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

LỜI NÓI ĐẦU Lịch sử phát triển điều khiển tự động ghi nhận từ trước công nguyên, đồng hồ nước có phao điều chỉnh Ktesibios Hy Lạp Hệ điều chỉnh nhiệt độ Cornelis Drebble (1572 - 1633) người Hà Lan sáng chế Hệ điều chỉnh mức Polzunou người Nga (1765) Hệ điều chỉnh tốc độ ứng dụng công nghiệp Jame Watt (1769) Thế chiến lần thứ hai đòi hỏi phát triển lý thuyết ứng dụng để có máy bay lái tự động, hệ điều khiển vị trí cúa loại pháo, điều khiển tên lửa, điều khiển tự động rađa, loại vũ khí khác v.v… Những năm 1950, phương pháp tốn học, phân tích tổng hợp hệ thống tự động phát triển đưa vào ứng dụng nhanh chóng Ở Mỹ thịnh hành hướng nghiên cứu miền tần số với cơng trình ứng dụng Bode, Nyquist Black trung tâm thí nghiệm điện tín Trong ấy, Liên Xô (cũ) ngự trị lĩnh vực lý thuyết ứng dụng miền thời gian Từ năm 1980, máy tính số bắt đầu sử dụng rộng rãi, cho phép điều khiển với độ xác cao đối tượng khác Các phương pháp Liapunou, Minorsky lý thuyết điều khiển tối ưu đại L.S Pontryagin (Liên Xô cũ), R.Belman (Mỹ) có ý nghĩa lớn Các nguyên tắc điều khiển thích nghi, điều khiển bền vững, điều khiển mờ, “hệ thông minh” v.v… đời áp dụng có hiệu vào thực tiễn Ngày nay, cơng cụ để điều khiển biến đổi nhanh chóng hồn thiện, ngun lý khơng thay đổi thay đổi không đáng kể Đối với Việt Nam giai đoạn nay, việc áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật làm nâng cao chất lượng sản phẩm, lao động, giảm chi phí, giải phóng người nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm Khơng nằm ngồi xu hướng phát triển ngành chế biến gỗ nói chung cơng nghệ uốn-ép gỗ nói riêng Việc xây dựng chương trình điều khiển tự động cho thiết bị cơng nghệ u cầu tất yếu Vì vậy, tơi định chọn khóa luận “Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ thời gian cho máy uốn-ép gỗ công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phịng” Qua q trình nghiên cứu thu thập tài liệu với giúp dỡ thầy giáo Trần Kim Khơi, thầy Hồng Việt thầy, mơn tơi hồn thành luận văn Do làm quen với cơng việc, khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy, bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin thành cảm ơn! Hà Tây, ngày tháng năm 2008 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Hoàng Việt Phạm Thế Mạnh ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện Việt Nam bước vào tiến trình hội nhập tồn cầu với lộ trình đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp theo hướng đại Cùng với phát triển khoa hoc kỹ thuật phát huy trí tuệ tài người hướng vào việc tìm kiếm kiến thức phục vụ cho cơng nghiệp hố đại hố đất nước, nhanh chóng đưa Việt Nam từ nước có kinh tế phát triển thành nước có kinh tế phát triển khu vực trường quốc tế, vững bước xây dựng chủ nghĩa xã hội, thực tốt mục tiêu “Dân giàu nước mạnh xã hội công dân chủ văn minh” Trong nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nước nay, việc tự động hoá vấn đề cấp thiết tất ngành sản xuất nói chung ngành sản xuất lâm nghiệp nói riêng Trong thời điểm kinh tế thị trường nay, việc cạnh tranh hàng hoá phụ thuộc nhiều vào giá chất lượng sản phẩm Vì muốn có chỗ đứng thị trường nay, việc nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng suất lao động cách áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất trở thành xu hướng tất yếu tất ngành Nắm bắt tình hình doanh nghiệp Việt Nam áp dụng thành tựu vào sản xuất (mặc dù chưa áp dụng triệt để) Nhưng việc tạo hiệu kinh tế cao Theo thống kê thức Tổng cục Hải quan, tháng 1/2008, kim ngạch xuất gỗ sản phẩm gỗ Việt Nam đạt 280,9 triệu USD, tăng 7,5% so với tháng trước tăng 24,1% so với kỳ năm 2007 (tại thời điểm năm sau tăng so năm trước) Trong tháng đầu năm 2008, kim ngạch xuất gỗ sản phẩm gỗ Việt Nam tới hầu hết thị trường (trừ thị trường Nhật Bản Đài Loan) tăng, đáng ý xuất sản phẩm gỗ Việt Nam vào số thị trường khối EU tăng mạnh, cụ thể là: Xuất vào thị trường Anh đạt 25,7 triệu USD, tăng 30,18%; Đức đạt 19,9 triệu USD, tăng 61,52%; Pháp đạt 17,8 triệu USD, tăng 32,45%; Hà Lan đạt 9,7 triệu USD, tăng 55,38%; Italia đạt 7,6 triệu USD, tăng 68,12%; Tây Ban Nha đạt 6,5 triệu USD, tăng 64,52%; Đan Mạch đạt 3,3 triệu USD, tăng 29,78%; Phần Lan đạt 3,2 triệu USD, tăng 34,98%; Thuỵ Điển đạt 3,2 triệu USD, tăng 61,78%; Ai Len đạt 2,8 triệu USD, tăng 32,26% Kim ngạch xuất gỗ & sản phẩm gỗ Việt Nam qua tháng (106USD) 300 250 200 150 100 2006 2007 2008 50 10 11 12 Trong ngành kỹ thuật nói chung ngành tự động hố đóng vai trị quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật Kỹ thuật tự động ứng dụng vào sản xuất điều kiện khắc nghiệt đạt độ xác cao Vì tự động hố trình tác động lên đối tượng theo chương trình xác định mà khơng cần có tham gia trực tiếp người Muốn thay đổi hoạt động người cần tác động vào chương trình làm thay đổi chương trình hệ thống làm việc theo chương trình Nhưng tính bật làm việc mềm dẻo, khả mở rộng ứng dụng, độ tin cậy tốc độ xử lý cao Vì mà hệ thống tự động tiên tiến nhanh chóng ứng dụng vào ngành sản xuất không quốc gia mà quy mơ tồn cầu Ngành chế biến gỗ năm gần ứng dụng nhiều kỹ thuật tiên tiến, máy móc thiết bị đại vào sản xuất nhằm tăng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm giảm công việc nặng nhọc cho người Nhưng việc ứng dụng kỹ thuật, máy móc thiết bị đại cịn bị hạn chế, thiết bị máy móc, khâu cơng nghệ cịn nhiều tồn tại, áp dụng khơng quy trình kỹ thuật Dẫn đến suất, chất lượng sản phẩm không cao, khơng có tính cạnh tranh nhiều thị trường, đặc biệt trường quốc tế Vì chưa cải thiện nhiều điều kiện làm việc người suất lao động chưa cao theo nghĩa Đối với việc điều chỉnh nhiệt độ thời gian ép máy uốn-ép gỗ nước ta công ty cổ phần nội thất xuất Shinec sử dụng lao động thủ công chủ yếu, với dụng cụ lao động cịn đơn giản thơ sơ Từ việc điều chỉnh nhiệt độ thời gian gặp nhiều khó khăn Để khắc phục khó khăn trên, giải pháp đưa kinh tế áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, lựa chọn hệ thống điều chỉnh sở tích hợp hệ thống, ứng dụng rơle thời gian cảm biến nhiệt độ để tự động hố q trình làm việc Để phục vụ tốt cho việc điều khiển nhiệt độ thời gian ép ta phải tuân thủ chặt chẽ yêu cầu thực tế đặt cho trình điều khiển Đối với loại gỗ phương pháp phải khác Từ yêu cầu kỹ thuật điều khiển xây dựng hệ thống điều khiển nhờ ứng dụng kỹ thuật tự động Hệ thống xây dựng với mục tiêu điều khiển nhiệt độ thời gian ép cho máy uốn-ép gỗ, thực tốt chế độ điều khiển mức độ nhiệt khác điều kiện cụ thể Đứng trước vấn đề cấp thiết thời tơi tiến hành thực khóa luận: “Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ thời gian ép máy uốn-ép gỗ công ty sản xuất nội thất Shinec - Hải Phòng” Kết nghiên cứu áp dụng vào thực tế, góp phần cải thiện điều kiện