Hệ thống gồm : Động cơ kéo băng tải, hai nút khởi động và dừng hệ thống : Start, Stop, Bồn chứa chất lỏng cần rót, thùng rỗng được đẩy ra từ kho chứa thùng, Van 2 được điều khiển để rót chất lỏng vào thùng, Van 1 được điều khiển để đưa chất lỏng vào thùng bồn chứa Các thông số cần giám sát là mức chất lỏng trong bồn chứa và mức chất lỏng rót vào các thùng, vị trí các thùng trên băng tải. Đối tượng điều khiển là động cơ
Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MÔN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN ĐỀ TÀI: XÉT KHÂU RÓT CHẤT LỎNG VÀO THÙNG TRONG HỆ THỐNG SẢN XUẤT Giáo viên hướng dẫn : Hà Văn Phương Sinh viên thực : Phạm Công Duật Lương Hoàng Hiệp Vũ Minh Hiếu Đặng Văn Huy Phan Văn Huyên Lương Trung Kiên Lớp : Điện CLC K9 Nhóm Page1 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Bài tập lớn môn Đo lường & Cảm biến-2016 Đề tài Xét khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất, mô tả công nghệ hình Hình Hệ thống gồm : Động kéo băng tải, hai nút khởi động và dừng hệ thống : Start, Stop, Bồn chứa chất lỏng cần rót, thùng rỗng được đẩy từ kho chứa thùng, Van được điều khiển để rót chất lỏng vào thùng, Van được điều khiển để đưa chất lỏng vào thùng bồn chứa Nhóm Page2 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Các thông số cần giám sát là mức chất lỏng bồn chứa và mức chất lỏng rót vào các thùng, vị trí các thùng băng tải Đối tượng điều khiển là động kéo băng tải, Van1, Van2 và thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải Bồn chứa cao 2m và các thùng cao 0.5m Chất lỏng cần rót không có tính dẫn điện, không có tính chất ăn mòn hóa học Yêu cầu: Trình bày tổng quan về công nghệ và ứng dụng của hệ thống chiết rót chất lỏng Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống? Liệt kê các cảm biến có hệ thống Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống? Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? ( chi tiết ) Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán xử lý tín hiệu đầu của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển? Đánh giá về sai số của hệ thống ( giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc phục) Nhóm Page3 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến ĐỀ TÀI Xét khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất,mô tả công nghệ hình vẽ: Hệ thống gồm : Động kéo băng tải, hai nút khởi động dừng hệ thống : Start, Stop, Bồn chứa chất lỏng cần rót, thùng rỗng đẩy từ kho chứa hang, Van đươc điều khiển để rót chất lỏng vào thùng, Van điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa Các thông số cần giám sát mức chất lỏng bồn chứa mức chất lỏng rót vào thùng, vị trí thùng băng tải Đối tượng điều khiển Nhóm Page4 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến động kéo băng tải, Van 1, Van thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải Bồn chứa cao 2m thùng cao 0.5m Chất lỏng cần rót có tính dẫn điện, tính chất ăn mòn hóa học Yêu cầu : Trình bày tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống? Liệt kê cảm biến có hệ thống Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống? Trình bày loại cảm biến lựa chọn? Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến va tính toán xử lý tín hiệu đầu cảm biến để tác động đến đối tượng điều khiển? Đánh giá sai số hệ thống (giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc phục) Nhóm Page5 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến LỜI NÓI ĐẦU Ngày việc ứng dụng khoa học công nghệ vào lao động sản xuất nhu cầu thiếu.Nó định việc tăng suất lao động,hạ giá thành sản phẩm,giảm nhẹ sức lao động cho người lao động,nâng cao hiệu kinh tế,chất lượng sản phẩm Đối với nước phát triển thời kì phát triển nghiệp công hóahiện đại hóa nước ta nay,việc bước cở giới hóa hoạt động sản xuất quan trọng việc làm cần thiết Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó,nhóm chúng em tìm hiểu đề tài:Xét khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất”,nhằm phục vụ cho việc chiết rót sản phẩm cho ngành sản xuất có nhu cầu Việc thực tập lớn bổ ích cho sinh viên, giúpcác sinh viên tự tìm tòi học hỏi, hiểu nhiều quy trình chiết rót cách vận hành nó, từ làm tảng nguồn kiến thức dồi chocác sinh viên hoạt động công tác chuyên ngành vàcác hoạt động đời sống lĩnh vực thiết kế, thi công, quản lý hệ thốngchiết rót Các hệ chiết rót chất lỏng ứng dụng rộng rãi Nhóm Page6 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Mặc dù có nhiều cố gắng trình làm đề tài không tránh khỏi sai sót cách trình bày phần thể đề tài mình.Mong thầy,cô bạn góp ý bổ sung thêm để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ Hệ thống gồm:Động kéo băng tải,hai nút khởi động dừng hệ thống:Start,Stop,Bồn chứa chất lổng cần rót,thùng rỗng đẩy từ kho chứa thùng,Van điều khiển để rót chất lổng vào thùng,van điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa Nhóm Page7 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Các thông số cần giám sát mức chất lỏng bồn chứa mức chất lỏng rót vào thùng,vị trí thùng băng tải.Đối tượng điều khiển động kéo băng tải,Van 1,Van thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải.Bồn chứa cao 2m thùng cao 0.5m.Chất lỏng cần rót có tính dẫn điện không có+ tính chất ăn mòn hóa học 1.1Tổng quan hệ thống băng tải 1.1.1 Băng tải Hiểu cách đơn giản hiểu băng tải chế máy vận chuyển tải đơn (thùng carton, hộp, túi ,…) số lượng lớn vật liệu (đất, bột, thực phẩm …) từ điểm A đến điểm B Nhóm Page8 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Định nghĩa chuyên nghiệp hệ thống băng tải thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất với khoảng cách Vậy Băng chuyền, băng chuyền công nghiệp, hệ thống băng chuyền, băng tải phận quan trọng dây chuyền sản xuất, lắp ráp doanh nghiệp, nhà máy nước Góp phần tạo nên môi trường sản xuất động, khoa học giải phóng sức lao động mang lại hiệu kinh tế cao 1.1.2 Cấu tạo băng tải Hệ thống băng tải thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất với khoảng cách Thành phần cấu tạo - Một động giảm tốc trục vít điều khiển kiểm soát tốc độ - Bộ lăn, truyền lực chủ động - Hệ thống khung đỡ lăn - Hệ thống dây băng lăn Nhóm Page9 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Mỗi loại băng tải sử dụng trường hợp định, cần tìm hiểu để sử dụng đạt hiệu cao 1.1.3.Ứng Dụng Có nhiều loại băng tải ứng dụng điều kiện tính chất làm việc khác Trong sở sản xuất qui mô vừa nhỏ, công trình thi công vĩ mô, việc sử dụng loại băng tải giúp tiết kiệm sức lao động, nhân công, nhân lực, thời gian tăng hiệu rõ rệt Mỗi loại băng tải sử dụng trường hợp định, cần tìm hiểu để sử dụng đạt hiệu cao 1.2Tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót 1.2.1.Tổng quan phương pháp chiết rót Nhóm Page10 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến - Điều kiện môi trường-hơi nước (chất lỏng), môi trường đọng nước, tạp chất làm thay đổi tốc độ sóng âm qua môi trường không khí ảnh hưởng lớn đến độ xác tín hiệu hồi đáp Để tránh sai số môi trường gây cần gắn cảm biến vào vị trí môi trường dự đoán trước E4PA hình trụ analog catalog E4PA • Cảm biến siêu âm hình trụ, với ngỏ analog 4-20mA, 0-10VDC • Dùng để đo khoảng cách và độ dầy • Nguồn cấp 12-24VDC ±10% Nhóm Page36 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến • Không phụ thuộc hình dáng, tính chất, màu sắc của vật thể • Tần số sóng siêu âm hoạt động 65-380Kz • Góc phát sóng hẹp ±80, kiểm tra vật có diện tích nhỏ 100x100mm • Đèn báo thị trạng thái ngỏ màu xanh • Nhiệt độ hoạt động -10~550C, đạt độ kín IEC IP65 • Lắp đặt đơn giản, dễ dàng bảo trì, thiết kế với tuổi thọ cao • Ứng dụng phát hiện vật thể • Một số model thông dụng: • Cảm biến siêu âm hình trụ, với ngỏ analog 4-20mA, 0-10VDC • Dùng để đo khoảng cách và độ dầy • Nguồn cấp 12-24VDC ±10% • Không phụ thuộc hình dáng, tính chất, màu sắc của vật thể • Tần số sóng siêu âm hoạt động 65-380Kz • Góc phát sóng hẹp ±80, kiểm tra vật có diện tích nhỏ 100x100mm • Đèn báo thị trạng thái ngỏ màu xanh • Nhiệt độ hoạt động -10~550C, đạt độ kín IEC IP65 • Lắp đặt đơn giản, dễ dàng bảo trì, thiết kế với tuổi thọ cao • Ứng dụng phát hiện vật thể • Một số model thông dụng: o E4PA-LS50-M1-N: loại khoảng cách đo 50-500mm o E4PA-LS200-M1-N: loại khoảng cách đo 120-2000mm Nhóm Page37 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến o E4PA-LS400-M1-N: loại khoảng cách đo 240-4000mm o E4PA-LS600-M1-N: loại khoảng cách đo 400-6000mm o E4PA-P01: thiết bị để hiệu chỉnh cảm biến 2.4.4Cảm biến đo mức kiểu phao Công Tắc Điện Phao Nước JY-168AB trọn Công Tắc Điện Phao Nước JY-168AB (sơ đồ lắp ráp tên phận) Nhóm Page38 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Nhóm Page39 Đo lường cảm biến Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Công Tắc Điện Phao Nước JY-168AB (lắp hoàn chỉnh) Nhóm Page40 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Ứng dụng Công Tắc Điện Phao Nước JY-168AB Ứng dụng : Nước hồ đầy tự động bơm, nước hồ cạn tự mở bơm để bơm nước vào hồ đồng thời kiểm soát mực nước nguồn (bể chứa) Nhóm Page41 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Ứng dụng Công Tắc Điện Phao Nước JY-168AB Và số ứng dụng khác Nhóm Page42 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Thông số * Điện áp 250V AC / 50HZ ; Dòng chịu tải bơm HP * Số lần đóng-ngắt triệu lần * Áp suất bồn atmosphere * Hộp rơ le có cỡ để lắp trực tiếp lên chỗ nối (ren trong) ống 3/4 inch inch 2.4.5.Van điện từ 2W 160-15 Nhóm Page43 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Mô tả : Là van nước điều khiển đóng-mở điện 220V AC Trạng thái bình thường van đóng, cần mở van cấp điện 220V cho van Ứng dụng: Sử dụng hệ thống tưới tự động,điều khiển từ xa,… Thông số kĩ thuật Điện áp điều khiển 220VAC 50Hz Đường kính ống 21mm Nhiệt độ môi trường làm việc từ âm đến 80 độ C Áp suất chịu tối đa 7kg/cm2 Khối lượng 850 gram Kích thước (Dài x Rộng x Cao, mm) 120 x 80 x 60 2.5.Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến xử lý tín hiệu đầu Nhóm Page44 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến 2.5.1.Thiết kế vị trí lắp đặt E1 E2 CB3 CB1 CB2 Chú thích sơ đồ: Kho:chứa thùng rỗng CB1: Cảm biến quang E3Z-R61( phát thùng rỗng) CB2: Cảm biến vị trí phát thùng rỗng để mở van CB3: Cảm biến siêu âm( phát mức chất lỏng) V1,V2: van1,van E1,E2: cảm biến điện dung (phát mức chất lỏng bồn chứa) Nhóm Page45 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến 2.5.2.Xử lí tín hiệu đầu cảm biến Mạch lực mạch điều khiển: MẠCH ĐIỀU KHIỂN + STOP START - P P KĐ1 RL1 CB1 KĐ RL2 CB2 RL3 KĐ E1 E2 KĐ RL4 CB3 KĐ RL4 RL5 T3 Nhóm Page46 T2 RL3 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến LR1 T1 RL5 T1 RL2 P T4 RL2 RL5 MẠCH LỰC 220V ~ CB T1 T2 T3 T4 Nhóm M2 M1 Page47 V1 V2 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Động bang tải van động đẩy thùng van Thuyết minh: -Công đoạn 1:Đấy thùng từ kho xuống băng tải Khi ấn nút stast cuộn T2 có điện,động đẩy thùng( M2) hoạt động đẩy thùng xuống băng tải=> cảm biến (CB1) có điện,cuộn Rl1 có điện, T2 điện động M2 ngừng hoạt động Khi thùng rỗng qua CB1, CB1 điện, Rl1 điện, T2 có điện động M2 hoạt động -Công đoạn 2:điều khiển động băng tải Khi ấn stast cuộn T1 có điện động băng tải( M1) hoạt động, thùng chứa chạm vào cảm biến 2(CB2) cuộn Rl2 có điện, cuộn T1 điện=> động băng tải ngừng hoạt động Khi thùng qua cảm biến CB2 điện cuộn Rl2 điện , T1 có điện=> động băng tải hoạt động -Công đoạn 3: rót chất lỏng vào thùng rỗng Nhóm Page48 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Khi thùng rỗng tới vị trí cảm biến 2, CB2 có điện=> cuộn Rl2 có điện=> cuộn T4 có điện, tiếp điểm T4 mạch lực đóng lại van 2(V2) mở chất lỏng rót vào thùng rỗng Khi chất lỏng van rót vào thùng rống đến mức soi cảm biến siêu âm tiếp điểm CB3 đóng lại cuộn Rl5 có điện=> cuộn T4 điện, tiếp điểm T4 mạch lực mở V2 điện van ngừng rót chất lỏng vào thùng chứa -Công đoạn 4:bơm chất lỏng vào thùng chứa Khi chất lỏng mức cảm biến điện dung E1 E2 cuộn Rl3,Rl4 điện=> cuộn T3 có điện, tiếp điểm T3 mạch lực đóng lại => van 1( V1) có điện mở chất lỏng rót vào bể chứa Khi chất lỏng ngập đến cảm biến điện dung E2 ta có tiếp điểm E1 E2 có điện=> cuộn Rl3,Rl4 có điện=> cuộn T3 điện, tiếp điểm T3 mạch lực đóng lại => van1 đóng lại van ngừng rót chất lỏng vào bể chứa Chương Kết luận 3.1 Kết đạt Nhóm Page49 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường cảm biến Từ kiến thức ôn đo lường cảm biến số môn khác chúng em nghiên cứu đề tài chiết rót chất lỏng tự đông.Hệ thống chiết rót chất lỏng tự động sử dụng cảm biến,role công tác tơ,tạo hệ thống rót tự động mà người vận hành dễ dàng điều khiển hệ thống 3.2 Các hạn chế thực Do kiến thức hạn chế thiếu kiến thức thực tế nên hệ thống chiết rót chúng em thiếu độ xác cồng kềnh không nêu cao vấn đề kinh tế.Bên cạnh chưa cụ thể hóa toán áp dụng thực tế 3.3 Biện pháp khác phục -tính toán lưa chọn thiết bị hệ thống phù hợp tránh lãng phí - sử dụng PLC (điều khiển logic khả trình) để độ xác cao - trau dồi kiến thức thực tế chuyên môn Nhóm Page50 [...]