GIỚI THIỆU CHUNG
Tính cấp thiết của đồ án
Trong ngành công nghiệp thực phẩm thuộc (các loại thịt đóng hộp, chả viên, xúc xích ,…) thì phương pháp định lượng là một phần quan trọng để dễ dàng phân loại được các loại sản phẩm theo từng loại định lượng khác nhau Tuy nhiên đối với các doanh nghiệp có quy mô nhỏ thì việc này rất tốn kém để đầu tư nên họ thường sử dụng phương pháp ước lượng thủ công rồi sẽ tiến hành lại việc cân, suy ra việc này rất tốn kém thời gian, công sức.
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy với những cách định lượng khác nhau, những phương pháp này tuy có giá thành tương đối cao nhưng tính hiệu quả của chúng rất chính xác và làm việc với năng suất cao hơn so với cách làm thủ công Tuy nhiên vẫn chưa giải quyết được vấn đề kinh tế. Để giải quyết về bài toán kinh tế, nhóm đã tìm hiểu và tiến hành phân tích từ các loại máy có trên thị trường, sau đó đề xuất các phương án tối ưu hóa mô hình cũng như kết cấu một số loại máy để ứng dụng vào máy của nhóm Với mục tiêu đem lại một loại máy đáp ứng được giá cả cũng như là đem lại năng suất tốt cho doanh nghiệp,nhóm đề xuất phương án định lượng mộc bằng phương pháp quay trục vít.
Mục tiêu đề tài
- Thiết kế, thi công kết cấu máy, tự động của máy hỗ trợ việc định lượng 3 loại mộc theo: 0.25 kg, 0.5 kg và 1 kg.
- Máy có thiết kế chất liệu phù hợp với thực phẩm và dễ dàng tháo lắp vệ sinh.
- Đảm bảo năng suất máy đạt được 90kg/h
- Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát sử dụng HMI và PLC để điều khiển việc tự động hóa của máy.
- Chạy thử nghiệm, kiểm tra tính tối ưu và quy trình hoạt động của máy.
Cơ sở phương pháp luận
Từ các kinh nghiệm về sản xuất các loại chả viên, bò viên, thịt đóng hộp và kiến thức tìm hiểu từ các nguồn trên không gian mạng Nhóm đã đúc kết ra được những ưu, nhược điểm của từng loại phương pháp định lượng có mặt trên thị trường để từ đó xây dựng được máy đúng với yêu cầu.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Nâng cao giá trị sản phẩm và năng suất trong ngành thực phẩm thì tự động hóa đang có vai trò vô cùng quan trọng.
- Đưa được đồ án này đến các doanh nghiệp gia đình nhỏ.
- Góp phần tạo ra nguồn thu nhập, tiết kiệm chi phí.
- Đưa công nghệ số đến gần mọi người hơn.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu dựa trên lý thuyết và thực nghiệm thực tế.
Về tính lý thuyết, tìm tòi, học hỏi kinh nghiệm từ những cơ sở kinh doanh chả lụa, bò viên,… và tìm kiếm các nguồn tài liệu từ các trang mạng.
Về thực nghiệm: Xem xét tính chính xác của máy, mô phỏng lại quá trình vận hành, so sánh với cơ cấu đã mô phỏng từ trước Xem xét, rút kinh nghiệm sau đó cải tiến Khi kiểm tra được đúng với kết quả, sẽ tiến hành vận hành chính thức với số lượng lớn.
Phạm vi nghiên cứu
- Định lượng được sản phẩm theo 3 loại mong muốn.
- Tăng hiệu suất hoạt động của máy.
- Tiết kiệm chi phí, giá thành.
Giới hạn đề tài
Đề tài giới hạn ở việc định lượng được sản phẩm Yêu cầu là khoảng sai số không quá 5% khối lượng định lượng.
Bố cục đề tài
+ Chương 1: Giới thiệu nội dung đề tài: tính cấp thiết của đồ án, mục tiêu đề tài, cơ sở phương pháp luận, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, các phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, giới hạn của đề tài.
+ Chương 2: Cơ sở lý thuyết của đề tài.
+ Chương 3: Tính toán, thiết kế cơ khí cho máy.
+ Chương 4: Thiết kế hệ thống điện cho máy, chương trình điều khiển và giao diện giám sát HMI.
