Nghiên cứu và chế tạo thiết bị theo dõi và cảnh báo tình trạng động cơ ứng dụng iot và học máy

Biện pháp chỉ có thể dùng để khắc phục hậu quả, không thể đưa ra các thông báokhi xảy ra dấu hiệu lạ trên động cơ cho người sử dụng.Do vậy, nhóm chúng em có ý tưởng về một thiết bị có kh

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ THEO DÕI VÀ CẢNH BÁO TÌNH TRẠNG ĐỘNG CƠ ỨNG DỤNG IoT VÀ HỌC MÁY NGUYỄN HOÀNG VŨ vu.nh195834@sis.hust.edu.vn ĐẶNG TRẦN BÁCH bach.dt190103@sis.hust.edu.vn HOA ĐỖ TÙNG DƯƠNG duong.hdt194031@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Trương Đức Phức Chữ ký GVHD Giảng viên phản biện: Chữ ký GVPB Nhóm chun mơn: Khoa: Cơng nghệ chế tạo máy Khoa Cơ khí chế tạo máy ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CƠ KHÍ HÀ NỘI, 08/2023 Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CNCTM NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ) Thông tin sinh viên Họ tên SV: Nguyễn Hoàng Vũ Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Họ tên SV: Đặng Trần Bách Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Họ tên SV: Hoa Đỗ Tùng Dương Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Hệ đào tạo: Chính quy Chuyên ngành: Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp thực tại: Nhóm chun mơn Cơng nghệ chế tạo máy Thời gian làm ĐATN: Từ ngày / / đến / / Đầu đề thiết kế THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THEO DÕI VÀ CẢNH BÁO TÌNH TRẠNG ĐỘNG CƠ ỨNG DỤNG IoT VÀ HỌC MÁY Các số liệu ban đầu:  Thiết kế, chế tạo mơ hình thực ngiệm thiết bị theo dõi cảnh báo tình trạng động  Thiết kế mạch điều khiển chương trình điều khiển Nội dung thuyết minh tính toán:  Tổng quan đo rung động động  Thiết kế hệ thống đo rung động  Hệ thống điều khiển  Xử lí liệu thơng qua tính tốn học máy  Kiểm nghiệm mơ hình thực tế  Các vẽ  Bản vẽ lắp tổng: A0  Bản vẽ sơ đồ nguyên công: A0  Sơ đồ nguyên lý mạch: A0  Bản vẽ lưu đồ thuật tốn: A0 ĐẠI HỌC BÁCH CỘNG HỒ XÃ HỘI KHOA HÀ NỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG CƠ NAM KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh BỘ MÔN phúc CNCTM Hà Nội, ngày tháng năm Giảng viên hướng dẫn NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên SV: Nguyễn Hoàng Vũ Họ tên SV: Đặng Trần Bách Họ tên SV: Hoa Đỗ Tùng Dương Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Chuyên ngành: Cơ điện tử Tên đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu chế tạo thiết bị theo dõi cảnh báo tình trạng động ứng dụng IOT học máy NỘI DUNG NHẬN XÉT I Khối lượng đồ án: Phần thuyết minh: trang Phần vẽ: A0 II Ưu điểm đồ án …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… III Nhược điểm đồ án …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………… IV Kết luận …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Hà Nội, ngày tháng năm Giảng viên hướng dẫn ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ BỘ MƠN CNCTM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên SV: Nguyễn Hoàng Vũ Họ tên SV: Đặng Trần Bách Họ tên SV: Hoa Đỗ Tùng Dương Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Lớp: CTTN – Cơ điện tử - K64 Chuyên ngành: Cơ điện tử Tên đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu chế tạo thiết bị theo dõi cảnh báo tình trạng động ứng dụng IOT học máy NỘI DUNG NHẬN XÉT V Khối lượng đồ án: Phần thuyết minh: …… trang Phần vẽ: ………… A0 VI Ưu điểm đồ án …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… VII Nhược điểm đồ án …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………… VIII Kết luận …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Hà Nội, ngày tháng năm Giảng viên phản biện MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐO RUNG ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ 10 1.1 Tầm quan trọng động cơ: 10 1.2 Phân loại động cơ: .11 1.2.1 Phân loại động theo nguyên lý hoạt động 11 1.2.2 Phân loại động theo nguồn lượng 12 1.2.3 Phân chia theo phương tiện sử dụng .13 1.3 Động điện 15 1.4 Các dạng hỏng hóc: .17 1.5 Rung động tiếng ồn động cơ: 18 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO RUNG ĐỘNG VÀ MỘT SỐ CHỈ SỐ KHÁC CỦA ĐỘNG CƠ 20 2.1 2.2 Lý thuyết rung động động cơ: 20 2.1.1 Định nghĩa 20 2.1.2 Nguyên nhân gây rung động bất thường: 20 2.1.3 Các thông số phản ánh tình trạng rung động: .20 2.1.4 Ảnh hưởng rung động đến trình làm việc động cơ: 21 Các dòng sản phẩm đo độ rung thị trường nay: 21 2.3 Thiết kế tổng quan giải pháp theo dõi độ rung động động ứng dụng công nghệ IoT: 23 2.3.1 Thiết kế thiết bị đo: .24 2.3.2 Thiết kế hệ thống IoT 32 2.3.3 Xây dựng ứng dụng điện thoại: 35 CHƯƠNG Chế tạo thử nghiệm đánh giá 37 3.1 3.2 Chế tạo thiết bị: 37 3.1.1 Phiên 1: 37 3.1.2 Phiên 2: 41 Thực nghiệm đánh giá .43 CHƯƠNG 49 4.1 4.1 Biên độ gia tốc rung động động 50 4.2 4.2 Tốc độ quay động 52 4.3 4.3 Vận tốc hiệu dụng 53 4.4 4.4 Tính tốn nhiệt độ 58 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 5.1 Kết luận: .61 5.2 Định hướng phát triển 61 DANH MỤC HÌNH ẢNH .63 DANH MỤC BẢNG 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .65 LỜI CẢM ƠN TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Động đối tượng quan trọng, có vai trị to lớn chủ chốt vận hành hoạt động loại máy móc nói chung, đặc biệt xưởng sản xuất, lĩnh vực công nghiệp giao thông vận tải Trong q trình hoạt động động cơ, thơng số rung động động thông số quan trọng, phản ánh trực tiếp tình trạng động Do vậy, nắm bắt thơng tin này, người dùng dễ dàng phát dấu hiệu bất thường, từ kịp thời tiến hành kiểm tra, sửa chữa hệ thống Ngược lại, không phát kịp thời, động hỏng hóc gây hậu đáng tiếc cháy, chập Đặt dây chuyền sản xuất, động xảy vấn đề, phải dừng tồn hệ thống lại để tiến hành bảo trì, khiến dây chuyền sản xuất gián đoạn Ngay trường hợp động không hư hại hoàn toàn, gặp trục trặc mà tiếp tục hoạt động làm giảm chất lượng sản phẩm Tóm lại, việc khơng thường xun theo dõi tình trạng động gây mát nhiều thời gian tiền bạc Như vậy, hệ thống để theo dõi giám sát tình trạng động nhu cầu vơ cần thiết thiết yếu giai đoạn Trên thị trường có cố loại thiết bị kiểm tra rung động động cơ, nhiên, thiết bị thường thiết bị rời, gắn tạm bợ, sử dụng để theo dõi thông số động thời điểm định Như khó chuẩn xác lượng thơng tin ít, khơng đánh giá, so sánh xác xem tình trạng động có ổn định khơng Biện pháp dùng để khắc phục hậu quả, khơng thể đưa thông báo xảy dấu hiệu lạ động cho người sử dụng Do vậy, nhóm chúng em có ý tưởng thiết bị có khả theo dõi tình trạng động thơng qua thơng tin rung động, thơng tin phụ nhiệt độ, từ đưa phân tích tình trạng động cảnh báo tới người dùng Từ đó, nhóm em tiến hành bắt tay vào thực đồ án tốt nghiệp với đề tài ”Nghiên cứu chế tạo thiết bị theo dõi cảnh báo tình trạng động ứng dụng iot học máy” Trong nội dung đồ án này, nhóm em tiến hành khảo sát vấn đề chung động cơ: loại động cơ, lỗi thường gặp động cơ, thông số quan trọng cần quan tâm Từ đó, xây dựng thiết bị phù hợp theo dõi thơng số chung động cơ, tiến hành xử lí phân tích thơng tin thuật toán học máy, từ đưa tình trạng động cơ, đưa cảnh báo có dấu hiệu bất thường dự đốn tương lai Ngồi ra, nhóm chúng em xây dựng hệ thống IoT hoàn chỉnh để lưu truyền liệu, xây dựng app điện thoại thị số thông báo cần thiết cho người dùng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐO RUNG ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ Ở chương này, nhóm chúng em đưa tông quan loại động nói chúng động điện nói riêng, đặc tính thông số cần lưu ý sử dụng chúng Đồng thời phân tích số dạng hỏng hóc thường thấy động dấu hiệu để biết 1.1 Tầm quan trọng động cơ: Động đối tượng quan trọng, đóng vai trị khơng thể thiếu loại máy móc, thiết bị phương tiện đại nói chung Đây thiết bị hệ thống có vai trị chuyển đổi nguồn lượng (điện, dầu, gas,…) thành thông qua chuyển động xoay quanh trục đồng tâm Nhờ vậy, động cung cấp chuyển động vận hành cho tồn hệ thống máy móc thiết bị Trong lĩnh vực công nghiệp, động trái tim hầu hết thiết bị máy móc sản xuất Từ máy phát điện, máy gia cơng, máy xây dựng thiết bị công nghiệp khác, tất cần động để hoạt động Động mang đến sức mạnh, tốc độ độ tin cậy, giúp tăng cường suất hiệu sản xuất Dưới hình ảnh động đặt nhà máy cơng nghiệp Hình 1-1: Các động công nghiệp