Tiểu luận nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ lò sấy

Trang 1

NT vn vn hag ^^ N/ ^^ ¬ŠN‡m¬ ` Dé tai

Nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thông điêu

Trang 2

MUC LUC

LOI NOI DAU ooocccccccccccccsccscscscsessscsesesescsesssesssssavsvsvsvavavsvsvsvavavsvsvavavavevevavavsess 3 Chương 1 : TÔNG QUAN VẺ CÔNG TY CÔ PHẢN TRÀNG AN 4 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty -.- 52 sc+vcvvecerxereed 4

1.2 Đặc điểm hoạt động sản xuất kinh doanh của CONG ẨY cà vtvrveo 4

1.2.1 Các lĩnh vực sản xuất và kinh doanh của công ty 5 + +: 4 1.2.2 Máy móc thiết Đị sàn HT TT HT TT TH Hành 5

1.2.3 Nguyên vật lIỆU c LH HHgHnH gHHgHg g se 6 1.2.4 Đặc điểm qui trình công nglhỆ - - + 1h 3E S3 EEEkrkrkrkrrrxrrkd 7 1.2.4.1 Dây chuyền kẹo sữa Tnhh TT SE Hye re 7

1.2.4.2 Dây chuyền bánh pháp ¿+ + 5 v33 vn ng vn rkh 7

1.2.4.3 Dây chuyền bánh qUỀ - 2 k3 E SE EEEEEEEEEEEEESEEEEErErkrrrkrkrsred 7 1.2.2.4 Dây chuyền đùn snnacĂK - + c5 S338 E3 3E ng ven 7 1.2.4.5 Dây chuyền bánh quyy - - - xxx EEEEEESEEEEEESEEEEErkrsrrrkrkrsred 7 1.3 Hiện trạng môi trường .- - «c1 1110191110 vn tà kg thà 9

1.3.1 VỊ trí địa lý cà HS HT HH TH HH TH HH 9 1.3.2 Điều kiện tự nhiÊn - - - 1xx SE St SE SE RE HH ren rèi 9 1.3.3 Nguồn gây ô nhiễm môi trường TIƯỚC - ¿- - ¿5 + 2 + z£z£vErkzszxzsed 10 Chương 2 : MO TA CONG NGHE DAY TRUYEN DUN SNACK BC 45 VA LO 17t 11 2.1 Giới thiệu về đây truyÈn .- - c2 TT TT HT Tinh 11

2.2 Mô tả chung về công nghệ và nguyên lý hoạt động - ¿55 2s ssca 1] 2.2.1 Động cơ quạt MŨ3 - Q1 ng ng KH ng và 1] 2.2.2 Đông cơ bơm nước M23, ng ng và 11 2.2.3 Động cơ trục chính M4 , cv ng ng và 12 2.2.4 Động cơ cấp liệu IM3l cv 1x TH TH HT ickg 13 2.2.5 Động cơ dao cắt ÌM36 - LH HT TT TT TT 13 2.2.6 Động cơ hút liệu ÌM34 - ¿k3 Sàn T HT 14 2.2.7 Động cơ trộn M22 - c0 100 110v ng v1 vn ng vn 14 2.2.8 LÒ SÂY HT HT TT T TT HT TT HT HT TT TT Tà Tế vo 14 2.3 Mô tả công nghệ lò sấy - - Sàv SềEEES EEEETE TH nành re 14 2.3.1 Công nghệ lò sấy s1 TH TT TT Ty Hàng co 14 2.3.2 Nguyên lý hoạt động - S S91 S991 1191111 ng vã 15 2.3.3 Trang bi GiGi .AaA ae 15

Chuong 3 : BO BIEN DOI DIEN AP XOAY CHIẾU .-5c5°- 16

3.1 Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha - ¿+ ¿2s + 2£ v££e£s£sEsr+ 16 3.1.1 Nguyên lý hoạt động của sơ đỒ s1 n xen re nkryi 17

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH LỰC 18

4.1 Tính toán chon van bán dẫn công suất ¿+ - ¿+5 2 + ‡EvEvErrsrereed 18 4.2 Tính toán mạch bảo vỆ - - + 1n nu ng ph 18

Trang 3

5.2 Khâu tạo xung đồng BO ccccccsscsessssscscssssscsesssssssssesesssssssesssssesesssssesseens 21 5.2.1 Nguyên lý hoạt đỘng - - cọ ng ng ng ng ng ng ng ng ra 21 5.2.2 Tính toán chọn phân tử . ¿+ - ¿5s EšEšE*EEEEEEEEEEEEEEEEErkEkrkrkrkrkra 22 5.3 Khâu tạo điện áp răng CƯa cv HH Hy, 23

5.3.1 Răng cưa tuyến tính hai nửa chu kỳ - + + s + vs eerrexrsreee 23

3.4 Khâu so sánh , ng kg ng ng ng 25 5.4.1 Nguyén ly hoat Ong e 26 5.4.2 Tinh todn chon phan tit c.ccccccssssssssssssssssccsssscsvevssscsessvsvevscsveevavsvevssaens 26 5.5 Khâu tạo xung Ơn c1 11 111 ng 26 5.5.1 Nguyên lý hoạt đỘng - - c ng ng ng ng ng ng kg vn 27 5.5.2 Tính chọn phần tử ¿-¿- Et SE BS EEEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEkEErEkrkrkri 27 565 Khuếch đại xung và biến áp xung -:- ¿+ kg rrrrrrrsrd 28

Trang 4

LOI NOI DAU

Sau khi học xong mỗi sinh viên phải tự đánh giá quá trình học tập của mình qua quá

trình làm đồ án tốt nghiệp theo yêu cầu được giao Đây không phải là đê kiểm nghiệm lại

những kiến thức đã học mà còn giúp sinh viên nghên cứu những kiến thức mới trong quá

trình sản xuất Đồng thời giúp sinh viên có thê liên hệ vận dụng kiến thức giữa lý thuyết

và thực tế

Ngành Tự động hóa Tự động hóa là một ngành công nghệ liên quan đến việc Ứng

dụng các kỹ thuật cơ khí hiện đại, kỹ thuật điều khiển và kỹ thuật máy tính vào việc vận hành và điều khiển quá trình sản xuất Ngày nay, nhu cầu thị hiếu con người ngày càng

cao, yêu cầu về số lượng và chất lượng của các sản phẩm xã hội cũng không ngừng tăng

Điều đó đòi hỏi các dây chuyền sản xuất trong công nghiệp ngày càng hiện đại, có mức

độ tự động hóa ngày càng cao với việc sử dụng các kỹ thuật điều khiển hiện đại có trợ ø1úp của máy tính Tự động hóa cũng giúp con người giảm sức lao động tay chân, nâng cao năng suất, chất lượng, tiết kiệm thời gian, chính xác các quá trình sản xuẤt Tăng hiệu quá kinh tế cho các doanh nghiệp

Trong đề tài này em Nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống điều khiến nhiệt

độ lò sấy của dây chuyền đùn snack BC 45 Tuy bản thân đã có cố gắng nhưng kiến thức có hạn không thê tránh khỏi những sai sót Mong các thầy các cô giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong trường cũng như viện điện nói chung và các thây, các cô trong bộ môn tự động hoá nói riêng đã cho em nhiêu kiên thức trong những năm qua và đặc biệt là sự hướng dân tận tình của cô giáo Nguyên Thị Liên Anh đã giúp em hồn thành đơ án này

Hà nội ngày 29 tháng 10 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Trang 5

Chương 1: Tổng quan về công ty cô phần Tràng an

Chương 1

TONG QUAN VE CONG TY CO PHAN TRANG AN

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty

Công ty Cô phần Tràng An - doanh nghiệp Nhà nước, tiền thân là: "Xí nghiệp công tư hợp danh bánh kẹo Hà Nội" được thành lập sau ngày giải phóng thủ đô Với các tên gọi qua từng thời kỳ như sau:

18/04/1975: Xí nghiệp Kẹo Hà Nội,

thuộc Sở Công nghiệp Hà Nội, đóng tại

204 Đội Can, quận Ba Đình, Hà nội

01/08/1989: Nhà máy kẹo Hà Nội, gồm 2

cơ sở đóng tại phường Quan Hoa và

phường Nghĩa Đô, Cầu Giấy, Hà Nội

08/12/1992: Công ty Bánh kẹo Tràng

An, đóng tại Phùng Chí Kiên - Nghĩa Đô

- Cầu Giấy - Hà Nội

01/10/2004: Chính thức Cổ phần hoá

theo quyết định của UBND thành phố HN thành Công ty Cổ phần Tràng An Trụ sở chính: Phố Phùng Chí Kiên - phường Nghĩa Đô - Cầu Giấy - Hà Nội

Trải qua gần 40 năm kinh nghiệm, Công ty Cổ phần Tràng An đã không ngừng phát triển

Hình 1.1 Cổng Công ty

lớn mạnh và trở thành một

trong những doanh nghiệp hàng đầu Việt nam, đặc biệt là thương hiệu ”Tràng 4n”

đã thành thương hiệu uy tín chất lượng

được công nhận và đứng vững trên thị

trường

Hình 1.2 Giới thiệu

sản phẩm 1.2 Đặc điểm hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty

Trang 6

Ngành nghề sản xuất kinh doanh truyền thống của công ty là sản xuất bánh kẹo các loại, nước giải khát,

Các ngành sản xuất khác:

* Sản xuất kinh doanh các sản phâm công nghệ thực phẩm -— vỉ sinh; xuất nhập khâu các loại: vật tư, nguyên liệu, hương liệu, phụ gia, thiết bị, phụ tùng có liên quan đến ngành công nghệ thực phẩm - vỉ sinh

* Dịch vụ đầu tư, tư vấn, tạo nguồn vốn đầu tư, nghiên cứu đào tạo, chuyển giao công

nghệ, thiết kế, chế tạo, xây lắp thiết bị và công trình chuyên ngành thực phẩm

* Kinh doanh khách sạn, chung cư, nhà cao tầng, nhà hàng, đại lý, cho thuê văn phòng, du lịch, hội chợ, triển lãm, thông tin, quảng cáo

* Tham gia mua, bán cô phiếu trên thị trường chứng khoán Nhóm sản phẩm thế mạnh của Công ty:

* Kẹo Chewy: Được sản xuất từ sữa tươi nguyên chất trên dây chuyền thiết bị công nghệ

hiện đại nhất Việt Nam, theo nguyên lý cô chân không màng siêu mỏng đảm bảo sản

phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhờ nhiệt độ cô thấp t° < 93,7°C, do đó sản phẩm giữ

được hương vị tự nhiên và vi chất dinh dưỡng, dễ ăn và thích hợp với mọi lứa tuổi

* Kẹo cứng hoa quả, lôlypop: Mang hương vị hoa quả đặc trưng, đa dạng của miền nhiệt đới, kẹo que lôly đặc biệt được các em nhỏ yêu thích vì có que cắm ăn hợp vệ sinh, rất phù hợp với pIcrc

* Bánh quế: Là sản phẩm bánh quế số 1 Việt Nam, bán chạy nhất trên thị trường trong nhiều năm qua

* Snack Teppy: Đi vào thị trường và có ấn tượng tốt với người tiêu dùng vì chất lượng cao, sản xuất trên dây chuyền thiết bị của Cộng hồ Pháp với cơng nghệ đùn ép, rất an toàn cho sức khoẻ, đặc biệt do công nghệ mới snack không qua chiên ở nhiệt độ cao có

nguy cơ ảnh hướng đến sức khoẻ như 1 số sản phẩm khác theo khuyến cáo cha WHO * Bánh qui Golden Coin: San pham được người tiêu dùng ưa thích nhờ chất lượng cao và chủng loại đa dạng

* Bánh trứng nướng Paris Pancake: Dây chuyền thiết bị tối tân của Trung Quốc, công nghệ của Pháp, là sản phẩm lần đầu tiên được sản xuất tại Việt Nam Với các vị kem đa

dạng làm từ nguyên liệu cao cấp của Châu Âu, sản phẩm dem lại cho người tiêu dùng cảm giác thơm ngon, bố dưỡng

1.2.2 Máy móc thiết bị

Trang 7

Một số thiết bị :

Hình 1.5 Thiết bị nâu kẹo sữa

Trang 8

Đặc thù của công ty là sản xuất bánh kẹo với nhiều chủng loại (kẹo Chewy, kẹo

cứng hoa quả, bánh ốc quế, bánh kem ) Vì thế, nguồn nguyên vật liệu được sử dụng cũng hết sức đa dạng và phong phú như: đường, muối, bột mỳ, sữa, dầu ăn, hương liệu

1.2.4 Đặc điểm về quy trình công nghệ

Cải tiến quy trình công nghệ và áp dụng những tiến bộ của khoa học công nghệ vào sản xuất là một trong những mục tiêu đôi mới sau cô phần hóa của công ty Hiện nay

hầu hết các công đoạn sản xuất sản phẩm của công ty đều được chạy trên những dây

chuyên hiện đại

1.2.4.1 Dây chuyên kẹo sữa

Là dây chuyền có công nghệ hiện đại tiên tiến bậc nhất hiện nay trên thế giới Với công nghệ đặc biệt sử dụng sữa tươi nguyên chất, nâu trong điều kiện cô chân không màng siêu móng "Super-thin Film Vacuum Cooker" giúp sản phâm giữ được hương vị tự

nhiên, các vi chất dinh dưỡng từ sữa tươi nguyên chất Mộc Châu, thêm vào đó là các

hương vị truyền thống độc đáo ấn tượng của Tràng An như hương cốm, cà phê sữa, sôcôla sữa , hương hoa quả đặc trưng của miền nhiệt đới Với dây chuyên hiện đại và không lồ này, Tràng An sắp cho ra mắt khách hàng các sản phẩm hấp dẫn như kẹo ngô, đậu đỏ, khoai môn góp phần làm phong phú bộ sưu tập sản phẩm kẹo mềm cao cấp có uy tín của mình

1.2.4.2 Dây chuyên bánh Pháp — French Pancake

Với công nghệ đặc biệt của Pháp, sản phẩm lần đầu tiên được sản xuất tại Việt

nam, với giá trị dinh dưỡng cao, thơm ngon, đa dạng về hương vị kem như khoai môn,

đậu đỏ, dâu, dừa sản phẩm thực sự đã chính phục khách hàng ngay từ loạt đầu tiên ra

mắt thị trường

1.2.4.3 Dây chuyên bánh quế

Dây chuyên thiết bị công nghệ đồng bộ của Indonexia, đây là sản phẩm bánh qué

số 1 Việt nam và liên tục bán chạy nhất trên thị trường Việt nam trong nhiều năm qua

1.2.4.4 Dây chuyên Snack

Với toàn bộ thiết bị công nghệ đặc biệt của Cộng hoà Pháp, dây chuyền Snack co

cong suất lớn nhất Việt nam này liên tục hoạt động 3 ca hết công suất để phục vụ nhu cầu

khách hàng Hương vị đặc biệt thơm ngon, chất lượng cao như các sản phẩm Teppy bò,

cua, cà chua, BBQ, tôm, chay Đặc biệt là sử dụng công nghệ đùn ép không qua chiên

dầu ở nhiệt độ cao như các sản phẩm Snack khác, sử dụng Teppy Snack Tràng An thực

sự mang lại sự an toàn cho sức khoẻ người tiêu dùng

Trang 9

Dây chuyển hiện đại với công suất lớn của Trung Quốc, có thê tạo ra các chủng loại sản phẩm bánh qui đa dạng chất lượng cao Nhờ vậy, dây chuyền này tuy mới nhập

từ đầu năm 2003 nhưng chỉ sau một thời gian ngắn đã chiếm lĩnh thị trường và tạo được

ấn tượng chất lượng tốt trong lòng người tiêu dùng

Trang 10

Chương 1: Tổng quan về công ty cô phần Tràng an A aA A 2 K A Sơ đồ công nghệ sản xuât kẹo mêm: Nguyên liệu (nha, đường, nước) Hòa tan Nước rửa Hơi nước Nâu kẹo Nước ngưng Nhào trộn Làm nguội Nước làm mắt Quật kẹo Vuốt kẹo Cắt viên Làm nguội Đóng túi

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ sản xuất kẹo mềm

1.3 Hiện trạng môi trường

1.3.1 Vị trí địa lý

Công ty cô phần Tràng An nằm trên phường Nghia D6 — quan Cầu Giấy ở về phía

tây bắc thành phố Hà Nội

Phía bắc tiếp giáp khu tập thê 5 tầng

Phía đông giáp giới cụm dân cư của phường

Phía nam và phía tây giáp giới Học viện quân sự Diện tích toàn bộ mặt bằng của công ty là 26.634m7

1.3.2 Điều kiện tự nhiên

Trang 11

mưa chảy tràn qua mặt bằng của Công ty sẽ kéo theo cặn bã, rác và đất cát vào hệ thống tiêu thoát nước làm tắc hệ thống Mặt khác, nước mưa thường tập trung với khối lượng

lớn tại khu vực của công ty, hệ thống nước mặt gần nhất là sông Tô Lịch và hệ thống ao

hồ nhỏ thuộc phường Dịch Vọng

1.3.3 Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước

Hiện tại trong sản xuất của công ty từ nguyên liệu đầu vào đến sản phâm đầu ra cuối cùng đều không có hóa chất độc hại

Nước dùng cho sản xuất và sinh hoạt của Công ty được lẫy từ nguồn nước cấp chung của công ty Nước sử dụng tại công ty cho các mục đích sau:

Hòa đường và trộn nguyên liệu

Rửa nên nhà, xưởng và vệ sinh máy móc thiết bị

Phục vụ sinh hoạt

Nước thải của công ty thải từ công đoạn trên có những lượng chất hữu cơ (các loại

đường, tính bột và các tạp chất hữu cơ khác .) làm cho chỉ s6 COD va BOD; tang lén

Nước thải từ các điểm thải của các phân xưởng sản xuất và nước mưa trên mặt bằng của

Công ty được thu gom vào các mương ngầm, sau đó đưa qua hệ thông xử lý và theo hệ thống mương thải của Công ty đồ vào hệ thống công ngầm của thành phố

Trang 12

Chương 2: Mô tả công nghệ dây chuyên sản xuất đùn Snack BC45 va 16 say

Chương 2

MO TA CONG NGHE DAY CHUYEN SAN XUAT DUN

SNACK BC 45 VA LO SAY

2.1 Giới thiệu về dây truyền

Toàn bộ thiết bị công nghệ dây truyền sản xuất snack BC 45 của cộng hòa pháp Dây truyền đùn snack bc 45 gồm có 8 động cơ chính

2.2 Mô tả chung về công nghệ và nguyên lý làm việc của dây truyền đùn snack

Khởi động hệ thống :

Trước tiên, ta gạt cầu dao tổng QS00 cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống chuẩn bị làm

việc Các đầu ra của máy biến áp T00A, T00B, T00C, T00D và bộ nguồn 24(V) DC có

điện sẵn sàng cung cấp cho các thiết bị điều khiến

Sau đó ấn nút khởi động tông SM01, cuộn dây công tắc tơ KA01A có điện theo đường :

( 0020, SU01A, SU01B, SU01C, SA01, SM01, KA01A, 0021 ) và đóng tiếp điểm

thường mở KA01A ( 0104, 0105 ) để tự duy trì, đóng tiếp điểm thường mở KA01A (0104, 0110 ) cấp điện cho đầu dây 0100 qua tiếp điểm rơle KA04G ( 0110, 0100 ) đã

đóng

2.2.1 Động cơ quạt M03

M03 là động cơ quạt 3 pha có chức năng làm mát cho động cơ quay vít tải, động cơ do hãng ABB sản xuất, công suất định mức P=0,75 KW, tốc độ 1450 vòng/phút

- Nguyên lý hoạt động : sau khi đóng cầu dao tổng QS00 và ấn nút khởi động tổng

SM0I thì đầu dây 0100 có điện, bộ điều khiển SIMOREG được cấp nguồn qua đầu dây 0024, 0025 của biến áp T00D, ở mạch điều khiển SIMOREG ( sơ đồ 4 ) tiếp điểm QM03 (0410,0416 ) đóng lại cấp tín hiệu 48VDC cho đầu INPUT X6.2

Khi đó tại đầu ra OUTPUT 24VDC cấp nguồn cho cuộn dây rơle KA04/1 làm tiếp điểm thường mở KA04/1 ( 0100, 0304 ) đóng Cuộn kích từ có điện theo đường (

0100, KA04/1, QM03,[KM03], 0021 ) làm đóng các tiếp điểm động lực KM03

cấp nguồn điện cho động cơ M03 hoạt động 2.2.2 Động cơ bơm nước M33

- _ M33 là động cơ bơm nước vào khoang vít tải dé tạo áp suất trong khoang vít tải

- M33 do hang ABB sản xuất : Công suất định mức P= 0,37 KW

Trang 13

Điện áp định mức U=400 V

Dòng điện định mức I=1,3 A

- - Nguyên lý hoạt động : đóng attomat QM33, ấn nút SM33 cuộn dây của khởi động

từ KM33 được cấp nguồn theo đường ( 0100, SA33, SM33, QM33, KM33, 0021 ) làm đóng tiếp điểm thường mở KM33 (3303, 3304 ) để tự duy trì, các tiếp điểm

động lực KM33 đóng cấp nguôồn cho động cơ M33 hoạt động 2.2.3 Động cơ trục chính M04 - - M04 là động cơ trục chính quay vít tải, đây là động cơ 1 chiều do hang ABB san xuất : Công suất định mức P= 44KW Tốc độ định mức n= 2000 vòng/phút Điện áp phần ứng U= 458 V Điện áp kích từ U= 330 V Dòng điện phân ứng I= 107 A Dòng điện kích từ IE 4,3A - M04 được cấp điện và điều chỉnh tốc độ bằng bộ điều khiển SIMOREG-DC của hãng seImen - _ Động cơ M04 quay và điều chỉnh tốc độ bằng chiết áp RV04 của hãng sfernice - Nguyên lý hoạt động :

Khi các điều kiện liên động dã thỏa mãn, ân nút SM04 cuộn dây rơle

[KA04C] được cấp nguồn, đóng tiếp điểm thường mở KA04C ( 0409, 0410 ) phát tin higu ON vao dau INPUT X6.8 cia bộ điều khiển SIMOREG Khi đó rơle [KA04/2]có điện làm đóng tiếp điểm KA04/2 ( 0109,0440 ) cấp nguồn cho rơ le KA04K đong các tiếp điểm thường mở KA04K (0466, 0467) sơ đồ 5 cấp nguồn

điện kích từ cho động cơ M04

Khi kích từ động cơ có điện thì đóng tiếp điểm MCR(X96.1, X96.2) cấp nguồn cho rơ le [KA04B] đóng tiếp điểm KA04B ( 0402, 0403 ) nối tiếp với tiếp điểm

KA04C (0401, 0402 ) tạo mạch duy tri cho ro le [KA04C]

Khi có kích từ tiếp điểm KA04B ( 0109, 0439 ) đóng lại, cuộn khởi động từ KM04

có điện làm đóng các tiếp điểm KM04 sơ đồ 5 cấp nguồn 3 pha cho bộ điều khiển SIMOREG và sẵn sàng cấp nguồn cho phần ứng động cơ M04