+ Chương 5: Kết quả đạt được và nhận xét.
+ Chương 6: Kết luận và nội dung phát triển.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lịch sử nguồn gốc của giò chả lụa
Giò chả là sản phẩm truyền thống ở nước ta, với nhiều tên gọi khác nhau: giò chả (miền Bắc), chả lụa (miền Nam) Được làm từ hai nguyên liệu cơ bản là thịt nạc thăn lợn xay nhuyễn kết hợp với nước mắm, gói trong lá chuối và luộc chín [2]
Hình 2 1 Sản phẩm giò chả lụa
Thịnh hành trong ẩm thực Việt Nam như một món ăn vừa truyền thống, vừa sang trọng, tôn vinh được ẩm thực Việt một cách tinh túy và sâu sắc [2]
2.1.2 Thành phần và cách lựa chọn nguyên liệu
Nguyên liệu để tạo nên món chả lụa thân quen với người dân Việt Nam với thành phần chính là thịt nạc thăn, thịt nạc thăn, thịt nạc mông heo xay nhuyễn, cùng với nước mắm và các loại gia vị, được gói trong lá chuối và được đem luộc chín. Để tạo ra những thành phẩm chả lụa thơm ngon thì đòi hỏi một quá trình phức tạp, công phu, tỉ mỉ trong tất cả các bước:
+ Phần thịt heo: Chọn phần thịt tươi vừa xẻ, mổ xong (lúc này phần thịt sẽ hơi dai, không nhão và vẫn còn ấm).
+ Nước mắm và các gia vị được ướp vào sẽ làm cho chả lụa có thêm vị hơn, hăng mùi thơm, sánh hơn Kèm theo đó là mùi hương từ lá chuối khi được hấp chín sẽ làm tăng hương cho món chả lụa, lá chuối nên dùng lá chuối tươi, có màu xanh sáng.
+ Ngoài những gia vị cơ bản trên, tùy từng vùng miền mà sẽ có sự thêm hoặc bớt đi các loại gia vị để phù hợp với khẩu vị, cũng như là đặc tính vùng miền tại đó.
Phương pháp định lượng
- Định lượng là phương pháp đo lường vật liệu với độ chính xác theo yêu cầu mong muốn.
- Từng loại sản phẩm mà ta có các loại phương pháp định lượng tương ứng.
2.2.2 Các phương pháp định lượng
2.2.2.1 Phương pháp bơm định lượng
Hình 2 2 Cấu tạo hệ thống định lượng dạng bơm a Khái quát chung:
Phương pháp bơm định lượng được thiết kế để bơm, chiết rót các sản phẩm dưới dạng chất lỏng Sử dụng nhiều trong môi trường công nghiệp thực phẩm, sinh hóa phẩm. Đóng gói sản phẩm với yêu cầu khắt khe, chính xác của từng loại chất lỏng. Nhiều chất lỏng được bơm định lượng chính xác và nhanh chóng nhờ vào hệ thống bơm tịnh tiến bằng việc lợi dụng áp suất khí nén đưa vào chất lỏng bịt kín lối đi của khí Lúc này khí nén sẽ chảy về theo phương tiến đúng với ý đồ và mục đich đóng gói mà khách hàng đưa ra. b Cấu tạo:
- Bộ bơm chất lỏng: Lớn nhỏ tùy thuộc vào sự lựa chọn của khách hàng.
- Bộ phận định lượng: Kết nối với bộ bơm (có thể gắng cố định hoặc gắng rời) c Ưu điểm:
- Có cấu trúc đơn giản.
- Phù hợp định lượng chất lỏng. d Nhược điểm:
- Không phù hợp với các loại vật liệu khác ngoài chất lỏng.
2.2.2.2 Phương pháp định lượng trục vít a Khái quát chung:
Là phương pháp phổ biến để định lượng vật liệu rời có dạng hạt có thể dạng bột hoặc một số loại liên quan, làm việc liên tục.
Máy định lượng trục vít cho khả năng định lượng sản phẩm chính xác, chất lượng cao, sai số nhỏ và giấ thành rẻ hơn so cới các loại máy trên thị trường.
Hình 2 3 Trục vít và bồn vít định lượng b Cấu tạo:
Hình 2 4 Cấu tạo của hệ thống định lượng trục vít nằm ngang c Ưu điểm:
- Đảm bảo độ chính xác cao.
- Đảm bảo tính định lượng theo số vòng quay trục vít.
- Tránh làm rơi, vươn vãi nguyên liệu. d Nhược điểm:
- Có độ phức tạp cao.
- Có thể gây tiến ồn trong lúc định lượng.
2.2.2.3 Phương pháp định lương dùng cân điện tử
Hình 2 5 Máy định lượng bột giặt dùng cân điện tử a Khái quát chung:
Thường được sử dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, nông nghiệp, đóng gói đồ đùng, Máy tự động tạo túi từ các cuộn màng opp, pe, pvc,….
Sản phẩm phù hợp với loại máy này là các sản phẩm dạng hạt, các loại thịt, cá xay nhuyễn, ngành phụ gia và một số về ngành cung cấp nguyên liệu,
Cân điện tử là cân sử dụng mạch điện tử và cảm biến lực để biến cơ thành điện và hiển thị trọng lượng của vật đó. b Cấu tạo:
- Hệ thống cân điện tử (loadcell).
Hình 2 6 Loadcell điện c Ưu điểm:
- Dễ dàng bảo trì, chùi rửa.
- Tín hiệu truyền nhanh, tránh hao phí nguyên liệu d Nhược điểm:
Phân tích các loại máy có trên thị trường
2.3.1 Máy định lượng chả lụa kẹp chì bán tự động
Hình 2 7 Máy định lượng chả lụa dùng phương pháp kẹp chì
* Đặc điểm kỹ thuật: (Tham khảo tài liệu [3])
- Kích thước sản phẩm: đường kính nhỏ hơn 80 mm.
- Công dụng: Đùn định lượng + kẹp chỉ hai đầu và cắt nem chua.
- Nguyên lý hoạt động: Đùn thịt ra ống tròn có chứa bao đựng thịt và dùng tay máy cắt 2 đầu của bao để ra thành phẩm.
Hình 2 8 Bộ phận kẹp chì
+ Máy đơn giản, dễ sử dụng.
+ Thịt được đùn ra với hình ảnh đẹp.
+ Chưa tự động hóa hoàn toàn.
+ Năng suất làm việc chưa cao.
2.3.2 Máy tự động nhồi thịt vào khuôn
Hình 2 9 Máy nhồi thịt HY – RCJ500
* Đặc điểm kỹ thuật: (Tham khảo tài liệu [4])
- Thân máy: inox, thép không gỉ.
- Kích thước ống nhồi: 17, 19, 21 mm (tùy chọn).
- Trọng lượng xúc xích thành phẩm: 30 – 1000 g.
+ Vẻ ngoài đẹp, cấu tạo nhỏ gọn.
+ Vận hành, bảo trì dễ dàng.
+ Tốc độ dồn cao, hình dáng sản phẩm đồng nhất.
+ Ít rung, ít tiếng ồn.
+ Độ tối ưu chưa cao.
2.3.3 Máy đóng gói chả lụa
Hình 2 10 Máy đóng gói chả lụa
* Đặc điểm kỹ thuật: (Tham khảo tài liệu [5])
- Năng suất chạy máy: Đối với gói 1 kg chạy được 5 gói/phút.
- Lập trình giám sát: PLC – SERVO – HMI.
+ Mẫu mã đẹp, mang tính tối ưu cao.
+ Tự động hóa hoàn toàn.
+ Quy trình khép kín, thành phẩm được phân loại tự động.
+ Cơ cấu máy nặng, phức tạp.
Rút ra kết luận, đánh giá và phát triển máy của nhóm
* Điểm chung của các máy:
- Có kích thước và khối lượng quá lớn.
- Thiết bị giúp định lượng được tương đối chính xác.
- Giảm tải khả năng tác động của con người.
- Dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa.
2.4.2 Phát triển hệ thống riêng của nhóm
Từ các kết luận nêu trên, đặc biệt là hiện nay vẫn chưa có máy nào là có giá thích hợp mà tối ưu, phù hợp với các doanh nghiệp nhỏ, hộ gia đình Nên việc khó khăn trong việc sản xuất hiện nay ở các đối tượng này Nhận thấy hạn chế trên, cùng với sự tìm hiểu, nghiên cứu, đi sâu vào từng loại máy khác nhau Nhóm đã rút ra được cách thức phát triển và xây dựng hệ thống phù hợp để giải quết vấn đề trên Cụ thể:
Về hệ thống cấp khuôn cho từng loại thực hiện theo phương pháp bán tự động gồm một xy lanh để đẩy khuôn vào đúng vị trí định lượng, kèm theo một cảm biến để xác định khuôn vào vị trí cấp khuôn.
