Thiết kế hệ thống điều khiển băng tải vận chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ======***===== BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN XÁC GIA SÚC, GIA CẦM BỊ DỊCH BỆNH Giáo viên hướng dẫn : TS Hoàng Sơn Sinh viên thực : Nguyễn Trung Hiếu Mã sinh viên : 1951080635 Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện tử Lớp : K64 - CNCĐT Khóa :2019 – 2023 Hà Nội - Năm 2023 LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống băng tải, hệ thống băm chặt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh đưa từ thùng chứa vào hệ thống thiêu hủy trang thiết bị cần thiết hệ thống thiêu hủy xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh Các gia súc gia cầm bị dịch bệnh sau tập trung đến khu vực thiêu hủy xe chuyên dùng vận chuyển đưa lên hệ thống băm chặt hệ thống băng tải trước đưa vào lị đốt với mục đích phân nhỏ xác gia súc, gia cầm để tăng suất đốt thơng qua việc tăng diện tích cháy xác Trong điều kiện làm việc hệ thống, đặc tính động lực học điều khiển giúp tăng tính xác hệ thống Do đó, hệ thống điều khiển băng tải vận chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh đưa từ thùng chứa vào hệ thống thiêu hủy cần phải nghiên cứu tính tốn thiết kế cho phù hợp Khoá luận tốt nghiệp bày kết công việc "Thiết kế hệ thống điều khiển bẳng tải vận chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh" Kết nghiên cứu làm sở đưa phương án thiết kế cấu trúc kích thước, phục vụ trình chế tạo hệ thống thực tế Xuất phát từ nhu cầu thực tế hệ thống điều khiển bẳng tải vận chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh chọn làm khóa luận tốt nghiệp Kết nghiên cứu đề tài đưa sở lý luận phận tự động cấp liệu cho hệ thống thiêu huỷ xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Thiết kế phần cứng Chương 3: Xây dựng chương trình hệ thống điều khiển Hà Nội, ngày… tháng… năm 2023 Sinh viên thực Nguyễn Trung Hiếu i MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hệ thống thiết bị thiêu hủy xác gia súc, gia cầm nghiên cứu .1 1.1.1 Sơ đồ công nghệ thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh 1.1.2 Hệ thống thiết bị thiêu huỷ xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh 1.2 Tổng quan hệ thống tự động đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt .3 1.2.1 Cấu tạo hệ thống đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt 1.2.2 Nguyên lý hoạt động CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Tính tốn trang bị điện cho hệ thống điều khiển 2.1.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động thiết bị điện cần trang bị cho hệ thống 2.1.2 Tính toán lựa chọn thiết bị cho tủ điều khiển 14 2.2 Tính tốn lựa chọn hệ thống thuỷ lực 16 2.2.1 Sơ đồ mạch thủy lực hệ thống .16 2.2.2 Tính đường kính xilanh 18 2.2.3 Tính toán lựa chọn bơm thủy lực 19 2.2.4 Tính tốn lựa chọn đường ống dầu thủy lực 21 2.2.5 Tính tốn lựa chọn van .23 2.2.6 Tính tốn lựa chọn thùng dầu .24 2.3 Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển 26 2.3.1 Bố trí tín hiệu PLC 26 2.3.2 Sơ đồ điều khiển .28 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 31 3.1 Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển logic .31 3.