btl đo lường và cảm biến chiết rót chất lỏng vào thùng rỗng

btl đo lường và cảm biến chiết rót chất lỏng vào thùng rỗng Mục Lục   Chương 1: Tổng Quan Hệ Thống 1.1Ứng dụng thực tế 1.2Cơ sở lý thuyết 1.3Giới thiệu về hệ thốngChương 2: Nội dung thực hiện 2.1Yêu cầu đề tài 2.2Các hướng giải quyết 2.3Lý do lựa chọn cho thiết kế 2.4Tính chọn thiết kếChương 3: Kết luận 3.1Các kết quả đạt được 3.2Các hạn chế khi thực hiện 3.3Biện pháp khắc phục Chương 4: Bài dịch tài liệu cảm biến 4.1Bản tài liệu lý thuyết 4.2Bản tài liệu sử dụng cảm biến

Môn Đo Lường & Cảm Biến BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa: Điện - BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN ĐỀ TÀI XÉT KHÂU RÓT CHẤT LỎNG VÀO THÙNG TRONG HỆ THỐNG SẢN XUẤT Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực : Võ Thị Cẩm Thùy Nhóm – Điện 2-K9 Nguyễn Anh Hào 0941040129 Nguyễn Kim Tuyền 0941040136 Hoàng Thị Thùy 0941040114 Vi Văn Hải 0941040167 Hoàng Nhật Anh 0941040144 -Hà Nội-2016 - Mục Lục Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Lời nói đầu:…………………………………………… .…………………………2 Đề tài yêu cầu: Chương 1: Tổng quan hệ thống thiết kế 4: Bản dịch tài liệu 27 3.1 Các kết đạt 35 3.1 Các kết đạt 40 Lời Nói Đầu    – Ngày việc ứng dụng khoa học – công nghệ vào lao động sản xuất nhu cầu thiếu Nó định việc tang 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 đất nước thời kỳ phát triển nghiệp công nghiệp hóa- đại hóa nước ta nay, việc bước giới hóa hoạt động lao động sản xuất quan trọng việc làm cần thiết – Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em tới việc tìm hiểu đề tài “Xây dựng thiết kế khâu chiết rót chất lỏng vào thùng sản xuất”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm cho ngành sản xuất có nhu cầu – Ở đề tài lần chúng em hướng đến thiết kế loại máy chiết rót chất lỏng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật , hiệu kinh tế, không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường tương đối phù hợp với công nghệ sản xuất nước Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy – Vì kinh nghiệm thân kiến thức không nhiều nên không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận đống góp ý kiến từ phía thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đề tài Xét khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất, mô tả công nghệ hình:  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 thùng Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy + Van điều khiển để rót chất lỏng vào thùng + Van điều khiển để đưa chất lỏng vào thùng 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 động kéo băng tải, Van1, Van2 thiết bị đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải Bồn chứa cao 2m thùng cao 0.5m Chất lỏng cần rót tính dẫn điện, tính chất ăn mòn hóa học  Yêu cầu đề tài: 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? ( chi tiết ) Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến 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) Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Chương 1: Tổng quan hệ thống thiết kế Ngày việc ứng dụng khoa học công nghệ vào lao động sản xuất nhu cầu thiếu, 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 hóa - đại hóa nước ta nay, việc bước 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 1.1 Tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng: Về công nghệ, hệ thống chiết rót chất lỏng sử dụng cảm biến, động cơ, điều khiển để điều khiển cho hệ thống hoạt động xác, nhanh