- - Một số tín hiệu cảnh báo : + Cam biến nhiệt BT04 đo nhiệt độ của động cơ M04 đưa về bộ điều khiến SIMOREG, khi nhiệt độ động cơ M04 qua giới hạn tiếp điểm của rơ le [KA04/6] đóng mạch đèn cảnh báo H041RD

Trang 14

+ Man hinh LED P04A hiển thị dòng điện phần ứng của động cơ M04 + màn hình LED P04B hiển thị tốc độ của động cơ M04 2.2.4 Động cơ cấp liệu M31 M31 là động cơ xoay chiều 3 pha do hãng KTRON sản xuất Công suất định mức P= 0,75 KW Tốc độ định mức n= 1400 vòng/phút Điện áp định mức Ủ= 400 V Dòng điện định mức I= 2,2 A

Động cơ M31 được điều khiển bằng biến tần VAR31 của hãng Danfoss Động co M31 được điều chỉnh tốc độ bằng chiết ap RV31 cua hang sfernice Nguyên lý hoạt động :

Sau khi ấn nút khởi động tông SM01 cuộn đây khởi động từ [KM31] có điện

đóng các tiếp điểm của KM31 động lực cấp nguồn 3 pha cho các đầu 91, 92, 93, của biến tần VAR31 đồng thời cá tiếp điểm KM31 (3105, 3106)

Động cơ MÃI chỉ hoạt động khi động cơ trục chính quay vít tải đã chạy, nghĩa

là các tiếp điểm thường mở KM04 (3014, 3015) đã đóng Ấn nút SM31 cuộn dây ro le [KA31A] duoc cấp nguồn theo đường (0100, SA31, SM31, KM04, KM31, [KM31A], 0021) lam đóng các tiếp điểm KA31A (3103, 3104) để tự duy trì, và đóng tiếp điểm thường mở KA31A (3123,3124) phát tín hiệu cho biến tần hoạt

động, sau đó vặn chiết áp RV231 để điều chỉnh tốc độ động cơ M31 2.2.5 Động cơ dao cắt M36 M36 là động cơ dao cắt 3 pha do hãng ABB sản xuất Công suất định mức P= 0,75 (KW) Tốc độ định mức n= 1410 (vòng/phút) Điện áp định mức Ủ= 400(V) Dòng điện định mức I= 2 (A)

Động cơ M36 được điều khiển bằng biến tần VAR36 của hãng Danfoss Động cơ M36 được chỉnh bằng chiết áp RV36 của hãng sfernice

Nguyên lý hoạt động :

Sau khi ấn nút khởi động tông SM0I thì cuộn khởi động từ [KM36] có điện theo đường (0100,QM36, [KM36], 0021) làm đóng các tiếp điểm KM36 mạch

động lực cấp nguồn điện cho các đầu 91,92 ,93 ,của biến tần VAR36, và đóng các

Trang 15

Động cơ M36 chỉ hoạt động khi động cơ cấp liệu M31 đã hoạt động, nghĩa là

các tiếp điểm của rơ le [KA31A] là KA31A (3604, 3605) đã đóng

Khi đó ấn nút SM36 cuộn dây rơ le [KA36A] có điện theo đường (0100,

SA36,SM56, KA231A, KM23ó, SQ36B, SQ36A, KA36A, 0021), đóng KA36A

(3603, 3604) để tự duy trì, đóng tiếp điểm KA36A (3623, 3624) phát tin hiệu cho

biến tan VAR36 hoạt động

Để điều chỉnh tốc độ động cơ ta vặn chiết áp RV236 2.2.6 Động cơ hút liệu M34 - Động cơ hút liệu M34 là động cơ 3 pha do hãng LEROI SOMER sản xuất Công suất định mức P = 1,5 kW Điện áp định mức U = 400 V Dòng điện định mức I = 3,6 A - Nguyên lý hoạt động :

Hoạt động của M34 phụ thuộc vào 2 senser BNH31(mức cao) và BNB (mức thấp), ban đầu 2 senser này đều đóng cấp điện cho rơ le thời gian đóng chậm

KT31H và rơ le trung gian KA31B, khi đó đóng 2 tiếp điểm KA31B va KT31H

Trang 16

Thời gian tăng nhiệt độ từ 0 đến 100 mắt khoảng 10 phút

Lò sẵy được điều khiến bởi bộ điều áp xoay chiều 1 pha

- _ Bảng hiển thị ZC62 do hãng EURTHERM sản xuất - - Bộ đo nhiệt độ BJ)62

2.3.2 Nguyên lý hoạt động

e© Lò sấy là một khâu trong dây truyền đùn snack nhưng nó lại rất quan trọng sản

phẩm dầu ra của dây truyền Nếu ta điều chỉnh nhiệt độ không chính xác ảnh

hưởng đến sản phâm như làm cháy sản phẩm hoặc làm sản phâm không chín .do

vậy em đã quyết định chọn thiết kế hệ thống điều khiển lò sấy nhiệt độ làm đề tài tốt nghiệp

Trang 17

Chương 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều

Chương 3

BO BIEN DOI DIEN AP XOAY CHIEU

3.1 Bộ điều chỉnh xung áp xoay chiều một pha

e«_ Để thay đổi giá trị điện áp xoay chiều, ngoài phương pháp cổ điển là dùng máy biến áp, người ta có thể dùng các bộ tiristo đấu song song ngược Nhờ biện pháp

này việc điều chỉnh điện áp được linh hoạt hơn ( vô cấp , nhanh, dễ tạo các mạch

vòng tự động điều chỉnh ) Kích thước của bộ biến đổi gọn, nhẹ và có giá thành hạ hơn nhiều so với biến áp

e_ Sơ đồ bộ biến đôi một pha gồm một bộ tiristo đầu song song ngược ( T,và T, ) và

Trang 18

Chương 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều

3.1.1 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ

- Khi chưa có van mở thì tải chưa được nối với nguồn nên điện áp ra tải băng không

- Cac tiristo T, va T, sé được mở ra trong từng nửa chu kỳ khi có xung điều khiển ứng với các thời điểm t,( mở T,) nghĩa là z, <t <z và t, ( mở T,) nghĩa là

ơ, <t <2z Tại thời điểm t = z thì điện áp về không nên van T,khóa lại, tại thời

điểm t =2z thì điện áp về không nên van T, khóa lại

- _ Giá trị hiệu dụng của điện ấp trên tải bằng :

2z 2z 2 — 1

U, ae | u2d0 =|" F (du sintya0 = | d—2e0s¢) = fu, 79-92" = F(a Nhu In 0 1 0 20 a

vậy , bằng cách thay đôi góc điều khiển ø ( góc mở tiristo ) gid tri dién áp trên tải

cũng thay đôi tương ứng

Trang 19

Chuong 4: Tinh toan va thiết kế mạch lực Chương 4 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH LỰC 4.1 Tính toán chọn van bán dẫn công suất P =4,5(kW) Thông số : U, = 400(V) I, =11,25(A) P_ 4500 - Điện trở tải: 8 =-*=_——— I t 11,25 = 36(Q) - Dong trung binh qua tiristor la: 7, =0,457, =0,45.11,25=5,1(4) Hé số dự trữ khoảng (1,7+2,5 ), ta chọn b=2 Vậy chọn loại tiristo có trị số dòng trung bình là : ly = 212 „ =2.5,1=10,2()

- _ Điện áp ngược lớn nhất qua tiristo là:

U„„„ ng max =U, =AJ2U, =A|2.380=536(7)

Vậy cần chọn van chịu được điện áp khoảng :

U, =2U van ng max = 2.536 =1072(V )

- Tra phụ lục 2 sách hướng dẫn thiết kế điện tử công suất ta chọn được van tiristo T10-12: Lian =12(4) Ư„„ =12000) U, =3(V) I, = 75(mA) ““ — 200(V 1s) dt di ~ =40(A/ H (A/ ps)

4.2 Tinh toan mach bao vé qua ap

- _ Biên độ điện áp vào khi lưới điện cao nhất : Uninmax = 1, WU yy max = 1,1.-V2.380 = 591(V)

- V6ihé sé dy trit b =2 thi dign 4p tối đa cho phép đặt lên van khi hoạt động là :

Trang 20

Chuong 4: Tinh toan va thiết kế mạch lực Uy 1200 ủy may ry — _¬ — a2 — 600(V) - Hé6s6 qua 4p khi lam viéc : k — O,emax LV — 600 ~ 1 max 2 Với k=l1 ta có C=8,R;„.=L8,R ` =0,9 - VỚI 7 m=,lƒ) thì ta có điện tích tích lũy qua van là -6 0 =0,06Aus = C.,,, = 22 — cr = 20010 Usman 591 9 go 18 Vay chon C=0,2nF

- Tacd RY, = < Ry < Roy ma

Trang 21

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién

Chuong 5

TINH TOAN VA THIET KE MACH DIEU KHIEN

Trang 22

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién 5.2 Khâu tạo xung đồng bộ Ry i | Di ' ie U ap 0 T/2 T { | | | | | | | | Mx ! ! | | _ t 0 | | | | | | U ap | | | | 0 —> le Íxdb L— t

Hình 5.2 : Mạch tạo xung đồng bộ chính xác theo điểm qua không của điện áp nguồn 5.2.1 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ

- _ Ở trạng thái bình thường khi tụ C kết thúc quá trình nạp hay phóng thì không có đòng qua tụ nữa, khi đó chỉ có dòng chạy qua 4 điện trở làm cho điện áp ở điểm X

:U, =0,5E do(R,+R,)=(R,+R,) Mặt khác điện thế ở cổng ( + ) của O4, sẽ dương hơn điện thế ở công ( - ), giữ cho đầu O4, ở trạng thái ôn định dương +U,„

- Khi Ư, đột biến từ +U,„ xuống -U,„ sẽ làm diot D, khóa còn D, dan Do D,

khóa điện thế ở công (—) đột biến xuống thành —E, D, vẫn dẫn đưa điện áp âm vào công (+)của Ø4, làm cho nó âm hơn công (—) nên đầu OA, lat trang thái

xuống —U,, xuat hién dong i, di qua R, > 8, >D,>C—OA, nap cho tu, dong

Trang 23

này sẽ giảm dân theo độ nạp của tụ làm cho điện thế ở cổng (+) cũng dương dần lên theo Khi điện thế công (+) đạt đến trị số —E thì OA, lật về trạng thái ôn định

ban dau bang +U,,

Khi Ư, đột biến từ -U,, lên +U,„ sẽ có quá trình tương tự nhưng ngược lại : D,

khóa lại D, dẫn Do D, khóa nên điện thế ở công (+) đột biến về không, D, dẫn đưa điện áp dương vào công (-) của OA, lam cho nó dương hơn công (+) nên

đầu OA, lat trang thái xuống -U,, Xuất hiện dòng ¡, đi qua tụ theo chiều ngược

OA, > D, > R, > R, > (-E), dong nay sé lam giam dién thế ở công (—) cũng âm dần Khi điện thế ở công (—) về không thì OA, lat trang thai tro về trang thai ồn định +U,„ Tà, teungdb = z.ln-”—” x 2U,, + 0,5E-U, 7„ là dòng qua tụ ở thời điểm mạch tác động : J, = R,+R,

Để mạch hoạt động đúng phải đảm bảo điều kiện xác lập z< (0,57 —r,„ edb)

5.2.2 Tính toán chon phan tử

Hai diot D,,D, có điện áp vào là điện áp đồng pha với trị số hiệu dụng bằng điện

áp đồng pha

Chon £=+12(V),U, =10(V), f =50Hz

Điện áp đồng bộ có biên độ là

U spmax = V2U 4 =V2.10=14,14(V)

Đây là chỉ số lớn nhất khi điện áp lưới biến động nó còn có thể cao hơn nữa Vì

vậy dùng một bộ bảo vệ đầu vào OA bằng 2điôt đấu song song ngược

Chọn điôt D,,D, và tất cả các điôt trong đồ án theo phụ lục 5 sách hướng dẫn thiết

Kango CA k ry _k I, =A)

kê điện tử công suât loại 1N4001 có trị sô :

Ungmax = 0(V)

Chon dién tré R, =15(kQ)

Chọn góc duy trì và thoát năng lượng a,,,, =5°

Trang 24

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién - Hang s6 thoi gian nap tu thoa man diéu kién xac lap : 4z < (0,5T —f „4; ) < 0,5 —f m„., _ 10ms—0,278ms —>7 = 4 = 2,43ms Vậy chọn z = lứns) Chọn #, =10(kO) z Tư - Taco tireay =T In b II db 12 0, 278 -3

>I, =—ex mp MP) 1p HP) ee) =— ex =1,58.10° (A) (A)

- Vinguén £=+12(V) nén U,, =(E-1,5) =(12-1,5) =10,5(V)

2Uy,+0,5E-U, _ 2.10,5+0,5.12-0,7

1, 1,58.10

=> R, =16,6—R, =16,6—-10 = 6, 6(AQ) Vay chon gia tri chuan R, = 6,2(kQ) - _ Giá trị của tụ C được tính từ trị số z đã chọn ts — 10° R,+R, 16,2.10° Chọn giá trị chuân C =62(nF) - Taco R,+R,= = 16,6(kQ) = 61,7.10° =61,7(nF)

5.3 Khâu tạo điện áp răng cưa

Trang 25

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién Uap ; >| kk txdb in i | |

Hình 5.3 : Mạch tạo điện áp răng cưa tuyến tính dùng xung đồng bộ chính xác a Nguyên lý hoạt động của sơ đã:

Ở nửa chu kỳ đầu khi điện 4p déng pha U,, <0 (OA, bao hoa 4m U,, =-U,,) didt D, dan dién ap tren tu C, bang dién 4p dau ra cha OA,: U, =U,,, dién 4p trén dién

trở #, bằng điện áp đầu ra trên O4,( b6 qua sut áp trên D,): U x =U py

1G dt= Us,

Us

C, R, C,R,

p 1c 1, t

=U, = Glicdt = Jip,dt =

Theo biểu thức này điện áp trên tụ C, cũng như đầu ra tăng trưởng tuyến tính Khi

điện áp này đạt chỉ số ngưỡng của điôt ôn áp D, thì nó thông và giữ điện áp ra ở chỉ số này

Ở nửa chu kỳ sau Ư„ >0 (O4, bảo hòa dương Ư„ =+U,„), D, khóa nên dòng

điện qua &, bằng không Lúc này dòng điện đi qua tụ C, băng dòng đi qua điện tro R,, dong nay chiéu voi dong di qua tu C, ở nửa chu kỳ trước, có nghĩa là tụ C phóng điện

Ure =U =Up, ~G lind Us, alg ta Un,

Do đó điện áp trên tụ C, cũng là điện ấp ra, giảm xuống theo hàm tuyến tính Khi

điện áp giám đến không rồi âm xuống thì điôt D, dẫn theo chiều thuận như các điôt thường, giữ cho điện áp ở giá trị xắp xỉ sụt áp trên điôt băng -0,7(V)

Từ đây mạch trở lại trạng thái đầu và điện áp nhận được trong một chu kỳ điện

lưới xoay chiêu có dạng răng cưa ổi lên

b Tính toán chọn phân tử :

Tính điện trở R, :

Trang 26

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién Chon C, =0,22uF , chon điện ap ồn ap loai BZX79 co U,, =10(V) ET 12.0, 02 => R, = 2U, C, 2.10.0, 22.10 : ~~ = 54,5(kQ) Chọn một điện trở 39kO nối tiếp với biến trở 20kO vào vị tri R, - Tinh điện trở R, :

Chọn thời gian nạp 1a: t, = 1(ms)

Trang 27

5.4.1 Nguyên lý hoạt động của khâu so sánh

- _ Là so sánh điện áp điều khiến với điện áp răng cưa để tạo ra điện áp ở cửa ra

- Điện áp răng cưa được đưa vào cửa trừ của khuếch đại thuật toán, còn điện áp

điều khiển được đưa vào cửa cộng của khuếch đại thuật toán

O day U- =U,, va U* =U, thì điện áp tuân theo qui luật :

Ữ,„ = Ky(U" ~U`)=K;.‹(U„ TU.)

Trang 28

5.5.1 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ

- _ Khi điện áp đưa vào khâu so sánh ở mức thấp —U,, thì tụ C được nạp bằng nguồn

âm theo Ø-—> 8 —>C —> Ø4, —>(—E) —> O Khi U, chuyển lên mức cao +U,„, ở thời

điểm ban đầu trên điện trở R xuất hiện một xung điện áp có giá trị bằng tổng điện áp có sẵn trên tụ ( đang bằng Ư,„ ) cộng với điện áp đầu ra của khâu so sánh (cũng bằng U,, ) do chung mắc nối tiếp nhau nên sẽ là +2U „: Sau đó tụ C bắt đầu quá trình nạp đảo để cuối cùng lại đạt đến trị số Ư,,„ nhưng ngược dau

Qui luật biến đổi điện áp đ

U_(t) = U,(1-2e*), với r= RC

-_ Điện áp nhận ở đâu ra chính là điện áp trên điện tro R

U_, =U, =U,, -U, =U,, —U,,(1—2e *) = 2U,,.e *

Suy ra dòng điện có qui luật t i(t) = Tite : Vậy độ rộng xung đơn ¢, =3r 5.5.2 Tính toán chọn phân tử : - Lay ty =1,87 - _ Để đảm bảo dòng vào bóng T khoảng đạt trị số khoảng ImA 2Uy <= bh @ø!# — 1A tả Véi U,, = E-1,5 =12-1,5 =10,5(V) 2U,, _ 2.10,5 => R¿=— "e ms i(tx) 10: 318 i(t=t,)= = 3,47(kQ)