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển .32 3.3 Chương trình điều khiển xây dựng điều khiển trung tâm PLC .35 3.4 Kết thực nghiệm 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật nguồn S8VS-24024A Omron 13 Bảng 2.2 Liệt kê phụ tải thiết bị điều khiển 14 Bảng 2.3 Các thơng số kỹ thuật tính cho đầu băng tải sau: 15 Bảng 2.4 Lựa chọn khởi theo kết bảng 2.2 15 Bảng 2.5 Lựa chọn kích thước đường ống cho hệ thống thủy lực 23 Bảng 2.6 Phân bố đầu vào tín hiệu cho PLC FX3U-64MT 26 Bảng 2.7 Phân bố đầu tín hiệu cho PLC FX1N 27 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ quy trình thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Hình 1.2 Hệ thống thiết bị thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Hình 1.3 Tổng quan hệ thống tự động đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt Hình 1.4: Hệ thống băng tải băm chặt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Hình 1.5: Quá trình hoạt động đưa xác gia súc, gia cầm vào lò đốt hệ thống băng tải băm chặt Hình 2.1 PLC Mitsubishi FX-64M Hình 2.2 Hình ảnh khởi động từ(MCC22C,6a) Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động khởi động từ Hình 2.4 Hình ảnh thực tế Role Omron Hình 2.5 Cấu trúc, câu tạo Role Omron 10 Hình 2.6 Hình ảnh minh họa hoạt động rơle 10 Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động rơle 11 Hình 2.8 Hình ảnh thực tế Aptomat pha 11 Hình 2.9 Cấu tạo bên Aptomat pha 12 Hình 2.10 Bộ nguồn S8VS-24024A Omron 13 Hình 2.11 Sơ đồ dây thủy lực cho thiết bị băm chặt xác gia súc 17 Hình 2.12 Hệ thống thủy lực cho phận băm chặt 17 Hình 2.13 Kết cấu bơm bánh ăn khớp 20 Hình 2.14 Mơ tả ngun lý làm việc bơm bánh 21 Hình 2.15 Bơm thủy lực Ronzio W4 21 Hình 2.16 Đường ống mạch thủy lực 22 Hình 2.17 Hình ảnh van an toàn MRV-03-P-3 24 Hình 2.18 Hình ảnh van tiết lưu MTCV-02W 24 Hình 2.19 Cấu tạo thùng dầu thủy lực 25 Hình 2.20 Cấu trúc hệ thống điều khiển 26 Hình 2.21 Bố trí tủ điện hệ thống điều khiển băng tải vẩn chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh 29 Hình 2.22 lắp đặt dây tủ điện 30 Hình 3.1 Hình ảnh dây chuyền vận chuyển xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh 31 Hình 3.2 Sơ đồ lưu đồ thuật toán điều khiển tự động 33 Hình 3.3 Lưu đồ điều khiển chế độ tự động mã hoá tín hiệu điều khiển PLC 34 Hình 3.4: Hình thực tế dây chuyền đưa lợn vào lò đốt 35 Hình 3.5: Sản phẩm ban đầu trước cho vào dây chuyền 36 Hình 3.6: Sản phẩm sau cho vào dây chuyền 36 iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hệ thống thiết bị thiêu hủy xác gia súc, gia cầm nghiên cứu 1.1.1 Sơ đồ công nghệ thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Công nghệ thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh, bao gồm số khâu sau: Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ quy trình thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh a) Khâu công việc 1: Đưa xác gia súc, gia cầm vào băng tải: Xe vận chuyển xác gia súc, gia cầm di chuyển đến địa điểm đặt hệ thống thiêu hủy lùi đuôi xe vào phễu chứa xác gia súc, gia cầm cuối băng tải Người lái xe điều khiển đổ xác gia súc, gia cầm thùng chứa xe vận chuyển vào phễu