PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HÒM PHUN BỘT
4.2.1 Yêu cầu công nghệ
+ Độ mở môi phun (thay đổi phụ thuộc công nghệ) điều chỉnh bằng mạch vòng động cơ servo.
+ Áp suất đặt cho hòm phun
Vì vậy khi vận hành ta đặt định lượng theo định lượng chuẩn 40, 60, 80, 120 tùy theo đơn đặt hàng.Khi nồng độ bột không đổi, ta đặt một lưu lượng bột qua môi ứng với mỗi định lượng theo yêu cầu sản phẩm.
Mục tiêu điều khiển là đảm bảo yêu cầu theo định lượng.Đề đáp ứng yêu cầu lưu lượng bột ra không đổi, ngoài mục đích đáp ứng cấp bột cho hòm phun dùng biến tần điều khiển động cơ bơm quạt (như đã phân tích ở mục 4.1).
Quá trình điều khiển mức với mục đích giữ mức bột trong hòm luôn không đổi đảm bảo yêu cầu trên tức là cân bằng lưu lượng bột vào ra hòm phun.
Ngoài ra, yêu cầu bột đủ áp lực để phun ra lưới với chiều dài nhất định.Với góc mở môi phun cô định,áp suất nén phải đủ để bột phun ra thành tia đan chéo nhau đồng bộ với tốc độ lưới.Tốc độ lưới không đổi được duy trì chính xác ứng với từng định lượng chuẩn cụ thể.Do đó sự khác biệt giữa tốc độ tia phun và tốc độ bột phụ thuộc hoàn toàn vào tổng áp lực trong hòm phun.Vậy mục đích điều khiển ở đây là điều khiển tổng áp lực trong hòm phun.Sử dụng biến tần điều khiển động cơ nén khí cấp 1 lưu lượng khí nén tạo ra sự chênh áp trong hòm phun để tốc độ phun bột đảm bảo theo yêu cầu công nghệ.Ta gọi chung là quá trình điều khiển áp suất.
Vì biến tần điều khiển chậm nên hệ thống lắp đặt thêm 1 van xả áp có tác dụng là van an toàn để tránh gây sự cố quá áp.
Hình 4.5. Điều khiển phản hồi hệ thống thổi khí
Hình 4.5 minh họa sách lược phản hồi cho quá trình điều khiển lưu lượng ra của bột theo định lượng đặt trước.
Bột trong hòm có thể tích V (m3) và khối lượng riêng ρ
(kg/m3).Giả thiết bột đồng nhất tại mọi vị trí trong hòm phun.
Dòng bột vào hòm có lưu lượng Fi và dòng bột ra có lưu lượng F0. Vì không có sự thay đổi thành phần sản phẩm nên khối lượng riêng bột đầu vào và đầu ra là ρ
giống trong hòm phun.
Máy nén cấp nguồn bởi biến tần tạo áp suất điều khiển lưu lượng ra F0 bột. Bơm quạt cấp nguồn bởi biến tần cung cấp lưu lượng bột đầu vào Fi.
Vậy bài toán điều khiển ở đây là duy trì lưu lượng ra ứng với mỗi định lượng cụ thể của bột với mức bột trong hòm không đổi thông qua việc duy trì áp suất cấp bởi máy nén với độ mở môi không đổi.
4.2.2. Cấu tạo của hệ thống
Hệ thống thổi khí gồm:
+1 bình chứa bột: đảm bảo cột áp để duy trì hoạt động bình thường cho các máy bơm và máy nén
+ Bơm quạt
+ Các thiết bị đo lường giám sát: - LT: đo và truyền giá trị mức - LC: bộ điều khiển mức
- PT: đo và truyền giá trị áp suất - DPT: đo và truyền giá trị chênh áp - PC: bộ điều khiển áp suất
+ Máy nén khí
Áp suất tạo ra từ máy nén.ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện chuyển thành năng lượng khí nén, nhiệt năng.Nguyên lý làm việc của máy nén khí:
- Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa,ở đó thể tích buồng chứa sẽ nhỏ lại nên áp suất buồng chứa tăng lên.
- Nguyên lý thay đổi động năng: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén được tạo ra bằng động năng bánh dẫn.Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và áp suất rất lớn.
Máy nén khí có rất nhiều loại như máy nén kiểu ly tâm, kiểu pít tông, kiểu trục vít, kiểu quay... Ở Bãi Bằng, người ta sử dụng máy nén khí kiểu ly tâm có dạng như hình vẽ:
Hình 4.6. Máy nén khí kiểu ly tâm
Không khí sẽ được hút vào buồng hút, trong biểu đồ p- V ứng với đoạn d- a. Nhờ roto và stator đặt lệch nhau một khoảng lệch tâm e, nên khi rotor quay sang phải, thì không khí sẽ vào buồng nén, trong biểu đồ p- V tương ứng với đoạn a- b. Sau đó, khí nén sẽ vào buồng đẩy, trong biểu đồ ứng với đoạn b- c.
Độ lệch tâm tương đổi:
ε = e R = R r R − (4-9)
+ Van xả áp (thực chất là van an toàn): có tác dụng giữ cho áp suất không đổi ngay cả khi có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc hoặc sự dao động của áp suất đầu vào. Trong trường hợp áp suất tăng cao hơn so với áp suất điều chỉnh, khí nén sẽ theo lỗ xả khí ra ngoài đến khi áp suất giảm xuống bằng với áp suất điều chỉnh.