Hoàn thiện thiết kế hệ thống điều khiển điện khí tác động nhanh bao gồm các giao diện ra/vào t−ơng tự – số, thiết bị điều khiển hệ van khí làm việc trong tr−ờng

D N (T/h)

2.2.2.5 Hoàn thiện thiết kế hệ thống điều khiển điện khí tác động nhanh bao gồm các giao diện ra/vào t−ơng tự – số, thiết bị điều khiển hệ van khí làm việc trong tr−ờng

các giao diện ra/vào t−ơng tự – số, thiết bị điều khiển hệ van khí làm việc trong tr−ờng thời gian thực, hệ thống theo dõi- cảnh báo tình trạng làm việc của máy.

2.2.2.5.1. Đặc điểm hệ thống điều khiển điện khí đa kênh tác động nhanh cho phân loại. - Trong máy phân loại, đây là một hệ thống có vai trò quan trọng thậm chí cao hơn hệ thống nhận dạng vì nó trực tiếp quyết định độ chính xác phân loại. Mặt khác, đây cũng là cụm thiết bị điển hình cho công nghệ mechatronic: đ−ợc xây dựng từ những cụm cơ cấu chấp hành điện tử-khí nén-cơ chính xác cao nhất.

- Yêu cầu: mở/đóng chính xác các van thổi theo vị trí van (1 đến 16/32/48/64, tuỳ theo số mô đun phân loại của máy), theo thời gian (bao gồm thời gian mở trễ van sau khi phát động lệnh mở, thời gian duy trì mở, đều yêu cầu chính xác ±0,1 ms), đồng thời đảm bảo tần suất kích hoạt van thổi cao nhất tới 100 Hz (chu kỳ min 10 ms), trung bình 5 Hz ( chu kỳ trung bình 0,2 s), trong dải áp suất cho phép (4-5 bar). 2.2.2.5.2. Đặc tính kỹ thuật van thổi

- Kiểu: van điện khí trực tiếp tác động nhanh của MAC (model 44B) hoặc FESTO (model MHA2-MS1H-3/2G-2), thiết kế chuyên dụng cho các loại máy phân loại hạt. - Thời gian đóng/mở (respond times): ≤ 1,5(MAC)-2(FESTO)ms ±10% , đối xứng. - B−ớc lắp nhỏ nhất: 10 mm

- Tiêu thụ khí nén: 80-100 l/min

- Điện áp kích: 24 VDC-100 VDC (xung) - Công suất: 4W-16W(xung).

- Bôi trơn: không đòi hỏi

2.2.2.5.3. Thiết kế manifold (bộ chia khí cho các van thổi tách hạt)

- Để đảm bảo l−u l−ợng cho số van thổi đ−ợc lắp trên máy, đồng thời cấp khí nén một cách đồng đều cho mọi van, manifold đ−ợc thiết kế đối xứng, có tính đến l−u l−ợng trung bình của hệ thống khi tỷ lệ hạt xấu đầu vào tới 10%, công suất phân loại cao nhất (5 tấn/h).

- Manifold đ−ợc thiết kế theo mô đun, t−ơng ứng với số mô đun phân loại, trong đó mỗi mô đun phân loại bao gồm 01 camera, 01 bộ cấp liệu rung, 01 máng

OPSOTEC 5.01A/5.00B), 01 bộ điều khiển van thổi, 01 máng thu liệu tốt sau phân loại. Nhờ thiết kế này, khí đ−ợc cấp đều hơn, việc hiệu chỉnh thuận tiện, tháo lắp sửa chữa theo từng phần, đồng thời dễ dàng thay đổi công suất máy theo số mô đun. Ngoài ra, điều kiện công nghệ chế tạo của ta cũng chỉ đáp ứng những chiều dài khoan không quá sâu, trên vật liệu nhôm.

2.2.2.5.4. Thiết kế súng phân loại

- Súng phân loại cũng đ−ợc thiết kế theo mô đun, mỗi mô đun gồm 32/16 súng, t−ơng ứng 32/16 lối ra của 32/16 van thổi trên các máy OPSOTEC 5.01A/5.00B.

- Tiết diện miệng súng 10ì0,5 đ−ợc tính toán thiết kế để tạo dòng khí thổi gọn, tập trung lực theo đúng rãnh, giảm xác suất thổi lẫn sang hạt không đ−ợc chỉ định thổi.

Hình 32. Van thổi 44B của MAC lắp trên manifold

Hình 34. Miệng súng thổi của máy OPSOTEC 5.01A

9

φ6

I-I I I

Hình 33. Đáp ứng thời gian của van thổi:τONτHOLDτOFFlà các thời

gian mở, duy trì, đóng.