chứa băng tải Người điều khiển băng tải cho băng tải hoạt động, xác gia súc, gia cầm di chuyển từ phễu chứa lên hệ thống băm chặt b) Khâu công việc 2: Phân tách xác thành phần nhỏ (Băm chặt xác thành mảnh): Băm chặt xác gia súc, gia cầm thành mảnh nhỏ để tạo điều kiện thuận lợi cho trình đốt xác gia súc, gia cầm băm thành mảnh nhỏ Q trình băm chặt đảm bảo khơng phát tán virut, vi khuẩn mơi trường Kích thước băm phụ thuộc vào lị đốt c) Khâu cơng việc 3: Đưa xác gia súc, gia cầm vào lò đốt: Đưa xác gia súc, gia cầm băm chặt vào lị đốt (đưa tồn phận gia súc, gia cầm) Quá trình đưa xác gia súc vào lò đốt thực cấu gạt d) Khâu công việc 4: Đốt xác gia súc, gia cầm lò đốt sơ cấp: Sau đưa xác gia súc vào lò đốt, người điều khiển bật bép đốt để tạo nhiệt đốt cháy xác gia súc, gia cầm Khi cháy tạo khói bụi, cần phải có quạt hút khói, bụi sang lị đốt cấp thứ cấp e) Khâu cơng việc 5: Đốt lại khí thải, khói thải chưa cháy hết: Tồn khói thải, khí thải sau cháy lị đốt cấp sơ cấp quạt hút sang lò đốt thứ cấp Tại lị đốt thứ cấp khói thải, khí thải lại đốt lại lần để cháy hoàn toàn chất hữu chưa cháy hết f) Khâu công việc 6: Thu hồi tro bụi: Sau khói bụi, khí thải đốt lị đốt thứ cấp hút xyclon, tro, bụi lắng xuống phía dưới, khí thải quạt hút đẩy vào hệ thống làm mát để giảm nhiệt độ khí thải g) Khâu cơng việc 7: Làm mát khói, khí thải: Khí thải, khói sau từ lị đốt thứ cấp có nhiệt độ cao (khoảng 1000÷1200 độ C) Do cần phải giảm nhiệt độ trước thải mơi trường Để giảm nhiệt độ khí thải ta cho khí thải qua hệ thống phun mưa, khí thải tiếp xúc với nước nên giảm nhiệt độ h) Khâu cơng việc 8: Lọc khói, khí thải: Khói, khí thải sinh từ lị lị đốt có chứa nhiều thành phần độc hại, đồng thời có mùi Để đáp ứng dược nhu cầu khí thải xả mơi trường đạt quy chuẩn Việt Nam khí thải phải lọc trước xả thải Q trình lọc khí thải thực sau: - Sử dụng quạt hút cao áp hút tồn khí thải làm mát giàn phun mưa - Đẩy khí thải qua dung dịch nước vơi Khí thải sau sục qua nước vơi chất gây hại cho sức khỏe môi trường giữ lại dung dịch nước Khí sau sục qua dung dịch nước i) Khâu cơng việc 9: Xả khí thải mơi trường: Khí thải sau sục qua nước vôi giảm nhiệt độ, dẫn ống khói thải ngồi mơi trường Để khí thải khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người gia súc ống khói để xả khí thải phải đạt chiều cao định 1.1.2 Hệ thống thiết bị thiêu huỷ xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh Để thực quy trình cơng nghệ thiêu huỷ xác gia súc, gia cầm (hình 1.2), cần phải có hệ thống thiết bị kèm Từ kết nghiên cứu thiết kế hệ thống chuyên dùng thiêu hủy xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh (hình 1.2, mơ tả tổng qt) bao gồm hệ thống sau: Hệ thống băng tải vận chuyển băm chặt xác (hình 1.2-(1)); hệ thống lị đốt (hình 1.2-(2)); hệ thống xử lý khí thải (hình 1.2-(3)) Sau tiến hành phân tích chi tiết cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống băng tải vận chuyển băm chặt xác, từ sở đưa phương án điều khiển hoạt động cho hệ thống (1) (2) (3) Hình 1.2 Hệ thống thiết bị thiêu hủy xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh (1)-Hệ thống băng tải,băm chặt xác; (2)-Hệ thống lị đốt xác; (3)-Hệ thống xử lý khí thải 1.2 Tổng quan hệ thống tự động đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt Hình 1.3 Tổng quan hệ thống tự động đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt 1.2.1 Cấu tạo hệ thống đưa xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh vào lò đốt Hệ thống băng tải băm chặt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh tính tốn thiết kế phần khí qua nghiên cứu [2], mơ tả chi tiết hình 1.4 với phận sau: -Bộ phận tải (có máng phía ngồi) có chức hứng xác lợn đưa vào để thiêu hủy Từ đưa xác lợn vào phận thang nâng vận (hình 1.4-(1)); - Bộ phận thang nâng vận đưa xác lợn lên cao với mục đích để đưa vào tạo độ cao so với cửa vào lò đốt phía sau (hình 1.4-(2)); -Bộ phận băm chặt bao gồm băng tải đưa lợn vào, dao băm truyền động hệ truyền động xi lanh thủy lực (hình 1.4-(3,4)), với mục đích phân tách xác gia súc thành nhiều phần nhỏ để tăng diện tích cháy tăng diện tích chứa lị, từ tăng suất thiêu hủy giảm diện tích lị chế tạo với suất đốt cho trước; -Bộ phận băng đưa xác vào lò đốt bao gồm băng tải, máng trượt (hình 1.4-(5), xilanh đẩy xác vào lị đốt Bộ phận có nhiệm vụ phân phối, đưa xác vào cửa hai lò theo yêu cầu điều khiển (hình 1.4-(6)); -Bộ phận bao che (hình 1.4-(7)) có chức hứng, chắn, gom máu để đưa vào lò đốt Bộ phận đảm bảo trình băm chặt, chất thải không bị bắn môi trường, đồng thời hứng máu chất lỏng phát sinh để đưa vào lò đốt Đảm bảo tránh việc lây nhiễm chéo vi khuẩn mơi trường bên ngồi Hình 1.4: Hệ thống băng tải băm chặt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh (1)-Phễu chứa xác gia súc, gia cầm đầu vào hệ thống; (2)-Bộ phận vận thang nâng; (3)- Băng tải đưa xác vào phận băm chặt xác; (4)-Bộ phận băm chặt xác; (5) băng tải đưa xác vào lò đốt; (6)-Bộ phận máng xi lanh đẩy để đưa xác vào lò đốt; (7)-Bộ phận bao che đảm bảo không lọt xác, chất thải, máu ngồi mơi trường 1.2.2 Ngun lý hoạt động Quá trình hoạt động nhằm đưa xác gia súc, gia cầm vào lò đốt hệ thống băng tải băm chặt mơ tả hình 1.5 gồm: -Bước 1: Đưa xác gia súc, gia cầm vào phận vận thang nâng Khi xác gia súc, gia cầm đưa vào băng tải đầu vào (phễu), băng tải chuyển động để di chuyển xác vào vận thang nâng; -Bước 2: Vận thang nâng đưa xác gia súc, gia cầm lên cao trước đưa qua phận băm chặt; -Bước 3: Băm chặt, bước tiến hành với gia súc (con vật có kích thước lớn), gia cầm có kích thước nhỏ (gà, vịt ) bỏ qua bước để tiến hành bước 4; -Bước 4: Đưa xác gia súc, gia cầm chặt nhỏ vào cửa lị đốt thơng qua máng xilanh gạt Bước Bước Bước Bước Hình 1.5: Quá trình hoạt động đưa xác gia súc, gia cầm vào lò đốt hệ thống băng tải băm chặt dầu bẩn có mạt sắt Sau thời gian làm việc định kỳ (tùy theo mức độ cụ thể máy làm việc) lọc hút phải tháo rửa thay Trên đường ống đẩy thường lắp thêm van khóa đồng hồ van an toàn để điều chỉnh áp suất hệ thống đảm bảo an toàn cho thiết bị thủy lực đường ống dẫn dầu Hình 2.19 Cấu tạo thùng dầu thủy lực 1- Động điện; 2- Đường ống đẩy; 3- Lọc hút; 4- Khoang hút; 5- Vách ngăn;6- Khoang xả; 7- Thước đo mức dầu; 8- Nắp đổ dầu; 9- Đường dầu hồi * Thể tích thùng dầu tính chọn sau: V  1,5.Q b (2.21) V (l)- Thể tích dầu cần thiết; Qb (l/ph)- Lưu lượng bơm dầu Do bể dầu tích: V  1,5.Q  79,99 (l ) b (2.22) Vậy chọn thùng dầu tích: V=80 (l) Nghiên cứu lựa chọn thùng dầu nhà cung cấp Amech với thông số sau: + Tiêu chuẩn: DIN 24339; + Loại thùng dầu: Hình hộp chữ nhật; + Nắp đổ dầu: AB1162; + Thước đo dầu: ALS76; + Dung tích thùng dầu: 80 l + Các phụ kiện kèm theo lọc dầu, nắp đổ dầu, vách ngăn…vv 25 2.3 Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển Sau tiến hành tính tốn lựa chọn thiết bị hệ thống điều khiển, khoá luận tiến hành thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển tủ điều khiển sau: 2.3.1 Bố trí tín hiệu PLC Hình 2.20 Cấu trúc hệ thống điều khiển Bảng 2.6 Phân bố đầu vào tín hiệu cho PLC FX3U-64MT Tín hiệu vào X Tên thiết bị kết nối với đầu vào PLC Mô tả chức X0 Tín hiệu cơng tắc dừng khẩn cấp X0=0 - Dừng khẩn cấp, tất thiết bị dừng hoạt động, động bơm dầu tắt X1 Tín hiệu từ cơng tắc đặt X1=1 - Hệ thống băng tải băm chặt chế độ hoạt động (chế xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh thông độ tự động) qua hệ thống nút nhấn tủ điện X2 Tín hiệu từ cơng tắc dặt X2= - Hệ thống băng tải băm chặt chế độ hoạt động (chế xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh thông độ tay) qua hệ thống nút nhấn tủ điện X3 Tín hiệu nút nhấn Start X3 =1 - Động bơm bật X4 Tín hiệu nút nhấn Stop X4 =1 - Động bơm dầu tắt X5 Tín hiệu điều khiển X5 =1 - Bộ phận vận thang nâng 26 tay thang vận xuống xuống X6 Tín hiệu điều khiển tay vận lên X6 = - Bộ phận vận thang nâng lên X7 Tín hiệu điều khiển X7 =1 - Bộ phận băm chặt xác lợn tay dao xuống xuống X10 Tín hiệu điều khiển tay dao lên X10= - Bộ phận băm chặt xác lợn lên X11 Cảm biến thang vận xuống X11 = - Tín hiệu cơng tắc hành trình phận thang nâng xuống dừng X12 Cảm biến thang vận X12= - Tín hiệu cơng tắc hành trình lên phận thang nâng lên dừng X13 Cảm biến dao chặt lên X13=1 - Tín hiệu cơng tắc hành trình phận băm chạt xác lên X14 Cảm biến dao chặt X14= - Tín hiệu cơng tắc hành trình xuống Bộ phận băm chặt xác lợn xuống X15 Cảm biến cửa lị đốt X15 =1 - Tín hiệu cơng tắc hành trình phân xilanh đẩy lợn vào lị đốt X16 Cảm biến tín hiệu thang nâng X15 = - Tín hiệu lợn lên phận thang nâng có Căn vào nhiệm vụ điều khiển kết xây dựng sơ đồ thủy lực tổng thể, tiến hành bố trí phân bố tín hiệu cho đầu PLC hệ thống bảng 2.7 sau: Bảng 2.7 Phân bố đầu tín hiệu cho PLC FX1N Đầu Y Y0 Tên thiết bị kết nối với đầu vào PLC Mơ tả chức Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le Y0=1 (1)-Phễu chứa xác trung gian R1, từ đưa tín hiệu gia súc, gia cầm đầu vào tới cuộn hút khởi động từ bật băng hệ thống tải chạy Y1 Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le trung gian R2, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật 27 Y1=1 (2)-Bộ phận vận thang nâng lên thang nâng số lên Y2 Y3 Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le Y2=1 trung gian R3, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật thang nâng số xuống (2)-Bộ phận vận thang nâng xuống Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le trung gian R4, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật băng Y3=1 (2)-Bộ phận vận thang nâng chạy tải