lao động, tăng suất, chất lượng sản phẩm trình độ cơng nghệ cở sở sản xuất Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ thiết bị giới Trong thời đại nay, với xu hướng tồn cầu hố, khoa học cơng nghệ khơng ngừng phát triển, tham gia vào tất ngành kinh tế quốc gia giới Cùng với đời ngành tự động hố góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế ngành, nâng cao xuất, chất lượng sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động người Sự đời ngành tự động hoá đáp ứng yêu cầu su hội nhập, phát triển chung tồn cầu Song song với xuất công nghệ thiết bị Chính có mặt thiết bị công nghệ thúc đẩy xu hướng phát triển chung ngành tự động hố Có thể tổng hợp trình phát triển cộng nghệ thiết bị sau: Bảng 1.1 Các giai đoạn phát triển tự động hóa q trình sản xuất Các giai đoạn Đặc điểm đặc trưng Ví dụ Thời điểm xuất Cơ khí hóa Thay lao động bắp Động máy người máy tiện, băng tải Tự động hóa Thay cơng việc điều NC, CNC, phần khiển thiết bị công nhân MRP 1775 1956 – 1960 máy Tự động hóa Sản xuất tự động hóa tích MRPH, FMS, mức độ cao hợp có tính đến mơi trường CAD, CAM 1970 - 1975 phần riêng biệt Sản xuất tích Trên sở tự động hóa với Nhà máy tự hợp trợ giúp hệ thống động hóa hồn máy tính để thực tồn nhà q trình sản xuất tích hợp máy tương lai 1985 – 1990 Đối với ngành chế biến gỗ nói chung uốn-ép gỗ nói riêng việc áp dụng tự động hố khơng nằm ngồi xu hướng phát triển Các cơng nghệ thiết bị áp dụng sớm rộng rãi ngành đạt thành công định nhiều quy mô Trên giới nay, việc áp dụng công nghệ vào sản xuất chế biến gỗ phổ biến nhiều nước giới, khơng nước có cơng nghiệp đại mà nhiều nước khác 1.2 Tự động hố, cơng nghệ thiết bị Việt Nam Những năm gần đây, ngành công nghệ tự động hố (TĐH) gặt hái nhiều thành cơng, song nhìn vào thực tế, ngành tự động hoá đạt chưa thể đáp ứng yêu cầu phát triển, với xu hội nhập kinh tế quốc tế năm tới Bên cạnh ưu điểm, thuận lợi, ngành tự động hố cịn tồn đọng nhiều khó khăn bất cập Đi tìm hướng phát triển cho ngành tự động hoá Việt Nam tương lai, cần có nhìn mạnh dạn vào bất cập, hạn chế, để tìm hướng khắc phục Đó đường nhanh nhất, đưa thuyền Tự động hoá Việt Nam hội nhập với xu tồn cầu hố nhân loại 1.2.1 Khó khăn Thực tế cho thấy, nguồn nhân lực phục vụ cho ngành khoa học công nghệ nói chung ngành tự động hóa nói riêng không thiếu, song người làm việc không nhiều Đây bệnh khơng ngành tự động hố, mà cịn tồn cơng nghiệp Việt Nam Nguyên nhân chủ yếu chất lượng đào tạo chưa tốt trình độ kĩ thuật chưa cao Riêng với ngành tự động hoá, nâng cao, từ khâu đào tạo gặp nhiều khó khăn bất cập: Giáo trình lạc hậu, chồng chéo môn học, thiếu hợp lý đào tạo chuyên sâu đào tạo bản, nặng lý thuyết, thiếu tính thực hành Hệ chất lượng đào tạo chưa tốt, chưa sát với yêu cầu thực tế tình trạng sinh viên trường không đáp ứng yêu cầu nhà tuyển dụng Việc “ đào tạo lại” chuyện có thật đa số doanh nghiệp Đơn cử nhiều sinh viên trường lập trình tốt cho PLC, lập trình tốt với ngôn ngữ bậc cao C++ , visual Basic, Gava lại thiết lập luật điều khiển PID (chưa kể nhiều người khơng biết ngơn ngữ lập trình nào) Theo ý kiến tiến sĩ Hoàng Minh Sơn, đăng Tạp chí Tự động hố ngày nay, hậu thị trường lao động mang lại: Biết thật nhiều thứ Chính việc chạy theo mơn học mang tính ứng dụng, nên đa số sinh viên trường mắc phải nhược điểm hổng kiến thức hệ việc đào tạo chuyên sâu, quan tâm đến kiến