Chương 2 Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.7. Phương pháp thực hiện nội dung 6
a.Phương pháp thi công hệ thống cơ khí:
Hệ thống cơ khí được thi công dựa theo các bản vẽ nguyên lý, thiết kế bằng cách sử dụng các công cụ, máy móc chuyên dụng, các vật liệu cơ bản được chọn làm hệ thống là sắt, và gỗ.
Các loại vật liệu được sử dụng gồm:
- Ván ép 1,5cm, một bề mặt được tráng men: Sử dụng làm thành, vách của thiết bị sấy, sử dụng để làm hệ thống tuần hoàn khí sấy, làm hệ thống hút ẩm và làm thành, đáy của bộ thu nhiệt.
- Thép định hình chữ L và thép thanh: Được sử dụng làm hệ thống chân đế, khung của buồng sấy và khung của bộ thu nhiệt.
- Tấm kẽm có đục lỗ nhỏ, chiều dầy 3mm, được sơn đen để làm tấm thu nhiệt trực tiếp từ ánh sáng mặt trời.
39
- Mica trong suốt: Được sử dụng để làm tấm bảo vệ cho bộ thu nhiệt từ năng lượng mặt trời.
- Sơn đen: Được sử dụng để sơn đen bộ hấp thụ nhiệt. - Silicon chịu nhiệt để dán gỗ.
Các loại máy móc, thiết bị được sử dụng để chế tạo máy:
- Máy cắt kim loại: Để cắt kim loại.
- Máy hàn kim loại: Để hàn các tấm kim loại thành chân đế và thành khung.
- Máy cưa bàn cắt gỗ: Để cắt gỗ.
Hình 2.36.Máy cưa bàn cắt gỗ
- Máy khoan: Được sử dụng để khoan sắt, gỗ.
- Máy mài: Dùng để mài nhẵn chi tiết trên bề mặt vật liệu. - Máy cưa lọng cắt gỗ: Dùng để đục lỗ rỗng trên các tấm gỗ. - Máy cưa đĩa cắt gỗ: Được dùng để cắt gỗ.
40
Hình 2.37.Máy cưa đĩa cắt gỗ và máy khoanb. Phương pháp thi công hệ thống điều khiển b. Phương pháp thi công hệ thống điều khiển
+ Thi công phần cứng hệ thống điều khiển:
Phần cứng được thi công dựa theo các bản vẽ nguyên lý, thiết kế bằng cách sử dụng các công cụ, máy móc chuyên dụng, các thiết bị điều khiển, các cơ cấu trung gian, các thiết bị phản hồi được đấu nối, lắp ghép với nhau bởi các vật liệu dẫn điện, cách điện và được cố định theo đúng sơ đồ nguyên lý, thiết kế.
Các loại vật liệu, vật tư bao gồm:
- Sắt: Được dùng chế tạo vỏ tủ điện
- Sơn tĩnh điện: Được dùng để sơn cách điện - Gỗ: Được dùng làm vỏ tủ điều khiển
- Dây điện: Dùng để dẫn điện, dẫn tín hiệu - Đầu cốt: Dùng để đấu nối các tiếp điểm
- Máng đi dây: Dùng để chứa dây dẫn trong tủ điện - Ống ruột gà: Dùng để đi dây điện
- Thanh gá Din rail: Dùng để gá các thiết bị điện trong tủ điện - Cầu đấu điện: Dùng để đấu các đầu cốt trong tủ điện
- Phích cắm điện đực cái: Dùng để lắp ghép, dẫn điện giữa các thiết bị điện - Thiếc, nhựa thông: Dùng để hàn các mối nối
- Băng dính đen: Dùng để quấn các mối nối dây điện
41
Các dụng cụ, máy móc được sử dụng bao gồm:
- Máy hàn thiếc: Dùng để hàn các mối nối, tiếp điểm - Máy khoan: Dùng để khoan tủ điều khiển và tủ điện
Hình 2.38.Máy hàn thiếc
- Cây hút thiếc: Sử dụng để hút thiếc thừa
- Kìm ép đầu cốt: Sử dụng để ép chặt, cố định các dây điện với đầu cốt
- Các dụng cụ khác như: Dao, kéo, kìm, tuốc nơ vít...được dùng để cắt, vặn các chi tiết, ốc, vít...
Hình 2.39.Một số dụng cụ được dùng lắp ghép tủ điện
42
Phần mềm hệ thống điều khiển được lập trình dựa theo lưu đồ thuật toán được xây dựng với mục đích đáp ứng được yêu cầu công nghệ đặt ra.
Yêu cầu công nghệ đặt ra:
Quá trình sấy được bắt đầu khi ấn nút Start (yêu cầu có đèn xanh báo hệ thống đang làm việc), trong thời gian sấy, buồng sấy được ổn định ở nhiệt độ 50 0C với sai số cho phép là 5%, hệ thống đèn hồng ngoại cung cấp nhiệt bổ sung cho buồng sấy được điều khiển bằng phương pháp PID, quạt xuay chiều một pha được chạy trong suốt quá trình sấy. Khi độ ẩm trong buồng sấy lớn hơn 30% thì quạt DC thứ nhất (dùng để hút ẩm chủ động) có tốc độ tỷ lệ thuận với độ ẩm trong buồng sấy, và dừng không chạy để ẩm thoát tự nhiên khi độ ẩm trong buồng sấy nhỏ hơn hoặc bằng 30%. Quạt DC thứ hai ( dùng để thổi nhiệt cưỡng bức từ buồng hấp thụ năng lượng mặt trời) chỉ được phép chạy khi nhiệt độ trong buồng này không nhỏ hơn 400 C. Trong trường hợp nhiệt độ trong buồng sấy lớn hơn 600 C đèn báo động mầu đỏ sẽ sáng, đồng thời quá trình sấy phải ngừng ngay lập tức. Quá trình sấy sẽ kết thúc khi độ ẩm trong buồng sấy giảm xuống đến giá trị 15%, và lúc này đèn báo mầu vàng sẽ sáng và còi báo sẽ hoạt động báo quá trình sấy đã hoàn thành.
Xây dựng lưu đồ thuật toán:
- Thiết lập trạng thái, liên kết các ngõ vào/ra: * Ngõ vào:
Nút ấn Start: I0.1
Nút ấn Stop: I0.2
Cảm biến nhiệt độ buồng thu nhiệt: I0.5
Cảm biến nhiệt độ buồng sấy: AI0 (IW64)
Cảm biến độ ẩm: AI1 (IW66) * Ngõ ra:
Đèn Start: Q0.1
Đèn hoàn thành quá trình sấy: Q0.3
43
Quạt đối lưu: Q0.7
Quạt hút ẩm: Q0.0
Quạt thổi nhiệt: Q0.2
Đèn hồng ngoại: A0 (QW80) - Xây dựng lưu đồ thuật toán:
44
- Xác định công cụ, phương tiện cho việc lập trình phần mềm:
Sử dụng chương trình TIA Portal v13 để lập trình phần mềm hệ thống.
Sử dụng máy tính có cài đặt chương trình TIA Portal v13 làm phương tiện giao tiếp giữa người lập trình và chương trình TIA Portal v13.
Hình 2.41. Máy tính có cài đặt TIA Portal v13