Về khâu truyền động: sử dụng hoàn toàn xy lanh để đẩy các khuôn vào đúng vị trí mong muốn Cách này làm giảm chi phí hơn nhiều so với cách truyền động sử dụng băng tải.
Về khâu trộn sản phẩm và định lượng: Sử dụng hệ thống động cơ servo và trục vít định lượng và thùng trộn giúp sản phẩm Hệ thống servo được điều khiển thông qua PLC, định lượng khối lượng theo số vòng quay trục vít.
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
Yêu cầu kĩ thuật
* Yêu cầu kỹ thuật cho máy:
- Các yếu tố đầu vào:
+ Mộc cần phải được đưa vào khuôn nhanh chóng nhằm tránh làm hư hỏng mộc.
+ Máy có chiều cao vừa phải, dễ thao tác, các chi tiết tháo lắp dễ dàng nhằm thuận tiện cho việc vệ sinh.
- Các yếu tố đầu ra:
+ Năng suất cần đạt được 90 kg/giờ.
+ Mộc được đưa vào khuôn phải gọn gàng, không dính ra ngoài.
+ Sai số khối lượng không vượt quá 5% so với khối lượng yêu cầu.
+ Định lượng được ba loại khối lượng lần lượt là 1kg, 0.5kg và 0.25kg.
Các phương án cho cơ cấu
Sau khi đã tham khảo các máy có trên thị trường và các yêu cầu về mặt kĩ thuật thì nhóm để rút ra phương án thiết kế trong bảng sau:
Bảng 3 1 Các phương án đề ra cho cơ cấu cấu truyền động trục tải.
Phương án Ưu điểm Nhược điểm
Sử dụng dây curoa truyền - Chạy êm, ít ồn, chịu sốc - Cơ cấu máy cồng động qua trục tải
- Khoảng cách trục lớn kềnh.
- Giá rẻ, dễ thay thế - Hệ thống phức tạp.
Sử dụng servo nối trực - Gọn nhẹ - Giá thành cao tiếp với trục tải
Với các ưu nhược điểm của các phương án trên Nhóm lựa chọn khớp nối servo trực tiếp với trục tải nhẳm giảm tối ưu thiết kế và bảo đảm bài toán giá thành.
Tính toán, lựa chọn và thiết kế phần cứng
Khung máy là bộ phận quan trọng của bất kỳ chiếc máy nào vì nó là nơi chịu lực lớn nhất và đảm bảo sự ổn định của máy khi hoạt động Chính vì lí do đó mà khung máy cần được phải thiết kế một cách cẩn thận không chỉ về vật liệu mà còn cả về sự cân bằng về khối lượng và sự chính xác khi gia công. Đối với khối lượng và lực chịu không quá lớn thì nhóm có hai lựa chọn như sau:
- Sử dụng nhôm định hình 30x30: Ưu điểm của vật liệu này là dễ lắp ráp, vẻ bề ngoài đẹp, độ bền cao, không bị gỉ sét nhưng đổi lại là giá thành cao và dễ bị trầy xước.
- Sử dụng sắt hộp 30x30: Ưu điểm của vật liệu này là giá thành rẻ, dễ mua nhưng sẽ khó lắp đặt các chi tiết máy hơn nhôm định hình và cần phải có kỹ thuật hàn thì mới chính xác được.
Với ưu và nhược điểm của hai vật liệu trên Nhóm quyết định chọn sắt hộp 30x30 để làm khung cho máy vì ưu điểm rẻ, dễ mua Đối với phương án này, nhóm sẽ đặt gia công để đảm bảo sự chính xác so với bản vẽ vì nếu chính tay chúng em gia công khung sẽ gây ra nhiều sai sót sẽ gây khó khăn cho việc đảm bảo sự tính toán trước đó và sự ổn định khi vận hành máy.