... pháp rót áp suất thường: Phương pháp này chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về độ cao thủy tĩnh Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt Phương pháp này còn có tên gọi khác là chiết rót đẳng tích Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai Lượng chất lỏng chảy vào. .. giới Công nghệ chiết rót chất lỏng trên thế giới ra đời khá lâu và đi kèm theo là những công nghệ chế tạo máy chiết rót cũng rất tiên tiến và phát triển Dây chuyền công nghệ chiết rót đẳng tích sử dụng cho các ngành chiết rót nước ngọt không gas hay nước tinh khuyết Ngoài ra chiết rót vô trùng cũng là bước ngoặc trong công nghệ chiết rót trên thế giới sử dụng trong các dây chuyền chiết rót sữa hay... chiết rót và cách chiết rót khác nhau, phụ thuộc vào loại sản phẩm và các kiểu bình chứa nó Có thể phân loại các kiểu chiết và các loại máy chiết như sau: • Máy dùng chiết chất lỏng không chứa CO2 như nước cam, nước khoáng • Máy dùng để chiết rót sản phẩm vào ly sau đó đóng nắp • Máy dùng để chiết rót và đóng gói các sản phẩm như bột mì, bánh kẹo vào túi, bao • Máy dùng để chiết rót các chất lỏng có... tiếp tục chuyển động đẩy thùng đã rót đi và đẩy thùng rỗng kế tiếp tới vị trí rót Khi bồn chứa gần cạn, cảm biến mức sẽ tác động làm Van 1 mở, Chất lỏng được rót cho đến khi đầy bồn chứa thì Van 1 đóng lại Quá trình trên được lặp đi lặp lại Nhóm 6 Page16 Khoa Điện – Trường đại học công nghiệp Đo lường và cảm biến nhờ một hệ thống điều khiển (vi điều khiển, PLC…) Muốn dừng hệ thống ta ấn nút Stop CHƯƠNG... nghệ trong ngành chiết rót là công nghệ hỗ trợ cho rất nhiều các ngành công nghiệp khác như: ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, ngành công nghiệp dược phẩm hay mỹ phẩm.Trong đó lĩnh vực chiết rót đẳng áp là cực kỳ quan trọng và khá phức tạp trong các dạng chiết rót vì nhiều sản phẩm cần vô trùng hay các sản phẩm có gas 1.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống Khi nhấn nút Start, hệ thống hoạt động Thùng. .. các cảm biến có trong hệ thống - Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống - Trình bày về loại cảm biến chọn lựa - Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán sử lý tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng được điều khiển? - Đánh giá về sai số của hệ thống( giới hạn, nguyên nhân, biejn pháp khắc phục) 2.2 Các loại cảm biến dùng trong hệ thống Qua tìm hiểu hệ thống trên thì nhóm... hay chiết rót nhớt Kết luận chung Công nghệ chiết rót chất lỏng là một khâu quan trọng trong sản xuất, nó đã thay thế được các phương pháp thủ công thiếu chính xác trong sản xuất Bằng việc áp dụng thành tựu khoa học kĩ thuật và ứng dụng các cảm biến vào trong quá trình sản xuất, cùng với sự có mặt của rô bốt, tự động hóa và mạng máy tính công nghệ chiết rót chất lỏng được áp dụng nhiều trong các khu công... Động cơ kéo băng tải chuyển động Các thùng rỗng đươc chuyển đến vị trí rót dưới bồn chứa nhờ có cảm biến vị trí được lắp đặt trước ở đó Khi cảm biến vị trí phát hiện đối tương ở vị trí rót nó sẽ tác động lên động cơ kéo băng tải làm cho băng tai dừng lại đồng thời tác động đến Van 2 làm Van 2 mở, chất lỏng được rót vào thùng với mức được xác định bằng cảm biến mức Khi thùng rỗng đầy, cảm biến mức tác động... biến phù hợp với hệ thống chiết rót chất lỏng như: - Cảm biến vị trí Cảm biến siêu âm Cảm biến mức quang Cảm biến tiệm cận Cảm biến quang( hồng ngoại) Cảm biến mức dạng phao 2.3 Lựa chọn cảm biến cho hệ thống 2.4.1 Cảm biến quang Cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói một cách nôm na, thực chất chúng là do các linh kiện quang điện tạo thành Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của... Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai