Nghiên cứu phục hồi bộ điều khiển máy ép gỗ 150 tấn tại xưởng x3 của trường đại học lâm nghiệp

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, PHỤC HỒI BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ÉP GỖ 150 TẤN TẠI XƯỞNG X3 CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn : Ths.Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực : Nguyễn Đại Dương Mã sinh viên : 1651080172 Lớp : K61 – CĐT Khoá : 2016 - 2020 Hà Nội – năm 2020 MỞ ĐẦU Sản phẩm gỗ có mặt hầu hết gia đình, hoạt động đời sống, với nguyên liệu từ thiên nhiên an toàn với người, mang lại nhiều giá trị trang trí nội thất nhà, điêu khắc nghệ thuật, vật liệu xây dựng … nhiều lĩnh vực khác Đặc biệt Việt Nam ngành khai thác chế biến gỗ phát triển nhiều tiềm kinh tế Tuy nhiên gỗ tự nhiên khơng qua q trình xử lý mặt lý hóa thường khơng bền nhanh bị nấm mốc, mối phá hủy Để tăng giá trị sản phẩm từ gỗ tái chế gỗ đòi hỏi người phải tìm phương pháp thử nghiệm, thực nghiệm cần hỗ trợ loại máy mọc số máy ép nhiệt gỗ Hiện nay, xưởng gỗ X3 thuộc Trường Đại Học Lâm Nghiệp có máy ép nhiệt 150 phục cho công tác học tập nghiên cứu thừ nghiệm vật liệu gỗ Máy ép nhiệt đưa vào sử dụng từ lâu với hệ thống điều khiển bền bỉ xác Tuy nhiên q trình sử dụng lâu dài với khơng khí nóng ẩm miền Bắc lên hệ thống điều khiển bị hư hại nhiều như: Khung máy, tủ điều khiẻn gỉ sét, bong tróc sơn, van điều khiển, cảm biến sai lệch … Dẫn tới thiết bị vận hành xác Nhận thấy cần thiết thiết bị trình học tập nghiên cứu thử nghiệm đồng thời hội để em vận dụng kiến thức học thức với định hướng hướng dẫn thầy Nguyễn Thành Trung, em chọn đề tài“ Nghiên cứu, phục hồi điều khiển máy ép gỗ 50 xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp” + Mục tiêu nghiên cứu: - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động máy ép nhiệt gỗ 150 - Phục hồi máy ép nhiệt gỗ 150 xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp có khả điều khiển nhiệt độ, điều khiển áp suất theo cài đặt Đối tượng nghiên cứu: Máy ép nhiệt gỗ 150 xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp + Phạm vi nghiên cứu: - Nhiệt độ điều khiển máy ép phạm vi (10 ºC – 400 ºC) - Áp suất bàn ép phạm vi 400 kgf/cm2 + Phương pháp nghiên cứu: - Phân tích tổng hợp lí thuyết - Phương pháp chế tạo thực nghiệm + Kết dự kiến đạt - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy ép nhiệt gỗ 150 - Phục hồi phận khí máy ép nhiệt gỗ 150 - Phục hồi điều khiền máy ép nhiệt gỗ 150 - Vận hành máy Nội dung đề tài trình bày chương: Chương 1: Hiện trạng máy ép nhiệt gỗ Chương 2: Phục hồi máy ép nhiệt gỗ 150 Chương 3: Kết thực nghiệm Tuy nhiên, kiến thức, kinh nghiệm hạn chế nên việc nghiên cứu đề tài chắn cịn nhiều thiếu sót Vì vậy, mong đóng góp thầy, bạn để đề tài hoàn thiện Qua đề tài em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thành Trung, thầy, cô môn bạn giúp đỡ thời gian vừa qua để em hồn thành tốt đề tài Sinh viên thực đề tài Dương Nguyễn Đại Dương NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Chữ ký, họ tên) NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG MÁY ÉP NHIỆT GỖ 1.1 Hệ thống khí máy ép nhiệt gỗ 1.1.1 Khung bàn ép .1 1.1.2 Hệ thống thủy lực .5 1.2 Hệ thống điều khiển máy ép nhiệt gỗ 13 1.1.2 Giao diện bảng điều khiển 13 2 Tủ điều khiển 14 CHƯƠNG 2: PHỤC HỒI MÁY ÉP NHIỆT GỖ 150 TẤN 18 2.1 Phục hồi hệ thống khí .18 2.1.1 Khung bàn ép 18 2.1.2 Phục hồi hệ thống thủy lực .20 2.2 Phục hồi hệ thống điều khiển 22 2.2.1 Phục hồi giao diện điều khiển 22 2.2.2 Tủ điều khiển 22 CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 40 3.1 Tiến trình vận hành .40 3.2 kết 41 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Khung máy ép gỗ Hình Day dẫn hướng máy ép Hình Mặt bàn ép máy Hình Bàn nhiệt Hình Bàn nhiệt Hình 6-a Hiện trạng dây dẫn tải bàn nhiệt Hình Vỏ bảo vệ bàn ép nhiệt Hình Động bơm dầu Hình Bơm pittong Hình 10 Bơm bánh Hình 11 Thơng số động Hình1 12 Ơng dẫn dầu bơm bánh Hình 13 Ông dẫn dầu bơm pittong Hình 14 Ống dẫn phân phối dầu Hình 15 Bể dầu máy ép Hình 16 Xy lanh nâng bàn máy Hình 17 van an toàn bơm pittong Hình 18 Hệ thồng van 10 Hình 19 Hiện trạng van đảo chiều nâng bàn lên nhanh 10 Hình 20 Đồng hồ đo áp suất 11 Hình 21 Đồng hồ áp suấd kim (Đồng hồ áp suất tiếp điểm) 12 Hình1 22 Hiện trạng đồng hồ kim 12 Hình 23 Một số van chiều thực tế 13 Hình 24 Giao diện bảng điều khiển 13 Hình 25 Các nút điều khiển máy 14 Hình 26 Hiện trạng đèn báo máy 14 Hình 27 Đồng hồ điều chỉnh áp suất 15 Hình 28 Hiện trạng đầu dò cảm biến K 15 Hình1 29 Attomat ba pha bảo vệ bơm nhiệt điện trở 16 Hình 30 Khởi bật bơm khởi cho nhiệt điện trở 17 Hình 31 Hệ thống dây dẫn tải 17 Hình Máy thổi 18 Hình 2 Máy trà BOSCH 18 Hình Mặt bàn sau vệ sinh 19 Hình Gen thủy tinh chịu nhiệt 19 Hình Sơ đồ phân bố cách đấu điện nhiệt điện trở bàn ép 20 Hình Cuộn hút van đảo chiều 20 Hình Thử nghiệm thực tế 21 Hình Kết sau vệ sinh tiếp điểm đồng hồ 21 Hình Giao diện bảng điều khiển 22 Hình 10 Công nút bảng điều khiển 22 Hình 11 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy ép gỗ 150 (tấn) 23 Hình 12 Sơ đồ hệ thống điện điều khiển thủy lực 24 Hình 13 Sơ đồ điện pha cấp cho bảng điều khiển 25 Hình 14 Sơ đồ đấu dây bảng điều khiển 25 Hình 15 Sơ đồ đấu dây đèn báo cho bảng điều khiển 26 Hình 16 Kết đấu dây thực tế 27 Hình 17 RKC REX-C100 28 Hình 18 Sơ đồ đấu nối chân RKC REX-C100 29 Hình 19 Thơng số kính thước RKC REX-C100 29 Hình 20 Giao diện điều khiển RKC 31 Hình 21 Đấu nối RKC REX- C100 với nguồn cảm biến 32 Hình 22 Đấu nối RKC REX- C100 với khởi điều khiển nhiệt 33 Hình 23 Giao diện cài nhiệt độ điều khiển 33 Hình 24 Hình ảnh thực tế 34 Hình 25 Giao diện cài đặt cảm biến 35 Hình 26 Giao diện cài đặt đơn vị nhiệt độ 35 Hình 27 Giao diện bật chức AT 36 Hình 28 Vị trí bắt cảm biến khung bàn ép 36 Hình 29 Sơ đồ đấu cảm biến tiệm cận 37 Hình 30 Vị trí bắt cảm biến tiệm cận 37 Hình 31Hình ảnh thực tế 38 Hình 32 Sơ đồ dây pha thứ 38 Hình 33 Sơ đồ dây pha thứ hai 39 Hình 34 Sơ đồ dây pha thứ ba 39 Hình Hình ảnh tay gạt thực tế 40 Hình -a Cài giá trị nhiệt độ cho bàn 41 Hình 3 Vị trí bàn ép lúc đầu 42 Hình Vị trí bàn ép gặp cảm biến tiệm cận 43 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Thông số chung RKC REX-C100 29 Bảng 2 Giá trị cài đặt loại cảm biến 34 Bảng Giá trị cài đặt hiển thị đơn vị đo 35 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 18 Sơ đồ đấu nối chân RKC REX-C100 Thông số chung RKC REC-100 Hình 19 Thơng số kính thước RKC REX-C100 Bảng Thơng số chung RKC REX-C100 Kích thước H48xW48 Hiển thị Hiển thị Led đoạn, giá trị thực PV, giá trị đặt SV Nguồn cấp 100–240 VAC 50/60Hz, 24V AC/DC 29 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Ngõ vào Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương RTD: Pt100Ω, JPt100Ω Can nhiệt: K(CA), J(IC), R(PR), E(CR), T(CC), S(PR), N(NN), W(TT), B, PLII Điện áp :0 - 5VDC, 1-5VDC Dòng : - 20 mA, - 20mA Ngõ Ngõ rơ le: 250VAC, 3A Ngõ xung điện áp: 0/12 VDC ( Điện trở tải: lớn 600Ω) Ngõ dòng: DC 4-20mA (Điện trở tải: nhỏ 600Ω) Ngõ Triac: 100 VAC, 200 VAC Ngõ alarm: 250VAC, 1A Chu kỳ lấy mẫu 0.5s Phương pháp điều ON/OFF, P, PI, PD, PID khiển Tính Cảnh báo nhiệt Cảnh báo đứt vòng lặp Cảnh báo ngõ Sao lưu nhớ: + Số lần lưu: 100.000 lần + Thời gian lưu trữ liệu: 10 năm Truyền thông Truyền liệu PV/SV transmission, cài đặt SV) Kiểu đấu nối Cầu đấu, đế 11 chân Kiểu lắp đặt Lắp cánh tủ, bắt vít tủ điện Phụ kiện Gá lắp cánh tủ, đế(mua rời) Tiêu chuẩn CE, UL, RoHS Đề điều khiển khởi cấp nguồn cho bàn nhiệt em dùng REX-C100FK02M*AN Dải đo ~400ºC, đầu Relay, điều khiển PID đáp ứng tốc độ chậm (do hạn chế tần số đóng cắt khởi) 30 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Từ mã sản phẩm ta có thơng tin sản phẩm sau: Vị trí (1) hành động kiểm soát là: F F: Hành động PID tự động dị thơng số Vị trí (2) kiểu đầu vào (3) mã phạm vi là: K02 K02: Kiểu đầu vào K, dải đo – 400 ºC Vị trí (4) đầu điều khiển [OUT1] (Phía nhiệt) là: M M: Tiếp điểm rơle Vị trí (5) khơng có ký hiệu: Khi hành động điều khiển F Vị trí (6) báo động [ALM1], (7) báo động [ALM2] (6) A: Báo động độ lệch cao (khi nhiệt độ thực tế giá trị cài đặt) (7) N: Khơng có báo động Hình 20 Giao diện điều khiển RKC 31 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương (1) Hiển thị giá trị đo (PV) Hiển thị PV ký hiệu tham số khác (2) Hiển thị giá trị đặt (SV) Hiển thị SV giá trị tham số khác (hoặc giá trị đầu vào CT) (3) Đèn báo đầu ra, báo động (ALM1, ALM2) ALM1: Đèn sáng đầu cảnh báo bật ALM2: Đèn sáng đầu cảnh báo bật Đèn tự động AT (Sau tự động hoàn tất: đèn AT tắt) (4) phím SET sử dụng để gọi tham số thiết lập giá trị (5) Phím (Shift) chuyển chữ số cài đặt (6) phím (DOWN) giảm số (7) Phím (UP) tăng số Tiến hành đấu nối RKC REX-C100:như hình Hình 21 Đấu nối RKC REX- C100 với nguồn cảm biến 32 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 22 Đấu nối RKC REX- C100 với khởi điều khiển nhiệt Cài đặt điều khiển nhiệt độ Khi câp nguồn RKC 3s khởi động hình giao diện PV giá trị