Dưới đây sẽ là bản vẽ thiết kế khung và mô phỏng lực trên phần mềm solidworks:
Hình 3 1 Bản vẽ thiết kế khung 3D
Hình 3 2 Hình mô phỏng ứng suất phá huỷ của khung
Hình 3 3 Biểu đồ mô phỏng độ võng của khung
⇨ Hình mô phỏng lực trên em đặt lực tác động xuống F = 400N = 40kg và moment xoắn M = 25 N.m thì phần mềm cho thấy khung hoàn toàn có thể chịu được lực tác dung trên, chỉ có 1 phần phía trên màu đỏ do lực moment Đối với tải trọng thực tế thỡ khung chỉ chịu ẳ lực so với mụ phỏng trờn.
3.3.2 Xylanh và cơ cấu cắt mộc a Xy lanh đẩy:
Xy lanh khí nén là thiết bị cơ khí, là một cơ cấu chấp hành quan trọng đối với hệ thống khí nén Nó đảm bảo việc biến đổi dòng khí sạch thành động năng.
● Ưu điểm: Sạch sẽ, thân thiệt, an toàn với con người, êm ái khi vận hành, giá thành rẻ, không tốn không gian.
● Nhược điểm: Độ chính xác chưa cao, tốc độ di chuyển không đều, khí cần được xử lý trước khi sử dụng, ồn.
Xy lanh là một thiết bị gồm nhiều chi tiết như:
Hình 3 4 Cấu tạo xy lanh khí nén
* Hoạt động của xy lanh hơi:
Xi lanh hơi sẽ hoạt động theo nguyên lý: Sau khi hoàn thiện 1 hệ thống khí có nguồn cấp, phụ kiện, van, xi lanh thì sẽ được kích hoạt làm việc.
Khí nén sau khi được lọc sạch sẽ đi qua đường ống dẫn PU đến xi lanh Thông qua lỗ cấp, khí nén đi vào bên trong xi lanh Lượng khí nén vẫn tăng dần khiến không gian bên trong xi lanh bị chiếm lấy và lấp đầy Piston bên trong nòng phải di chuyển tịnh tiến, tới lui và truyền động năng ra bên ngoài Kết thúc chu trình làm việc, khí nén sẽ xả ra bên ngoài thông qua lỗ xả.
* Tính toán các xy lanh đẩy: (Theo tài liệu [6])
Bảng 3 2 Thông số đầu vào của các xy lanh
STT Chức năng Lực tác động (N)
01 Xy lanh đẩy khuôn 2 (0.2kg)
02 Xy lanh đẩy cơ cấu cắt 10
03 Xy lanh đẩy khuôn chứa mộc 12 (1.2kg)
Ta có công thức: (Theo tài liệu [6])
F là lực của xy lanh (N)
P là áp suất đầu vào của xy lanh (N/m 2 )
S là tiết diện của piston phía được cấp khí (m 2 )
Hình 3 5 Bảng đơn vị áp suất
Hình 3 6 Công thức tính lực tác động vào xy lanh
) (Theo công thức tài liệu [6])
➔ Từ hình trên, áp dụng vào xy lanh thực hiện nhiệm vụ đẩy khuôn chứa mộc trong máy ta xác định được lực đẩy ở đây là lực F1
Hình 3 7 Lực ma sát trượt
Do xy lanh đẩy sản phẩm và chịu lực ma sát đối với vật liệu thép inox nên có hệ số ma sát trượt n = 0.62
- Công thức lực ma sát:
Fms là độ lớn của lực ma sát trược (N) n là hệ số ma sát trượt
N là độ lớn áp lực (N) Độ lớn lực ma sát trượt tác động lên sản phẩm:
(lấy khối lượng lớn nhất của sản phẩm ở loại 1kg tính cả khuôn 0.2kg, g m/s 2 )
- Vậy để xy lanh đẩy được vật thì:
(Ta lấy áp suất đầu vào P = 6 bar = 600000 N/m 2 , D là đường kính của xy lanh)
Vậy với xy lanh có đường kính 3.97 mm trong điều kiện áp xuất P 6bar thì có thể đẩy được sản phẩm có khối lượng lớn nhất Nhưng trên thị trường hiện tại đường kính xy lanh có kích thước nhỏ nhất là 16mm.