chạy Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le Y4=1 trung gian R5, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật băng tải chạy (3)- Băng tải đưa xác vào Bộ phận băm chặt xác lợn chạy Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le Y5=1 trung gian R6, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật băng tải chạy (5) băng tải đưa xác vào lị đốt Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le trung gian R7, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động tiếp điếp van Y6=1 Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le trung gian R8, từ đưa tín hiệu Cuộn hút van chạy Y7=1 (4)-Bộ phận băm chặt xác tới cuộn hút khởi động từ bật dao chặt xuống lợn xuống Tín hiệu cấp cho cuộn hút rơ le trung gian R9, từ đưa tín hiệu tới cuộn hút khởi động từ bật dao chặt lên Y10=1 (4)-Bộ phận băm chặt xác lợn lên 2.3.2 Sơ đồ điều khiển Sau tính tốn lựa chọn thiêt bị đóng cắt chủ yếu, bố trí tín hiệu vào/ra PLC Khóa luận tiến hành thiết kế hệ thống điều khiển bao gồm sơ đồ nguyên lý vào/ra PLC; sơ đồ mạnh động lực, điện rơle hệ thống băng tải trình bày phụ lục 01 - 03 28 Sau thiết kế hệ thống điều khiển Khóa luận tiến hành thiết kế tủ điện, tủ điện thiết kế 3D phần mềm Solidworks 2019 phần mềm thiết kế khí 3D sử dụng phổ biến Hình 2.21 Bố trí tủ điện hệ thống điều khiển băng tải vẩn chuyển xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh 29 Hình 2.22 Lắp đặt dây tủ điện 30 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG Chương khoá luận tiến hành xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống Đầu tiên, khố luận phân tích q trình động học cần diễn hệ thống băng tải vận chuyển, từ mã hố tín hiệu logic xây dựng thuật tốn logic điều khiển hệ thống, kết cuối xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống 3.1 Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển logic a) Phân tích động học: Để đưa xác gia súc từ vị trí phễu chứa tới vào lị đốt, trình biến đổi động học xác gia súc thực sau: -Xác gia súc chuyển động theo trục x với vận tốc v tới vị trí (1) hình 3.1, vị trí (1) chuyển động theo trục x kết thúc; -Xác gia súc chuyển động theo trục y với vận tốc v1 từ vị trí (2) tới vị trí (3), vị trí (3) chuyển động theo trục y kết thúc; -Xác gia súc chuyển động theo trục x với vận tốc v từ vị trí (3) tới vị trí (4), tới vị trí (4) xác gia súc dừng lại chặt dao băm chặt; -Xác gia súc được chặt phân nhỏ tiếp tục chuyển động theo trục x với vận tốc v tới vị trí (5) (6), vị trí (5) (6) chuyển động theo trục x kết thúc; -Tại vị trí (5) (6) xác gia súc chuyển từ chuyển động theo trục x sang chuyển động theo trục z để vào lò đốt qua cửa nạp liệu Hình 3.1 Hình ảnh dây chuyền vận chuyển xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh 31 b) Phân tích tốn điều khiển: Để thực biến đổi động học xác gia súc phân tích trên, để đảm bảo yêu cầu đưa xác gia súc vào cửa nạp lò đốt, đồng thời đảm bảo yêu cầu đầu vào vật liệu đốt phân tách nhỏ Chúng ta cần có hai tốn điều khiển kết hợp với gồm: -Bài toán điều khiển logic, nhằm đảm bảo trình biến đổi động học diễn theo trình tự logic gồm bước biến đổi trục x, trục y, trục z; -Bài toán đo để thực việc phân