Hình 1. 5 Cấu tạo cân băng định lượng
Cấu tạo của cân băng định lượng gồm các phần sau cơ bản : 1: Cảm biến tốc độ
2: Tang bị động 3: Phễu cấp liệu
4: Cảm biến trọng lượng ( Load cell)- biến đổi trọng lượng nhận được trên băng thành tín hiệu điện đưa về bộ khuyếch đại.
5: Băng truyền 6: Tang chủ động
7: Hộp số - giảm số vòng quay , tăng momen kéo của động cơ. 8: Động cơ – truyền động chính cho băng tải
9: Biến tần – điều khiển động cơ 17
K55
10: Bộ điều khiển PLC – nhận tín hiệu từ cảm biến, xuất tín hiệu điều chỉnh tốc độ của băng tải và lưu lượng liệu ở điểm đổ liệu sao cho tương ứng với giá trị đặt
11: Màn hình điều khiển - giám sát HMI : cho phép giám sát liên tục các thông số trong hệ thống để điều khiển , chỉ thị các giá trị đo lường , cài đặt năng suất.
12: Bộ khuếch đại tín hiệu Loadcell – biến đổi tín hiệu Loadcell sang tín hiệu mà bộ điều khiển đọc được.
Quy trình hoạt động:
Đầu tiên, người vận hành sẽ lấy giá trị trừ bì của băng tải bằng cách cho băng tải chạy ở trạng thái rỗng ( không có nguyên liệu ở trên băng). Cảm biến Load cell sẽ đo khối lượng của băng tải và bàn cân trong 1000 lần, bộ điều khiển sẽ chia lấy giá trị trung bình để lưu vào bộ nhớ làm giá trị bì ( Q0). Tiếp đến, người vận hành sẽ đo nhập giá trị năng suất (set point) vào màn hình điều khiển giám sát HMI . Nguyên liệu được đổ vào phễu chứa. Khi nhấn nút hoạt động, băng tải được truyền động bằng động cơ qua hộp số để tăng momen kéo.
Khi băng tải hoặt động, nguyên liệu được kéo ra và dẫn lên một bàn cân được bố trí dưới băng tải. Lượng vật liệu này cùng băng tải và bàn cân tác dụng lên loadcell. Tín hiệu điện áp ra của loadcell được khuếch đại và đưa đến bộ điều khiển đế tính ra khối lượng loadcell cân được ¿ ¿). Bộ điều khiển sẽ lấy giá trị Qa vừa đo được trừ đi giá trị bì Q0 đã lưu trong bộ nhớ để xác định được khối lượng nguyên liệu (Qb) đang chạy trên băng tải tại thời điểm đo. Cùng lúc đó cảm biến tốc độ sẽ đo tốc độ quay của tang bị động và gửi truyền về bộ điều khiển để tính được tốc độ dài ( V ) của băng tải theo công thức :
Thiết bị điều khiển đưa ra năng suất nguyên liệu thực tế dựa vào tín hiệu khối lượng nguyên liệu và tốc độ băng tải:
Q= Qb∗V
Lhd
Q : lưu lượng nguyên liệu ( kg/s) 18
GVHD: SV: Phạm Khắc Hải
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
=( × × )/(0.1× )( /)
Với : : đường kính tang bị động ( ) : độsố xungphân
Báo cáo đồ án tốt nghiệp Lớp: TĐH & ĐK - K55
: chiều dài lớp liệu được cân trên băng tải(m)
Bộ điều khiển sẽ so sánh lưu lượng nguyên liệu thực tế (actual value) với giá trị cài đặt. Bộ điều khiển xử lý tính toán theo thuật toán PID để luôn đảm bảo lưu lượng nguyên liệu đúng với giá trị cần thiết . Khi mà lưu lượng nguyên liệu trên băng tải nhỏ hơn giá trị đặt thì đòi hỏi phải tăng tốc độ động cơ lên để băng tải chuyển động nhanh hơn, nhầm cung cấp đủ lượng nguyên liệu cần thiết. Ngược lại khi lượng nguyên liệu trên băng tải vận chuyển với lưu lượng nhiều hơn thì bộ điều khiển sẽ tự động điều khiển cho động cơ quay với tốc độ chậm lại.
1.5. Mục tiêu, phạm vi nghiên cứu của đề tài đồ án tốt nghiệp
- Đề tài tập trung vào xây dựng mô hình cân băng định lượng để xác định khối lượng của nhóm nguyên liệu dạng hạt (ngô, gạo,lạc, đỗ tương, ....) trên băng tải sử dụng sử dụng trong phòng thí nghiệm với lưu lượng tối đa 0.5 tấn/h, vận tốc băng tải tối đa 0,1m/s, sử dụng bộ điều khiển PLC S7-1200 , truyền động bằng động cơ điện 3 pha không đồng bộ giảm tốc được điều khiển bằng biến tần cho nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi
- Sử dùng truyền thông Modbus RTU.
- Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát mô hình cân băng định lượng.
1.6. Kết luận chương 1
Chương 1 đã khái quát được vai trò và các ứng dụng trong thực tế của cân băng định lượng. Tìm hiểu được cấu tạo, các thành phần của cân băng định lượng và nguyên lý hoạt động, nguyên lý tính lưu lượng, đo trọng lượng liệu trên băng tải. Từ đó làm cơ sở để có thể tính chọn và xây dựng mô hình hệ thống cân băng định lượng bằng phương pháp thực nghiệm.
19
Báo cáo đồ án tốt nghiệp Lớp: TĐH & ĐK - K55
Chương II: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
Khi thiết kế mạch động lực cho hệ thống điều khiển tự động thì nhiệm vụ của người thiết kế phải tính toán, lựa chọn để đưa ra các phương án tốt nhất cho hệ thống để vừa thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đề ra mà lại tiết kiệm nhất về vốn đầu tư cũng như chi phí vận hành. Do vậy, khi thiết kế hệ động lực cho hệ thống việc quan trọng nhất đối với người thiết kế phải lựa chọn được thiết bị, khí cụ điện phù hợp, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, các yêu cầu công nghệ của máy, các yêu cầu trong quá trình vận hành, các chế độ làm việc lâu dài, tình trạng ngắn mạch….để đảm bảo cho hệ thống vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế nhất.
2.1.Cấu tạo cơ khí của mô hình cân băng định lượng
- Chiều dài băng tải: 1000mm - Đường kính puly : 57mm - Chiều dài bàn cân : 130mm - Vận tốc băng tải : 0.1m/s - Năng suất : 0.5tấn/h
Hình 2. 1 Kích thước của mô hình cân băng định lượng
20
Báo cáo đồ án tốt nghiệp Lớp: TĐH & ĐK - K55
2.2.Lựa chọn thiết bị truyền động cho hệ thống