τON τHOLD τOFF ms

100% Độ mở

- Để cải thiện độ chính xác phân loại, giảm tỷ lệ thất thoát hạt tốt, kết cấu đ−ờng dẫn khí đơn (một rãnh φ6) trên súng của máy OPSOTEC 5.01A đã đ−ợc thay thế bằng đ−ờng dẫn khí kép (hai rãnh φ3) trên máy OPSOTEC 5.00B (xem các hình 34-36). 2.2.2.5.5. Thiết kế thiết bị điện tử điều khiển các van điện khí phân loại

- Thiết bị điện tử điều khiển bao gồm các khối chính:

+ Card giao tiếp cổng parallel (LPT) cho tín hiệu 0/1 điều khiển các van thổi + Card vi điều khiển cho cài đặt các thông số thời gian mở trễ, duy trì thổi từ PC thông qua cổng serial (COM), đồng thời quản lý trạng thái đèn, điều khiển các chổi làm sạch buồng quang...

+ Các card công suất, mỗi card trực tiếp ghép nối tới 16 cuộn solenoid van thổi. + Card đèn LED chỉ báo trạng thái của từng van khi hoạt động.

- Với thiết kế theo mô đun, đồng thời ứng dụng công nghệ vi điều khiển, việc hiệu chỉnh, kiểm tra sủa chữa từng chức năng, cụm hoặc từng van đ−ợc thuận lợi, đồng thời hỗ trợ điều khiển tập trung từ máy tính chỉ trên một phần mềm ứng dụng.

- So với thiết kế máy ban đầu, thiết kế này có những khác biệt và −u điểm hơn hẳn: Hình 35. Miệng súng thổi của máy OPSOTEC 5.00B

Hình 36. Mặt cắt dòng khí tại vùng hạt đi qua a) Máy 5.01A b) Máy 5.00B c) Kích th−ớc hạt cà phê

~12,5 ~10 a) ~13 ~7,5 b) 5-7 c) I I-I

+ Đây là cụm điện tử đ−ợc thiết kế chế tạo hoàn toàn tại Việt nam, so với tr−ớc kia phải nhập ngoại các card DI/DO từ hãng Arcom (Anh quốc), một loại card vạn năng, nên vừa thừa một số chức năng, lại vừa không đáp ứng yêu cầu luôn phải cập nhật của quá trình thực hiện dự án.

+ Thực hiện đặt thời gian trễ mở, duy trì mở van thổi trên các mạch đếm xung clock (trễ/duy trì cứng), nhờ vậy đảm bảo độ chính xác cao hơn, đồng thời giải phóng CPU hệ thống vốn phải xử lý các thời gian này trong thiết kế cũ bằng thuật toán xác định các thời gian trễ/duy trì theo thời gian thực hiện lệnh của CPU (xem thêm các tài liệu Phụ lục A, “Thiết kế Hệ thống điều khiển phân loại máy OPSOTEC 5.01A và 5.00B”).

+ Tích hợp đ−ợc chức năng xử lý logic hệ thống nhờ dùng vi điều khiển, do vậy, không phải dùng một bộ PLC ngoài, làm cho thiết kế hệ thống vừa linh hoạt, gọn nhẹ hơn, vừa giảm thiểu những nguồn gây nhiễu cho nhiệm vụ chính của máy. 2.2.3. Đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề

2.2.3.1. Trong thời gian thực hiện Dự án, Viện máy và dụng cụ công nghiệp đã đào tạo đ−ợc một đội ngũ kỹ s−, công nhân lành nghề trong các lĩnh vực điều khiển máy tính, kỹ thuật quang- điện tử, kỹ thuật điều khiển khí nén tác động nhanh, công nghệ lắp ráp, hiểu chỉnh, kiểm tra và đo l−ờng.

2.2.3.2. Một số ph−ơng thức đào tạo đã đ−ợc phối hợp nh− : đào tạo trực tiếp trong quá trính nghiên cứu thiết kế chế tạo; cùng với các Dự án khác mở lớp cho các kỹ s− về kỹ thuật quang số và máy tính; tranh thủ tiếp nhận và tận dụng, cập nhật liên tục những kiến thức, know-how của n−ớc ngoài qua khai thác trên nhiều trang web của nhiều hãng trên nhiều lĩnh vực khác nhau liên quan tới Dự án...

2.2.3.3. Đội ngũ cán bộ đ−ợc đào tạo trong n−ớc đã tỏ ra hoàn toàn đáp ứng yêu cầu thực hiện Dự án và phát triển nghiên cứu, sản xuất sau này. Trong đó, bao gồm các ngành:

+ Kỹ s− điện tử, tin học: 08 + Kỹ s− công nghệ chế tạo: 08 + Kỹ s− quang-điện tử: 06 + Kỹ s− điều khiển thuỷ khí: 02 + Kỹ s− hiệu chỉnh hệ thống: 06