Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh áp suất và thời gian ép cho máy uốn gỗ tại công ty nội thất xuất khẩu shinec hải phòng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT VÀ THỜI GIAN ÉP CHO MÁY UỐN GỖ TẠI CÔNG TY NỘI THẤT XUẤT KHẨU SHINEC - HẢI PHỊNG NGÀNH: CƠNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN Mà NGÀNH: 102 Giáo viên hướng dẫn : TS Hoàng Việt Sinh viên thực : Nguyễn Cơng Hưng Khố học : 2004 – 2008 Hà Tây, 2008 Lời cảm ơn Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Hồng Việt - ngƣời tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập làm khố luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa công nghiệp phát triển nông thôn - Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp nhiệt tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Đồng thời, tơi chân thành cảm ơn nhà máy sản xuất nội thất xuất Shinec tạo điều kiện cho suốt trình thực tập nhà máy Cuối cùng, xin cảm ơn ngƣời thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln động viên suốt thời gian qua Xuân Mai, ngày tháng năm 2008 Sinh Viên Nguyễn Công Hƣng ĐẶT VẤN ĐỀ Cơng nghiệp hố đại hố mục tiêu chiến lƣợc Đảng Nhà nƣớc ta, nghiệp xây dựng Việt Nam trở thành nƣớc phát triển mạnh mẽ kinh tế ổn định trị, xã hội Đảng Nhà nƣớc ta đặt giáo dục, nghiên cứu ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật lên hàng đầu Luật khoa học công nghệ ban hành từ tháng năm 2000 nhấn mạnh “Khoa học công nghệ quốc sách hàng đầu nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc Là tảng động lực cho nghiệp CNH – HĐH đất nƣớc, phát triển nhanh bền vững” Trên sở việc giới hố tự động hoá khâu sản xuất yêu cầu cấp thiết nhiều ngành sản xuất nói chung ngành lâm nghiệp nói riêng Các q trình cơng nghệ đƣợc áp dụng địi hỏi xác, an tồn hiệu Trong q trình phát triển sản phẩm nội thất nhằm đáp ứng nhu cầu sản phẩm nội thất làm gỗ nhƣng phải có chất lƣợng sản phẩm tốt có tính thẩm mĩ cao, giảm thiểu sức lao động ngƣời nâng cao tỷ lệ thành khí gỗ việc giới hố - tự động hố khâu sản xuất yêu cầu cấp thiết sổ sản xuất Với mục tiêu tiến hành nghiên cứu đề tài : “ Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh áp suất thời gian ép cho máy uốn gỗ nhà máy sản xuất nội thất xuất Shinec - Hải Phòng” Kết nghiên cứu lập hệ thống tự động điều chỉnh thông số công nghệ cho máy uốn gỗ, góp phần quan trọng tạo sản phẩm đạt chất lƣợng tốt, có tính thẩm mĩ cao giảm thiểu sức lao động ngƣời Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Thế giới Việt nam 1.1.1.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Thế giới * Sử dụng gỗ Theo thống kê, lƣợng gỗ khai thác qua cơng nghệ chế biến bình qn hàng năm 1.293.300.000 m3  1.852.500 m3.Trong vùng có lƣợng gỗ công nghiệp lớn Bắc Mỹ với 385.000 m3, Châu Âu Nga 359.500.000 m3, Châu Á 76.240.000 m3 * Về tốc độ phát triển Lƣợng gỗ đƣa vào chế biến vòng 20 năm qua tăng lên 43.2% Trong Bắc Mỹ tăng lên 52.8%, Nam Mỹ tăng 132%, khu vực Trung Đông tăng 117% Nhiều nƣớc khác không tăng số lƣợng nhƣng tăng nhanh chất lƣợng thiết bị công nghệ, số nƣớc có lƣợng gỗ đƣa vào chế biến giảm nhằm khôi phục lại lƣợng che phủ rừng Đối với nƣớc Châu Á trừ Trung Quốc có mức tăng lớn 67.8% cịn lại hầu nhƣ khơng tăng nhƣng thiết bị cơng nghệ có bƣớc phát triển lớn nhƣ Nhật Bản Lƣợng gỗ đƣa vào chế biến phân theo loại hình cơng nghệ + Chế biến gỗ hố với sản phẩm gỗ xẻ, đồ mộc, dăm gỗ + Chế biến hoá loại ván nhân tạo nhằm cung cấp cho sản xuất đồ mộc, xây dựng ngành khác + Chế biến hoá học tạo sản phẩm nhƣ giấy, sợi viseo 1.1.2.