Trang 1 TRÂN VĂN TÚBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- TRẦN VĂN TÚKỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TIN HỌCXÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN THỜI GIAN THỰC NHẰM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRÂN VĂN TÚ - TRẦN VĂN TÚ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TIN HỌC XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN THỜI GIAN THỰC NHẰM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY TRUYỀN SẤY NÔNG SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TIN HỌC KHÓA 2009 – 2011 HÀ NỘI - 2011 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205302261000000 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY NÔNG SẢN CHƯƠNG I Tổng quan sản phẩm nông sản q trình sấy nơng sản ( Ngơ ) 1.1.1: Giới thiệu: Các sản phẩm nông sản nước ta quan tâm ln trang nóng tin tức đặc biệt lúa gạo, cà phê, ngô… sản lượng hàng năm thu hoạch lớn, sau thu có nhà máy chế biến tập trung nhiều nhà máy chế biến gạo, cà phê nhà máy chế biến sản lượng ngơ cụ thể nhà máy sấy ngô sau thu hoạch Đặc biệt vùng núi Sơn La chúng tơi thiệt thịi so với vùng đồng chủ yếu diện tích đất đồi núi phần lớn người nơng dân sử dụng vùng đồi để trồng ngô, sắn Hàng năm vào vụ thu hoạch người nông dân lượng ngô thu tới hàng triệu tấn, ngô thu tồn dạng bắp sau vẽ ( số lượng ) say để tách lõi với hạt lúc ngô chưa khô chưa đạt tiêu chuẩn độ ẩm, không làm khô kịp thời ngơ bị mốc Để làm khơ hạt ngơ sau tách khói lõi thường sử dụng biện pháp sau * Phương pháp thủ công phơi + Nhược điểm phương pháp - Phụ thuộc vào thời tiết - Số lượng không lớn - Độ ẩm ngô không * Phương pháp bán thủ cơng: Phương pháp sử dụng lị sấy thủ công kết hợp với người - Mô tả sơ qua lò sấy bán tự động này, nhiệt để sấy đốt từ bên nhiên liệu lõi ngơ thổi vào bên lị sấy nhờ động quạt - Lò sấy bên sàn đổ ngơ sấy q trình đảo sức người Nếu lị cỡ lớn thực mẻ sấy khoảng 15 thời gian khoảng 120 phút - Đóng mở động điện sử dụng cầu dao + Ưu điểm phương pháp - Vốn đầu tư ban đầu để xây dựng lị sấy - Quy trình sấy đơn giản + Nhược điểm - Tốn nhiều công sức - Độ ẩm ngô không - Thời gian sấy lâu - Số lượng Do u cầu địi hỏi độ ẩm tiêu chuẩn ngô sau phơi sấy để khác phục nhược điểm hai phương pháp ta xây dựng hệ thống lò sấy tự động điều khiển lập trình PLC lị sấy xây dựng sở thực tế suất phát từ lò sấy bán tự động + Ưu điểm lị sấy tự động - Khơng tốn nhiều nhân công - Thời gian sấy nhanh - Số lượng lớn - Độ ẩm ngô đạt tiêu chuẩn - Có kho chứa ngơ thành phẩm ngô thu Trên địa bàn tỉnh Sơn La xuất số nhà máy sấy tự động nhà máy chưa có giám sát thơng tin q trình hoạt động cấu chấp hành nhiêt độ lò, thông tin thời gian thực đặc biệt thơng tin khơng lưu dữ, người giám sát người vân hành cần kiểm tra lại q trình sấy khơng có người vận hành phải thực quy trình sấy cơng trường mà khơng thực phịng điều khiển Suất phát từ vấn đề từ thực tế tơi sây dựng hệ thống dây truyền lị sấy tự động có giám sát q trình hoạt động nhờ máy vi tính Mơ hình tổng quan hệ thống lị sấy ngơ ( Hình 1.1 ) 1.1.2: Sơ đồ thu ngô tách ngô, sấy ngô Ngô thu Hạt ngô đưa đến khoang chứa Tách hạt lõi ngô Nếu đủ sản lượng sấy lị Sấy sản phẩm Ngơ qua khoang nóng (300C-400C) Ngơ đưa khoang chứa thành phẩm Hình 1.2 Sản phẩm hoàn thành Độ ẩm tiêu chuẩn đạt Qua khoang làm mát quạt Sấy thời gian 