thức Câu hỏi liệu phương pháp đào tạo phù hợp với yêu cầu thị trường lao động hay chưa, bỏ ngỏ Cùng với trình độ kĩ thuật cịn yếu chất lượng đào tạo chưa cao, khó khăn khác mà ngành tự động hố mắc phải, thiếu thốn phương tiện kĩ thuật chưa có đầu tư cách hợp lí Mặc dù Đảng, Chính phủ, ban, bộ, ngành có liên quan quan tâm, song thực tế, phương tiện kỹ thuật, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu tình trạng nghèo nàn, lạc hậu thiếu trầm trọng Để làm Rôbot tham gia thi “sáng tạo Rôbô con”, nhiều trường đại học phải chạy khắp nơi để thuê mượn lại trang thiết bị Thật ra, có nhiều dự án cấp kinh phí, song lại phục vụ vào công việc nghiên cứu chuyển giao công nghệ Không trường đại học, mà nhiều trung tâm, viện nghiên cứu tự động hố chí doanh nghiệp tình trạng thiếu thốn phương tiện kỹ thuật Chưa tìm tiếng nói chung doanh nghiệp tốn khó giải khác mà ngành tự động hoá vấp phải Một điều đáng buồn ngành tự động hoá Việt Nam tình trạng thiếu tính chun nghiệp doanh nghiệp Hoạt động cá thể, manh mún, nhỏ lẻ tình trạng phổ biến doanh nghiệp Các doanh nghiệp ngày, giành giật dự án nhỏ, mà quên dự án hàng triệu đôla rơi vào tay nhà đầu tư nước 1.2.2 Thách thức Hiện Việt Nam trở thành thành viên thứ 150 tổ chức thương mại quốc tế Cũng chưa thể biết trước thay đổi thị trường TĐH, chắn thương mại ngành TĐH phải đứng trước thử thách cạnh tranh khốc liệt Hiện nay, thị trường TĐH có nhiều thay đổi cịn "đóng" phương diện thơng tin nên khách hàng khơng có nhiều sở để lựa chọn hàng hóa dịch vụ cho Dung lượng thị trường cịn nhỏ, phần có dự án đầu tư ảnh hưởng "sự co giãn cầu" Vốn cơng ty thương mại TĐH cịn hạn chế, lượng nhập hàng thấp Tuy số hãng trợ giá cho thị trường Việt Nam theo lộ trình gia nhập WTO điều liệu cịn tồn Đứng trước cơng ty thương mại có đầy đủ tiềm kinh nghiệm với hàng chục năm hoạt động Singapore, Thái Lan sẵn sàng đợi G để tiến vào thị trường Việt Nam Như hồn tồn thách thức khơng nhỏ với ngành TĐH Việt Nam vốn non trẻ Cũng nằm guồng quay chung, TĐH Việt Nam thời WTO phải đối mặt với nhiều thách thức hội Khó khăn nhiều biết nắm lấy hội vượt qua thách thức thành cơng Và biết đâu, khó khăn lại nhìn rõ để chấn chỉnh, hồn thiện Với tơi, tơi nghĩ ngành TĐH nhiều nước phát triển giới trải qua khó khăn thách thức trước thềm hội nhập phát triển Họ làm Tại khơng làm được? 1.3 Tình hình chung sở chế biến gỗ Hiện nay, ngành chế biến gỗ Việt Nam có nhiều chuyển biến so với trước, biết áp dụng thành tựu khoa học công nghệ vào sản xuất để tăng suất, giảm sức lao động người Nhưng nhiều hạn chế áp dụng phần vào sản xuất, phần lại lao động người.Vì chưa tạo nhiều sức cạnh tranh thị trường quốc tế thị trường nước Hạn chế lớn nhất, tạo khoảng cách khơng nhỏ mặt bình quân giới suất lao động thấp Tài liệu ngành chuyên trách cho biết, so với khu vực châu Âu, suất lao động ngành công nghiệp chế biến gỗ xuất Việt Nam xấp xỉ 25% Khơng nói đâu xa mà so với nước cận kề Trung Quốc, suất công nghiệp chế biến gỗ Việt Nam chưa 50% Thời vậy, mà công nghệ đại chiếm ưu sản xuất hàng hóa, suất lao động trở thành tiêu chí quan trọng đánh giá xếp loại trình độ kinh tế Thực tế, thời gian gần đây, cơng nghệ trình độ tay nghề người lao động chế biến gỗ có bước tăng đáng kể, vượt xa so với thời kỳ trước Phần lớn lao động thủ công giới hóa Nhiều loại thiết bị đại trở thành cơng cụ chủ yếu phổ biến sở chế biến đồ gỗ, kể sản xuất mặt hàng đồ gỗ truyền thống Nếu giới hạn lãnh thổ nội địa tự lịng với trình độ thời cơng nghiệp chế biến đồ gỗ Việt Nam có 2000 doanh nghiệp chuyên sản xuất mặt hàng đồ gỗ, có 200 doanh nghiệp áp dụng quản lý chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn FSC (Forest Stewardship Council - tên Hội đồng quản trị rừng quốc tế loại chứng rừng Hội đồng quản lý FSC chương trình tồn cầu kiểm định chuỗi hành trình sản phẩm từ khâu nguyên liệu đến thành phẩm) Nhân lực ngành công nghiệp chế biến đồ gỗ Việt Nam tồn nghịch lý từ nhiều năm đến chưa khắc phục, nhiều số lượng tỉ lệ qua đào tạo cịn q Cách đào tạo nhân lực cho ngành hàng thiếu bản, khơng có hệ thống, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm truyền nghề mang tính gia đình Cơng nghệ thấp (nói lạc hậu) ngành công nghiệp chế biến đồ gỗ lại cộng thêm bất lợi không nhỏ phụ thuộc nguồn nguyên liệu nhập 10 Circuit diagram representation Representation in LOGO! Basic function i1 i2 i3 and i1 i2 i3 Circuit diagram representation i1 q i2 or i1 =1 i1 i2 i3 q Representation in LOGO! not i1 i2 i3 q Bảng 5.1 5.6.Các chức đặc biệt (Scpecial functions - SF) + Hàm ON- DeLay + Hàm OFF- DeLay + ON-OFF Delay + ON Delay có nhớ + Relay xung có trì hỗn + Relay thời gian lấy cạnh xng lên + Bộ phát xung không đồng + Bộ phát xung ngẫu nhiên + Công tắc dùng cho đèn cầu thang + Công tắc đa chức + Ngày tuần, năm + Bộ đếm lên xuống + Bộ đếm + Bộ phát xung phụ thuộc tần số + Bộ phát xung tín hiệu analog ngõ vào + Bộ phát xung phụ thuộc khác biệt analog + Bộ so sánh tín hiệu analog + Bộ giám sát tín hiệu analog + Bộ khuếch đại analog + Bộ chọn giá trị analog cho ngõ 49 q q q Basic function XOR (exclusive or) NAND (and not) NOR (or not) + hàm dốc + Bộ điều khiển IP + Bộ chốt Relay + Relay xung + Bộ tạo thống báo + Bộ khóa phần mềm + Thanh ghi dịch bít Trên sở mạch Logic xây dựng chương trình để thực ý tưởng cơng nghệ kỹ thuật mà ta muốn thực 5.7 Bộ nhớ khả nhớ PLC Logo! Bộ nhớ PLC Logo!, tương tự hệ thống khác có giới hạn định Đối với dòng họ Logo!, nhớ bao trùm block nối tiếp (hình 5.6) i1 i3 b7 b6 b5 b8 i1 i2 b4 b9 b3 b2 i4 Up to blocks i5 x i6 x b1 q1 b10 Hình 5.6 5.8 Các bƣớc làm việc Logo! Để đưa Logo! PLC vào làm việc hệ thống điều khiển đó, ta phải thực bước sau: + Bước1: Nhấn đồng thời nút (,, OK) để khởi động Logo! nhằm thay đổi trạng thái đồng ý với chương trình muốn sửa đổi ta dùng OK ESC Thực việc đồng ý (OK) thoát khỏi (ESC) + Bước 2: Đặt tên cho cổng vào- 50 + Bước 3: Dùng phím chức để lựa chọn block, hàm chương trình u cầu, sau dùng OK ESC để đồng ý huỷ bỏ chương trình 5.9 Lập trình Để điều khiển q trình cơng nghệ nêu, ta lập trình cho Logo! Theo Grafcet Trong q trình điều khiển cơng nghệ uốn-ép gỗ gồm giai đoạn: *Giai đoạn 1: Cấp nhiệt + Gia nhiệt nhiệt độ đạt từ 140oC- 150oC trì nhiệt suốt trình uốn-ép gỗ sau chuyển sang giai đoạn * Giai đoạn 2: Uốn-ép gỗ + Khởi động động bơm dầu (sau phút P =150Kg/cm2) + Giữ lực tương đương với áp suất P = 150Kg/cm2 phút (lực ép gỗ F tính theo cơng thức F = P/S với S - tiết diện pistong) + Giữ lực tương đương với áp suất P = 130Kg/cm2 phút + Giữ lực tương đương với áp suất P = 110Kg/cm2 phút (thời gian uốn-ép gỗ t = 8-10 phút, ta chọn t = phút) * Giai đoạn 3: Ép định hình gỗ + Giữ lực tương đương với áp suất P = 90Kg/cm2 45-60 phút (tùy thuộc vào loại gỗ đem uốn-ép) * Giai đoạn 