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Việt nam Từ năm 1995 trở lại với phát triển ngành trồng rừng nguồn tài nguyên gỗ để đáp ứng đƣợc yêu cầu sản phẩm gỗ cho ngƣời sở sản xuất phải đầu tƣ trang thiết bị, công nghệ cao Năm 2005 nƣớc có nhà máy chế biến gỗ, tổng công suất 153.000 m3/ năm, nhà máy ván sợi tổng công suất 183.000 m3/năm vào hoạt động Đến năm 2010 nƣớc có 21 nhà máy chế biến gỗ, tổng cơng suất 538.000 m3/ năm 10 nhà máy ván nhân tạo tổng công suất 375.000 m3/ năm Tiến hành đầu tƣ nâng cấp mở rộng nhà máy có nhƣ: Nhà máy Giấy Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai,Việt Trì….Đồng thời xây dựng thêm sở nhƣ Kom Tum, Thanh Hố, Hồ Bình, Bắc Cạn, Bắc Giang, Nghệ An, Bình Phƣớc … Xu địi hỏi nhà máy, xí nghiệp phải đầu tƣ thêm cơng nghệ, thiết bị máy móc tiên tiến để đáp ứng đƣợc yêu cầu sản phẩm từ gỗ Các loại gỗ thƣờng đƣợc sử dụng, chế biến Việt Nam gỗ rừng trồng với đƣờng kính gỗ nhỏ, chất lƣợng gỗ không cao nhƣ Keo, Bạch Đàn , Lim Xẹt … Nhƣ để đáp ứng đƣợc yêu cầu trên, đòi hỏi khả ứng dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất, chế biến gỗ rừng trồng Cơng nghệ biến tính gỗ có tầm quan trọng chế biến gỗ, góp phần vào việc nâng cao chất lƣợng sản phẩm, sử dụng gỗ rừng trồng làm nguyên liệu chủ yếu chế biến gỗ Trong cơng nghệ uốn cong gỗ có ứng dụng cao, góp phần giải tốn nâng cao tỷ lệ thành khí gỗ, tạo chi tiết có độ cong phù hợp với yêu cầu sản phẩm nội thất mà đảm bảo tính thẩm mĩ sản phẩm [8] 1.2 Xu ngành chế biến gỗ Thế giới Việt nam 1.2.1 Xu ngành chế biến gỗ giới * Xu công nghệ FAO dự báo kỷ 21 gỗ vật liệu gỗ loại vật liệu chủ yếu lĩnh vực: Đồ mộc, giao thông vận tải, hàng không với ba hƣớng chế biến gỗ là: Phục hồi phát triển loại gỗ quý hiếm, gỗ có giá trị kinh tế cao để vừa trì nguồn gien, vừa tạo nguồn nguyên liệu cho công nghiệp bóc, lạng, chạm khắc Sử dụng tổng hợp gỗ rừng trồng mọc nhanh Các loại nguyên liệu chứa sợi cellulose, chế liệu từ nông nghiệp để sản xuất ván nhân tạo vật liệu composite Phát triển công nghiệp chế biến gỗ hoá học, ứng dụng khoa học cơng nghệ tạo sản phẩm gỗ có chất lƣợng sản phẩm tốt * Xu máy móc thiết bị Nhƣ trình bày máy móc thiết bị cơng nghệ vấn đề độc lập nhƣng có liên quan chặt chẽ với Máy móc đại giai đoạn cuối máy móc đáp ứng đƣợc mục tiêu sau đây: + Hoàn thiện ( Cả độ xác, hệ điều khiển, đồng ) + Nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ + Tạo sản phẩm có chất lƣợng cao + Khơng gây ô nhiễm môi trƣờng + Giảm đến mức tối đa sức lao động ngƣời Từ mục tiêu đó, xu máy dự báo nhƣ sau : Các máy có tính tự động cao nhờ hệ thống điều khiển PLC, hệ thống điều khiển khác( hệ điều khiển hỗ trợ phần mềm CAD CAM đƣợc đƣa vào sử dụng ) Các máy có chất lƣợng cơng cụ cắt tốc độ cắt cao Các máy có phận nạp nhiên liệu, phận thao tác, phận tiếp nhận sản phẩm hoàn chỉnh đồng với tầng máy tồn dây chuyền Độ xác máy đƣợc nâng lên nhanh nhờ công nghệ thiết bị chế tạo đƣợc đổi Các máy tổ hợp chế biến giới hoá ngày nhiều hoàn thiện đƣợc chế tạo Các máy gia công đồ mộc, mộc mỹ nghệ mộc truyền thống đƣợc tự động hoá giới hố cao Do tính đồng loạt chất lƣợng sản phẩm tăng lên giá thành hạ 1.2.2 Xu ngành chế biến gỗ Việt Nam * Về cơng nghệ Hồn thiện cơng nghệ chế biến giới theo xu chung giới đặc biệt công nghệ sản xuất đồ mộc, sản phẩm nội thất Phát triển cơng nghệ biến tính gỗ đáp ứng yêu cầu nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ, đặc biệt nguyên liệu gỗ phục vụ cho ngành chế biến sản phẩm nội thất Đầu tƣ phát triển hệ thống máy uốn gỗ nhằm tạo sản phẩm làm từ gỗ có nhiều chủng loại phong phú, có tính thẩm mĩ cao Đẩy mạnh chế biến hoá học, trọng ngành tinh dầu chất chiết xuất Sƣu tầm hồn thiện cơng nghệ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ truyền thống * Về thiết bị Với nhà máy lớn nhập thiết bị đại từ nƣớc tiên tiến Với nhà máy có quy mơ nhỏ nhỏ nghiên cứu thiết kế chế tạo kết hợp nhập số máy nằm khâu định chất lƣợng để đảm bảo tính cạnh tranh sản phẩm dùng sản xuất sản phẩm nội thất từ gỗ 1.3 Công ty cổ phần nội thất SHINEC 1.3.1 Thông tin chung Công ty cổ phần nội thất xuất SHINEC đơn vị thành viên trực thuộc Công ty cổ phần công nghiệp tàu thuỷ SHINEC Ngay từ đầu bắt đầu vào hoạt động sản xuất, nhận thức đƣợc chiến lƣợc tập đồn cơng nghiệp tàu thuỷ Việt Nam, Công ty Shinec định hƣớng phát triển thị trƣờng sản xuất kinh doanh gỗ nhằm đáp ứng nhu cầu thị trƣờng sản phẩm gỗ xây dựng nội thất tàu thuỷ, hồn thành cơng trình nội thất quan trọng có giá trị kinh tế cao, có khả cạnh tranh chất lƣợng, giá sản phẩm thị trƣờng nƣớc Công ty đầu tƣ xây dựng Nhà máy chế biến gỗ 59 Ngơ Quyền Hải Phịng Nhà máy có quy trình cơng nghệ cao, dây chuyền thiết bị sản xuất đại, đội ngũ lao động lành nghề, chun mơn hố khâu xử lý, sơ chế gỗ nguyên liệu đầu vào phục vụ sản xuất Với hệ thống dây chuyền lị sấy sử dụng cơng nghệ sấy nƣớc bán tự động hoạt động theo quy trình riêng biệt đƣợc kiểm tra nghiêm ngặt trƣớc đƣa gỗ vào lò sấy Dây chuyền với thiết bị phụ trợ đƣợc lắp đặt đồng vận hành dƣới hỗ trợ chuyên gia nƣớc ngồi Với cơng nghệ xử lý gỗ đặc biệt, hệ thống thiết bị đồng đội ngũ cán công nhân viên chuyên nghiệp, lành nghề Nhà máy hoàn thành đảm đƣơng hoạt động lĩnh vực : + Sản xuất sản phẩm gỗ nội – ngoại thất xuất khẩu, trang trí nội - ngoại thất + Trồng rừng chăm sóc rừng + Sản xuất, lắp đặt nội thất tàu thuỷ + Chế biến, kinh doanh gỗ chế phẩm từ gỗ + Chế tạo, gia cơng theo đơn đặt hàng 1.3.2 Q trình phát triển công ty Công ty cổ phần nội thất Shinec đà phát triển mạnh mẽ lĩnh vực sản xuất kinh doanh, tích luỹ kế thừa kinh nghiệm tổ chức sản xuất quản lý công ty Shinec Trong năm qua, Cơng ty bố trí hợp lý lao động tổ chức quản lý tốt đồng thời phát triển sản xuất mang đầy tính chun mơn khoa học, tạo suất lao động cao, nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh Hiện tại, Cơng ty có đủ đội ngũ cán cơng nhân viên đoàn kết, trung thực, tinh nhuệ lành nghề cộng với mơ hình tổ chức quản lý bố trí lao động đạt tiêu chí: Gọn, nhẹ, hiệu chặt chẽ theo hệ thống quản lý chất lƣợng tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 Định hƣớng thị trƣờng phát triển cơng ty nội thất Shinec Nhìn nhận phát triển chung ngành kinh tế đất nƣớc, phát triển vƣợt bậc ngành công nghiệp tàu thuỷ lĩnh vực đóng sửa chữa tàu có trọng lớn.Cơng ty cổ phần nội thất Shinec hoàn thành việc