Nghiên cứu hệ thống cân Rotor

Luận văn, đồ án tốt nghiệp, đề tài tốt nghiệp, đồ án, thực tập tốt nghiệp, đề tài

Báo cáo môn học Trang bị điện máy công nghiệp Đề tài: Nghiên cứu hệ thống cân Rotor Giáo viên hướng dẫn : Lê Minh Hà Nhóm sinh viên thực : Nguyễn Anh Tuấn - SHSV: 20092988 Lại Văn Chung - SHSV: 20090331 Mục lục Phần Trang I Giới thiệu cân rotor II Phân loại Cân truyền thống a Hệ thống cân tổn hao trọng lượng b Hệ thông cân bang tải lien tục c Hệ thống đo lường dòng chảy rời rạc Cân Rotor III Cấu tạo nguyên lý làm việc cân Rotor Cấu tạo a Tổng quan toàn hệ thống b Cấu tạo cân Rotor Nguyên lý làm việc a Nguyên lý làm việc toàn hệ thống b Nguên lý hoạt động cân Rotor IV Yêu cầu công nghệ Hệ thống truyền thông a Mạng CAN ( Controller Area Network) b Mạng Profibus – DP Hệ thống điều khiển V Phương án thiết kế phù hợp công nghệ VI Tổng kết I Giới thiệu cân Rotor(Rotor Weighfeeder TRW-K) - Là loại cân sử dụng nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy sản xuất than - Cân Rotor đăng ký sang chế hãng Pfister – Đức, chứng nhận DIN EN ISO 9001 - Cân Rotor cho kết cân có độ xác cao tin cậy, minh chứng với 20 năm hoạt động toàn giới với 1700 đơn vị sử dụng - Thiết kế mạnh mẽ chịu mài mòn cao làm cho hệ thống đáng tin cậy - Cân xác với cơng suất cao,tốc độ kiểm soát để ổn định cao Điều làm cho hệ thống hoạt động liên tục xác - TRW-K thiết kế hồn tồn khép kín, chặt chẽ tất kim loại thiết bị bên thiết kế chống nổ II Phân loại 1.Cân truyền thống: a Hệ thống cân tổn hao trọng lượng - Làm việc theo nguyên tắc điều khiển bám theo thời gian trễ thông qua phễu chảy liên tục hệ thống cân tự động - Nhược điểm : + Yêu cầu xử lý tốc độ cao, để đảm bảo xác điều khiển đáp ứng + Máy rung lắc, gây nhiều tiếng ồn + Chịu tác động nhiều yếu tố nhiễu, đầu vào đầu cần phải cách ly hoàn toàn Các lực học, dao động mối liên kết … làm sai lệch kết → giảm độ xác tin cậy hệ thống b Hệ thống cân băng tải liên tục - Đo khối lượng nguyên liệu thông qua tốc độ động cảm biến đo áp lực lên băng tải Nhược điểm : + Băng tải cân khó đáp ứng đủ nhu cầu cho việc đo phối liệu nguyên liệu bột thô mịn theo xu hướng chảy xiết + Sự thay đổi nhanh dòng chảy cộng với thời gian trễ cố hữu hệ thống gây tượng tràn băng truyền, kiểm sốt dịng chảy ngun liệu, dẫn tới liệu cấp vượt mức cho phép + Về mặt đo lường, tải trọng thấp, chuyển động tương đối nguyên liệu với băng tải tạo nên kết đo khơng xác + Vấn đề chống bụi làm băng truyền, c Hệ thống đo lường dòng chảy rời rạc Nhược điểm : - Không phù hợp với hệ thống đo lường liên tục - Sự thay đổi nhanh giá trị đặt làm hệ dao động, ổn định Cân Rotor: (nghiên cứu phần dưới) III Cấu tạo nguyên lý làm việc cân rotor Cấu tạo a Tổng quan toàn hệ thống 1-Thùng chứa nguyên vật liệu để đưa vào cân 2-Cân rotor 3-Hệ thống giao tiếp CPI 4-Hệ thống điều khiển CSC ( điều khiển motor) b Cấu tạo cân