Thiết kế hệ thống tự động đẩy phôi cho máy phay mộng ngón fj 100 tại trung tâm cnr trường đại học lâm nghiệp

Lời nói đầu Đối với ngành cơng nghiệp chế biến gỗ vấn đề giới hóa, tự động hóa q trình cơng nghệ gia cơng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng tính đặc thù nguyên liệu (gỗ vật liệu từ gỗ) đa dạng, phong phú loại hình sản phẩm Chỉ sở thiết bị cơng nghệ có trình độ kỹ thuật cao đáp ứng yêu cầu q trình cơng nghệ Nhằm góp phần giải vấn đề cụ thể từ thực tiễn sản xuất sau trang bị kiến thức lí thuyết chương trình đào tạo, em thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế hệ thống tự động đẩy phôi cho máy phay mộng ngón FJ-100 Trung tâm CNR Trường Đại học Lâm Nghiệp” Báo cáo khóa luận bao gồm nội dung chính: Chương 1: Những vấn đề chung Chương 2: Cơ sở thiết kế Chương 3: Nội dung thiết kế Cùng với cố gắng thân hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Hồng Việt em hồn thành khố luận tốt nghiệp Tuy nhiên kiến thức khả thân cịn nhiều hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận ý kiến đánh giá, góp ý thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để khố luận tốt nghiệp em hồn thiện Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo Khoa Chế biến Lâm sản, cán bộ, nhân viên Trung tâm CNR, cán nhân viên Trung tâm thông tin khoa học thư viện tạo điều kiện cho em thực Khoá luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Hoàng Việt người tận tình bảo hướng dẫn cho em thực đề tài Em chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hoàng Văn Toàn Mục lục Lời nói đầu Mục lục Chương Những vấn đề chung .4 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Nội dung 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu Chương Cơ sở thiết kế 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Hệ thống điều khiển tự động 2.1.2 Hệ thống điều chỉnh tự động .12 2.1.3 Chức của thống điều khiển tự động .16 2.1.4 Các thiết bị thường dùng hệ thống tự động .16 2.1.5 Nhiệm vụ phân tích thiết kế hệ thống tự động .17 2.1.6 Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển điều chỉnh tự động 17 2.2 Kết khảo sát thực tiễn .18 2.2.1 Tổng quan máy phay mộng ngón 18 2.2.2 Cơ cấu đẩy bàn tiếp phơi máy phay mộng ngón FJ-100 24 2.2.3 Nguyên liệu máy phay mộng ngón 24 2.3 Cơ cấu đẩy di chuyển phôi máy chế biên gỗ 25 Chương Nội dung thiết kế 28 3.1 Các phương án lựa chọn phương án hợp lí .28 3.1.1 Hệ thống tự động đẩy bàn tiếp phôi 28 3.1.2 Hệ thống điều chỉnh tốc độ đẩy bàn tiếp phôi 35 3.2 Tính tốn, thiết kế mạch điều khiển tự động 40 3.2.1 Tính tốn áp suất lưu lượng 40 3.2.2 Tính tốn hệ số khuyếch đại .44 3.2.3 Tính tốn sai số điều khiển hệ thống 45 3.3 Lựa chọn phần tử, thiết bị hệ thống 47 3.3.1 Phần tử cảm biến 47 3.3.2 Phần tử van servo .48 3.3.3 Bộ khuyếch đại 50 3.3.4 Bộ điều khiển 51 3.4 Sơ đồ phần tử thiết bị hệ thống tự động điều khiển tốc độ .52 3.4.1 Sơ đồ nguyên lí hệ thống .52 3.4.2 Sơ đồ chức phần tử .53 3.4.3 Sơ đồ nối ghép phần tử 54 3.4.4.Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống 54 Kết luận kiến nghị .56 Tài liệu tham khảo 58 Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Tự động hoá ngành khoa học kỹ thuật nghiên cứu nguyên tắc thành lập hệ thống tự động phần tử cần thiết hệ thống; nghiên cứu phương pháp phân tích tổng hợp hệ thống Triển vọng tự động hoá lớn Lý thuyết tự động hoá phát triển ứng dụng đỉnh cao lĩnh vực hoạt động người Tự động hoá thâm nhập ngày sâu đan chéo với ngành khoa học kỹ thuật khác ngược lại lĩnh hội, kế thừa thành tựu ngành khoa học lân cận giáp ranh nhờ nguyên tắc thích nghi Trong ngành kỹ thuật đó, ngành Chế biến Lâm sản có bước phát triển để nâng cao trình độ tự động hố, bước giải phóng người khỏi lao động nặng nhọc độc hại Những trang thiết bị có trình độ cao lĩnh vực chuyển giao công nghệ vào Việt Nam, số máy móc thiết bị sản xuất nước bước đầu đáp ứng mức độ tự động hoá sản xuất Các trang thiết bị khai thác tối ưu, nghiên cứu thích nghi, hoàn thiện mở rộng để đảm bảo trình sản xuất ổn định có hiệu kinh tế cao, có sức cạnh tranh thị trường nước, khu vực quốc tế Trong trình cắt gọt gỗ q trình đẩy phơi yếu tố ảnh hưởng lớn đến suất, chất lượng sản phẩm trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu kinh tế q trình sản xuất Trong vận tốc đẩy phơi yếu tố định đến q trình đẩy phơi Đối với q trình công nghệ, loại gỗ, loại sản phẩm, khác yêu cầu vận tốc đẩy khác Vì trình sản xuất việc điều chỉnh ổn định vận tốc đẩy phôi yêu cầu quan trọng để tạo tốc độ đẩy phù hợp với yêu cầu cụ thể trình sản xuất nhằm tạo sản phẩm có chất lượng tạo suất cao sản xuất Tại TTCNR Trường Đại học Lâm nghiệp nhiều doanh nghiệp công ty chế biến lâm sản nước ta, thời gian gần trang bị thiết bị, máy móc, dây chuyền tự động tương đối đại có trình độ giới hóa tự động hóa mức độ cao Đặc biệt dây chuyền sản xuất ván ghép thanh, máy phay mộng ngón phong phú đa dạng Tuy nhiên cấu đẩy phôi máy tồn tại, hạn chế: vận tốc đẩy phơi theo cấp, q trình theo dõi điều chỉnh tốc độ nặng thủ công, việc ổn định tốc độ đẩy phơi cịn khó khăn… Để khắc phục tồn tại, hạn chế nêu máy phay mộng ngón FJ-100 Trung tâm CNR -Trường Đại học Lâm Nghiệp em thực đề tài “Thiết kế hệ thống đẩy phôi tự động cho máy phay mộng ngón FJ-100 Trung tâm CNR trường Đại học Lâm nghiệp” Kết nghiên cứu đề tài giải pháp kỹ thuật hiệu để nâng cao mức độ tự động hóa tính cơng nghệ thiết bị gia cơng, góp phần tăng suất chất lượng sản phẩm trình sản xuất 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung Mục tiêu đề tài thiết kế hệ thống tự động đẩy phôi cho máy phay mộng ngón, đảm bảo điều chỉnh tốc độ vơ cấp nhằm nâng cao tính cơng nghệ cho máy góp phần nâng cao hiệu sử dụng thiết bị 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Lựa chọn phần tử, thiết bị phù hợp cho hệ thống tự động đẩy bàn tiếp phôi hệ thống điều chỉnh