- Dién tro R, phai nhd hon nhiéu so véi dién trở R dé dam bao dòng qua bong T vi

Trang 29

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién Chon C =10(nF) 5.6 Khuéch dai xung và biến áp xung +E oO Đ1a Gì Do 3 Dis Kì T BAX 1; Rị;

Hình 5.6 : Sơ đồ khuếch đại xung và biến áp xung

5.6.1 Khuéch đại xung

Theo tính toán ở mạch lực ta chọn van tiristo T10-12 U, =3) I, = 75(mA) Van có tham sô Chọn biến áp xung có tỉ số zz =2 - Dién 4p so cap BAX: U, = mU, =2.3=6(V) , acd I

- Dong so cap bien ap xung: J, = 2 = 0,0375(A)

- Nguồn công suất phải có trị số lớn hơn U, để bù lại sụp áp trên điện trở vì vậy chọn #_=12(V) Từ hai giá trị E =12(ÿ) và !, ta chọn được bóng 7; loại

BFY52 có U, =20(),1, = 14), Ø,„ = 60

- Chon bong 7, loại BCI07 có Ú,„ =45(V),!,„„ =0,1(),/,„„=110 Dòng làm việc I, _ 0,0375

của cực bazo bong 7, : J, = 8 = 0,34(A)

Trang 30

Chuong 5: Tinh toan va thiét ké mach diéu khién - _ Do chế độ làm việc của biến áp xung là từ hóa một phần nên chọn vật liệu lõi thép BAX là Ferit, chọn Z8 =0,27, 2 =30(4/m) = ie x BS

- _ Số vòng dây cuộn sơ cấp biến áp xung : W, =

Trang 31

Chương 6: Thiết kế hệ thống kín và mô phỏng

Chương 6

THIET KE HE THONG KIN VA MO PHONG

6.1 Xây dựng sơ đồ cấu trúc 6.1.1 Sơ đồ khối : Uso u U t° R, BBD} +4 Lo Ute Do t?° Hình 6.1 : Sơ đồ khối Bộ điều chỉnh ( R ) :

Chức năng : điều chỉnh và ỗn định nhiệt độ theo yêu cầu mình muốn

Bộ biển đổi lò sấy :

Chức năng : cấp điện cho dây đốt lò điện trở, điều chỉnh và ôn định nhiệt độ lò

điện trở bằng cách tự động khống chế công suất đưa vào lò

Lò điện trở :biễn đỗi điện năng thành nhiệt năng trên nguyên lý đun

Đo nhiệt độ :

Chức năng : đo U, và phản hôi vê

a) Nguyên [ý làm việc :

Nếu nhiệt độ phản hồi về thấp hơn nhiệt độ mình muốn ta điều chỉnh bộ R, cap

nguồn cho lò điện trở cho đến khi đạt được nhiệt độ mình muốn Tùy theo điện áp

nguồn cấp cho lò sẵy mà ta có được nhiệt độ khác nhau nghĩa là nếu ta tăng điện

áp nguồn cấp thì nhiệt độ của lò say cũng tăng lên

Trang 32

Chương 6: Thiết kế hệ thống kín và mô phỏng 6.1.2 Sơ đồ cau trúc 0 uc a R Uy, K U, K t Q t 1rEp 1+Tp tị K, 1+1;p Hình 6.2 : Sơ đồ cầu trúc

^A 1+ 4Â? TỊA LẤ k EA Lck aks Uy, 380

- - Bộ biên đôi : Hệ sô khuêch đại bộ biên đôi K,= = 1a 738 dk Hing sé thai gian bé bién ddi 7, = - = 1 — = 0,0050/ Hz) mf 2.2.50 0 0 F230 _ 0 605°C /V) - _ Lò điện sấy : Hệ số khuếch đại lò sấy K, = — = U, 380 |

Hang s6 thoi gian 16 say 7, ~ 15,3 (phut)

Trang 35

KẾT LUẬN

Trong bản đồ án này em đã nghiên cứa và tìm hiểu rút ra các ý chính sau:

- Tổng quan về công ty cô phần tràng an

- Tìm hiểu công nghệ lò sây và dây chuyền đùn SNACK, cơ cấu tổ chức ,quy trình công nghệ sản suất và hệ thống tự động hóa của nhà máy

- Nghiên cứu các đặc điểm chính lò say như trang bị điện, nguyên lý hoạt động, hệ

thống điều khiến nhiệt độ lò sấy

- Tinh toán và thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ lò say

Do thời gian có hạn, khối lượng kiến thức nhiều, trình độ còn hạn chế nên bản đồ án

này không tránh khỏi khiếm khuyết Vì vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của

các thầy cô giáo trong bộ môn Em chân thành cảm ơn sự tạo điều kiện giúp đỡ của ban

lãnh đạo , các phòng ban, phân xưởng công ty bánh kẹo TRÀNG AN, đặc biệt là phòng kỹ thuật cơ điện và cô giáo Nguyễn Thị Liên Anh đã giúp em hiểu được quy trình công nghệ cũng như nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiến thực tế từ đó vận dụng va

hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Trang 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Sách hướng dẫn thiết kế điện tử công suất

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật tháng 8 năm 2009

Tác giả : Phạm Quốc Hải

[2] Sách điều chỉnh tự động truyền động điện

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật tháng 3 năm 2008

Tác giả: Bùi Quốc Khánh - Nguyễn Văn Liễn - Phạm Quốc Hải Dương Văn Nghĩ

[3] Sách điện tử công suất

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật năm 2007

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	4,66 MB