4: Làm nguội + Đồng thời đóng cửa van cấp nhiệt, mở van thoát nhiệt ngừng động Ta lập trình cho giai đoạn sau: Gọi: I1 Start (I1 = bắt đầu) I2 stop (I2 = dừng) I3 cảm biến nhiệt độ mức cao (cơng tắc thường đóng) I4 cảm biến nhiệt độ mức thấp (công tắc thường mở) 51 I5 Switch chọn chế độ tự động Q1 Điều khiển van cấp nhiệt + Q1 = mở van + Q1 = đóng van Q2 Điều khiển động Q3 Điều khiển áp suất 150Kg/cm2 Q4 Điều khiển van động Trước cho máy uốn-ép hoạt động ta phải chuẩn bị máy, chuẩn bị nguyên liệu, phận phụ trợ khác cấp nhiệt cho máy Q1 = I2.I1 Ta start cho hệ thống start cho van cấp nhiệt (khi I1 = 1), ta có sơ đồ sau (hình 5.7): Hình 5.7 Sơ đồ điền khiển start-top hệ thống Khi ta ấn nút start (I1) mở van cấp nhiệt, ấn stop (I2) ngừng cung cấp nhiệt Khi bật I1 nhiệt ln ln cấp suốt trình hoạt động máy, ta nhấn I2 trình cấp nhiệt kết thúc Sau mở van cấp nhiệt xong đợi nhiệt độ đạt từ 140oC- 150oC (khoảng thời gian t = 1giờ) ta khởi động động bơm dầu thủy lực ln trì nhiệt nằm khoảng 140oC- 150oC Ta có chương trình điều khiển sau (hình 5.8): 52 Hình 5.8 Khi nhiệt độ nằm khoảng 140oC- 150oC động khởi động bắt đầu trình uốn-ép gỗ (Q3) Lúc áp suất đạt 150Kg/cm2 sau phút tính từ lúc bắt đầu khởi động động Để điều chỉnh áp suất dầu ta sử dụng loại van khác van cổng vị trí van vị trí hình sau (hình 5.9): 1 xilanh thủylực loxo van đường dẫn dầu Hình 5.9 Sơ đồ van vị trí Đối với toán ta sử dụng van vị trí Các van điều chỉnh áp suất điều chỉnh điện từ có khả tự hồi, cấp điện giãn cịn ngừng tự hồi vị trí ban đầu Khi lúc đầu dầu ép với áp suất 150 Kg/cm2 giữu nguyên áp suất phút Nhưng sau điều chỉnh van điều khiển áp suất động bước sau n1 bước áp suất giảm 130 Kg/cm2 giữ phút, sau n2 giữ phút lại giảm 110 Kg/cm2 giữ phút, sau n3 bước áp suất giảm 90 Kg/cm2 giữ 60 phút Đây thời gian 53 trì nhiệt áp suất để trì lực uốn-ép gỗ Được biểu thị sơ đồ hình vẽ (hình 5.10): 1 đường dầu lên đường dầu hồi loxo đường dẫn dầu Q4 van điều khiển áp suất Q3 Q2 Hình 5.10 Sơ đồ điều khiển sử dụng van tiết lưu Ta biểu diễn q trình từ bấm start tồn hệ thống →mở van cấp nhiệt → khởi động động đến có lực ép tác dụng lên mặt bàn khn sau (hình 5.11): I1 I2 I4 K1 K1 Q1 I3 T01 Q1 Q2 t = 1h T02 Q3 t = Hình 5.11 Sơ đồ điều khiển Khi Q3 điều khiển P = 150Kg/cm2 nhờ thay đổi van điều khiển áp suất mà áp suất thay đổi Ta có bảng logic sau (bảng 5.2) Theo bảng 5.2 ta thấy nhiệt chưa cấp đủ động chưa khởi động áp suất tác dụng khơng (P=0) 54 Q2 Q3 Q4 P (Kg/cm2) 0 0 0 0 0 1 0 150 1 130 1 110 1 90 Bảng 5.2 Theo bảng giá trị ta điều khiển áp suất theo thang khác trì khoảng thời gian khác Sau phút áp suất tác dụng lên mặt bàn khn P = 150Kg/cm2 điều khiển hình 5.12 Hình 5.12 Sau trì áp suất P = 150Kg/cm2 với phút ta giảm áp suất ép trì lực ép phút hai lần giảm tiếp theo, với áp suất với P = 130Kg/cm2 P = 110Kg/cm2 Quá trình điều khiển nhờ van điều khiển áp suất Đến giai đoạn uốn-ép định hình gỗ trì lực ép P = 110Kg/cm2 60 phút (ép định hình gỗ) (hình 5.13) 55 Hình 5.13 Sau trình ép kết thúc đến giai đoạn làm nguội Lúc này, ta điều khiển dừng cung cấp nhiệt hay ấn stop Nếu ta muốn điều khiển việc dừng lại ta phải tính tốn tổng thời gian hoạt động hệ thống T = t1 + t2 + t3 + t4 Với T_Thời gian hoạt động hệ thống t1_thời gian cấp nhiệt (60phút) t2_thời gian tăng áp (3phút) t3_thời gian uốn-ép (9phút30) t4_thời gian trì (60phút) T = 60 + + 