thiết kế, sản xuất, thi cơng nội thất trang trí thiết bị nội thất cho cơng trình dân dụng tàu thuỷ, góp phần đa dạng hố sản phẩm cơng ty, nâng cao mức sống cho cán bộ, công nhân công ty Trên thị trƣờng kinh doanh với thƣơng hiệu Shinec, công ty trực tiếp sản xuất sản phẩm nội thất xuất cho tập đoàn IKEA, đảm bảo chất lƣợng, giá cạnh tranh, tính mĩ thuật, kỹ thuật sản phẩm loại khu vực giới [11] 1.4 Mục tiêu, đối tƣợng, phƣơng pháp nghiên cứu tính cấp thiết đề tài 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu + Mục tiêu chung: Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống tự động điều chỉnh áp suất thời gian ép cho máy uốn gỗ, góp phần nâng cao suất chất lƣợng máy, tạo khả ứng dụng khoa học công nghệ vào trình sản xuất chế biến gỗ + Mục tiêu cụ thể: Trong khoá luận tốt nghiệp yêu cầu cụ thể cần phải đạt đƣợc Trên sở máy uốn có cải tiến hệ thống làm việc tay sang chế độ làm việc tự động điều chỉnh thông số máy Hoàn thành báo cáo thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh áp suất thời gian ép cho máy uốn gỗ 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu + Khả làm việc máy uốn gỗ + Xây dựng giải pháp điều khiển tự động cho máy uốn gỗ + Lựa chọn thiết bị điều khiển đảm bảo khả làm việc thông số máy uốn gỗ +Ứng dụng loại vi xử lý vào lĩnh vực điều khiển tự động 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu + Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý làm việc máy uốn gỗ + Trên sở tính tốn thơng số lựa chọn thiết bị điều khiển đảm bảo khả làm việc máy theo quy trình làm việc + Tiến hành xây dựng hệ thống điều khiển, lựa chọn giải pháp cho hợp lý 1.4.4 Tính cấp thiết đề tài Kỹ thuật tự động hố có vai trị quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật Kỹ thuật tự động hoá đƣợc ứng dụng vào sản xuất điều kiện lao động khắc nhiệt có độ xác cao.Tự động hố q trình tự định sẵn ngƣời, hệ thống hoạt động mà không cần tác động ngƣời Muốn thay đổi ngƣời cần tác động theo chƣơng trình làm thay đổi chƣơng trình hệ thống hoạt động theo chƣơng trình mới.Những tính kỹ thuật tự động mềm dẻo khả mở rộng ứng dụng, độ tin cậy cao tốc độ xử lý cao mà đƣợc sử dụng rộng rãi vào sản xuất không nƣớc tiên tiến giới mà sử dụng nƣớc phát triển Từ ƣu điểm bật kỹ thuật tự động đó, tơi ƣu tiên sử dụng giải vấn đề điều khiển hệ thống áp xuất thời gian ép cho máy uốn gỗ hệ thống điều khiển tự động Bộ khuếch đại mạch tính hợp chứa hàng trăm tranzito điện trở, tụ điện có : +Hai đầu vào, đầu đảo(-) đầu không đảo(+) +Điện trở cỡ vào lớn, cỡ hành trăm M  tới G +Điện trở nhỏ (phần trục ) +Điện áp lệch đầu vào e0 nhỏ (cỡ vài nV) +Dòng điện phân cực đầu vào i0 nhỏ (cỡ vài pA) +Hệ số khuếch đại mạch lớn ( A0 =100.000) +Dải tần làm việc rộng +Tốc độ tăng hạn chế biến thiên điện áp tính V / s Đặc tính khuếch đại thông dụng đƣợc cho bảng sau 49 Bảng 4.3 Đặc tính số khuếch đại dùng Transitos lƣỡng cực thông dụng Mã hiệu STT STT Hãng sản xuất TLC TI Điện áp Hệ số Hệ số lệch nhiệt độ khuếch (mV) (mV/°C đại K 1.003 135 2562A OP – LT – TIPML 25 0.2 1800 OP – 27 Hệ số t° thấp LTC 50 1.5 200 Rất ổn định 1012C Nhiễu thấp 27A Chú ý PMT 25 0.2 500 Công suất thấp LT – LTC 120 1.5 200 1008C LT1022 cao LTC 250 150 AC 70P – Tốc độ Ổn định cao PMI 250 5000 JFET MOTO 300 1200 Ổn định 41E 8LM 11 50 ROLA cao