nhiệt độ thực SV giá trị cài Để thay đổi giá trị đặt (SV) giá trị muốn đạt Chọn chế độ cài đặt SV bấm phím SET hình hình PV / SV hình cài đặt SV hiển thị đặt giá trị muốn đạt cách phím tăng giảm chuyển số cài song nhấn phím SET để chở giao diện để hể tự điều khiên trở chở giao diện khơng ấn phím 30s Hình 23 Giao diện cài nhiệt độ điều khiển Về mặc định nhà sản xuất cài cho loại cảm biến K đơn vị hiển thị ºC muốn thay đổi làm sau Nhấn đồng thời phím SET Phím SHIFT (giây) Màn hình PV Cod Khi giá trị Cod=0000 nhấn nút SET để cài 33 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 24 Hình ảnh thực tế Khi hình SL1 tiến hành cài giá trị loại cảm biến tương ứng Bảng 2 Giá trị cài đặt loại cảm biến Em dùng cảm biến loại K lên giá trị = 000 34 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 25 Giao diện cài đặt cảm biến Để hiển thị đơn vị nhiệt ºC nhấn tiếp nút SET hình SL2 cài giá trị theo hình Bảng Giá trị cài đặt hiển thị đơn vị đo Em chọn hiển thị đơn vị nhiệt ºC giá tị cài 0000 Hình 26 Giao diện cài đặt đơn vị nhiệt độ Cài chức tự động dò (AT) Tự động dò (AT) tự động đo, tính tốn thiết lập số PID tối ưu Để bật chức (AT) hình hiển thị SV/PV nhấn giữ phím SET 5s Màn hình PV chức cài đặt, nhấn nút SET liên tục đến mục hình SV cài giá trị 35 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 27 Giao diện bật chức AT Khi AT hoàn thành, điều khiển thay đổi thành điều khiển PID Nhờ tính tự động ta khồng nhiều thời gian để dị thơng số P, I, D Lắp đặt điều khiển RKC Do dây cảm biến ngắn nối dây gây sai số nên em dùng máy cắt tay, cắt đế tủ điện theo kích thước điều khiển dùng vít tự khoan bắt vào thành máy Hình 28 Vị trí bắt cảm biến khung bàn ép 36 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương + Đi dây cảm biến tiệm cận Cảm Biến tiệm cận LJ18A3-8-Z / EX dây sử dụng để phát kim loại khoảng cách ≤ 8mm ứng dụng cấu tự động, dò kim loại, xác định điểm dừng cấu trượt, dị line sắt, cơng tắc tự động Loại cảm biến: PNP, ngõ NO thường hở Khoảng cách phát hiện: 8mm ± 10% Điện áp chiều: 12-24V Hình 29 Sơ đồ đấu cảm biến tiệm cận Trên thân máy cũ có sẵn vị trí bắt cảm biến có dãnh để điều khiển thay đổi chiều dày cần ép Khi phát vật thể kim loai vỏ bảo vệ nhiệt điện trở, cảm biến cho dòng điện qua cấp nguồn cho rơle 24V (rơle vị trí) đóng, bơm dừng đạt độ dầy mong muốn Cảm biến tiệm cận Hình 30 Vị trí bắt cảm biến tiệm cận 37 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương b) Mạch động lực Mạch động lực máy cần thay khởi thứ ba cho bàn nhiệt dưới, em thay khởi loại bàn nhiệt NC3210 Hình 31Hình ảnh thực tế Mạnh động lực cho máy nguồn ba pha nguy hiểm nên em tách thành pha để chánh nhầm lẫn Hình 32 Sơ đồ dây pha thứ 38 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 33 Sơ đồ dây pha thứ hai Hình 34 Sơ đồ dây pha thứ ba 39 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Chương 3: VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 3.1 Tiến trình vận hành Bước 1: Khởi động máy ép nhiệt  