xác gia cầm thành khối đồng (lận cắt thành khối, cắt thành khối) theo yêu cầu người điều khiển Việc phân xác gia súc nhằm đảm bảo yếu tố tăng diện tích tiếp xúc khơng khí, lượng vật liệu cần đốt đồng đều, dẫn tới tăng suất giảm thời gian đốt (thời gian thiêu huỷ) theo nghiên cứu [2] Do vậy, dựa phân tích động học phân tích yêu cầu điền khiển, luận văn tiến hành nghiên cứu hai toán điều khiển kết hợp với để toán điều khiển cho hệ thống tự động đưa xác gia súc bị dịch bệnh vào lò đốt 3.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển Dựa kết phân tích động học đưa tốn điều khiển Khoá luận tiến hành xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển hình 3.2 Khi có tín hiệu START băng tải đưa xác lợn vào lò đốt, phễu chứa xác gia súc gia cầm vào phận thang nâng chạy sau lợn lên đến phận thang nâng cảm biến tín hiệu thang nâng có thang nâng dừng lại thang nâng lên đỉnh đồng thời phếu chứa xác gia súc gia cầm vào hệ thống dừng hoạt động Khi thang nâng lên đến đỉnh cảm biến thang nâng có tín hiệu băng tải thang nâng chạy băng tải đưa xác gia súc vào phận băm chặt chạy sau chạy vào băng tải cảm biến tín hiệu dao chặt xuống băng tải đưa xác lợn vào phận băm chặt dừng lại đồng thời thâng vận xuống cảm biến thang vận xuống có tín hiệu phếu chứa giác gia súc gia cầm vào hệ thống ngừng hoạt động Sau hết hành trình dao chặt xuống dao chặt lên lên đến đỉnh xác lợn rơi xuống băng tải đưa vào lò đốt cảm biến lị có tín hiệu xi lanh đẩy xác lợn vào lò đốt 32 Bắt Đầu Phếu chứa sác gia súc gia cầm vào hệ thống hoạt động 5.BT đưa xác vào lò đốt Lợn lên thang nâng cảm biến tín hiệu thang nâng có Sai Đúng Phếu chứa xác gia súc gia cầm vào hệ thống dừng hoạt động Thang nâng lên Thang nâng đến đỉnh cảm biến thang nâng có tín hiệu Sai Đúng BT đưa xác gia súc gia cầm vào phân băm chặt xác chạy Dao chặt xuống cảm biến dao chặt có tín hiệu Sai Đúng BT đưa xác vào phận bàn chặt dừng lại 4.Bộ phận băm chặt xuống Bộ phân thang nâng xuống Sai Bộ phận thang nâng xuống cảm biến có tín hiệu Dao chặt lên cảm biến phận băm chặt có tín hiệu Sai Đúng Dao chặt lên đến đỉnh Băng tải đưa xác vào lò đốt Đúng Phếu chứa xác gia súc gia cầm vào hệ thống hoạt động Bộ phận băm chặt xác lợn xuống Cảm biến tín hiệu lò đốt Xilanh đẩy xác lợn vào lò đốt Kết thúc Hình 3.2 Sơ đồ lưu đồ thuật tốn điều khiển tự động 33 Sai X3 = Y0=1 Y5=1 Sai X16=1 Đúng Y0=0 Y1=1 Sai X12=1 Đúng Y4=1 Sai X7=1 Đúng Y4=0 Y7=1 Y2=1 Sai X11=1 Đúng Y4=1 Y2=0 X12=1 Sai Đúng Y10=1 Y5=1 Đúng Sai X15=1 Y6=1 Kết thúc Hình 3.3 Lưu đồ điều khiển chế độ tự động mã hố tín hiệu điều khiển PLC - Khi có tín hiệu X3=1 (Start) hệ thống bắt đầu hoạt động Khi Y0=1, động băng tải phễu chứa gia súc gia cầm hoạt động; Y5=1 động băng tải đưa xác gia xúc gia cầm vào lị đốt hoạt động 34 - Khi có tín hiệu X16=1, cảm biến thang vận báo có gia súc vào buồng thang vận Khi Y0=0 động băng tải phếu chứa xác gia súc, gia cầm ngừng hoạt động; Y1=1 động quấn thang vận chạy thuận, thang vận lên sác gia súc đưa lên cao để vào hệ thống băm chặt - Khi có tín hiệu X12=1 thang vận đưa xác gia súc, gia cầm lên đến đỉnh Khi Y4=1 động băng tải phận băm chặt hoạt động, xác gia súc đưa vào dao chặt - Khi có tín hiệu X7=1 xác gia súc vào vị chí chặt Khi Y4=0 băng tải phận băm chặt dừng hoạt động; Y7=1 cấp tín hiệu cho xilanh đẩy dao băm xuống chặt lợn; Y2=1 động thang vận chạy ngược, thang vận xuống - Nếu có tín hiệu X11=1 báo thang vận xuống hết hành trình, Y2=0, Y4=1 băng tải đưa xác vào phận băm chặt chạy phận thang nâng xuongs dừng lại - Nếu có tín hiệu X13=1 báo tín hiệu cho dao chặt lên (dao chặt song) Y10=1 Y5=1 phận băm chặt xác lợn lên - Nếu có tín hiệu X15=1 báo tín hiệu cảm biến cửa lị có lợn Y6=1 xilanh đẩy lợn vào hệ thống lị đốt 3.3 Chương trình điều khiển xây dựng điều khiển trung tâm PLC Chương trình điều khiển viết cho chương trình dạng Lader phần mềm GX-2, chương trình Lader theo tiêu chuẩn IEC61131-3 cho lập trình PLC dựa lưu đồ thuật toán điều khiển xây dựng mục 3.3, thể chi tiết phụ lục 04 3.4 Kết thực nghiệm Hình 3.4: Hình thực tế dây chuyền đưa lợn vào lò đốt 35 Hình 3.5: Sản phẩm ban đầu trước cho vào dây chuyền Hình 3.6: Sản phẩm sau cho vào dây chuyền 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thực đề tài khóa luận, đề tài hồn thành được: Khố luận tiến hành tính toán lựa chọn thiết bị hệ thống điều khiển, khoá luận tiến hành thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển Đã xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển logic nhằm đáp ứng yêu cầu chuyển động xác gia súc, nhằm đảm bảo xác gia súc, gia cầm đưa vào cửa nạp liệu lò đốt Đã tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng kết lý thuyết toán logic toán phân xác gia súc xây dựng Kết thực nghiệm cho thấy trình đưa xác gia súc tiến hành theo quy luật logic đảm bảo di chuyển động học xác gia súc theo yêu cầu cần thiết để xác rơi vào miệng lị theo u cầu cơng nghệ lị đốt Kiến nghị Do điều kiện thời gian có hạn, giải nội dung xây dựng mơ hình đề xuất phương pháp điều khiển thông qua lưu đồ thuật tốn điều khiển Do vậy, chúng tơi có đề xuất sau Tiếp tục nghiên cứu lý thuyết sâu điều khiển nhằm tối ưu hoá trình vận chuyển xác gia súc, gia cầm vào lị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tiếng Việt: [1] Hoàng Sơn, Dương Văn Tài đồng nghiệp (2020) Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị chuyên dùng thu gom, thiêu huỷ xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh” [2] Nguyễn Sĩ Mão, Nguyễn Phạm Thục Anh (2020) Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống lò đốt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh” [3] Trần Công Chi, Nguyễn Thị Quỳnh Chi (2020) Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống băng tải, hệ thống băm chặt xác gia súc, gia cầm bị dịch bệnh đưa từ thùng chứa vào hệ thống thiêu hủy”  Tiếng Anh: [1] Mehmet Kobya, Elif Senturk, Mahmut Bayramoglu (2006), “Treatment of poultry slaughterhouse wastewaters by electrocoagulation”, Journal of Hazardous Materials [2] Xianping Zeng (2011), “Research on the Formation and Control Measures of Dioxin Emissions from Municipal Solid Waste Incinerator”, Institute of Electrical and Electronics Engineers PHỤ LỤC Phụ lục 01: Hệ thống điện động lực Phụ lục 02: Sơ đồ điện Rơle Phụ lục 03: Hệ thống điện PLC Phụ lục 04: Chương trình code cho hệ thống điều khiển bẳng tải