JFET LM MOTO 108A ROLA 500 300 Công suất thấp Ghi : LTL-Linear Technologies Corp; TI-Texas Intruments, Inc; PMIPrecision Monolithics, Inc; AD-Anglog Devices,Inc Từ đặc tính khuếch đại tơi lựa chọn khuếch đại dung Transitos lƣỡng cực đo áp suất LT – 1012C +Bộ khuếch đại đo áp suất LT – 1012C Bộ khuếch đại LT – 1012C tầng khuếch đại colectơ chung CC ( lặp emitơ) Sơ đồ khuếch đại colectơ chung CC -Ec Rc R1 Cp1 T Cp2 R2 Rn Uv RE Ur Cn H 4.7 Sơ đồ tầng khuếch đại CC Điện trở RE sơ đồ đóng vai trị nhƣ Rc sơ đồ EC Tụ CP2 có nhiệm vụ truyền tải thành phần xoay chiều tín hiệu Điện trở R1, R2 dùng để xác định chế độ tĩnh tầng + Hệ số khuếch đại dòng điện tầng K i  1     R E // RT RT 51 (4.1) + Hệ số khuếch đại điện áp tầng KU  1     RE // RT Rn  RV (4.2) Để tính Ku ta coi Rv » Rn Rv tính gần Rv = (1+ β).(RE //Rt) Ku = Tầng CC dung để khuếch đại cơng suất tín hiệu giữ nguyên trị số điện áp Vì Ku = nên hệ số khuếch đại cơng suất Kp ≈ Ki 4.1.4 Hệ thống so sánh thiết bị điều khiển Sử dụng vi điều khiển 8051 Vi điều khiển 8051 có nhiệm vụ so sánh giá trị đầu vào cảm biến với thơng số quy chuẩn, từ đƣa phƣơng án điều khiển cho thiết bị chấp hành làm việc Lập trình cho vi điều khiển 8051 + Hàm khởi tạo ngắt: Dùng timer 0.100 μs ngắt lần, dung chế đọ 28 bit tự động nạp lại timer ( cần đếm đến 100) TL0 nạp 156 Đôi với chế độ tràn đếm TL0 quay vòng giá trị khơng, nhƣng sau lại đƣợc nạp giá trị lƣu TH0 ( giá trị nạp ) ta cần gán giá trị cho TL0 TH0 hàm khởi tạo, chế độ khác 16 bit, timer counter bit tràn đếm TL0 không đƣợc nạp lại mà ta phải tự gán lại cho giá trị cho hàm ngắt Cấu trúc hàm ngắt: Để nói rõ cấu trúc phần ngắt ta sử dụng chƣơng trình sau Trong chƣơng trình tạo độ trễ thời gian khoảng thời gian làm việc theo chế độ khác Sau thời gian trễ xác định có tín hiệu điều khiển đƣợc đƣa để điều khiển cấu chấp hành Sử dụng định thời Timer đƣợc dùng để tạo độ trễ thời gian Đƣợc thực theo chƣơng trình sau MOV TMOD, #01 HERE: ; Sư dơng Timer0 vµ chÕ ®é 1(16 bÝt) MOV TL0, #0F2H ; TL0 = F2H, byte thÊp 52 MOV TH0, #0FFH ; TH0 = FFH, byte cao CPL P1.5 ; Sư dơng ch©n P1.5 ACALL DELAY SJMP HERE ; N¹p l¹i TH, TL ; timer0 delay using DELAY: SETB TR0 ; Khëi ®éng bé ®Þnh thêi Timer0 AGAIN: JNB TF0, AGAIN ; HiĨn thÞ cờ định thời v-ợt qua FFFFH CLR TR0 ; Dõng bé Timer CLR TF0 ; Xoá cờ định thời RET END Cỏc giỏ trị cần nạp vào định thời Sau tính toán xác định đƣợc độ trễ thời gian hệ thống điều khiển cần thiết để điều chỉnh thơng số máy Khi thiết lập giá trị cần nạp cho ghi TH TL Các bƣớc để tìm giá trị ghi TH TL Các bƣớc để tìm giá trị ghi TH TL Chia thời gian trễ cần thiết cho 1.0592 μs Thực 65536 – n : với giá trị n giá trị thập phân nhận đƣợc từ bƣớc Chuyển đổi kết từ bƣớc dạng số hex với giá trị yyxx giá trị hex ban đầu cần nạp vào ghi định thời Đặt TL = xx TH = yy Trong chƣơng trình tạo độ trễ thời gian ta thực bƣớc sau với tần số XTAL = 11.0592 MHz Ta có bƣớc tiến hành 53 Bộ định thời làm việc với tần số đồng hồ 1/12 tần số XTAL ta có: 11.0592 /12 = 0.9216 MHz tần số định thời Kết nhịp xung đồng hồ có chu kỳ T = = 1.085 μs 0.9216MHz Từ timer đếm tăng sau 1.085 μs để tạo trễ số đếm ×1.085 μs Số đếm từ FFFFH – FFF2H = 0DH ( 13 theo số thập phân ) Tuy nhiên ta phải cộng thêm vào 13 cần thêm nhịp đồng hồ để quay từ FFFFH bật cờ TF Do ta có 