9.5 + 60 = 132.5 (phút)→ ta lấy T = 133 (phút) = 2h13min Khi ta lập trình hình 5.14 Hình 5.14 56 Cuối ta lập trình cho quy trình uốn-ép gỗ sau (hình 5.15): Hình 5.15 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nhiệt độ thời gian hai nhân tố ảnh hưởng lớn đến suất trình uốn-ép gỗ chất lượng sản phẩm sau uốn-ép Vì để điều khiển nhiệt độ thời gian trình uốn-ép điều cần thiết trình sản xuất Do việc nghiên cứu, ứng dụng tính linh kiện điện tử số thiết bị có sẵn, kết hợp chúng lại với tạo nên hệ thống điều khiển tự động khả thi để phục vụ tốt cho trình sản xuất, hạ giá thành sản phẩm chủ động q trình làm việc vấn đề có ý nghĩa thiết thực Khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ thời gian cho máy uốn-ép gỗ công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phịng” hồn thành với hướng dẫn thầy Hồng Việt, Trần Kim Khơi vận dụng kiến thức học để giải toán cụ thể đặt là: + Dựa thực tế sản xuất công ty hoạt động máy, yêu cầu sản phẩm với cơng nghệ có sẵn Lập đưa phương án tối ưu, đảm bảo tính khả thi kinh tế, tương thích cơng nghệ + Hệ thống điều chỉnh sử dung PLC Logo! để điều chỉnh nhiệt độ thời gian cho máy uốn-ép gỗ công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phòng Nhưng trình độ thời gian có hạn nên luận văn số hạn chế cần bổ xung hồn thiện Kiến nghị 2.1 Với khóa luận Phương pháp điều khiển nghiên cứu khóa luận khơng áp dụng cho loại gỗ mà áp dụng cho nhiều loại gỗ khác 2.2 Với ngành tự động hố Như nói phần trước ngành tự động hố Việt Nam đành có nhiều khó: khó nguồn lực, khó vốn, phương tiện kỹ thuật, 58 cấu đấu thầu Nhưng khơng tìm cách khắc phục khó khăn ngành tự động hố bắt kịp vào nhịp sống công nghiệp phát triển mạnh mẽ toàn giới Những năm gần đây, nhiều quan chức thực vào Nhiều giải pháp nhằm tháo gỡ khó khăn đưa thảo luận thực thi Nhưng điều cần làm phải làm việc đào tạo sử dụng hợp lý nguồn nhân lực Đối với trường đại học, đến lúc cần phải đổi phương pháp giảng dạy trường đại học lĩnh vực tự động hoá: Cân đối lý thuyết thực hành, hợp lý kiến thức chuyên sâu kiến thức bản, khuyến khích sinh viên nghiên cứu, tạo cầu nối sinh viên doanh nghiệp Để làm điều này, ngành tự động hố cần có quan tâm từ phía quan, nhà trường, doanh nghiệp Ở đa số nước tiên tiến, doanh nghiệp trực tiếp bỏ vốn tham gia trình đào tạo nhân lực Và họ thành cơng lại khơng áp dụng Đây học thực tiễn để ngành tự động hố ngành cơng nghiệp khác Việt Nam rút kinh nghiệm học tập 59 Tài liệu tham khảo Phạm Đắc-Trần Xuân Tùy (1998), Điều khiển tự động lĩnh vực khí, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thị Phươnng Hà (1996), Điều khiển tự động, NXB Khoa học & kỹ thuật Hà Nội Trần Kim Khôi (2005), Cơ sở tự động điều khiển, NXB Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Mạnh (2008), Báo điện tử VnEconomy http://vneconomy.vn Phạm Công Ngô (1996), Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học & kỹ thuật Hà Nội VNECONOMY (2008), Doanh nghiệp chế biến gỗ xuất cần chứng FSC, Báo điện tử Tổng cụ tiêu chuẩn đo lường chất lượng - STAMEQ http://www.tcvn.gov.vn (30/04/2008) Trung tâm Thông tin Khoa học Công nghệ Quốc gia- Cơ sở liệu tồn vănMạng thơng tin KH&CN Việt Nam http://vst.vista.gov.vn Lan Hoa (2005), Tự động hoá Việt Nam, Báo điện tử tạp chí Cơng nghiệp http://irv.moi.gov.vn (05/05/2005) Vũ Minh Tiến - Tự động hóa ngày (2007), Tự động hoá Việt Nam trước