3. Ph−ơng án cải tiến dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc công ty cổ phần AP Hà Tây
B5A11.1 A11.8 A11.9 A11
A11.1 .... A11.8 A11.9 ... A11.16
B0.1 B0.8 B1.1 X3 X2 X1 Q1 Q2 Q3 B2.1 B0.9 B1.2 B3.1 B2.2 B4 B7 B2.3 B3.2 B5: Vít tải B6: Gầu tải B7: Bộ chia 2 ngả B8: Thùng chứa thành phẩm bột chờ cân B9: Thùng chứa bán thành phẩm ép viên
X1..X3: Thùng chứa nguyên liệu dạng lỏng
Q1..Q3: Bơm nguyên liệu lỏng
+ Đáp ứng công suất đồng bộ giữa các thiết bị trong nhóm. b, Giải pháp thực hiện:
Hiện tại, các thiết bị công nghệ trong khâu ép viên của dây chyền đ1 đ−ợc thiết kế đồng bộ và đủ các nguyên công, vì vậy không thay đổi các thiết bị công nghệ, chỉ bổ xung các thiết bị kiểm tra giám sát phục vụ cho quá trình điều khiển (hình 3.12).
Hình3.12. Khâu ép viên và sàng phân loại
Nhận xét:
- Trong khâu nghiền, sau khi cải tiến, ở một thời điểm chỉ nghiền một loại nguyên liệu. Do đó giúp cho việc thay thế sàng của máy nghiền và điều
B9 C2 C2 C5 3 C 9 C11 C1 C7 C8 C10 C3 C4 C6 C1: Bộ cấp liệu C2: Bộ phận nấu C3: Máy ép viên C4: Cửa nhận liệu C5: Thùng chứa thành phẩm có báo mức đầy. C6: Thiết bị bẻ viên
C7: Bộ cấp liệu vào gầu tải C8: Gầu tải
C9: Sàng phân loại
C10: thùng chứa thành phẩm chờ đóng bao; có báo mức đầy C11: Quạt làm nguội và hút bụi
chỉnh bộ cấp liệu vào máy nghiền thuận tiện hơn. Quá trình nghiền đ−ợc chuẩn bị tr−ớc nên sẽ có nhiều thời gian và chủ động hơn. Quá trình trộn cũng không phụ thuộc hoàn toàn vào máy nghiền, do vậy năng suất chung của dây chuyền đ−ợc tăng lên.
- Cấp các thành phần thức ăn đ−ợc điều khiển và kiểm tra bằng ch−ơng trình phần mềm. Nên không bị thiếu các thành phần thức ăn làm ảnh h−ởng tới chất l−ợng sản phẩm.
- Khâu trộn tr−ớc các thành phần thức ăn vi l−ợng, sẽ tăng đ−ợc sự đồng đều trong sản phẩm, tăng đ−ợc chất l−ợng sản phẩm, giảm đ−ợc thời gian trộn. - Khâu bơm nguyên liệu lỏng vào thùng chứa sử dụng số l−ợng bơm nhiều hơn, các bơm làm việc song song sẽ giảm đ−ợc thời gian cấp nguyên liệu lỏng. Do vậy thời gian chung của khâu trộn sẽ giảm .
3.2.2. Một số giải pháp kỹ thuật phần điều khiển.
Nội dung cơ bản của giải pháp điều khiển quy trình:
Căn cứ vào những mục đích và yêu cầu đ1 nêu. Giải pháp điều khiển quy trình làm việc của dây chuyền thiết bị sản xuất thức ăn chăn nuôi gồm những nội dung cơ bản sau:
• Lựa chọn các giải pháp kỹ thuật để thiết lập nguyên tắc và biện pháp kỹ
thuật nhằm điều khiển sự hoạt động của từng thiết bị trong mỗi nhóm.
• Lựa chọn các giải pháp kĩ thuật để thiết lập nguyên tắc điều khiển các
cụm thiết bị đảm bảo đồng bộ trong quá trình làm việc.