14 ×1.085 μs = 15.19 μs cho nửa chu kỳ chu kỳ T = 2×15.19 = 30.38 μs thời gian trễ đƣợc tạo định thời + Tạo vịng lặp cho chƣơng trình Q trình lặp lại chuỗi lệnh với số lần định đƣợc gọi vòng lặp Vòng lặp hoạt động đƣợc sử dụng rộng rãi mà vi xử lý phải thực Trong 8051 hoạt động vịng lặp đƣợc thực lệnh “ DJNZ” ghi, nhãn” Trong lệnh ghi đƣợc giảm xuống, khơng khơng nhảy đến địa đích đƣợc tham chiếu nhãn Trƣớc bắt đầu vịng lặp ghi đƣợc nạp với đếm cho số lần lặp lại.Trong lệnh việc giảm ghi định để nhảy đƣợc kết hợp vào lệnh đơn MOV A, #0 MOV BACK: ; Xoá ACC, A = R2, #10 ; Nạp ®Õm R2 = 10 ADD ; Céng 03 vµo ACC A, #10 DJNZ R2, AGAIN ; Lặp lại R2 = (10 lÇn) MOV R5, A ; Cắt A vào ghi R5 Trong chng trỡnh ny ghi R2 đƣợc sử dụng nhƣ đếm Bộ đếm lúc đầu đƣợc đặt 10, lần lặp lại lệnh DJNZ giảm R2 khơng nhảy đến địa đích gắn với nhãn “ AGAIN” Hoạt động lặp lại 54 tiếp tục R2 trở không Sau R2 = khỏi vịng lặp thực lệnh đứng sau 4.2.Thiết kế hệ thống điều khiển 4.2.1 Các phƣơng án thiết kế hệ thống điều khiển Máy uốn gỗ hoạt động phụ thuộc vào thống số nhƣ: Áp suất dầu, thời gian, nhiệt độ… để điều khiển đƣợc máy sử dụng hệ thống điều chỉnh tự động ACP g(t) Y(t) HƯ thèng ®o lu ? ng Y1(t) HƯ thèng so s¸nh X(t) Xp1(t) Cơ cấu Thiết bị chấp hành điều khiển Bộ thiết bị điều khiển Xp(t) H 4.1 S h thng điều khiển điều chỉnh tự động Trong thiết bị hệ thống đƣợc lựa chọn nhƣ sau: a Phƣơng án 1: + Hệ thống đo lƣờng có nhiệm vụ đo áp suất dầu thuỷ lực đƣờng ống, sử dụng cảm biến áp suất kiểu tenzo điện trở Cảm biến áp suất kiểu điện trở tenzo có tín hiệu đầu điện áp khoảng từ ÷ V, không cần sử dụng mạch khuếch đại tín hiệu + Hệ thống so sánh thiết bị điều khiển đƣợc sử dụng vi điều khiển 8051 Vi điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu đầu vào mức điện áp cảm biến sau so sánh với thông số định để đƣa điều chỉnh phù hợp + Cơ cấu chấp hành: Để điều khiển trình làm việc dầu thuỷ lực cung cấp cho xy lanh thuỷ lực, sử dụng van điện từ có nhiệm vụ đóng mở cửa van tổng bơm theo điều khiển vi điều khiển * Ƣu điểm: 55 + Hệ thống đo lƣờng có dải đo rộng đảm bảo khả làm việc của cảm biến + Cảm biến đƣợc sử dụng có mức tín hiệu đƣa điện áp khoảng từ 0÷5 V, khơng cần mạch khuếch đại tín hiệu mà đƣợc nối trực tiếp với vi điều khiển + Hệ thống làm việc máy uốn gỗ tƣơng đối đơn giản lựa chọn vi điều khiển 8051 để điều khiển hệ thống đảm bảo khả làm việc máy, nhƣ tính tốn kinh tế việc lắp ráp hệ thống điều khiển cho máy uốn gỗ + Van điện từ có kích thƣớc nhỏ, gọn, công suất lớn Khả thay lắp ráp van điện từ dễ dàng, bán thị trƣờng nhiều Ngồi nâng cấp tự động hoá cao * Nhƣợc điểm: + Cảm biến có dải đo rộng lên đo thƣờng có sai số lớn Thiết bị đo có giá thành tƣơng đối cao + Khả động vi điều khiển đƣa đƣợc chƣơng trình điều khiển loại gỗ khác máy hoạt động + Tác động nhiễu q trình hoạt động hệ thơng cao bụi gỗ làm chân cơng thiết bị tiếp xúc vận hành Vì độ ổn định hệ thống không cao + Giá thành van điện từ cao,chi phí cho hệ thống tƣơng đối cao b Phƣơng án 2: + Hệ thống đo lƣờng sử dụng cảm biến áp suất áp trở Tín hiệu đƣa cảm biến với mức điện áp khoảng từ ÷ 20 mV Tín hiệu cần phải sử dụng mạch khuếch đại tín hiệu lên khoảng từ ÷ V thiết bị điều khiển nhận đƣợc tín hiệu đầu vào cảm biến 56 + Hệ thống so sánh thiết bị điều khiển đƣợc sử dụng