dụng - Trong q trình vận hành, người cơng nhân phải thường xuyên theo dõi kiểm tra thiết bị Phát kịp thời chủ động phòng ngừa nguy an toàn - Khi xảy cố có tượng bất thường người vận hành phải nhanh chóng ngừng vận hành, chủ động kiểm tra khắc phục Nếu vượt khả phải giữ nguyên trạng báo cho đơn vị phụ trách phận chức xem xét giải - Mọi hỏng hóc nguyên nhân chủ quan, người vận hành phải hoàn toàn chịu trách nhiệm 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Tủ thí nghiệm môi trường hoạt động tốt, đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-2-30:2007 thử nghiệm môi trường Các thiết bị, linh kiện tủ hoạt động tốt, ổn định, đảm bảo an toàn - Mang ý nghĩa khoa học to lớn tự chế tạo thành công thiết bị đo lường, thử nghiệm đưa vào hoạt động phục vụ công tác nghiệm thu sản phẩm quốc phòng Nhà máy - Khẳng định khả nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đội ngũ kỹ thuật trẻ, chủ động sáng tạo, làm chủ công nghệ sản suất thiết kế, chế tạo thiết bị - Sự linh hoạt, nhanh nhạy kỹ thuật học hỏi áp dụng công nghệ vào thực tế sở sản xuất đơn vị - Từng bước làm chủ cơng nghệ chế tạo từ áp dụng, cải tiến, chế tạo thiết bị đo lường thử nghiệm khác có tính khí hóa - tự động hóa cao - Chủ động hồn tồn việc thay thế, sửa chữa thiết bị - Đảm bảo an tồn sản xuất, văn minh cơng nghiệp Kiến nghị Đề tài phần đáp ứng đầy đủ yêu cầu công tác nghiệm thu, đánh giá chất lượng sản phẩm quốc phịng, góp phần hồn thành xuất sắc nhiệm vụ trị đơn vị Tuy nhiên Đề tài cần áp dụng công nghệ chế tạo, phương tiện đo lường tiên tiến để từ chế tạo thiết bị đo lường thử nghiệm khác có tính khí hóa - tự động hóa cao Công ty 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nghị số 791-NQ/QUTW ngày 30-12-2012 Quân ủy Trung ương lãnh đạo công tác khoa học-công nghệ môi trường Quân đội đến năm 2020 năm (Nghị 791) [2] Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-2-30:2007 thử nghiệm môi trường Phần 2-30: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Db: Nóng ẩm, chu kỳ (Chu kỳ 12h+ 12h) [3] Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-1:2007 Thử nghiệm môi trường - Quy định chung hướng dẫn [4] Giáo trình điện dân dụng công nghiệp Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [5] Lê Thành Bắc (2003) Giáo trình thiết bị điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [6] Lê Văn Doanh; Phạm Thượng Hàn (2001) Các Bộ Cảm Biến Trong Kỹ thuật Đo Lường Và Điều Khiển Nhà xuất Khoa học kỹ thuật tr 341–354 [7] Nguyễn Văn Hịa (2005) Giáo trình Đo lường điện Cảm biến đo lường Hà Nội: Nhà xuất Giáo dục tr 311–320 [8] Hồng Minh Cơng (2007) Giáo trình Cảm biến cơng nghiệp Hà Nội: Nhà xuất Xây dựng tr 159–163 43 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo tủ thí nghiệm mơi trường sản phẩm quốc phịng Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 ĐÀO DUY THÁI Ngành Quản lý công nghiệp... CÔNG TY CHỦ TỊCH CÔNG TY - Phân Sơ đồ 1 Sơ đồ tổ chức Công ty TNHH Một thành viên Hoá chất 21 CHƯƠNG TÌM HIỂU CHUNG VỀ TỦ THÍ NGHIỆM MƠI TRƯỜNG 2.1 Khái niệm tủ thí nghiệm mơi trường Tủ thí nghiệm. .. phí chế tạo 20 4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị 4.2.1 Xây dựng thông số kỹ thuật Nghiên cứu, thiết kế kết cấu khí, thiết kế nguyên lý hoạt động cho tủ thử nghiệm môi trường Sử dụng 02 gia nhiệt tạo