• Lựa chọn các giải pháp kỹ thuật để thực hiện việc tự động hoá qui trình
định l−ợng các thành phần thức ăn theo thực đơn và qui trình trộn hỗn hợp giữa các thành phần cơ bản với nhau với các thành phần bổ xung cũng nh− vi l−ợng.
Một số yêu cầu của giải pháp điều khiển:
- Điều khiển sự hoạt động của toàn bộ dây chuyền thiết bị theo các b−ớc công nghệ đ−ợc vạch ra để đảm bảo sản xuất một hay nhiều loại thức ăn nhất định.
- Điều khiển hài hoà giữa các thiết bị trong một khâu và giữa các khâu công nghệ với nhau để quá trình sản xuất diễn ra liên tục.
- Các khâu có thể hoạt động độc lập hoặc tự động liên tục từ khi bắt đầu tới khi kết thúc một chu trình sản phẩm.
- Khi xảy ra sự cố ở thiết bị thuộc phạm vi công nghệ của khâu nào thì khâu đó phải tự động dừng và có tín hiệu báo sự cố tới trung tâm điều khiển.
- Quá trình điều khiển có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động.
3.2.2.1. Điều khiển quá trình nghiền và cung cấp nguyên liệu
a, Giải pháp điều khiển
Theo sơ đồ thiết bị công nghệ đ1 lựa chọn, giải pháp điều khiển của cụm thiết bị này nh− sau:
- Cấp nguyên liệu dạng bột: thực hiện bằng hai cách, dùng gầu tải A9 hoặc thang máy công nghiệp A12. Nguyên tắc điều khiển:
+ Cấp liệu bằng thang máy: thang máy A12 đ−ợc điều khiển độc lập với các thiết bị khác trong nhóm. Thang máy đ−ợc điều khiển ở 2 vị trí: nền x−ởng và trên sàn nhận liệu A13.
Vị trí phễu cần đ−ợc cấp liệu đ−ợc ng−ời điều khiển thông báo tới công nhân và có đèn báo tại phễu nhận liệu.
+ Cấp liệu bằng gầu tải A9: gầu A9 chỉ hoạt động khi có tín hiệu gọi của thùng cấp liệu. Quá trình cấp liệu: cửa nhận liệu vào thùng mở-> chạy vít tải t−ơng ứng và cửa bộ chia-> chạy gầu tải A9.
Quá trình dừng: Dừng tự động khi có tín hiệu báo đầy ở thùng nhận, sẽ có tín hiệu báo dừng cấp ở gầu tải A9. Sau một thời gian chờ cho nguyên liệu
trên thiết bị chảy hết vào thùng thì đóng cửa thùng và chuyển sang thùng chứa tiếp theo. Nếu không có lệnh gọi khác thì dừng các thiết bị còn lại.
- Cấp nguyên liệu thô: đ−ợc cấp tại gầu tải A1. Các nguyên liệu đ−ợc chuẩn bị trong các thùng chứa quy chuẩn 500kg (khối l−ợng này đủ cung cấp cho thùng chứa trong một lần gọi).
Các thiết bị trong nhóm từ gầu tải A1 đến các cửa nhận liệu hoạt động theo chế độ liên động. Quá trình: khởi động – dừng phải tuân thủ nghiêm ngặt nh− sau:
+ Chế độ khởi động: theo trình tự mở cửa nhận liệu A11..-> vít tải A10.1(A10.2) -> cửa chia liệu A10 -> gầu tải A9-> vít tải A6-> quạt gió A7, xả bụi A8-> máy nghiền A5-> bộ cấp liệu A4-> máy phá mảnh A2-> gầu tải A1.
Các cửa xả tại trung tâm bằng nút bấm riêng cho mỗi cửa. Các cửa này đ−ợc điều khiển theo điều kiện: tại một thời điểm chỉ duy nhất một cửa mở.
+ Chế độ dừng thực hiện theo hai cách: dừng bình th−ờng và tự động. Dừng bình th−ờng do ng−ời điều khiển thực hiện theo trình tự: A1-> A2-> A4-> A5-> A6-> A7, A8->A9-> A10.1(A10.2)-> đóng cửa A11..