tốc độ; - Xây dựng chương trình điều khiển hệ thống phù hợp với thực tế sản xuất; - Bố trí thiết bị hệ thống máy hoạt động phân xưởng 1.3 Nội dung nghiên cứu Khảo sát máy phay mộng ngón FJ-100 hệ thống đẩy bàn tiếp phôi máy sở sản xuất; Xây dựng phương án tự động đẩy bàn tiếp phôi cho máy phay mộng ngón lựa chọn phương án hợp lí; Lựa chọn phần tử, thiết bị phương pháp kết nối phần tử thiết bị hệ thống 1.4 Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu là:  Các phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết giải tạo lập sở khoa học cho thiết kế hệ thống tự động điều khiển, điều chỉnh cấu máy  Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế xác lập số liệu thiết bị FJ-100 phục vụ cho viêc hệ thống hóa số liệu ban đầu cho thiết kế  Các phương pháp thiết kế hệ thống tự động 1.5 Phạm vi nghiên cứu Trên sở thiết bị sẵn có máy phay mộng ngón FJ-100 dây chuyền sản xuất ván ghép TTCNR, em tiến hành nghiên cứu hồn thiện hệ thống đẩy phơi cho máy Trong tập trung thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ bàn tiếp phôi giai đoạn thiết kế kỹ thuật (chưa chế tạo thử nghiệm) Các phần tử, phận hệ thống thiết bị thơng dụng sẵn có Việt Nam Chương CƠ SỞ THIẾT KẾ 2.1 Cơ sở lí luận hệ thống điều khiển, điều chỉnh tự động 2.1.1 Hệ thống điều khiển tự động a) Khái niệm Trong năm gần đây, điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng việc phát triển tiến khoa học kỹ thuật đạt trình độ kỹ thuật cao Theo quan điểm điều khiển học, thực tế khía cạnh hoạt động hàng ngày bị chi phối vài hình thức điều khiển xung quanh có nhiều hệ thống điều khiển Trong hệ thống đối tượng điều khiển hệ thống vật lí, trang bị kỹ thuật, hệ thống quản lí kinh tế, chế sinh vật, phạm vi nghiên cứu đối tượng trang thiết bị kỹ thuật, hệ thống vật lí điều khiển gọi điều khiển học kỹ thuật {1} Mỗi hệ thống có tác động vào đáp ứng hay gọi tín hiệu vào tín hiệu Trong hệ thống có nhiều tín hiệu vào nhiều tín hiệu Hệ thống điều khiển tự động tập hợp thành phần vật lí có mối liên quan tác động qua lại lẫn nhau, để huy, hiệu chỉnh thân điều khiển hệ thống khác Trong lĩnh vực kỹ thuật hệ thống tự động tập hợp bao gồm phương tiện kỹ thuật, phương pháp điều khiển đối tượng khơng có tham gia người, bảo đảm hoạt động an toàn, khơng sai sót theo chương trình định sẵn{5} b) Các phần tử hệ thống Trong trường hợp tổng quát, phần tử, phận hệ thống điều khiển tự động quy ba phần tử là:  Thiết bị điều khiển;  Đối tượng điều khiển;  Thiết bị đo lường Ta có sơ đồ phần tử hệ thống giới thiệu hình 2.2 Hình 2.2 Sơ đồ khối phận hệ ĐKTĐ Trong đó: u- Tín hiệu vào y- Tín hiệu e- Tín hiệu so sánh x- Tín hiệu tác động vào đối tượng điều khiển f- Tín hiệu phản hồi Sơ đồ cấu trúc hệ thống tự động: Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc phận hệ tự động a- hệ hở; b-hệ kín c) Các nguyên tắc điều khiển Nguyên tắc điều khiển nói lên sở nguyên tắc để hình thành tác động