rotor: Đầu vào nguyên liệu Rotor quay(giống bánh xe) Đầu nguyên liệu Vòng bi Load-cell Độngc điều chỉnh tốc độ Nguyên lý làm việc a Nguyên lý hoạt động toàn hệ thống Nguyên liệu đưa từ silo(1) vào cân rotor (2), tín hiệu đo đạc đưa hệ thống giao tiếp CPI(3), kết nối với hệ thống điều khiển CSC (4) điều khiển động cân rotor để phù hợp với mục đích hệ thống nhà máy b Nguyên lý hoạt động cân rotor - Vật liệu vận chuyển bánh xe rotor (2) từ đầu vào (1) đầu (3) Trục cân (AA) đặt xuyên qua hai vòng bi (4) xuyên qua hai đầu vào đầu Trọng lượng nguyên liệu máng đo cân load-cell (5) Các thông tin khối lượng đưa tính điều chỉnh tốc độ thời gian xả nguyên liệu theo yêu cầu động (6) - Khi nguyên liệu di chuyển từ đầu vào đến đầu ra, lượng nguyên liệu qua trục cân gây mômen đường tâm trục Mơmen đo loadcell Tín hiệu loadcell tỷ lệ với khối lượng nguyên liệu ngăn rotor, tín hiệu đưa lên - - - điều khiển để điều khiển đóng mở cửa điều khiển luu lượng, nhờ mà ngăn rotor khơng bị tràn Đường kính ngồi rotor lên đến 2200mm, với mức nạp liệu lên đến 1100mm để đáp ứng công suất yêu cầu cho nguyên vật liệu thô từ 50 đến 700 nhiều Trong khoảng từ 500 đến 1000 kg ảnh hưởng nhiễu ngồi nhỏ Hệ truyền động lắp ráp rotor với khớp nối tự điều chỉnh Hình dáng đặc biệt trục giúp bù trừ thay đổi lực dao động gây nên khối lượng nguyên liệu, kết không bị ảnh hưởng Khối lượng nguyên liệu cửa tính thơng qua khối lượng đo từ loadcell tốc độ quay rotor Ta tính khối lượng ngun liệu sau : feedrate = rotatespeed * weight feedrate : khối lượng nguyên liệu rotatespeed : tốc độ quay rotor weight - : khối lượng đo đươc từ cảm biến Khi tốc độ quay khơng đổi lượng ngun liệu cửa tỷ lệ thuận với tín hiệu loadcell rotatespeed = const feedrate ≠ const - Muốn lượng nguyên liệu cửa số, mong muốn ta phải điều chỉnh tốc độ động tỷ lệ nghịch với tín hiệu đo loadcell feedrate = const rotatespeed = feedrate/weight - Ưu điểm + Cho kết đo có độ xác cao chế độ đo ngắn hạn dài hạn + Sản phẩm có dải điều khiển lớn + Điều khiển tiền định ( điều khiển tín hiệu tới) + Thiết kế gọn nhẹ + Dễ bảo dưỡng + Ít hao mòn + Đo lượng lớn nguyên liệu tích lớn … IV u cầu công nghệ Hệ thống truyền thông: - Trong hệ thống cân rotor, thông tin động cơ, lưu lượng vào thông qua giao tiếp CPI (CAN Process Interface) đưa đến điều khiển CSC(CAN System Controller) để giao tiếp với thiết bị khác - Giữa cân trạm cấp liệu nối theo mạng CAN - Các trạm cân nối mạng Profibus-DP với hệ thống giám sát trung tâm (Supervisor System Customer) a Mạng CAN (Controller Area Network) - CAN xuất phát phát triển chung hãng Intel Bosch Ban đầu sử dụng công nghệ ôtô, ngày phát triển sử dụng nhiều lĩnh vực tự động hóa trình cơng nghiệp - CAN sử dụng đơi dây xoắn kết hợp với chuẩn RS 485 - Cơ chế giao tiếp CSMA/CA - Có khả tránh xung đột - Tốc độ truyền tối đa 1Mbit/s Ưu điểm CAN Có độ tin cậy cao nhờ phương