Dừng tự động đ−ợc thực hiện sau khi cơ cấu báo đầy của thùng nhận liệu phát tín hiệu đầy và không có lệnh cấp liệu vào thùng nào khác. Quy trình hoạt động nh− sau:
Khi có tín hiệu đầy về trung tâm điều khiển sẽ có chuông báo dừng tại vị trí cấp liệu A1. Sau một thời gian nếu không có lệnh cấp nguyên liệu tiếp theo thì quy trình dừng đ−ợc thực hiện theo thứ tự nh− đ1 nêu ở trên.
Nếu có lệnh cấp nguyên liệu tiếp theo thì sau một thời gian (đủ để nguyên liệu trên đ−ờng đi về tới thùng chứa) cửa nhận liệu tại thùng đầy sẽ đóng lại và cửa nhận liệu của thùng đ−ợc gọi mở ra đồng thời có tín hiệu báo cấp liệu tại gầu tải A1. Sau khi cấp đủ nguyên liệu gọi, nếu không có lệnh gọi nữa thì quy trình dừng đ−ợc thực hiện nh− đ1 nêu ở trên.
b, Giải pháp thiết bị kỹ thuật.
Thùng chứa A2 lắp thêm thiết bị báo đầy a2, đấu nối tiếp với mạch gầu tải A1 để dừng gầu khi thùng chứa máy phá mảnh đầy.
Các cửa xả của vít tải A10.1 và A10.2 gồm A11.1 đến A11.12 đ−ợc truyền động bằng hệ thống khí nén đóng mở bằng van điện,
Bộ chia A10 đ−ợc truyền động bằng hệ thống khí nén có sẵn. Cửa ra của bộ chia A10 lắp thêm công tắc điểm cuối của hành trình đóng: a10.1 và a10.2. Tín hiệu của công tắc này điều khiển vít tải hoạt động.
Các thùng chứa A11.1 đến A11.16 lắp thêm thiết bị báo đầy hết. Tín hiệu báo đầy dùng để điều khiển dừng hoặc cấp thêm nguyên liệu vào thùng. Tín hiệu báo hết dùng cho quá trình điều khiển cân tự động.
Thang máy điều khiển độc lập bằng nút ấn, thang sẽ tự động dừng đúng vị trí tiếp nhận liệu nhờ có các công tắc giới hạn điểm cuối hành trình. Lệnh dừng có thể thực hiện đ−ợc bằng cách ấn nút dừng tại vị trí điều khiển.
Căn cứ vào các giải pháp đ1 lựa chọn, danh mục các cảm biến và thiết bị chấp hành cần có trong bảng (3.1).
Bảng 3.4 Cảm biến và thiết bị chấp hành của khâu nghiền và cấp liệu
Stt Phân loại và nhiệm vụ Số l−ợng
Các đầu vào điều khiển
1 Công tắc lựa chọn cho mỗi thùng chứa 16
2 Cảm biến số, báo trạng thái cửa vào thùng chứa đóng 16
3 Cảm biến số, báo mức hết của nguyên liệu trong thùng 16
4 Cảm biến số, báo mức đủ của nguyên liệu trong thùng 16
Tổng số 64
Các đầu ra điều khiển
6 Khởi động từ điều khiển động cơ vít tải A10.1, A10.2 2
7 Bộ kích khí nén, quay phải và quay trái bộ chia A10 2
8 Công tắc tơ điều khiển gầu A1 1
9 Công tắc tơ điều khiển A2, A4 1
10 Công tắc tơ điều khiển A6, A8 1
11 Công tắc tơ điều khiển A7, A9 1
Tổng số 24
Bảng (3.1) cho thấy tổng số đầu vào/ra của khâu nghiền và cấp liệu: 64 đầu vào và 24 đầu ra.