chóng, hiệu Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất, mô tả công nghệ Hệ thống gồm có: + + + + + + + Kho: chứa thùng rỗng Thùng: để chứa chất lỏng cần rót Động cơ: kéo băng tải Hai nút khởi động dừng hệ thống: Start, Stop Bồn chứa: chứa chất lỏng cần rót vào thùng Van 1: điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa Van 2: điều khiển để rót chất lỏng vào thùng Hệ thống chiết rót chất lỏng vào thùng ứng dụng phổ biến nhà máy, xí nghiệp Nó giúp cho việc định mức định lượng trở nên xác, đảm bảo vệ sinh Trong thực tế yêu cầu đo mức lưu lượng chất lỏng xuất nhiều lĩnh vực: + + + + + + Sản xuất nông nghiệp: đảm bảo lượng nước tưới tiêu cho trồng, đảm bảo lượng nước bể, hồ nuôi thủy hải sản Công nghiệp sản xuất rượu, bia Đo mức xăng, dầu khai thác dầu khí Khống chế mức nước thủy điện, nhiệt điện Đo mức chất lỏng phòng thí nghiệm, xét nghiệm Xử lý nước thải nhà máy, thành phố Tùy theo yêu cầu độ xác mức lưu lượng chất lỏng ứng dụng mà lựa chọn loại cảm biến khác Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 1.1.1 Nguyên lý vận hành hệ thống Theo yêu cầu đề tài ta cần rót chất lòng vào thùng rỗng cao 0,5 m nhờ hệ thống băng truyền vận chuyển thùng rỗng có bồn chứa chất lỏng cần rót vào thùng rỗng Ngoài có hệ thống đẩy thùng rỗng để chứa chất lỏng Đầu tiên ta thiết kế hệ thống đẩy thùng rỗng xuống băng chuyền: Khi ấn nút Start, động băng chuyền bắt đầu hoạt động Cảm biến có tín hiệu vào, kho chứa thùng rỗng đẩy thùng rỗng xuống băng tải, chạy đến vị trí phía bồn chứa Khi thùng rỗng đến vị trí bồn chứa cảm biến phát tín hiệu dừng lại Khi van mở xả chất lỏng xuống thùng rỗng Khi thùng chất lỏng đủ lượng yêu cầu cảm biến quang thùng chứa phát tín hiệu động băng chuyền lại tiếp tục chạy Khi cần dừng hệ thông ấn nút Stop hệ thống động cơ, băng tải, cảm biến tạm dừng hoạt động Van đóng lại Tiếp theo hệ thống rót chất lỏng: Cần xác định lượng chất lỏng chứa bồn thùng chứa Khi bồn chứa tức chất lỏng 0,5m, để tránh tình trạng Van1 không xả kịp so với Van2, ta cần hệ thông bù thêm chất lỏng vào bồn chứa nhờ thông báo vào “cảm biến đo mức (2)” Van2 để nhận biết chất lỏng đạt mức thấp 0,5m Van1 xả, lúc “cảm biến đo mức (1)” Van1 hoạt động, đến mực chất lỏng đạt đến 1,9m, “Cảm biến đo mức (1) phát tín hiệu Van1 đóng lại Chương 2: Nội dung thực 2.1 + + Yêu cầu đề tài Trình bày tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống? Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến + + + + + GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 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 tính toán xử lý tín hiệu đầu cửa cảm biến để tác động đến đối tượng điều khiển? Đánh giá sai số hệ thống Các hướng giải 2.2 Đối với hệ thống chiết rót chất lỏng này, chúng em sử dụng: - - cảm biến: + cảm biến quang loại phản xạ để phát đẩy thùng rỗng xuống thùng băng truyền + cảm biến tiệm cận điện dung để phát có mặt thùng rỗng phía van để dừng băng tải + cảm biến đo mức dạng quang bên bồn chứa để đo lượng nước giới hạn thấp, cao bồn chứa điều khiển đóng mở van + Cảm biến quang đầu van để đo mức chất lỏng rót vào thùng rỗng điều khiển đóng mở van Các nút Start, Stop để khởi động dừng toàn hệ thống 2.2.1 Cảm biến quang: Cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói cách nôm na, thực chất chúng linh kiện quang điện tạo thành Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt cảm biến quang, chúng thay đổi tính chất Tín hiệu quang biến đổi thành tín hiệu điện nhờ tượng phát xạ điện tử cực catot (Cathode) có lượng ánh sáng chiếu