hệ thống điều khiển PLC Chọn điều khiển mini họ Simatic hang SIEMENS + Cơ cấu chấp hành sử dụng cuộn hút gắn trực tiếp vào đầu tay gạt thuỷ lực tổng bơm *Ƣu điểm: + Sử dụng cuộn hút lắp trực tiếp lên tay gạt thuỷ lực lên tận dụng đƣợc thiết bị có sẵn máy uốn gỗ + Trong trƣờng hợp đặc biệt điều khiển máy tay gạt thuỷ lực + Hệ thống điều khiển PLC có độ ổn định tƣơng đối cao, lƣu trữ đƣợc chƣơng trình điều khiển khác loại gỗ có thơng số khác + Thiết bị đo áp suất cảm biến áp suất áp trở có sai số đo nhỏ, làm việc nhiệt độ cao * Nhƣợc điểm: + Hành trình làm việc cuộn hút tƣơng đối lớn + Giá thành hệ thống điều khiển PLC cao hệ thống máy không cần điều khiển nhiều thông số làm việc + Tín hiệu đo thƣờng khơng đảm bảo tác động nhiễu lên mạch khuếch đại làm ảnh hƣởng đến tín hiệu đầu vào Từ ƣu nhƣợc điểm tính hai phƣơng án tơi lựa chọn phƣơng án Sử dụng hệ thống điều khiển với vi điều khiển 8051 để điều khiển thông số máy uốn gỗ 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau ba tháng làm vệc khẩn trƣơng với giúp đỡ thầy giáo mơn Điện - Tự động hố - Khoa Công nghiệp phát triển nông thôn, kỹ sƣ nhà máy sản xuất nội thất xuất Shinec - Hải phòng Đặc biệt giúp đỡ, hƣớng dẫn nhiệt tình thầy giáo: Tiến sĩ Hồng Việt, với lỗ lực thân đến tơi hồn thành khố luận tốt nghiệp với số kết đạt đƣợc nhƣ sau: Khảo sát tình hình sử dụng gỗ giới Việt Nam Xác định nguyên lý làm việc máy quy trình hoạt động máy loại gỗ định để đƣa đƣợc biểu đồ uốn xác vận hành máy Tiến hành cải tiến hệ thống hoạt động máy sở máy có lắp ráp thêm số thiết bị nhằm điều khiển thông số máy đảm bảo làm việc xác làm việc Lựa chọn giải pháp điều khiển hệ thống máy uốn gỗ phù hợp với cấu trúc máy uốn gỗ có, xác định thiết bị đƣợc lựa chọn cho hệ thống điều khiển Đƣa phƣơng án thiết kế khả thi để lựa chọn phƣơng án tối ƣu cho hệ thống điều khiển máy uốn gỗ Khả ứng dụng cao với loại gỗ khác nhƣ đối loại máy khác chế biến gỗ Qua thời gian thực tập viết khố luận tốt nghiệp có ý nghĩa to lớn vớ thân tơi, q trình nghiên cứu sử dụng tổng hợp kiến thức học để áp dụng vào thực tế, hình thành cho thiết kế, kiểm tra hệ thống điều khiển thiết bị điện tử Nó sở ban đầu 58 cần thiết cho q trình cơng tác sau này, sở để đánh giá trình học tập thân tơi suốt q trình học tập trƣờng Kiến nghị Do thân đầu tên tham gia thiết kế hệ thống tự động điều khiển cụ thể cho máy định nên không tránh khỏi thiếu xót định Đề tài đề cập đến nội dung cơng tác thiết kế hệ thống điều khiển, chƣa sâu vào việc lặp ráp hệ thống khả làm việc máy suất làm việc Những thiếu xót khố luận tơi mong nhận đƣợc góp ý chân thành cảu thầy giáo bạn đồng nghiệp gúp đỡ tơi có kinh nghiệm thực tế công tác sau Các đơn giá, đinh mức sử dụng khái niệm điều khiển - tự động hố đƣợc trình bày klhố luận hồn tồn có cứ, hồn tồn áp dụng ngồi thực tế để lắp ráp vào hệ thống điều chỉnh máy uốn gỗ 59 Tài liệu tham khảo Lê Văn Doanh - Phạm Phƣợng Hàn - Nguyễn Văn Hoà – Võ Thạch Sơn – Đoàn Văn Tân (2005), Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Vũ Quang Hồi (2001), Giáo trình điện tử cơng nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Kim Khơi - Nguyễn Văn Hồ (1992), Kỹ thuật điện điện tử, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp Trần Kim Khôi (2006), Cở sở lý thuyết điều khiển tự động, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên – TS.Hoàng Việt – TS Hoàng Xuân Niên (2006), Tự động hoá chế biến gỗ lâm sản ngồi gỗ, NXB Nơng Nghiệp, Hà Nội Ngơ Diên Tập (2001), Đo lường điều khiển máy tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Ngô Diện Tập (2004), Vi xử lý đo lường điều khiển, NXB Khoa học kỹ thuật , Hà Nội Nguyễn Kiến Thiết(2005), Thiết kế hệ thống điều khiển máy ép thuỷ lực dây chuyền sản xuất ván dăm ứng dụng PLC, khoá luận tốt nghiệpĐại học Lâm nghiệp Trần Doãn Tiến (2004), Tự động điều khiển q trình cơng nghệ NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10.Nguyễn Thuý Vân (2004), Kỹ thuật điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 11.Tài liệu Công ty cổ phần nội thất Shinec 60 MỤC LỤC Lời cảm ơn ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Thế giới Việt nam 1.1.1.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Thế giới 1.1.2.Tình hình chế biến sử dụng gỗ Việt nam 1.2 Xu ngành chế biến gỗ Thế giới Việt nam 1.2.1 Xu ngành chế biến gỗ giới 1.2.2 Xu ngành chế biến gỗ Việt Nam 1.3 Công ty cổ phần nội thất SHINEC 1.3.1 Thông tin chung 1.3.2 Q trình phát triển cơng ty 1.4 Mục tiêu, đối tƣợng, phƣơng pháp nghiên cứu tính cấp thiết đề tài 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4.4 Tính cấp thiết đề tài Chƣơng CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY UỐN GỖ 10 2.1 Tìm hiểu máy uốn gỗ 10 2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy uốn gỗ 10 2.2.1 Cấu tạo máy uốn gỗ 10 2.2.2 Nguyên lý hoạt động máy uốn gỗ 11 2.3 Hệ thống điện 14 61 2.4 Hệ thống gia nhiệt 15 2.5 Hệ thống thuỷ lực 17 2.6 Các đặc điểm hạn chế máy uốn gỗ 18 2.7 Đề xuất phƣơng án cải tiến cho máy uốn gỗ 19 Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN 22 3.1 Các khái niệm 22 3.2 Modul sensor áp suất 24 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 24 3.2.2 Áp suất đơn vị đo áp suất 25 3.2.3 Nguyên tắc đo áp suất 25 3.2.4 Một số cảm biến đo áp suất chất lƣu 27 3.3 Mạch khuếch đại 32 3.3.1 Những vấn đề chung 32 3.3.2 Khuếch đại dùng Transitor lƣỡng cực 34 3.4 Vi điều khiển 37 3.4.1 Cấu trúc phần cứng vi điều khiển 37 3.4.2 Nguyên lý hoạt động vi điều khiển 41 3.4.3 Lập trình cho vi điều khiển 42 Chƣơng PHƢƠNG ÁN LỰA CHỌN THIẾT KẾ 44 4.1 Các phƣơng án thiết kế hệ thống điều khiển 55 4.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống 44 4.2.1 Lựa chọn van điện từ 44 4.2.2 Lựa chọn cảm biến 45 4.2.3 Mạch khuếch đại 48 4.2.4 Hệ thống so sánh thiết bị điều khiển 52 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 58 Kết luận 58 62 Khuyến nghị 59 Tài liệu tham khảo 60 63 ... đề điều khiển hệ thống áp xuất thời gian ép cho máy uốn gỗ hệ thống điều khiển tự động Chƣơng CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY UỐN GỖ 2.1 Tìm hiểu máy uốn gỗ Cấu tạo máy uốn gỗ gồm hệ thống. .. làm việc tự động điều chỉnh thơng số máy Hồn thành báo cáo thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh áp suất thời gian ép cho máy uốn gỗ 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu + Khả làm việc máy uốn gỗ + Xây... tự động hoá khâu sản xuất yêu cầu cấp thiết sổ sản xuất Với mục tiêu tiến hành nghiên cứu đề tài : “ Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh áp suất thời gian ép cho máy uốn gỗ nhà máy sản xuất nội