thềm WTO, http://www.intechco.com (10/02/2007) 10 Http://www.etecvn.com 11 Hướng dẫn sử dụng LOGO! – Công ty TNHH TM&DVKT S.I.S 12 http://www.fotech.org 13 http://dientuvietnam.net 60 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ thiết bị giới 1.2 Tự động hố, cơng nghệ thiết bị Việt Nam 1.2.1 Khó khăn 1.2.2 Thách thức 1.3 Tình hình chung sở chế biến gỗ 1.4 Công nghệ thiết bị công ty sản xuất nội thất xuất Shinec 11 1.4.1 Khái quát công ty sản xuất nội thất xuất Shinec-Hải Phòng 11 1.4.2 Công nghệ thiết bị công ty 14 1.4.3 Công nghệ thiết bị uốn-ép gỗ 14 1.5 Tổng quan điều khiển tự động 15 1.5.1 Điều khiển tự động 15 1.5.2 Các loại hệ thống điều khiển tự động 16 1.5.3 Thành phần hệ thống tự động 17 1.5.4 Những nguyên tắc điều khiển tự động 18 1.6 Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu 20 1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 1.6.2 Đối tượng nghiên cứu 20 1.6.3 Phạm vi nghiên cứu 20 1.7 Phương pháp nghiên cứu 20 Chƣơng 22 CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 22 2.1 Khái quát hệ thống uốn-ép 22 2.1.1 Động học trình uốn-ép 22 2.1.2 Phương pháp uốn-ép gỗ 25 2.2 Nguyên liệu uốn-ép 25 2.2.1 Khái niệm 25 2.2.2 Đặc điểm gỗ 25 2.2.3 Tính chất gỗ 26 2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy uốn-ép gỗ 27 2.3.1 Cấu tạo 27 61 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 29 Chƣơng 31 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 31 3.1 Sơ đồ khối (block diagram ) hệ thống điều khiển điển hình 31 3.2 GRAPH tín hiệu 33 3.3 Grafcet tuyến tính biểu diễn hệ thống uốn –ép 34 3.3.1 Biểu diễn hệ thống 34 3.3.2 Mô tả chu kỳ hoạt động 35 3.3.3 Công việc cần làm tiến hành chu kỳ uốn-ép gỗ 35 3.3.4 Ký hiệu công tắc tơ 35 3.3.5 Lập trình grafcet nhìn từ phần điều khiển công việc 36 3.4 Grafcet tuỳ chọn 38 Chƣơng 40 THIẾT KẾ XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 40 4.1 Phân tích q trình làm việc máy uốn gỗ 40 4.2 Xây dựng toán điều khiển tự động 41 4.2.1 Nhận xét 41 4.2.2 Yêu cầu công việc 41 4.2.3 Xây dựng toán điều khiển 42 4.2.4 Mơ hình tốn học 42 4.2.5 Tổng hợp mơ hình tốn học 42 Chƣơng 44 KIỂM CHUẨN CHƢƠNG TRÌNH 44 5.1 Giới thiệu với PLC logo! 44 5.2 Lắp đặt tháo dỡ logo! 46 5.2.1 Lắp đặt dây dẫn truyền tín hiệu điều khiển logo! 46 5.2.2 Đấu nối dây nguồn 46 5.2.3 Đấu nối dây nguồn vào Logo! 47 5.2.4 Đấu nối đầu (đầu điều khiển logo!) 47 5.3 Khởi độngLogo! 48 5.4 Lập trình cho logo! 48 5.5 Các chức Năng Logo! 48 5.6.Các chức đặc biệt (Scpecial functions - SF) 49 5.7 Bộ nhớ khả nhớ PLC Logo! 50 5.8 Các bước làm việc Logo! 50 62 5.9 Lập trình 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 Kết luận 58 Kiến nghị 58 2.1 Với khóa luận 58 2.2 Với ngành tự động hoá 58 Tài liệu tham khảo 60 Mục lục 61 63 ... thống điều khiển nhiệt độ thời gian cho máy uốn- ép gỗ công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phịng + Cơng nghệ thơng số công nghệ uốn- ép thực công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phòng. .. đầu vào để hiệu chỉnh lại biến động Đối với tốn điều khiển việc điều kiển nhiệt độ thời gian máy uốn- ép gỗ Hệ thống tự động bao gồm điều chỉnh tự động đối tượng điều khiển gọi hệ thống điều chỉnh. ..khóa luận ? ?Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ thời gian cho máy uốn- ép gỗ công ty sản xuất nội thất xuất Shinec Hải Phịng” Qua q trình nghiên cứu thu thập