- Với các dữ liệu phía trên là lấy đường kính xy lanh là 16mm thì áp suất ta cần:
➔ Vậy với D = 16mm, chúng ta có thể sử dụng máy bơm với thể tích 1 bar = 0.1*10 6 (N/m
2) để cung cấp khí cho cơ cấu Cho nên thay vì ta sử dụng máy nén khi có áp suất P 6bar thì ta có thể chọn máy nén có áp suất nhỏ hơn nhằm tiết kiệm chi phí.
Tương tự với cách tính trên ta có thể tính được đường kính 02 xy lanh còn lại, ta có thể chọn các xy lanh có đường kính lớn hơn hoặc bằng 16mm. Dưới đây là bảng chọn xy lanh theo đường kính và hành trình.
Bảng 3 3 Bảng chọn xy lanh
STT Chức năng Đường kính xy lanh Hành trình
02 Xy lanh đẩy cơ cấu cắt 40 100
03 Xy lanh đẩy khuôn chứa mộc 20 160 b Cơ cấu cắt mộc:
Hình 3 8 Cơ cấu cắt mộc thực hiện cắt
Hình 3 9 Cơ cấu cắt mộc thưc hiện mở
Cơ cấu cắt mộc gồm:
(1) đầu xilanh gắn với thanh thanh gạt của dao cắt
Với cơ cấu dao cắt này nhóm sử dụng 2 thanh dao đặt song song với nhau, có lỗ tròn ở giữa với chức năng khi thanh gạt dao cắt kéo ra 1 khoảng cố định thì 2 dao sẽ tạo thành
1 lỗ để mộc có thể đi xuống Khi mộc đủ số lượng, 2 thanh gạt sẽ đóng 2 dao cắt lại để cắt mộc và ngăn không cho mộc từ phễu rơi xuống.
Lý do mà nhóm lựa chọn 2 dao cắt thay vì 1 dao là muốn cho mộc khi cắt sẽ bị cắt đứt hoàn toàn và mộc sẽ rơi ở vị trí giữa phễu nhằm tránh việc mộc bị rơi ra ngoài làm mất tính vệ sinh của máy.
3.3.3 Trục xoắn và AC servo motor
Mục đích của việc tính toán trục vít tải xoắn là xác định được công suất làm việc và moment xoắn cần thiết của động cơ tác động lên trục vít tải Từ đó chọn động cơ tương thích.
Bảng 3 4 Thông số đầu vào tính toán trục vít
STT Thông số Ký Giá trị hiệu
1 Đường kính ngoài của trục xoắn D Chọn 0.043 (m)
2 Đường kính trong của trục xoắn d Chọn 0.015 (m)
3 Khối lượng riêng của mộc γ 1070 (kg/m 3 )
5 Hệ số phụ thuộc góc nghiêng c 0.8
6 Hệ số phụ thuộc bước xoắn k 0.6
7 Năng suất liên tục Q 90 kg/h
8 Chiều cao ống định lượng h 50 mm
9 Hệ số chỉ sự không đồng đều về tính K 1.8 chất vật lý của sản phẩm
10 Hệ số cản trở chuyển động w 3
• Tính toán trục vít xoắn:
- Năng suất vít tải xoắn: (Theo tài liệu [7]) π(D
Q : Năng suất khối lượng vít tải (kg/h)
V: Năng suất thể tích của vít tải (m 3 /giờ)
(Đường kính trung bình: D tb = D+d = 43+15 = 29 (mm)
Chọn hệ số điền đầy ψ = 0.32 (vật liệu nhẹ, ít mài mòn).
Chọn hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng: c = 0.8 (chọn góc nghiêng 10 o )
→ Số vòng quay động cơ: n =
- Công suất trục vít tải : (Theo tài liệu [8] trang 63)
(chọn hệ số cản trở chuyển động w = 3 đối với vật liệu mộc nhão)
➔ Momen xoắn trên trục vít: M = 9550* P n = 9550* 0 247 0368
- Tính toán moment, công suất khuấy bột
+ Khối lượng phễu chứa liệu khi điền đầy: m = 4 (kg)
+ Moment quán tính của khối mộc (xem khối mộc là hình trụ có bán kính R0.15 m)
+ Moment cần thiết để khuấy bột ở vận tốc không đổi:
Với ω là vận tốc góc xét tại 1 thời điểm( ω 1s = 247 (vòng /phút)) Δt : thời gian tăng tốc từ 0 – 247 (rpm): Δt = 1s
+ Công suất để khuấy mộc: P = Mω = 1.164* 247*2π 60 = 30.107 (W)
(Với hệ số an toàn là 1.3 ta có P = 1.3*30.107 = 39.139 (W) (4)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MÁY, CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HMI
Thiết kế hệ thống điện cho máy
Hình 4 1 Sơ đồ cấu trúc điện của máy
4.1.1 Khối nguồn Đầu vào của khối nguồn là dòng điện xoay chiều 220VAC, 50Hz được kết nối vào một Circuit Breaker để bảo vệ cho mạch tránh các tình trạng quá dòng gây cháy nổ, hỏng hóc.