điều khiển hệ thống Hiện có nguyên tắc điều khiển {5}:  Điều khiển theo độ lệch: Thực so sánh, san giá trị đáp ứng giá trị tín hiệu vào, nguyên tắc ứng dụng mạch điều khiển có phản hồi Hình 2.4 Sơ đồ điều khiển theo nguyên tắc sai lệch Ta sử dụng nguyên tắc để xây dựng hệ thống tự động bán tự động có liên hệ ngược hệ thống có mạch khép kín Tác động điều khiển thành lập theo trị số hàm chênh lệch tức hàm tín hiệu số X (t ) trị số yêu cầu XV(t) trị số thực tế Xr (t) lượng điều khiển u  f (x) x(t )  xv (t )  x (t ) r Trong hệ thống tự động có liên hệ ngược, ta thực quy luật biến đổi khác với lượng điều khiển: ổn định, biến đổi theo chương trình; tuỳ động (theo dõi); đặc biệt hệ thống kín làm nhiệm vụ tính tốn, chép hình, nhân, chia, vi phân, tích phân, đạo hàm Nguyên tắc điều khiển theo độ lệch cho phép điều khiển đối tượng không ổn định, giảm ảnh hưởng tác động nhiễu  Điều khiển theo phương pháp bù nhiễu: Sử dụng thiết bị bù trừ nhiễu để giảm ảnh hưởng nhiễu đến đáp ứng hệ, nguyên tắc điều khiển ứng dụng mạch hở tác động điều khiển xác định theo hàm tác động nhiễu tác động chủ đạo: u = F (xv, ftđ) Trong đó: ftđ - hàm tác động; xv -đại lượng đầu vào Hình 2.5 Sơ đồ điều khiển theo nguyên tắc bù nhiễu Nguyên tắc làm giảm sai số hệ thống tự động sở bù trừ có tác động nhanh phản ứng trực tiếp với nguyên nhân gây nhiễu Tuy nhiên, phải lưu ý nhiễu cần phản ứng phải chọn lọc qua đánh giá tác động chung hệ thống để xác định chương trình điều khiển 10 3.2.2 Hệ số khuyếch đại hệ tự động điều khiển Một thông số quan trọng mạch điều khiển hệ kín hệ số khuyếch đại KV Thực chất KV hàm truyền chế độ xác lập Với hệ thống điều khiển vận tốc hệ thuỷ lực chuyển động tịnh tiến ta sử dụng khuyếch đại điều khiển theo tích phân I, hình 3.12 ta có: Hình 3.12 Sơ đồ tính tốn hệ số khuyếch đại hệ thống thuỷ lực - Hệ số khuyếch đại khuyếch đại GA tỷ số tín hiệu dòng điện điện áp vào, chọn GA = 500 mA/V - Hệ số khuyếch đại servo van GSV tỷ số lưu lượng dòng điện vào, chọn GSV = (cm3/s)/mA - Hệ số khuyếch đại xi lanh GX tỷ số vận tốc piston lưu lượng vào xi lanh GX = 1/A = 1/78,5 = 0,0128 (cm/s)/(cm3/s)= 0,0128 (1/cm2) 44 - Hệ số khuyếch đại hệ phản hồi HX cảm biến quang điện tỷ số tín hiệu phản hồi đo độ dịch chuyển piston, HX =10/ 100 = 0,1 V/cm Hệ số khuyếch đại KV là: Kv = GA.GSV.GX.HX (3.13) Ta có : KV= 500 x x 0,0128 x 0,1 = 3.84 s-1 Vậy hệ số khuyếch đại hệ thống KV = 3.84 s-1 3.2.3 Tính tốn sai số điều khiển hệ thống Trong hệ điều khiển vận tốc ta sử dụng khuyếch đại điều khiển điều khiển theo tích phân I Trong cảm biến vận tốc biến tốc độ thành tín hiệu điện áp phản hồi Hình 3.13 Bộ khuyếch đại tích phân Hệ số khuyếch đại: KVV  G A GSV G X H V (3.15) Khi hệ số khuyếch đại KVV tăng gia tốc chuyển động tăng Các yếu tố tượng từ trễ, trình chuyển đổi van thay đổi 45 tải trọng ngồi khơng ảnh hưởng đến sai số vận chế độ xác lập Độ phân giải sai số tuyến tính cảm biến tốc độ yếu tố trực tiếp gây sai số vận tốc điều khiển Nếu tín hiệu vào hàm tuyến tính đáp ứng vận tốc có sai số sai số phụ thuộc vào hệ số khuyếch đại gia tốc hệ hình 3.14: Hình 3.14 Đáp ứng vận tốc hệ Độ lớn sai số vận tốc V xác định sau: V  a K VV V = 8/ 3,84 = 2,08 cm/s Với: a- Gia tốc chuyển động; KVV- Hệ số khuyếch đại hệ điều khiển theo vận tốc, s-1; Vậy sai số vận tốc hệ thuỷ lực là: V = 2,08 cm/s Việc tính tốn thơng số hệ thống thủy lực để em lựa chọn phần tử thiết bị hệ thống điều khiển vận tốc cho máy phay mộng ngón FJ-100 46 3.3 Lựa chọn phần tử, thiết bị hệ thống 3.3.1 Phần tử cảm biến Phần tử cảm biến cần lựa chọn phải có khả thu nhận tín hiệu đầu vào vận tốc dịch chuyển bàn tiếp phơi truyền tải tín hiệu đến khuyếch đại Trong đề tài, đại lượng cần xác định tốc độ chuyển dịch bàn tiếp phôi tốc độ dài Để xác định vận tốc bàn tiếp phôi đề tài sử dụng loại cảm biến quang điện đo từ xa, miếng phản quang dán bàn tiếp phơi, tín hiệu thu tín hiệu điện tín hiệu số Ở lựa chọn loại cảm biến quang điện mà tín hiệu thu tín hiệu điện Cảm biến thu nhận tín hiệu điện chuyển tín hiệu sang khuyếch đại Bộ khuyếch đại xử lí tín hiệu sau truyền tín hiệu đến điều khiển để tiến hành điều chỉnh van servo Hình 3.15 Sơ đồ ngun lí hoạt động cảm biến quang điện a) Nguyên lý hoạt động; b) Bộ phận phát quang Trong đó: 1- Bộ phận phát quang 2- Bộ phận phản quang 47 Hình 3.16 Sơ đồ kết nối cảm biến quang điện Trong đó: 1- Bộ phận phản quang 2- Bộ phận nhận tín hiệu 3- Bộ khuyếch đại Với nguyên lí nêu em lựa chọn loại cảm biến quang điện E3ZM-T63 hãng Omron cung cấp loại cảm biến tốc độ có độ phân giải cao, chức cao cấp Đặc tính kỹ thuật cảm biến quang điện E3ZM- T63 sau: - Nguồn 10-30 VDC; - Khoảng cách phát 1,5 m; - Vận tốc tối đa đo vmax=0,5 m/s 3.3.2 Phần tử servo-van Servo-van nhận tín hiệu đầu vào từ cảm biến điện áp dòng servo-van thay đổi điều chỉnh lưu lượng khí nén qua van, thơng qua hiệu chỉnh tốc độ xilanh 48 Hình 3.17 Sơ đồ ngun lí van servo Nguyên lí hoạt động van servo sau: Hai nam châm vĩnh cửu đặt đối xứng tạo thàn khung hình chữ nhật, phần ứng có hai cuộn dây cánh chặn dầu ngàm với phần ứng, tạo nên kết cấu cứng vững Định vị phần ứng cánh chặn dầu ống đàn hồi, ống có tác dụng phục hồi cụm phần ứng cánh chặn vị trí trung gian dòng điện vào hai cuộn dây cân Nối với cánh chặn đàn hồi, nối trực tiếp với trượt Khi dòng điện vào hai cuộn dây lệch phần ứng bị hút lệch, đối xứng cực nam châm mà phần ứng quay Khi phần ứng quay, ống đàn hồi biến dạng đàn hồi, khe hở từ cánh chặn đến miệng phun dầu thay đổi Điều dẫn đến áp suất hai phía trượt di chuyển Hiện có loại van servo để điều chỉnh lưu lượng qua van loại điều khiển dòng 3A (0 5A) điều khiển điện áp 5V (0 10V) Loại điều khiển dịng điện có giá thành rẻ nên sử dụng rộng rãi Việt Nam (chủ yếu Nhật Bản Đài Loan) Với loại sử dụng dòng từ 5A để điều khiển PLC (program logic control) hay VXL (vi xử lí) phải qua