3.2.2.2. Điều khiển quá trình cân định l−ợng và trộn.
a, Giải pháp điều khiển
Theo sơ đồ thiết bị công nghệ đ1 lựa chọn (hình 3.10), giải pháp điều khiển của cụm thiết bị này có hai chế độ điều khiển: tự động và bằng tay
- Tự động điều khiển:
+ Điều khiển quá trình cân định l−ợng: đ−ợc thực hiện khi các thùng cân rỗng và cửa xả B2.1, B2.2 đóng. Các thùng A11.1 đến A11.16 chứa nguyên liệu cần dùng cho mẻ trộn, phải đủ nguyên liệu. Nếu trong quá trình làm việc thùng chứa bị hết, thì quá trình cân tạm dừng, đồng thời có tín hiệu báo về trung tâm điều khiển để xử lý, kèm theo đèn báo vị trí và loại nguyên liệu cần cấp. Lệnh cấp, do trung tâm điều khiển quyết định và thông báo tới công nhân vận hành.
Khi làm việc, các thành phần thức ăn đ−ợc lần l−ợt gọi và cấp vào thùng
cân t−ơng ứng nhờ các bộ phận cấp B0.1 đến B0.16. Khối l−ợng mỗi thành
phần đ−ợc đặt sẵn trong ch−ơng trình điều khiển. Khi các thành phần hỗn hợp của hai thùng cân đ1 đủ thì cửa xả thùng cân mở ra cấp nguyên liệu vào thùng trộn. Trong thiết kế có một số thùng có thể thay đổi loại nguyên liệu, sự thay đổi này do ng−ời điều hành quyết định.
+ Điều khiển cấp thức ăn vi l−ợng: thức ăn vi l−ợng đ−ợc chẩn bị liều l−ợng cho mỗi mẻ trộn bằng cân loại nhỏ có độ chính xác cao. Đ−ợc trộn tr−ớc(đ1 phân tích ở trên) và đ−ợc cấp tự động vào thùng trộn bằng cửa B23. Thời điểm cấp cùng với nguyên liệu ở hai thùng cân B1.1, B1.2. Công nhân vân hành điều khiển trộn thức ăn vi l−ợng. Quá trình cấp thức ăn vi l−ợng vào thùng trộn đ−ợc thực hiện tự động liên động với các thiết khác trong nhóm. - Thức ăn bổ xung dạng lỏng đ−ợc cấp tự động bằng các bơm riêng biệt và phải tính sao cho l−ợng thức ăn cung cấp đ−ợc bơm hết vào thùng trộn ở đầu quá trình trộn. Thời điểm bơm thức ăn dạng lỏng đ−ợc điều khiển tự động liên động với các thiết bị khác trong nhóm. L−ợng thức ăn bơm vào đ−ợc xác định thông qua điều chỉnh thời gian làm việc của bơm, áp suất bơm và l−u l−ợng định mức của bơm.
Khi thời gian trộn hết, sẽ cấp tín hiệu mở B4, gầu tải B6 và vít tải B5. Cửa mở B4 đặt thời gian trễ đủ để nguyên liệu trong thùng trộn đ−ợc xả hết. Quá trình dừng tự động đ−ợc thực hiện từ các bộ xả đáy B01.., cân B1.1.. trộn B3.1.., vít tải B5 và gầu tải B6.
Điều khiển bằng tay:
Các thùng chứa, thùng cân và thùng trộn... đều có nút nhảy tắt (On – Off) điều khiển bằng tay. Các nút này đ−ợc dùng khi xảy ra sự cố, khi sửa chữa hoặc thay nguyên liệu...Khi sử dụng những nút này các thiết bị vận hành độc lập với nhau.
b, Giải pháp kỹ thuật
Cấp nguyên liệu từ thùng chứa vào cân, thực hiện bằng các vít tải B0.1 đến B0.16 d−ới đáy các thùng chứa, các vít tải này đ−ợc truyền động bằng động cơ riêng biệt. Các động cơ này đ−ợc điều khiển ở trạng thái On – Off. Bộ cấp nguyên liệu đ−ợc thiết kế sao cho không có quán tính chảy của nguyên liệu khi động cơ đ1 dừng.
Cân tự động B1.1, B1.2 là loại cân tích lũy hoạt động theo nguyên tắc biến đổi đại l−ợng không điện thành đại l−ợng điện thông qua các cảm biến. Cửa xả của cân B2.1, B2.2, và của thùng trộn vi l−ợng B2.3 đ−ợc truyền động bằng thiết bị khí nén, làm việc ở trạng thái On – Off có thời gian mở.