15 phút kiểm tra độ ẩm tiêu chuẩn Qua hệ thống thổi mạt 1.1.3: Các giai đoạn q trình thu ngơ tách ngô, sấy ngô thông số sấy 1.1.3.1: Giai đoạn thu ngô tách ngô Khi ngô đến giai đoạn thu hoặch ngô thu dạng bắp sau tách hạt lõi ngô nhờ máy sát, ngô hạt chuyển đến nhà máy để sấy khô giai đoạn khơng nằm phạm vi quy trìng sấy 1.1.3.2: Giai đoạn chuyển ngô hạt lên khoang chứa Ngô hạt đổ xuống sàn sử dụng xích tải để kéo ngơ đến gầu tải, từ gầu tải ngơ đưa lên xích tải kéo đổ vào khoang chứa, bên phần khoang chứa chia làm hai khoang Khi khoang thứ chưa báo đầy mức cao ‘‘H’’ SL cấp nguồn mở nắp ngô ưu tiên đổ vào khoang thứ nhất, khoang thứ báo đầy (SL) khoang thứ hai cấp nguồn mở nắp, ngô đổ vào khoang thứ hai 1.1.3.3: Giai đoạn sấy ngô Ngô đưa khoang chứa đủ sản lượng sấy ta tiến hành sấy, ngơ sấy liên hồn đạt tiêu chuẩn độ ẩm Khi bắt đầu thực sấy ngô sả từ khoang chứa thứ hai nhờ hệ thống xích tải, gầu tải ngơ đưa vào lị sấy qua khoang nóng với nhiệt độ sấy ( 300C – 400C ) qua khoang làm nguội ngô, qua khoang nóng P P P P khoang làm nguội, ngô đảo nhờ hệ thống cánh đảo lị sấy, ngơ qua lị sấy đưa khoang chứa thứ ba nhờ hệ thống xích tải, gầu tải Ngô khoang chứa khoang chứa sấy hết chu trình sấy thực song vòng sấy đầu tiên, tiếp tục vòng sấy lúc ngô lại sả từ khoang chứa thứ qua lò sấy đổ vào khoang chứa thứ chu trình sấy thực liên hoàn hệ thống báo đủ tiêu chuẩn độ ẩm ngơ chuyển khoang chứa thành phẩm Khi ngô khoang chứa khoang chứa sả hết để sấy ta đưa ngơ từ bên vào khoang chứa để tiếp tục sấy dự trữ 1.1.3.4: Giai đoạn xử lý mạt ngô sấy Trong q trình sấy lượng mạt ngơ bong ngồi nhiều lượng mạt phải tách khỏi hạt suất phát từ vấn đề nên lượng mạt phải tách lúc sấy Ở dàn sấy lò đặt hệ thống thổi mạt động quạt để thổi mạt động hoạt động với lị sấy Ngơ sau qua lị sấy đưa khoang chứa hệ thống thối mạt thổi hết mạt bên để đảm bảo môi trường không bị bụi lương mạt thổi phải đưa qua ống dẫn đến nơi mà không gây ô nhiễm CHƯƠNG II Phương án thiết kế tự động hoá dây truyền hệ thống sấy ngô 1.2.1: Giới thiệu sản phẩm Các sản phẩm truyền thống để sấy cà phê, ngô, sắn dây truyền lò sấy thực sấy ngơ * Ngơ có hai loại + Ngơ giống + Ngô sấy để chế biến Với hai loại ngô nhiệt độ sấy xẽ khác lị sấy thực sấy ngơ để chế biến nên nhiệt độ sấy lò 300C – 400C P P P P Để thực sấy ngô lị sấy tự động ta có khâu phận sau 1.2.2: Mơ hình cấu truyền động hệ thống 1.2.2.1: Xích tải _ Động xích tải để kéo ngô gầu tải: a Chức năng: Xích tải đóng vai trị vận chuyển ngơ đến gầu tải vận chuyển ngơ vào khoang chứa Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất xích tải truyền động động không đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ xích tải cơng đoạn sản xuất khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ sản phẩm Chiều dài xích tải L = 3m b Giới thiệu mơ hình cấu truyền động: Chọn xích tải có cấu trúc kim loại Động truyền động cho xích tải qua cấu bánh Trên xích tải ngắn cánh để kéo ngơ (Hình 1.2.1) c Giới thiệu phương pháp tính tốn chọn cơng suất động xích tải: Tính chọn cơng suất động truyền động thiết bị vận tải liên tục thường theo công suất cản tĩnh Chế độ độ khơng tính đến số lần đóng cắt ít, khơng ảnh hưởng đến chế độ tải động truyền động Phụ tải thiết bị vận tải liên tục thường thay đổi q trình làm việc nên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng tải Trong điều kiện làm việc nặng nề thiết bị, cần kiểm tra theo điều kiện mở máy Hình: 1.2.2 Sau phương pháp tính chọn cơng suất động truyền động băng tải Trên (hình:1.2.2) cho thấy: Một lực theo phương thẳng đứng đặt mặt nghiêng, phân thành hai thành phần f = fn + ft fn vng góc với mặt nghiêng ft Song song với mặt nghiêng Khi tính tốn chọn cơng suất động truyền động xích tải, thường tính theo thành phần sau: + Công suất P1 để dịch chuyển vật liệu R R + Công suất P2 để khắc phục tổn thất ma sát ổ đỡ R R + Cơng suất P3 để nâng tải( xích tải nghiêng) R R Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu : F L Vì thành phần pháp tuyến: Fn = L.m cos β g tạo lực cản (ma sát) ổ đỡ Trongđó: β_góc nghiêng băng tải L_chiều dài xích tải m_khối lượng vật liệu mét xích tải β I K ∂L K K1_hệ số tính tới lực cản dịch chuyển vật liệu K 1=0,05 R R R Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là: R R R P1 = F1 V = m L, K1.V.g Lực cản loại ma sát sinh xích tải chuyển động khơng tải là: F2 = L mb cos β K2 g = L, ∂ b K2 g K2 _Hệ số tính đến lực cản khơng tải R R mb _Khối lượng xích tải mét chiều dài R R Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát : P2 = F2 V= L, mb K2 g.V Lực cần thiết để nâng vật : F3 = ± L.m sin β g Trong biểu thức ,lấy dấu cộng tải lên dấu trừ tương ứng với tải xuống: - Công suất nâng bằng: P3 = F3 V = ± m.H V g - Công suất tĩnh xích tải: P = P1 + P2 + P3 = ( m l, K1 + l, mb K2 ± m.H ) g.v - Công suất động truyền động xích tải tính theo biểu thức sau: Pdc = K P / η Trong đó: K 3_Hệ số dự trữ công suất ( K3 =1,2_1,25 ) R R R R η_Hiệu suất truyền động Từ tính tốn ta chọn động có cơng suất P = 3,5kw Hiệu suất η = 0,9 Tốc độ n = 350 v/p 1.2.2.2: Xích tải _ Động xích tải để kéo nhiên liệu vào lị đốt: a) Chức năng: Xích tải đóng vai trị vận chuyển nhiên liệu đốt lõ ngơ vào lị đốt Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất xích tải truyền động động khơng đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ xích tải phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ nhiên liệu đốt Chiều dài xích tải L = 2,5m b) Tính chọn cơng suất, tốc độ động cơ: Từ phương pháp tính chọn ta tính chọn động có cơng suất cơng suất P = 3,5kw Hiệu suất η = 0,9 Tốc độ n = 350 v/p c) Mơ hình thực tế: (Hình 1.2.3) Xích tải Cánh kéo nhiên liệu đốt lõi ngô 1.2.2.2: Gầu tải _ Động gầu tải để kéo ngơ lên khoang chứa lị sấy a) Chức năng: Gầu tải đóng vai trị vận chuyển ngơ từ xích tải lên khoang chứa lị sấy Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất Gầu tải truyền động động không đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ gầu tải công đoạn sản xuất khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ sản phẩm Chiều cao gầu tải H = 4m b) Tính chọn cơng suất, tốc độ động cơ: Động truyền động cấu nâng hạ gầu tải đóng vai trị quan trọng hệ thống nhiên động gầu tải mang tải làm việc chế độ dài hạn Do ta chọn công suất động P = 4.5 kw Hiệu suất η = 0.85 Tốc độ n = 350 v/p 1.2.3: Mơ hình cấu lị sấy, lị đốt van đóng mở ngơ 1.2.3.1: Lị sấy: a) Chức ló sấy: Lị sấy có vai trị buồng nhiệt ngô qua với nhiệt độ vừa đủ, làm cho ngô khô cách từ từ đảm bảo tiêu chuẩn độ ẩm cho phép theo u cầu b) Giới thiệu mơ hình lị sấy: ( Hình 1.2.4 ) Khoang nóng Khoang làm nguội ngô 30 0C – 400C 30 0C – 400C c) Mơ tả lị sấy + Lị sấy hình trịn đường kính 3m