chuyển đổi chuyển từ dòng sang áp Đối với loại dùng điện áp 10V xuất điều khiển trực tiếp từ PLC hay 49 VXL Nguyên lí van servo điện áp hay dịng thay đổi làm cho trượt van trượt để điều chỉnh lưu lượng khí qua van lớn hay nhỏ Với yêu cầu hệ thống thủy lực cần van điều khiển có P ≥ 39,5 kg/cm2, Q ≥ 5,59 lit/phút Vì đề tài chọn van servo BD062, loại van có khả nhận tín hiệu dịng điện I trực tiếp từ khuyếch đại BD90 truyền tín hiệu lưu lượng Q cho cấu chấp hành  Đặc tính kỹ thuật van servo BD062 – Parker electrohydraulic: - Lưu lượng ( áp suất 70,3 kg/cm2): ÷ 76,734 lit/phút - Áp suất làm việc: 15 ÷ 135 bar - Dòng điện định mức: 100 mA - Điện trở cuộn dây: 28Ω - Nhiệt độ làm việc: -1÷ 1060C - Tổn thất áp suất nhỏ là: 30% - Độ tuyến tính đặc tính I-Q: ≤ 10% - Độ sai lệch từ trễ đặc tính I-Q: ≤ 5% - Độ trượt đặc tính: ≤ 2% 3.3.3 Bộ khuyếch đại Với van servo BD062 chọn khuyếch đại BD90 điều khiển Bộ điều khiển điều khiển tương tự điều khiển số Để thực điều khiển số phải có thêm carte acquisition thực chuyển đổi A/D D/A, carte nối ghép tương thích với khuyếch đại BD90  Đặc tính kỹ thuật khuyếch đại BD90 – Parker electrohydraulic - Điện áp nguồn 115V 230V, công suất 30VA, tần số 50/60 Hz - Hệ số khuyếch đại : Mạch điều khiển K=5 Mạch phản hồi : K=5 - Nhiệt độ làm việc: 0-700C - Bộ làm PID - Điện áp cung cấp cho loại cảm biến: ± 10V, ±15V 50 -Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà hiệu chỉnh khuyếch đạt thông số kỹ thuật khác 3.3.4 Bộ điều khiển (Các phần tử xử lí) Vì máy phay mộng ngón có hộp điều khiển nên em sử dụng hệ thống điều khiển vi xử lí Với vi xử lí ta dẫn xuất điều khiển trực tiếp từ servo van điện áp Điện áp làm việc vi xử lí thay đổi khoảng rộng từ 2,7 V  6,0 V, lượng tiêu thụ vi xử lí thấp Trong đề tài để điều khiển tốc độ hệ thống thuỷ lực sử dụng điều khiển Lab PC+ Natinonal instruments corporation  Đặc tính kỹ thuật Lab PC+ Natinonal instruments corporation sau: - Điện áp bảo vệ : ± 45 V - Điện áp và ra: Unipolar 0-10V; Bipolar ± 5V - Dòng điện lớn ± mA - Hệ số khuyếch đại điều khiển: 1; 2; 5; 10; 20; 50 100 - 12 bít ADC để phân tích tín hiệu tương tự có điện áp 2,44V ứng với hệ số khuyếch đại - DAC 16 bít - định 16 bít để đếm tần số, đếm kiện tính thời gian - Bộ giao diện bít DMA - Sai số điện áp hiệu chỉnh: 0V - Bộ ổn định thời gian (chính xác ±0,02%): Hệ số khuyếch đại ≤ 10 xác đến 14  s; Hệ số khuyếch đại 20; 50 xác đến 20  s; Hệ số khuyếch đại 100 xác đến 33  s; - ACH (0-7) kênh đầu vào, DACO OUT DAC1 OUT kênh đầu - Bộ bù nhiệt độ cho phép nhiệt độ hoạt động 00÷700C - Độ ẩm 5% ÷ 90% không ngưng tụ nước 51 - Trạm liên kết SC – 2071 - Cáp nối P/N 180524- 10, 50 sợi - Có thể lập trình với Lap Windows/cvi LabWindows - Các phần mềm kèm theo: Dapware; Ni-Dap Dos; Ni-Dap Windows NiDap Windows NT Số phần mềm: 776703-01 Sau lựa chọn phần tử, thiết bị cho hệ thống em xác định sơ đồ kết nối cho hệ thống 3.4 Các sơ đồ kết nối hệ thống Với phần tử hệ thống chọn phần 3.3, tiến hành xây dựng sơ đồ hệ thống tự động điều khiển tốc độ 3.4.1 Sơ đồ ngun lí hệ thống Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lí hệ thống tự động điều khiển vận tốc van servo Trong đó: 1- Động bơm dầu 2- Van an toàn 52 3- Van servo 4- Cảm biến tốc độ 5- Bộ khuyếch đại 3.4.2 Sơ đồ chức hệ thống Hình 3.19 Sơ đồ mô tả chức phần tử mạch điều khiển hệ thống: 1- Biến trở điều chỉnh điện áp vào; 2- Bộ khống chế (phát Rampe RA1); 3-Bộ điều chỉnh PID (hay gọi làm PID); 4- Bộ khuyếch đại công suất BD90 (điện áp U-dòng điện I); 5- Van servo BD062; 6- Xylanh thuỷ lực; 7Cảm biến tốc độ; 8- Bộ khuyếch đại tương thích RA1; 53 3.4.3.Sơ đồ ghép nối phần tử hệ thống Hình 3.20 Sơ đồ khối nối ghép phần tử mạch điều khiển 3.4.4 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển vận tốc Hình 3.21 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển vận tốc 54 Khối mạch điều khiển khối khởi động kết thúc qua trình điều khiển, khối khối điều khiển tín hiệu đầu vào tín hiệu phản hồi, khối điều khiển van servo, khối khối so sánh tín hiệu đầu vào tín hiệu phản hồi Như đề tài thiết kế, tiến hành thiết kế hệ thống tự động điều khiển tốc độ đẩy phôi cho máy phay mộng ngón FJ-100 với kết đạt sau: - Xây dựng hệ thống tự động đẩy bàn tiếp phôi với khả điều chỉnh tốc độ vô cấp với gia tốc 8m/s2, vận tốc tối đa đạt 12m/phút; - Lựa chọn phần tử thiết bị hệ thống điều khiển vận tốc; - Xây dựng sơ đồ nguyên lí hoạt động, sơ đồ chức năng, sơ đồ nối ghép sơ đồ lắp ráp mạch cho hệ thống; Bảng thống kê phần tử, thiết bị hệ thống tự động điều khiển tốc độ bàn tiếp phôi STT Phần tử, thiết bị Loại Cảm biến E3Z-M Bộ khuyếch đại BD90 – Parker electrohydraulic Van servo BD062 – Parker electrohydraulic Bộ điều khiển Lab PC+ Natinonal instruments corporation 55 Ghi Kết luận kiến nghị Kết luận Nghiên cứu thiết kế cải tiến, hoàn thiện máy tiết bị chế biến lâm sản vấn đề thời sự, cấp thiết đặt từ thực tế sản xuất ngành chế biến lâm sản nước ta Từ yêu cầu đó, đề tài khóa luận “Thiết kế hệ thống tự động đẩy phơi cho máy phay mộng ngón FJ-100 Trung tâm CNR Trường Đại học Lâm Nghiệp” thực với kết đạt sau: - Tìm hiểu sở lí thuyết q trình tự động hố, cấu đẩy phơi máy chế biến gỗ tìm hiểu máy phay mộng ngón FJ-100 làm sở cho q trình thiết kế; - Xây dựng ba phương án tự động đẩy bàn tiếp phôi lựa chọn phương án hợp lí phương án tự động đẩy bàn tiếp phôi hệ thống thuỷ lực Đối với hệ thống đẩy bàn tiếp phơi máy phay mộng ngón FJ-100 phương án hợp lí phương án đẩy bàn tiếp phôi hệ thống thuỷ lực Vì phương án có nhiều ưu điểm khả điều khiển vận tốc xác thuận lợi cho q trình tự động hố; - Xây dựng phương án điều khiển tốc độ đẩy bàn tiếp phôi lựa chọn phương án điều khiển vận tốc van servo Khi thực điều khiển vận tốc servo van điều chỉnh vơ cấp tốc độ bàn tiếp phơi thực tự động điều chỉnh vận tốc theo thông số đặt ban đầu - Đã tiến hành thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ đẩy bàn tiếp phơi cho máy phay mộng ngón xây dựng sơ đồ nguyên lí, sơ đồ chức sơ đồ lắp ráp cho hệ thống 56 4.2 Kiến nghị Nghiên cứu thiết kế cải tiến, hoàn thiện máy tiết bị chế biến lâm sản vấn đề thời sự, cấp thiết đặt từ thực tế sản xuất ngành chế biến lâm sản nước ta Trong khn khổ khóa luận tốt nghiệp, thời gian phạm vi nghiên cứu hạn chế nên số nội dung nghiên cứu chưa sâu Vì vấn đề sau cần tiếp tục nghiên cứu để góp phần hồn thiện tính cơng nghệ nâng cao mức độ tự động hóa máy phay mộng ngón nói riêng máy chế biên lâm sản nói chung: - Tiếp tục nghiên cứu sở lí luận hệ thống điều khiển điều chỉnh tự động làm sở cho công tác thiết kế, chế tạo phần tử, thiết bị hệ thống tự động - Trong đề tài thay hệ thống đẩy phơi khí nén máy phay mộng ngón hệ thống thủy lực chưa có tính tốn để lựa chọn phần tử, thiết bị hệ thống tự động đẩy phôi mà tính tốn để lựa chọn phần tử, thiết bị hệ thống điều khiển tốc độ nên chưa đưa mơ hình điều khiển tồn q trình cơng nghệ máy phay mộng ngón Vì cần tính tốn lựa chọn phần tử hệ thống tự động đẩy bàn tiếp phôi: Bơm thủy lực, van khóa, ống dẫn, xylanh thủy lực,…đặc biệt cần xác định mối quan hệ hệ thống đẩy phôi hệ thống kẹp phôi để đưa mơ hình điều khiển quy trình cơng nghệ máy hợp lí - Cần có nghiên cứu xác định tương quan vận tốc đẩy phôi chất lượng sản phẩm máy phay mộng ngón làm sở cho trình xác lập chế độ đẩy phôi - Khi nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động đẩy phơi cần quan tâm nghiên cứu hồn thiện hệ thống chu cấp cho bàn tiếp phôi để nâng cao suất mức độ tự động hóa trình sản xuất 57 Tài liệu tham khảo Phạm Đắp, Trần Xuân Tuỳ, Điều khiển tự động lĩnh vực khí, NXBGD, Hà Nội, 1998 Phạm Văn Du, Thiết kế cấu nạp dăm tự động cho máy ép nhiệt tầng Trung tâm CNR trường Đại học Lâm nghiệp, ĐHLN, Hà Tây, 2002 Trần Kim Khôi, Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, NXBNN, Hà Nội, 2006 Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển khí nén, NXBGD, Hà Nội, 1998 Vũ Văn Quân, Thiết kế hệ thống tự động chu cấp gỗ cho máy bóc BG130 Trung tâm CNR trường Đại học Lâm Nghiệp, ĐHLN, Hà Tây, 2003 Hoàng Nguyên, Hoàng Việt, Hoàng Xuân Niên, Tự động hoá chế biến gỗ lâm sản, NXBNN, Hà Nội, 2003 Trần Ngọc Thiệp, Hoàng Việt Bài giảng Cơ giới hoá, tự động hoá chế biến lâm sản, ĐHLN, Hà Tây, 1994 Phạm Quang Thiền, Giáo trình thủy lực máy thủy lực, NXBNN, Hà Nội, 2004 Trần Doãn Tiến, Tự động điều khiển q trình cơng nghệ, NXBGD, Hà Nội, 1998 10.Trần Xuân Tuỳ, Hệ thống điều khiển tự động thuỷ lực, NXBKHKT, Hà Nội 2002 11.Hoàng Việt, Máy thiết bị chế biến gỗ, NXBNN, Hà Nội, 2003 12.Hoàng Việt, Petrovski V.S, Tối ưu hố thơng số động học tay máy cắt - bốc xếp gỗ, Mockva 1991 13.Baveski M.D, Tự động thuỷ lực thiết bị gia công gỗ, NXBCNR Mockva, Mockva 1979 14.Clarence W.de Silva, Control sensers and actuators, Prentice Hall Inc, Printed in USA,1989 58