Xoay nút nguồn bảng điều khiển nhấn Stop cho phép cấp điện điều khiển khởi xoay công tắc bật hai bàn nhiệt Bước 2: Cài đặt nhiệt độ điều khiển  Để cài nhiệt độ ta nhấn nút SET (không giữ nút) điều khiển, giá trị cài hình SV, tiến hành cài giá trị mong muốn Bước 3: Cho ván gỗ cần ép vào  Trong thực tế có nhiều tình sẩy (mất điện ép, không hạ bàn ép ca làm việc trước) lúc cho ván vào để ép ta phải hạ bàn máy trước Để hạ bàn ta điều điều khiển trực tiếp tay tác động vào van đảo chiều hạ bàn thông qua van đảo chiều để xả dầu bể, phương pháp không cần phải bật máy dùng điện Để hạ bàn bảng điều khiển ta khởi động máy nhấn nút hạ bàn máy bơm chạy đồng thời van đảo chiều hạ bàn chuyển vị trí có tín hiệu x Nhờ mà bàn hạ xuống gỗ vào ép Tay gạt hạ bàn Hình Hình ảnh tay gạt thực tế 40 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Bước 4: Cài áp suất kích thước muốn ép Ưu điểm máy để phục vụ nghiên cứu thí nghiệm ép nhiệt gỗ thí nghiệm so sánh áp suất nhiệt độ kích thước ép nhiệt  Khi muốn bỏ qua kích thước ép, vơ hiệu hóa cảm biến tiệm cận cách đẩy vị trí đến vị trí (kích thước ép nhỏ nhất) Đồng hồ áp suất hoạt động đạt áp suất cài Kết thu có áp suất giống nhiên kích thước khác độ co dãn loại gỗ  Khi muốn bỏ qua áp suất, vô hiệu hóa đồng hồ kim tiếp điểm cách tăng giá trị áp lên cao, nhiên cần ý tăng từ từ không lên để cao Chú ý cần phải kéo cảm biến tiệm cận xuống vị trí kích thước muốm ép đến Kết thu có kích thước ép áp suất khác 3.2 kết  Khi cài đặt nhiệt độ hai điều khiển RKC REX-C100 em thu kết hình 3.2 Sau thời gian nhiệt độ tăng lên hình, cài nhiệt độ bàn 60 nhiệt độ 43 điều khiển điều khiển đóng ngắt tải để tăng dần tới nhiệt độ cài , bàn nhiệt cài 180 cấp điện điều khiển khởi Hình -a Cài giá trị nhiệt độ cho bàn 41 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình 2-b Cài giá trị nhiệt độ cho bàn  Kết điều khiển hệ thống thủy lực dùng cảm biến tiệm cận xác định kính thươc ép hình 3.4 Khi bàn nâng đến vị trí cảm biến tiệm cận dừng lại theo sơ đồ Hình 3 Vị trí bàn ép lúc đầu 42 Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Dương Hình Vị trí bàn ép gặp cảm biến tiệm cận  Kết điều khiển hệ thống thủy lực dùng đồng hồ điều chỉnh áp suất kim, sau cài đặt áp suất cho đông hồ, bất bơm bàn ép nâng ép đủ áp suất bơm bị tắt theo lý thuyết mạch 43 ... xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp? ?? + Mục tiêu nghiên cứu: - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động máy ép nhiệt gỗ 150 - Phục hồi máy ép nhiệt gỗ 150 xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp có khả điều khiển. .. cần hỗ trợ loại máy mọc số máy ép nhiệt gỗ Hiện nay, xưởng gỗ X3 thuộc Trường Đại Học Lâm Nghiệp có máy ép nhiệt 150 phục cho cơng tác học tập nghiên cứu thừ nghiệm vật liệu gỗ Máy ép nhiệt đưa... điều khiển nhiệt độ, điều khiển áp suất theo cài đặt Đối tượng nghiên cứu: Máy ép nhiệt gỗ 150 xưởng X3 Trường Đại Học Lâm Nghiệp + Phạm vi nghiên cứu: - Nhiệt độ điều khiển máy ép phạm vi (10 ºC