Bộ chia B7 đ−ợc truyền động bằng khí nén, có lắp thêm cảm biến vị trí, tín hiệu của cảm biến để báo vị trí của cửa xả và điều khiển liên động tới thiết bị khác trong nhóm. Các cảm biến này làm việc ở chế độ On – Off. Các thùng chứa thức ăn dạng lỏng X1 đến X3 có lắp cảm biến báo mức hết của nguyên liệu. Các cảm biến này làm việc ở chế độ On – Off, khi tác động (thùng hết) có tín hiệu báo đến trung tâm điều khiển và tại vị trí thùng. Nạp thức ăn dạng lỏng vào thùng chứa, đ−ợc thực hiện thủ công do công nhân thực hiện.
Căn cứ vào các giải pháp đ1 lựa chọn, danh mục các cảm biến và thiết bị chấp hành cần có trong bảng (3.2).
Bảng 3.5 Cảm biến và thiết bị chấp hành của khâu cân và trộn
Stt Phân loại và nhiệm vụ Số l−ợng
Các đầu vào điều khiển
1 Cảm biến số, báo mức hết của thùng cân B1.1 1
2 Cảm biến số, báo cửa thùng cân B1.1 mở 1
3 Cảm biến số, báo mức hết của thùng cân B1.2 1
4 Cảm biến số, báo cửa thùng cân B1.2 mở 1
5 Cảm biến số, báo cửa thùng trộn B1.3 mở 1
6 Các đầu phát tín hiệu số, của cân tự động B1.1 8
7 Các đầu phát tín hiệu số, của cân tự động B1.2 8
8 Cảm biến số, báo mức hết nguyên liệu trong thùng chứa
thức ăn bổ xung dạng lỏng X1, X2, X3 3
9 Cảm biến số, báo có thức ăn dạng lỏng chảy trong ống 3
10 Cảm biến số, báo vị trí cửa thùng trộn B3.1 mở 1
12 Cảm biến số, báo mức đầy nguyên liệu trong thùng B9 1
Tổng số 30
Các đầu ra điều khiển
13 Công tắc tơ điều khiển bộ cấp liệu của mỗi thùng chứa 16
14 Rơ le điều khiển đóng và mở cửa thùng cân B2.1 1
15 Rơ le điều khiển đóng và mở cửa thùng cân B2.2 1
16 Rơ le điều khiển đóng và mở cửa thùng trộn vi l−ợng B2.3 1
17 Công tắc tơ điều khiển đóng và mở cửa thùng trộn B4 1
18 Rơ le điều khiển bơm thức ăn dạng lỏng 3
19 Rơ le điều khiển vít tải B5 1
20 Công tắc tơ điều khiển gầu tải B6 1
21 Rơ le điều khiển cửa chia B7 1
Tổng số 26
Bảng (3.2) cho thấy tổng số đầu vào/ra của khâu nghiền và cấp liệu: 30 đầu vào và 26 đầu ra.
3.2.2.3. Điều khiển quá trình ép viên và sàng phân loại .
a, Giải pháp điều khiển
Theo sơ đồ thiết bị công nghệ đ1 lựa chọn ( hình 3.11), trong khâu này có thể chia làm hai nhóm: nhóm ép viên và nhóm sàng phân loại.
- điều khiển tự động nhóm ép viên:
+ Khởi động: khi thùng chứa C5 rỗng và thùng chứa B8 có nguyên liệu thì các máy làm việc theo thứ tự sau: ép viên C3, nấu chín C2, bộ cấp liệu C1, cửa nhận C4 và quạt hút C11.
+ Dừng tự động: dừng tự động thực hiện khi thùng B8 hết nguyên liệu. Thứ tự dừng nh− sau: C1-> C2-> C3-> C4-> C11. Nếu trong nhóm có thiết bị nào gặp sự cố thì toàn bộ thiết bị trong nhóm sẽ dừng toàn bộ.