vào Công dụng chủ yếu cảm biến quang dùng để phát vật thể không tiếp xúc, thiết kế nhỏ gọn với vỏ nhựa kim loại, hình dạng vuông tròn, có chế đọ chỉnh định, phát Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy chênh lệch màu sắc cao,hoạt động xác ổn định Phát vật vật thể qua với thời gian nhanh a Cảm biến quang loại phản xạ: Cảm biến quang loại phản xạ có phát nhận tích hợp chung vỏ hay gọi Vị trí phận song song nhau: Hình 2.1: Các phận cảm biến quang loại phản xạ Ánh sáng chiếu đến phận phản xạ quay trở lại phận tiếp nhận Khi có đối tượng chặn ánh sáng, ngõ cảm biến thay đổi trạng thái Các đối tượng nhận biết ánh sáng bị ngắt không phản xạ lại  Đặc điểm cảm biến quang loại phản xạ: + Độ tin cậy cao + Giảm bớt dây dẫn + Có thể phân biệt vật suốt, mờ, bóng loáng Do thùng chứa chất lỏng làm thuỷ tinh suốt nên ta dùng cảm biến quang loại phản xạ Cảm biến quang chịu ảnh hưởng chất lỏng, tần số hoạt động cao, xác, lắp đặt đơn giản nên ta chọn CB quang loại phản xạ Trang Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Hình 2.2: Cảm biến quang phản xạ Cảm biến quang dạng khuếch tán: Bộ cảm biến với ánh sáng hồng ngoại điều chế chất lỏng Được trang bị với b khuếch đại Bộ phát nhận khép kín hộp nhựa thiết kế để gắn vào tường bể, NC (nghỉ switching) PNP transistor đầu (đầu OFF cảm biến chất lỏng).Các cảm biến đòi hỏi 10-40 VDC điện áp đầu vào, có đèn LED cho đầu định thường chấp nhận ứng dụng Hình 2.3: Cảm biến quang khuếch tán Trang 10 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 30 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 31 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 32 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 33 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 4.2 Cảm biến tiệm cận Omron TL-N7MD2: * THÔNG TIN CHUNG Cảm biến tiệm hay gọi Cảm biến từ chủng loại phong phú, ứng dụng rộng rãi cho ngành công nghiệp, đặc biệt ứng dụng chấn động, tốc độ cao… - Vật phát hiện: Kim loại - Khoảng cách phát hiện: 0~20mm tùy loại - Nguồn cấp: 12-24VDC (10-30VDC) - Chế độ hoạt động: NO/ NC tùy loại - Kết nối: Dây nguồn mét Loại 01 chiều dây sợi NPN, loại xoay chiều dây sợi - Nhiệt độ môi trường làm việc: - 27~70 độ C - Độ ẩm môi trường: 35 ~ 95 RH 4.2.1 Bản dịch Tiếng Việt: Trang 34 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 35 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 36 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 37 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 38 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 4.2.2 Bản dịch Tiếng Anh: Trang 39 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 40 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 41 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 42 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 43 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 44 [...]... có thùng rỗng và đưa tín hiệu về trung tâm cho dừng động cơ kéo băng tải (M) để rót chất lỏng vào thùng Nếu chưa rót đầy thùng thì 2 động cơ M ngừng hoạt động Nếu thùng được rót đầy thì động cơ M tiếp tục hoạt động, - quy trình này lặp đi lặp lại Công đo n 3: Rót chất lỏng vào thùng rỗng: Trang 16 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Khi thùng rỗng tới vị trí van 2, CB2 phát hiện có thùng. .. Thùy Trang 28 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 4.1.2 Bản dịch Tiếng Anh: Trang 29 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 30 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 31 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 32 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 33 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy 4.2 Cảm biến tiệm cận Omron... Trang 13 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Hình 2.5: Ứng dụng cảm biến tiệm cận điện dung trong đo mực chất lỏng Ta chọn cảm biến tiệm cận điện dung để đo mực nước trong thùng chứa do cảm biến điện dung có thể phát hiện được mọi vật liệu (cảm biến điện cảm có thể phát hiện được kim loại), giá thành hợp lý và do thùng chứa luôn ở vị trí cố định Ta dùng cảm biến tiệm cận siêu âm để đo mức nước... rỗng và phát tín hiệu chuyển về trung tâm để ngưng động cơ M đồng thời van 2 mở cho chất lỏng chảy vào thùng Khi chất lỏng được van 2 rót vào thùng rỗng dưới ngưỡng đặt trước của cảm biến đo mức CB3 (là mức chất lỏng đầy) thì CB3 xuất tín hiệu về trung tâm cho tiếp tục mở van 2 Nếu đạt ngưỡng của cảm biến thì đóng van 2 đồng thời tiếp tục cho động cơ M hoạt động Quy trình lặp đi lặp lại - Công đo n... thùng rỗng CB1: Cảm biến quang phản xạ để phát hiện và đóng mở kho để thùng  rỗng được đưa ra băng tải CB2: Cảm biến tiệm cận xác định thùng rỗng để băng tải ngừng quay  đồng thời xuất tín hiệu cho hệ thống mở van 2 rót chất lỏng vào thùng CB3: Cảm biến quang đo mức (cảm biến tiệm cận siêu âm) phát hiện mức chất lỏng có trong thùng đã đạt ngưỡng hay chưa đồng thời xuất tín hiệu đóng mở van 2 cho... Do các thùng chứa chất lỏng có thể làm bằng thuỷ tinh trong suốt nên ta dùng cảm biến quang loại phản xạ Cảm biến quang ít chịu ảnh hưởng của chất lỏng, tần số hoạt động cao, chính xác, lắp đặt đơn giản nên ta chọn CB quang loại phản xạ  Cảm biến dạng quang Hình 2.11: Cảm biến dạng quang VP03EPQ Thông số kỹ thuật: - Điện áp đầu vào: 10-40V Trang 23 Môn Đo Lường & Cảm Biến - Điện áp ra: < 1VDC và < 0.9VAC... trong thùng rỗng do ta không biết thể tích của thùng chứa nên không thể dùng cảm biến đo lưu lượng, đồng thời các thùng rỗng di chuyển trên băng tải nên không thể dùng cảm biến điện dung như ở thùng chứa c Thiết kế vị trí lắp đặt Hình 2.6: Sơ đồ lắp đặt Chú thích sơ đồ: Trang 14 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy   Kho: chứa các thùng rỗng CB1: Cảm biến quang phản xạ để phát hiện và. .. trường không khí và ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của tín hiệu hồi đáp Để tránh sai số do môi trường gây ra cần gắn cảm biến vào những vị trí và môi trường có thể dự đo n trước Cảm biến siêu âm hoạt động bằng cách phát đi 1 xung tín hiệu và đo thời gian nhận được tín hiệu trở vể Sau khi đo được tín hiệu trở về trên cảm Trang 19 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy biến siêu âm, ta... ngưỡng thì đóng van 2,  chưa đạt ngưỡng thì van 2 lại mở) CB4: Cảm biến dạng quang đo mức chất lỏng trong bồn chứa và điều  khiển van1 mở khi mực chất lỏng chạm mức thấp CB5: Cảm biến dạng quang nữa cũng làm nhiệm vụ đo mức chất lỏng trong bồn chứa và điều khiển van1 đóng khi mực chất lòng đạt mức cao Thuyết minh: - Công đo n 1: Đẩy thùng rỗng từ kho xuống băng tải: Khi ấn nút start động cơ (M) hoạt... thiếu sót Trang 25 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Để bài làm hoàn thiện và rút ra được bài học chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Chương 4: Bản dịch tài liệu cảm biến: 4.1 Cảm biến điện quang điện năng omron E3Z: 4.1.1 Bản dịch Tiếng Việt: Trang 26 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị Cẩm Thùy Trang 27 Môn Đo Lường & Cảm Biến GVHD: Cô Võ Thị