pháp bảo tồn tín hiệu tốt Tính thời gian thực cải thiện Hiệu suất truyền lớn → thích hợp với điều khiển chuyển động tốc độ cao điều khiển mạch vịng kín  Nhược điểm CAN: - Có ràng buộc tốc độ truyền chiều dài mạng  - Ghép nối với CAN Bus kết nối cân với 10 11 Ghép nối với khối điều khiển động Ghép nối CPI 12 13 b Mạng Profibus-DP (Process Field Bus) - Phát triển Đức từ 1987, sau chuẩn hóa thành tiêu chuẩn Châu Âu quốc tế - Profibus-DP giao thức truyền thông sử dụng thường xuyên nhất, thiết kế cho giao tiếp hệ thống điều khiển ngoại vi phân tán - Cáp sử dụng đôi dây xoắn, có dung trở đầu cuối - Cấu trúc mạng cấu trúc hình thẳng, - Phương thức truy cập kiểu master/slave Giao diện Profibus Hệ thống điều khiển: 14 Sử dụng điều khiển PLC-S7300 Siemens Hoạt động PLC : - CPU thực chu kỳ quét với giai đoạn + Đọc liệu đầu vào + Xử lý, tính tốn + Ghi liệu ngồi - Q trình xử lý lặp lặp lại Đặc điểm : - Số lượng đầu vào lớn - Được module hóa, mở rộng 15 PLC Khối ghép nối vào CPU Khối xử lý Khối nhớ Khối nguồn 16 V Phương án thiết kế phù hợp cơng nghệ - Hình chiếu cạnh: - Hình chiếu đứng: 17 Thơng số kỹ thuật: - Áp lực chống sốc lên đến 3,5 bar Kích thước Chiều cao: 1900 mm Khỏang cách: 920 mm(đầu vào đến đầu ra) Đường kính Rotor: 1800 mm Chiều cao Rotor: 500 mm Đường kính cửa đầu vào: 600 mm - Trọng lượng 4.800 kg - Tốc độ cắt: 3,0 đến 150 t / h - Feedrange: 10% đến 100% - Độ xác: ± 0,5% - Tốc độ Rotor : tối đa vòng phút - Động Điện tiêu thụ :1,5 kW - Công suất động cơ: tối đa kW Động lớp bảo vệ: IP 55 Nhiệt độ tiêu chuẩn: ° C đến +40 ° C Điều khiển:CSC Giao diện hệ thống điều khiển: Serial-Interface (ModBus RTU) Mạng : (Profi-Bus DP, DeviceNet) Giao diện Analog / Digital-Hardwired 18 Tổng kết Rotor Weighfeeder thiết bị giới cơng nghiệp Việt Nam sản phẩm tương đối đại dùng rộng rãi công nghiệp xi măng, than, thức ăn chăn nuôi Với công nghiệp đại hóa, phát triển nước ta sản phẩm, máy móc với cơng nghệ tốt, nâng cao suất nên đầu tư sử dụng nhiều Trên kết chúng em tìm hiểu hệ thống cân rotor Do thời gian tương đối ngắn nên báo cáo chưa chi tiết Nếu có điều kiện thời gian chắn chúng em tìm hiểu kĩ thiết bị mặt điều khiển vận hành chế tạo Chúng em mong bổ sung hướng dẫn thêm từ thầy giáo Chúng em xin chân thành cảm ơn! 19 ... thiệu cân rotor II Phân loại Cân truyền thống a Hệ thống cân tổn hao trọng lượng b Hệ thông cân bang tải lien tục c Hệ thống đo lường dòng chảy rời rạc Cân Rotor III Cấu tạo nguyên lý làm việc cân. .. việc cân rotor Cấu tạo a Tổng quan toàn hệ thống 1-Thùng chứa nguyên vật liệu để đưa vào cân 2 -Cân rotor 3 -Hệ thống giao tiếp CPI 4 -Hệ thống điều khiển CSC ( điều khiển motor) b Cấu tạo cân rotor: ... làm việc cân Rotor Cấu tạo a Tổng quan toàn hệ thống b Cấu tạo cân Rotor Nguyên lý làm việc a Nguyên lý làm việc toàn hệ thống b Nguên lý hoạt động cân Rotor IV Yêu cầu công nghệ Hệ thống truyền