Dòng điện 220VAC: sẽ cấp nguồn trực tiếp cho PLC Mitsubishi FX1N-60MT và cũng sẽ đi qua bộ chuyển đổi điện xoay chiều thành điện một chiều nhằm cấp nguồn cho các thiết bị khác như Valve, driver động cơ bước, động cơ bước, HMI monitor, cảm biến,…
Hình 4 2 Power Converter 24VDC (bộ chuyển đổi 220VAC →
Khối xử lý là khối điều khiển thực thi của các thành phần trong máy, như là một trái tim của máy Hoạt động bằng việc truyền tín hiệu thông qua các chân I/O và điều khiển thông qua lập trình.
Theo kết cấu của máy thì: PLC nhận tín hiệu từ cảm biến và HMI monitor, PLC điều khiển các tín hiệu thông qua đầu ra là các valve điện, step driver và AC servo driver.
Hình 4 3 PLC Mitsubishi FX1N-60MT-001
Thông số đầu vào PLC Mitsubishi FX1N-60MT-001:
– Số ngõ ra số: 24, Transistor (Source).
– Bộ nhớ chương trình: 8000 Steps.
– Đồng hồ thời gian thực.
– Có thể mở rộng 60 đến 128 ngõ vào/ra.
– Xuất xứ: Mitsubishi – Nhật Bản.
PLC FX1N-60MT-DSS thuộc dòng PLC FX1N series, mang lại nhiều lợi ích cùng với giá thành phải chăng, kích thước bề ngoai nhỏ gọn với khả năng mở rộng linh hoạt theo từng module điều khiển chuyên biệt cho phép PLC FX1N mở rộng lên đến
128 I/O PLC FX1N còn được tích hợp thêm bộ điều khiển vị trí sẵn sàng cho mọi ứng dụng.
Khả năng trao đổi dữ liệu và truyền thông của PLC FX1N là ý tưởng nền tảng cho những ứng dụng mà phần cứng bộ điều khiển, tính năng truyền thông, chức năng đặc biệt và tốc độ xử lý là then chốt.
- Số I/O: 16 đến 128 ngõ vào và ra.
- Tốc độ xử lý nhanh (0.55às trờn một lệnh đơn logic).
- Ngôn ngữ lập trình: Ladder, Instruction, SFC.
- Giao diện của khối lập trình chuẩn.
- Các LED dùng cho việc hiển thị trạng thái của các đầu vào và đầu ra.
- Từng khối terminal có thể được tháo ráp dễ dàng từ khối cơ bản loại 14, 24,
- Có khe cắm cho bộ nhớ.
- Tất cả các model loại nguồn DC đều dùng được với điện áp từ 12 đến 24 V.
- Tích hợp đồng hồ thời gian thực.
- Nâng cấp hệ thống bằng cách thay đổi giao diện và những bo I/O có thể gắn trực tiếp vào trong khối cơ bản.
• Đặc tính kỹ thuật của FX1N – 60 MT - 001:
Bảng 4 1 Thông số kỹ thuật đầu vào PLC FX1N – 60MT – 001
→ X37, X40 → X43 Điện áp ngõ vào 24VDC 10%
Công tắc ngõ vào: On →
Thời gian đáp ứng < 10ms Chỉ dẫn hoạt động LED sáng đèn khi PLC được bật
Bảng 4 2 Thông số kỹ thuật đầu ra PLC FX1N – 60MT – 001
Mô tả Ngõ ra dùng relay Điện áp hoạt động ~ 30VDC
Các chân COM COM0 → COM7
Y27:
