Ứng dụng PLC điều khiển mô hình khâu tinh lọc nước dừa sau khi trích ép

o n−íc ch¶y lu©n l−u ®¶m b¶o l−u l−îng cña n−íc ®¹t 5 m3/ h. N−íc ®−îc cung cÊp b»ng hÖ thèng bªn ngoµi vµ ®· ®−îc xö lý vÖ sinh ®Ó ®¶m b¶o an toµn. B¨ng t¶i qu¶: Døa tõ bån röa ®−îc ®−a vµo b¨ng t¶i qu¶. B¨ng t¶i ®−îc thiÕt kÕ theo kiÓu b¨ng t¶i tr¶i nghiªng. B¨ng t¶i ®−îc chuyÓn ®éng bëi ®éng c¬ quay theo mét chiÒu ®−a døa lªn trªn. Trªn b¨ng t¶i ®−îc bè trÝ ®Òu 4 dµn phun n−íc. Døa ®−îc ®−a tõ bån röa vµo b¨ng t¶i vµ ®−îc cuèn lªn trªn ®ång thêi c¸c dµn phun ®−îc më ra víi ¸p lùc cña n−íc ®¹t 6 bar, nh− vËy døa ®−îc röa thªm mét l−ît n÷a. Vai trß cña b¨ng t¶i tr¶i qu¶ lµ døa sau khi röa ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kh«ng cßn bôi phÊn vµ bïn ®Êt. B¨ng t¶i chän: Tõ b¨ng t¶i qu¶, døa ®−îc ®−a ®Õn b¨ng t¶i chän. B¨ng t¶i chän ®−îc thiÕt kÕ theo kiÓu b¨ng t¶i tr¶i ngang. Trªn b¨ng t¶i ®−îc thiÕt kÕ c¸c r·nh víi kÝch th−íc kh¸c nhau ®Ó ph©n lo¹i c¸c lo¹i døa theo kÝch th−íc. Døa ®−îc tr¶i trªn b¨ng t¶i vµ c¸c trôc b¸nh r¨ng t¹o thµnh r·nh ®−îc quay ®−a døa ®i vµ døa ®−îc ph©n lo¹i theo tõng kÝch th−íc kh¸c nhau. Ngoµi ra t¹i ®©y cã 8 c«ng nh©n sÏ cã nhiÖm vô lo¹i bá c¸c qu¶ s©u, thèi, ñng dËp, cã mïi men, t¹p chÊt… TrÝch Ðp lÇn 1 (Polyfruit): sau khi døa ®−îc röa s¹ch sÏ ®−îc vËn chuyÓn tíi thiÕt bÞ Extractor. T¹i ®©y qu¶ døa ®−îc bæ ®«i, Ðp n¹o phÇn thÞt sau ®ã b¬m sang m¸y läc Ðp s¬ bé. PhÇn vá ®−îc ®−a ®i trÝch Ðp lÇn 2 nhê vÝt t¶i. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé phËn nµy nh− sau: §Çu tiªn døa tõ b¨ng t¶i chän ®−îc ®−a ®Õn mét m©m ®ùng vµ qu¶ døa ®−îc mét c¬ cÊu dao c¾t gät ®i phÇn lâi qu¶. TiÕp ®ã mét c¬ cÊu dao kh¸c ®−îc dïng ®Ó bæ ®«i qu¶ døa. Døa ®· bæ ®«i ®−îc ®−a ®Õn c¬ cÊu gät vá ®ã lµ mét c¬ cÊu ®−îc thiÕt kÕ theo kiÓu dao gät, døa ®−îc ®−a l¹i l−ìi dao cè ®Þnh vµ c¾t phÇn vá víi ®é dÇy thÝch hîp. Sau ®ã døa gät vá ®−îc ®−a ®Õn c¬ cÊu Ðp ®ã lµ mét trôc r¨ng c−a ®−îc quay víi tèc ®é võa ph¶i, c¸c r¨ng c−a cã nhiÖm vô b¨m nhá qu¶ døa t¹o ra c¸c m¶nh nhá ®Ó B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 44 ®−a vµo m¸y Ðp. PhÇn vá vµ b· Ðp lÇn mét ®−îc ®−a vµo lÇn trÝch Ðp thø hai. TrÝch Ðp lÇn 2 (polypress): ë giai ®o¹n nµy phÇn vá ®−îc Ðp l¹i mét lÇn n÷a, n−íc døa ®−îc ®−a xuèng m¸y läc s¬ bé nhê b¬m piston cßn b· ®−îc th¶i ra ngoµi. M¸y läc x¬ (Brown): M¸y läc nµy cã nhiÖm vô Ðp läc s¬ bé thÞt qu¶ trong n−íc døa ®¶m b¶o % thÞt qu¶ kh«ng qu¸ 30%. N−íc døa sau khi läc ®−îc ®−a vµo bån chøa 300lÝt. Nguyªn lý ho¹t ®éng bé phËn läc s¬ bé nh− sau: Sau khi trÝch Ðp lÇn hai th× s¶n phÈm ®−îc ®−a vµo hÖ thèng Ðp. S¶n phÈm ®−îc ®−a vµo thïng vµ ®−îc Ðp b»ng hÖ thèng thuû lùc, n−íc døa ®−îc ®−a tíi bån chøa 300lÝt cßn b· ®−îc th¶i ra b»ng hÖ thèng b¬m ®Èy vµ ®−îc ®−a ra ngoµi. 2. Khu vùc tinh läc (Decanter) a. S¬ ®å d©y chuyÒn nh− s¬ ®å 2.3 Bån chøa 300lit Gia nhiÖt B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 45 S¬ ®å 2.3: Khu vùc tinh läc b. Nguyªn lý ho¹t ®éng Gia nhiÖt: §Ó t¨ng hiÖu qu¶ ly t©m, gi¶m ®é nhít, ®ång thêi tiÖt trïng s¬ bé, n−íc døa ®−îc gia nhiÖt s¬ bé tr−íc khi ®−a vµo ly t©m. ThiÕt bÞ gia nhiÖt lµ thiÕt bÞ èng lång èng( èng chøa n−íc døa ë bªn trong cßn èng chøa n−íc nãng ë bªn ngoµi). N−íc nãng vµ n−íc døa chuyÓn ®éng ng−îc chiÒu nhau, nhiÖt ®é gia nhiÖt lµ 600C - 800C. Thïng 1: DÞch qu¶ sau khi gia nhiÖt ®−îc chøa vµo thïng 1 b»ng hÖ thèng B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 46 b¬m chÊt láng. Khi l−u l−îng s¶n phÈm trong thïng b»ng 1/3 thïng th× bËt c¸nh khuÊy. §Ó nhËn biÕt møc chÊt láng trong thïng th× trªn thïng cã g¾n c¸c c¶m biÕn møc. Khi ngõng m¸y, thêi gian l−u dÞch qu¶ kh«ng ®−îc lín h¬n 2h, nÕu thêi gian l−u lín h¬n 2h th× ph¶i lÊy mÉu kiÓm tra tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt. Decanter - Thïng 2: DÞch qu¶ tõ thïng 1 ®−îc b¬m sang m¸y Decanter, t¹i ®©y m¸y sÏ t¸ch phÇn lín thÞt qu¶ ra khái dÞch qu¶ sao cho phÇn thÞt qu¶ trong dÞch qu¶ ®¹t tiªu chuÈn ®Æt hµng. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¸y Decanter nh− sau: M¸y Decanter lµ mét m¸y ly t©m, nguyªn lý dùa trªn kiÓu ly t©m quay. DÞch qu¶ tõ thïng chøa 1 (Tank 1) ®−îc b¬m vµo thïng ly t©m vµ dung dÞch ®−îc quay ®Òu, víi ¸p lùc ly t©m th× dÞch qu¶ sÏ ®−îc t¸ch khái thÞt qu¶. Tû lÖ thÞt qu¶ cßn l¹i trong dung dÞch ®−îc kiÓm tra vµ ®−îc quyÕt ®Þnh theo yªu cÇu cña kh¸ch hµng. DÞch läc xong ®−îc chøa vµo thïng chøa 2 (Tank 2), phÇn b· läc ra ®−îc ®−a ra Silo th«ng qua b¬m ®Èy. Khi l−u l−îng s¶n phÈm trong thïng b»ng 1/3 thïng th× bËt c¸nh khuÊy. Khi ngõng m¸y ta còng chó ý ®Õn thêi gian l−u gi÷, nÕu qu¸ 2h th× ph¶i lÊy s¶n phÈm ra kiÓm tra tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt. 3. Khu vùc c« - Thïng chøa 3, 4, 5 a. S¬ ®å d©y chuyÒn nh− s¬ ®å 2.4 Gia nhiÖt Thïng chøa 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 47 S¬ ®å 2.4 : Khu vùc c« - thïng chøa 3,4,5 b. Nguyªn lý ho¹t ®éng Gia nhiÖt : DÞch qu¶ ®−îc b¬m tõ thïng 2 ®Õn bé gia nhiÖt, gia nhiÖt ®Õn 92o C tr−íc khi ®−a vµo c« vµ l−u gi÷ 30 gi©y, ®©y lµ b−íc thanh trïng lÇn thø nhÊt. Sau ®ã h¹ nhiÖt ®é dÞch qu¶ xuèng 72o C. HiÖu øng 1 - HiÖu øng 2: DÞch qu¶ ë nhiÖt ®é 72o C ®−îc b¬m sang hÖ thèng c«, t¹i ®©y dÞch qu¶ ®−îc gia nhiÖt nhê hÖ thèng c« d¹ng tÊm b¶n kiÓu mµng d©ng. Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt diÔn ra nh− sau: + H¬i ®i tõ trªn xuèng B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 48 + DÞch qu¶ ®i tõ d−íi lªn Trong giai ®o¹n nµy yªu cÇu l−u l−îng dÞch qu¶ lµ 6000l/h, ®é ch©n kh«ng ®¹t 16Kpa * HiÖu øng 1: + T¸c nh©n sö dông ®Ó gia nhiÖt lµ h¬i (d¹ng Steam) + DÞch qu¶ sau khi ®−îc bèc h¬i nhê hiÖu øng 1 ®é ®−êng (BX) sÏ t¨ng lªn tõ 12oBX ®Õn 25oBX. + NhiÖt ®é h¬i : t < 100 oC + ¸p suÊt h¬i : P < 700KPa * HiÖu øng 2: + T¸c nh©n sö dông ®Ó gia nhiÖt lµ h¬i thø (d¹ng Vapour) + DÞch qu¶ sau khi ®−îc bèc h¬i nhê hiÖu øng 2 ®é Bx t¨ng tõ 25o BX ®Õn 65o BX. + NhiÖt ®é h¬i : t < 78 oC + H¬i ®−îc bèc lªn tõ s¶n phÈm trong qu¸ tr×nh c« ®Æc chøa h−¬ng døa vµ h¬i n−íc. H¬i n−íc ®−îc ng−ng tô nhê hÖ thèng n−íc m¸t Cooling Tower. N−íc ng−ng tô ®−îc b¬m håi vÒ bé gia nhiÖt ®Ó tËn dông nhiÖt. H−¬ng døa ®−îc tinh läc b»ng hÖ thèng Aroma. Sau khi tinh läc h−¬ng ®−îc phèi trén trë l¹i víi s¶n phÈm . S¶n phÈm sau khi phèi h−¬ng ®−îc ®−a ®i lµm l¹nh nhanh xuèng kho¶ng 25o C – 30oC vµ ®−îc b¬m tr÷ vµo c¸c thïng b¸n thµnh phÈm 3, 4, 5. 4. Khu vùc tiÖt trïng - B¸n thµnh phÈm ®−îc b¬m vµo m¸y thanh trïng víi l−u l−îng 1500l/h. - ThiÕt bÞ thanh trïng lµ lo¹i èng lång èng, t¸c nh©n sö dông ®Ó thanh trïng lµ n−íc nãng . - S¶n phÈm ®−îc thanh trïng ë nhiÖt ®é 95oC, l−u gi÷ kho¶ng 30 gi©y sau ®ã ®−îc h¹ dÇn nhiÖt ®é b»ng n−íc m¸t Cooling tower (32oC) vµ n−íc ®¸ Shiller (2oC) xuèng 30oC. - Ngoµi ra khu vùc nµy cßn cã nhiÒu chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cô thÓ nh− B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 49 sau: + ChÕ ®é gia nhiÖt cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 1100 920 300 1800s t(gi©y) + ChÕ ®é s¶n xuÊt cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 950 300 30s t(gi©y) + ChÕ ®é vÖ sinh b»ng NaOH (CIP) cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 800 300 1200s B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 50 t(gi©y) + ChÕ ®é vÖ sinh b»ng HNO3 cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 700 300 1200s t(gi©y) 5. Khu vùc rãt - S¶n phÈm sau khi tiÖt trïng ®−îc ®−a ®i rãt (nhiÖt ®é s¶n phÈm kh«ng v−ît qu¸ 40oC). - ThiÕt bÞ rãt cã hai ®Çu rãt. - Tr−íc khi rãt s¶n phÈm vµo tói Aseptic ®Çu rãt ®−îc tiÖt trïng b»ng h¬i ®Õn nhiÖt ®é 140oC. - Sau khi rãt xong träng l−îng s¶n phÈm ®¹t 260kg hoÆc 265kg (sai lÖch kho¶ng 1kg). - Quy c¸ch ®ãng s¶n phÈm : +Tói Aseptic lo¹i 265lÝt : 01 tói. + Tói PE lo¹i 250lÝt : 01 tói. + Thïng phi s¾t lo¹i 200lit : 01 thïng( thïng phi cã n¾p kho¸). 6. B¶o qu¶n S¶n phÈm ®· ®−îc ®ãng vµo phi hoµn chØnh cã träng l−îng ®¹t yªu cÇu sÏ ®−îc vËn chuyÓn vµo kho l¹nh gi÷ b¶o qu¶n ë nhiÖt ®é tõ 0oC ®Õn 10oC. B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 51 Ch−¬ng 3. x©y dùnh m« h×nh ®iÒu khiÓn kh©u “tinh läc n−íC døa sau khi trÝch Ðp ” 3.1. Vai trß cña kh©u tinh läc §Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng s¶n phÈm n−íc døa c« ®Æc ®¹t yªu cÇu cña kh¸ch hµng vÒ % l−îng thÞt qu¶ cßn trong dÞch qu¶, th× kh©u tinh läc lµ mét kh©u quan träng thùc hiÖn yªu cÇu ®ã. Kh©u tinh läc sÏ b−íc ®Çu tiÖt trïng s¶n phÈm vµ thùc hiÖn viÖc t¸ch thÞt qu¶ ra khái dung dÞch n−íc døa b»ng ph−¬ng ph¸p ly t©m. Trong kh©u cßn yªu cÇu rÊt B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 52 kh¾t khe vÒ chÊt l−îng s¶n phÈm ®ã lµ viÖc kiÓm tra ®é BX. §é BX lµ ®é ®−êng vµ ®é chua cña n−íc døa. Ngoµi ra kh©u tinh läc cßn cã vai trß chÕ biÕn n−íc Ðp thµnh phÈm víi nh÷ng lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau nh− ph©n chia ra lµm c¸c lo¹i n−íc Ðp lo¹i 1 vµ lo¹i 3 theo yªu cÇu kh¸ch hµng. Kh©u tinh läc lµ kh©u cã yÕu tè quyÕt ®Þnh ®Õn tÝnh chÊt s¶n phÈm, víi møc ®é tù ®éng hãa rÊt cao b»ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC vµ tiÕt kiÖm ®−îc nh©n c«ng, ®¶m b¶o tÝnh ®ång bé cña d©y chuyÒn vµ ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao. V× nh÷ng vai trß vµ lý do trªn nªn t«i quyÕt ®Þnh chän kh©u tinh läc n−íc døa sau khi c« ®Æc ®Ó thùc hiÖn x©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn b»ng PLC. 3.2. S¬ ®å thiÕt bÞ vµ nguyªn lý ho¹t ®éng kh©u tinh läc 3.2.1. S¬ ®å thiÕt bÞ S¬ ®å nh− h×nh 3.1 Nguån nhiÖt §C2 2 §C1 Tank chøa2 Tank chøa1 B×nh chøa 300L van h¬i B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 53 H×nh 3.1. S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña kh©u tinh läc 3.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng a. Gia nhiÖt: N−íc døa tõ bån chøa 300 lit sÏ ®−îc b¬m bëi ®éng c¬ 1 (§C1) vµo thiÕt bÞ gia nhiÖt nh»m tiÖt trïng s¬ bé. ThiÕt bÞ gia nhiÖt lµ d¹ng thiÕt bÞ èng lång èng nghÜa lµ cã mét èng cho dÞch qu¶ ®i qua theo mét chiÒu vµ hai èng kh¸c tiÕp xóc víi èng dÞch qu¶ cho h¬i n−íc nãng ®i qua theo chiÒu ng−îc l¹i ®Ó gia nhiÖt cho dÞch qu¶. Yªu cÇu cña viÖc gia nhiÖt cho s¶n phÈm lµ ®Õn nhiÖt ®é kho¶ng 600C - 800C . b. Thïng chøa 1: DÞch qu¶ sau khi gia nhiÖt ®−îc b¬m 2 (§C2) b¬m vµo thïng chøa 1. Khi møc dÞch qu¶ ®¹t ®−îc 1/3 thïng th× bËt c¸nh khuÊy (§C5) ®Ó khuÊy dÞch nh»m lµm cho dÞch ®−îc ®Òu tr−íc khi ®−a vµo ly t©m. Khi ngõng m¸y thêi gian l−u dÞch qu¶ ph¶i nhá h¬n 2 giê, nÕu qu¸ 2 giê th× ph¶i lÊy mÉu ®Ó kiÓm tra tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt. §C4 §C6 Decanter (ly t©m) Gia nhiệt C¸c c¸nh khuÊy ®−îc quay bëi §C3, §C7 §C5 quay ly t©m B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 54 c. Decanter – Thïng chøa 2: DÞch qu¶ tõ thïng chøa 1 ®−îc b¬m bëi ®éng c¬ 3 (§C3) vµo m¸y Decanter (ly t©m) t¹i ®©y thùc hiÖn viÖc ly t©m ®Ó t¸ch thÞt qu¶ khái dÞch qu¶. ThiÕt bÞ ly t©m lµ èng quay kiÓu mµng thñng, thùc hiÖn theo ph−¬ng ph¸p ly t©m quay víi tèc ®é cao c¶ hçn hîp dÞch gåm thÞt qu¶ vµ dÞch qu¶ ®Ó t¸ch thÞt qu¶ ra khái dÞch qu¶ sao cho ®¹t yªu cÇu ®Ò ra cña kh¸ch hµng cô thÓ yªu cÇu cña khu vùc ly t©m n−íc Ðp lo¹i 1 vµ lo¹i 3 nh− sau: - N−íc Ðp lo¹i 1: Tïy møc ®é s¹ch cña thÞt qu¶, mµ ®iÒu chØnh ly t©m tÇn sè quay cña m¸y cho phï hîp vµ ph¶i ®¶m b¶o hßa ®Òu n−íc sau ly t©m n−íc Ðp lo¹i 1 vµ 3 ph¶i ®¶m b¶o tû lÖ thÞt qu¶ ®¹t yªu cÇu kh¸ch hµng. - N−íc Ðp lo¹i 3: ViÖc ly t©m n−íc Ðp lo¹i 3 sÏ ®−îc thùc hiÖn vµo giê gÇn thêi ®iÓm b¾t ®Çu ly t©m. Khi chuyÓn sang ly t©m n−íc Ðp 3 sÏ ly t©m cho ®Õn hÕt n−íc Ðp 3 sÏ ly t©m tiÕp n−íc Ðp 1. N−íc Ðp 3 ®−îc ly t©m theo hai lÇn : + LÇn 1 ly t©m tõ thïng 3 - > thïng 4 l−u l−îng ly t©m lµ 8000 lit/giê + LÇn 2 ly t©m tõ thïng 4 - > thïng l−u l−îng ly t©m lµ 8000 lit/gê. Tïy theo møc ®é s¹ch, mµu s¾c cña n−íc Ðp 3 mµ cã thÓ ®iÒu chØnh l−u l−îng cho phï hîp ®Ó ®¶m b¶o l−îng thÞt qu¶ sau khi ly t©m lÇn 2 ph¶i < 0,5%. Tr−íc vµ sau khi ly t©m lÇn 3 ph¶i thùc hiÖn x¶ ®¸y ®Ó lo¹i bá phÇn thÞt qu¶ bÈn ch×m næi ë trong thïng chøa. ViÖc ®o ®é BX ph¶i thùc hiÖn ®Þnh kú 30 phót/lÇn vµ ph¶i ®o thïng 2 ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng s¶n phÈm. DÞch läc xong ®−îc chøa vµo thïng 2, khi ®¹t møc 1/3 th× bËt c¸nh khuÊy, phÇn b· läc ra ®−îc ®−a ra Silo th«ng qua b¬m ®Èy. Khi ngõng m¸y ta còng chó ý ®Õn thêi gian l−u gi÷, nÕu qu¸ 2h th× ph¶i lÊy s¶n phÈm ra kiÓm tra tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt. 3.3. ThiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m« h×nh 3.3.1. S¬ ®å khèi chøc n¨ng NhiÖt ®é C¶m biÕn PLC M¹ch ®iÒu khiÓn r¬le B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 55 ** NhiÖm vô tõng khèi: + Khèi nhiÖt ®é lµ khèi t¹o nguån nhiÖt cña s¶n phÈm. Do m« h×nh chØ cã tÝnh t−îng tr−ng m« pháng sù lµm viÖc cña d©y chuyÒn nªn khèi nhiÖt ë ®©y ®−îc t¹o b»ng c¸c ®Ìn sîi ®èt. + Khèi c¶m biÕn cã t¸c dông ®o nhiÖt ®é s¶n phÈm vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu, ®Ó ®−a vµo PLC xö lý vµ ®−a quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh cã trong d©y chuyÒn kh©u tinh läc. + Khèi PLC cã t¸c dông thu thËp tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn, sau ®ã xö lý vµ ®−a quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh trong d©y chuyÒn. + Khèi c¬ cÊu chÊp hµnh lµ c¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh cã trong d©y chuyÒn thùc hiÖn c¸c thao t¸c vËn hµnh d©y chuyÒn. Khèi nµy gåm c¸c ®éng c¬, c¸c van. 3.3.2. ThiÕt kÕ vµ ph©n tÝch nguyªn lý ho¹t ®éng tõng khèi 1- Khèi nhiÖt ®é Nh− ®· ®Ò cËp ë trªn th× khèi nhiÖt ®é sÏ ®−îc m« pháng b»ng nhiÖt ®é cña c¸c bãng ®Ìn ®iÖn ¸p 220V - 100W. C¸c ®Ìn sÏ t¹o nguån nhiÖt ®Ó trong mét hép coi nh− vïng nhiÖt ®é s¶n phÈm. ViÖc ®iÒu khiÓn cÊp nhiÖt lµ viÖc ®ãng c¾t c¸c ®Ìn sîi ®èt ®Ó t¨ng hoÆc h¹ nhiÖt ®é s¶n phÈm. 2 – Khèi c¶m biÕn C¶m biÕn ®−îc ®Þnh nghÜa nh− mét thiÕt bÞ dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng vËt lý vµ c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn cã thÓ ®o ®−îc (nh− dßng ®iÖn, ®iÖn thÕ, ®iÖn dung, trë kh¸ng…). Nã lµ thµnh phÇn quan träng nhÊt trong mét thiÕt bÞ ®o hay trong mét hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng. Cã thÓ nãi r»ng C¸c c¬ cÊu chÊp hµnh B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 56 nguyªn lý ho¹t ®éng cña mét c¶m biÕn, trong nhiÒu tr−êng hîp thùc tÕ, còng chÝnh lµ nguyªn lý cña phÐp ®o hay cña ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tù ®éng. C¸c ®¹i l−îng vËt lý lµ ®èi t−îng ®o l−êng nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt… lµ c¸c ®¹i l−îng cÇn ®o. Sau khi tiÕn hµnh c¸c c«ng ®o¹n ®Ó tiÕn hµnh ®o c¸c ®¹i l−îng nµy ta nhËn ®−îc ®¹i l−îng ®iÖn t−¬ng øng ë ®Çu ra. §¹i l−îng ®iÖn nµy cïng víi sù biÕn ®æi cña nã chøa ®ùng tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó nhËn biÕt ®èi t−îng cÇn ®o. ViÖc ®o ®¹c c¸c ®èi t−îng nµy thùc hiÖn ®−îc lµ nhê cã c¸c c¶m biÕn. VËy c¶m biÕn lµ mét thiÕt bÞ chÞu t¸c ®éng cña ®¹i l−îng cÇn ®o kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn vµ cho ta mét ®Æc tr−ng mang b¶n chÊt ®iÖn ( nh− ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, trë kh¸ng....). ** Vai trß cña c¶m biÕn trong qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸. §· tõ l©u c¶m biÕn ®−îc sö dông nh− nh÷ng bé phËn ®Ó c¶m nhËn vµ ph¸t hiÖn, nh−ng chØ tõ vµi chôc n¨m trë l¹i ®©y chóng míi thÓ hiÖn râ vai trß quan träng trong c¸c ho¹t ®éng cña con ng−êi. Nhê c¸c tiÕn bé cña khoa häc vµ c«ng nghÖ trong lÜnh vùc vËt liÖu, thiÕt bÞ ®iÖn tö vµ tin häc c¸c c¶m biÕn ®· cã kÝch th−íc nhá h¬n, c¶i thiÖn tÝnh n¨ng vµ ngµy cµng më réng ph¹m vi øng dông. Giê ®©y kh«ng cã mét lÜnh vùc nµo mµ ë ®ã kh«ng cã sö dông c¸c c¶m biÕn. Chóng cã mÆt trong c¸c hÖ thèng tù ®éng phøc t¹p, ng−êi m¸y, kiÓm tra chÊt l−îng s¶n phÈm, tiÕt kiÖm n¨ng l−îng, chèng « nhiÔm m«i tr−êng. C¶m biÕn còng ®−îc øng dông réng r·i trong lÜnh vùc giao th«ng vËn t¶i, hµng tiªu dïng, b¶o qu¶n thùc phÈm, « t«, trß ch¬i ®iÖn tö v.v… a. ThiÕt kÕ c¶m biÕn nhiÖt Trong tÊt c¶ c¸c ®¹i l−îng vËt lý, nhiÖt ®é lµ mét trong nh÷ng ®¹i l−îng ®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt. §o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng thøc ®o l−êng kh«ng ®iÖn, ®o nhiÖt ®é ®−îc chia thµnh nhiÒu d¶i nhiÖt ®é kh¸c nhau nh− sau: + §o nhiÖt ®é thÊp + §o nhiÖt ®é trung b×nh + §o nhiÖt ®é cao B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 57 - Cã nhiÒu c¸ch ®o nhiÖt ®é kh¸c nhau, trong ®ã cã thÓ liÖt kª c¸c ph−¬ng ph¸p chÝnh nh− sau: + Ph−¬ng ph¸p quang dùa trªn sù ph©n bè bøc x¹ nhiÖt ®é do dao ®éng nhiÖt (hiÖu øng Doppler). + Ph−¬ng ph¸p c¬ dùa trªn sù gi·n në cña vËt r¾n, cña chÊt láng hoÆc chÊt khÝ (víi ¸p suÊt kh«ng ®æi), hoÆc dùa trªn tèc ®é ©m. + Ph−¬ng ph¸p ®iÖn dùa trªn sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo nhiÖt ®é, hiÖu øng seebeck, hoÆc dùa trªn sù thay ®æi tÇn sè dao ®éng cña th¹ch anh. ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hµnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt nh−: + Caëp nhieät ngÉu + NhiÖt kÕ ®iÖn thÕ kim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn + C¶m biÕn th¹ch anh ViÖc sö dông c¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng ph¸p th«ng dông ®−îc sö dông trong c¸c øng dông m« pháng th«ng th−êng, nªn ë ®©y t«i chän ph−¬ng ¸n sö dông IC nµy. ** Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña IC ®o nhiÖt ®é IC ®o nhiÖt ®é lµ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn d−íi d¹ng ®iÖn ¸p. + S¬ ®å nguyªn lý m¹ch cña LM335 nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 58 Dùa vµo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y cña c¸c b¸n dÉn víi nhiÖt ®é, t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn, tû lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt ®èi. §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vµ c¸c lç trèng trong c¸c b¸n dÉn, b»ng sù ph¸ vì c¸c ph©n tö, bøt c¸c electron thµnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu tróc m¹ng tinh thÓ t¹o sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng, lµm cho tû lÖ ®iÖn tö tù do vµ lç trèng t¨ng lªn theo quy luËt hµm mò víi nhiÖt ®é. C¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®é cã ®é chÝnh x¸c cao, dÔ t×m trªn thÞ tr−êng hiÖn nay, ®ång thêi nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh phï hîp víi thiÕt kÕ chi tiÕt cña m¹ch, vµ trong m¹ch nµy ta dïng lo¹i IC LM335, d−íi ®©y lµ mét sè ®Æc ®iÓm kü thuËt vÒ LM 335. * §Æc tÝnh kü thuËt + H×nh d¹ng bªn ngoµi B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 59 + S¬ ch©n nèi cña nã nh− sau: S¬ ®å nh×n tõ d−íi ch©n thiÕt bÞ + V+ vµ V- lµ hai ®Çu nguån ®Æt cña c¶m biÕn + ADJ lµ ch©n chuÈn ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®Çu ra cña c¶m biÕn. *TÝnh chÊt c¬ b¶n cña LM335: - LM335 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é lµ: 10mV / 10C - §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi kho¶ng ®o tõ 00C – 1280C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo. - Th«ng sè kü thuËt: + Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp + Dßng lµm viÖc tõ 450m A - 5mA B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 60 + Dßng ®iÖn ng−îc 15mA + Dßng ®iÖn thuËn 10mA + §é chÝnh x¸c : khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V - 3,04V. - §¨c tÝnh ®iÖn: Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: Vout = 0,01xT 0K = 2,73 + 0,01xT0C VËy øng víi kho¶ng ho¹t ®éng tõ 00C - 1000C ta cã sù biÕn thiªn ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: ë 00C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,73 (V) ë 50C th× ®iÖn ¸p ngâ ra lµ Vout = 2,78 (V) ........................... ë 1000C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout =3,73 (V) Kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng lµ 1V víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 00C – 1000C ** Thieát keá cuï theå maïch caûm bieán duøng LM335 + S¬ ®å m¹ch nh− sau: H×nh 3.2. S¬ ®å m¾c kh«ng chuÈn hãa §iÖn ¸p ®Æt ë ®©y lµ +5V. §©y lµ s¬ ®å m¾c lµm viÖc ë chÕ ®é ch−a chuÈn hãa tøc lµ kh«ng ë 250C. Ngoµi ra ta cßn cã c¸ch m¾c ®Ó chuÈn hãa ®iÒu kiÖn chuÈn nh− sau. LM335 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 61 H×nh 3.3. S¬ ®å m¾c chuÈn hãa + TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn Ta cã 450m A < IR < 5mA 450m A < (5-V0)/R< 5mA (5-V0)/5mA < R <(5-V0)/ 450m A V× : 2,73 < V0 3,73 MÆt kh¸c, theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt ®iÖn ¸p trªn LM335 t¹i Tc = 25 0C, IR = 1mA th× V0 = 2,98 (V) vËy ta cã: 450m A < (5-2,98)/R < 5mA Nªn 424 < R < 4,7K Tõ ®ã ta chän R = 1K b **ThiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i §Ó t¹o kho¶ng so s¸nh tÝn hiÖu lÊy ra øng víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m«i tr−êng ta cÇn mét m¹ch khuÕch ®¹i kho¶ng biÕn thiªn cña tÝn hiÖu ra. §©y lµ m¹ch so s¸nh tÝn hiÖu ra cña c¶m biÕn víi tÝn hiÖu ®Æt ®iÖn ¸p øng víi ®iÖu kiÖn lµm viÖc nhiÖt ®é m«i tr−êng ngoµi. V× kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p cña bé c¶m biÕn lµ 1V víi kho¶ng biÕn thiªn nhiÖt ®é tõ 00C - 1000C. Trong khi ®ã, yªu cÇu m¹ch ®Çu vµo cña PLC cã møc ®iÖn ¸p tõ 0V - 10V, v× vËy ta sö dông m¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn LM335 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 62 ¸p, víi hÖ sè khuÕch ®¹i 10 lÇn cho ®Çy møc giíi h¹n ®Çu vµo cña PLC s¬ ®å nh− (h×nh 3.2). H×nh 3.4. S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i Theo nh− h×nh trªn th× V+ vµ V- ®−îc tÝnh nh− sau: V+ = R4 .V2/(R2 + R4) V- = (V0 – V1) . R5/(R3 + R5) – V1 V× : V+ = V- suy ra R4 .V2/(R2 + R4) = (V0 – V1) . R5/(R3 + R5) – V1 V1 V2 V0 VR1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 63 V1 : lµ ®iÖn ¸p ngâ vµo ®¶o cña bé khuÕch ®¹i vµ V1 = 2,73 V V2 : lµ tÝn hiªu ra cña c¶m biÕn vµ V2 = 2,73 + 0,01xT 0C V0 : lµ ®iÖn ¸p ngâ ra cña OA vµ V0 = K(V2 – V1) K : lµ hÖ sè khuÕch ®¹i Nh− vËy ta xÐt ë nhiÖt ®é 00C th× V2 = V1; V0 = 0V = > R4 /(R2 + R4) = R5 /(R3 + R5) §Ó ®¬n gi¶n ta chän R2 = R3; R4 = R5 nh− vËy: V0 = (V2 – V1).R5/R3 Chän hÖ sè khuÕch ®¹i K = R5 / R3 = 10 MÆt kh¸c ta cã dßng cña OA lµ I0 < 20mA, nªn dßng håi tiÕp If << 20mA = > If = (V0 – V1)/(R3 + R5) << 20mA = > R3 + R5 >> (V0 – V1)/20mA Mµ V0max =10V V1 = 2,73V = > R3 + R5 >> 2,27/ 20mA Hay 6R3 >>2,27 / 20mA = > R3 >>18,4 (Ohm) Chän R3 = 1k; R5 = 10k; VR1 = 15k Do ®ã R1 = 100 (Ohm) c. Thieát keá c¶m biÕn møc chÊt láng Môc ®Ých cña viÖc ®o vµ ph¸t hiÖn møc chÊt l−u lµ x¸c ®Þnh møc ®é hoÆc khèi l−îng chÊt l−u trong c¸c b×nh chøa. Cã hai d¹ng ®o lµ ®o liªn tôc vµ x¸c ®Þnh theo ng−ìng. Khi ®o liªn tôc, biªn ®é hoÆc tÇn sè cña tÝn hiÖu ®o cho biÕt thÓ tÝch chÊt l−u cßn l¹i trong b×nh chøa. Khi x¸c ®Þnh theo ng−ìng, c¶m biÕn ®−a ra tÝn hiÖu d¹ng nhÞ ph©n cho biÕt th«ng tin vÒ t×nh tr¹ng hiÖn t¹i møc ng−ìng cã ®¹t hay kh«ng. Th«ng th−êng ng−êi ta hay kÕt hîp c¶ hai lo¹i ®Çu ®o ph¸t hiÖn ng−ìng cao vµ ng−ìng thÊp ®Ó tù ®éng hãa quy tr×nh cung cÊp vµ hót chÊt l−u tõ b×nh chøa. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó thiÕt kÕ c¶m biÕn møc chÊt láng nh−: ph−¬ng ph¸p thñy tÜnh, ph−¬ng ph¸p ®iÖn, ph−¬ng ph¸p bøc x¹. B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 64 * Trong ph−¬ng ph¸p ®iÖn th× ta ph¶i sö dông ®Õn c¸c c¶m biÕn chuyªn dông, c¶m biÕn nµy chuyÓn ®æi trùc tiÕp møc thµnh c¸c tÝn hiÖu ®iÖn. Lo¹i nµy cã nh÷ng c¶m biÕn nh− c¶m biÕn ®é dÉn chØ dïng cho chÊt l−u dÉn ®iÖn vµ kh«ng cã tÝnh ¨n mßn, kh«ng lÉn thÓ vÈn c¸ch ®iÖn. C¶m biÕn tô ®iÖn cã thÓ dïng cho c¶ chÊt l−u dÉn ®iÖn hoÆc kh«ng dÉn ®iÖn. * Ph−¬ng ph¸p bøc x¹, −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ cho phÐp ®o møc mµ kh«ng cÇn tiÕp xóc chÊt láng. ¦u ®iÓm nµy rÊt thÝch hîp khi ®o møc chÊt l−u ë nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt nh− nhiÖt ®é cao, ¸p suÊt cao hoÆc khi chÊt l−u cã tÝnh ¨n mßn m¹nh. Ph−¬ng ph¸p bøc x¹ cã nh÷ng lo¹i nh− ph−¬ng ph¸p ®o b»ng hÊp thô tia gama, ph−¬ng ph¸p ®o b»ng sãng siªu ©m. * Ph−¬ng ph¸p thñy tÜnh, trong ph−¬ng ph¸p nµy c¶m biÕn ho¹t ®éng kh«ng phô thuéc vµo tÝnh chÊt ®iÖn cña chÊt l−u, cã thÓ ®o ë chÕ ®é liªn tôc hoÆc gi¸n ®o¹n. + NÕu ®o liªn tôc ta ph¶i kÕt hîp víi mét c¶m biÕn kh¸c ch¼ng h¹n nh− c¶m biÕn vÞ trÝ ®Ó x¸c ®Þnh sù thay ®æi liªn tôc cña møc chÊt l−u ®−îc chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn, hoÆc c¶m biÕn lùc ®Ó ®o sù thay ®æi lùc t¸c ®éng vµ chuyÓn ®æi sang tÝn hiÖu ®iÖn, hay c¶m biÕn vi sai ¸p suÊt ®o sù thay ®æi ¸p suÊt. Cô thÓ ta cã c¸c m« h×nh sau: C¶m biÕn C¶m biÕn lùc vÞ trÝ h h a/ C¶m biÕn phao b/ C¶m biÕn h×nh trô treo p0 k B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 65 h k c/ C¶m biÕn ¸p suÊt vi sai d/ C¶m biÕn bao møc rêi r¹c + §o gi¸n ®o¹n, ph−¬ng ph¸p nµy lµ dïng c¸c vÞ trÝ cè ®Þnh mµ ta ®· x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ®o vµ ®Þnh chiÒu cao cô thÓ trªn thµnh b×nh chøa. T¹i mçi vÞ trÝ ®ã ta ®Æt mét c«ng t¾c hµnh tr×nh x¸c ®Þnh tÝn hiÖu t¸c ®éng vµ dïng tÝn hiÖu ®ã ®Ó ®ãng nguån vµo cho ®Çu vµo cña PLC ®Ó xö lý vµ ®Æt quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh. CÊu t¹o cô thÓ cña c¶m biÕn nh− sau: Trong thùc tÕ c¶m biÕn møc cña d©y chuyÒn lµ mét c¶m biÕn dùa trªn ph−¬ng ph¸p ®iÖn tõ kÕt hîp víi ph−¬ng ph¸p c¬ cã cÊu t¹o nh− sau: H×nh 3.5. CÊu t¹o c¶m biÕn møc **Nguyªn lý ho¹t ®éng nh− sau: C¶m biÕn møc nµy cã tªn lµ TF TL 260 ho¹t ®éng dùa trªn ®é dÞch chuyÓn cña chÊt láng d©ng lªn trong b×nh chøa. Nã kÕt hîp víi mét phao ®Æt trong b×nh vµ c¸c c¶m biÕn nµy ®−îc ®Æt ë c¸c vÞ trÝ møc cÇn thiÕt ®Ó b¸o møc. Khi møc n−íc d©ng ®Õn n¬i th× phao næi sÏ t¸c ®éng vµo c¸c ®Çu dß vµ lµm chóng tiÕp xóc nhau lµm thay ®æi møc tõ tÝnh cña van tõ cã trong cÊu t¹o cña c¶m biÕn. Sù thay ®æi cña tõ tÝnh sÏ chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn vµ ®−îc ®−a vµo PLC ®Ó lµm tÝn hiÖu ®Æt vµ xö lý ®ång thêi ®−a ra quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh. Tuy nhiªn trong m« h×nh cña t«i, do ®iÒu kiÖn kh¸ch quan nªn kh«ng thÓ thiÕt kÕ nh− m« h×nh thùc nªn chØ thay c¸c tÝn hiÖu møc b»ng viÖc ®Þnh thêi gian trong PLC. C¶ qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña mét mÎ ®−îc lËp trong mét kho¶ng thêi B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 66 gian tõ khi ®éng c¬ b¬m s¶n phÈm ®· ®−îc gia nhiÖt cho ®Õn khi b¬m s¶n phÈm ®· ly t©m vµo b×nh chøa 2. Tæng thêi gian mét mÎ sÏ lµ 50 phót, trong ®ã thêi gian b¬m dÞch qu¶ tõ b×nh gia nhiÖt vµo thïng chøa 1 lµ 15 phót. Thêi gian ®¹t møc 1/3 thïng 1 lµ 5 phót vµ ®Çy lµ 15 phót. Thêi gian b¬m s¶n phÈm tõ thïng chøa 1 vµo m¸y ly t©m lµ 15 phót, hÕt møc 1/3 thïng 1 lµ 10 phót vµ ®Õn møc c¹n lµ 15 phót. Thêi gian quay ly t©m lµ 5 phót. Thêi gian b¬m tõ ly t©m vµo thïng chøa 2 lµ 15 phót, thêi gian ®Õn møc 1/3 thïng 2 lµ 5 phót, ®Õn møc ®Çy thïng 2 lµ 15 phót. Tõ thêi gian ph©n phèi trªn ta cã thÓ cã l−u ®å nh− sau ( h×nh 3.6). §C 2 b¬m Sp sau khi gia nhiÖt 5 phót sau møc 1/3 b×nh 1 15 phót sau møc ®Çy b×nh 1 BËt §C b¬m Sp vµo ly t©m 10 phót sau hÕt møc 1/3 b×nh 1 5 phót sau ®Õn møc c¹n b×nh 1 BËt §C ly t©m trong 5 phót BËt §C b¬m Sp ly t©m vµo b×nh 2 5 phót sau ®Õn møc 1/3 b×nh 2 10 phót sau møc ®Çy b×nh 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 67 H×nh 3.6. L−u ®å ph©n bè thêi gian t¹o tÝn hiÖu møc thay thÕ 3.3.3. M« t¶ ho¹t ®éng vµ l¾p r¸p m« h×nh m« pháng 3.3.3.1. M« t¶ ho¹t ®éng m« h×nh Nh− ®· ®Ò cËp ë trªn s¬ ®å d©y chuyÒn gåm c¸c thiÕt bÞ sau: + C¸c m¸y b¬m dïng b¬m nguyªn liÖu vµ quay c¸nh khuÊy, quay m¸y ly t©m lµ c¸c ®éng c¬ §C 1,2,3,4,5,6,7. Trong ®ã ®éng c¬ quay m¸y ly t©m ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng m¸y biÕn tÇn ®Ó cã thÓ thay ®æi tèc ®é quay cho phï hîp víi tõng giai ®o¹n cña s¶n phÈm. Tøc lµ øng víi tõng lo¹i n−íc dÞch qu¶ víi tû lÖ thÞt qu¶ cßn l¹i theo yªu cÇu kh¸ch hµng. + C¸c Tank chøa lµ c¸c thïng chøa dÞch n−íc døa víi kÕt cÊu phøc t¹p, trªn ®ã g¾n c¸c c¶m biÕn møc ®Ó ®o møc chÊt láng. + Van ®ãng më nguån nhiÖt. Nguån nhiÖt ®−îc cung cÊp tõ bªn ngoµi, nh− vËy th× cÇn cã mét van ®Ó ®ãng më nguån nhiÖt ®Ó nhiÖt truyÒn ®i theo ®−êng èng l−u tíi n¬i cÇn cung cÊp nhiÖt. Van nhiÖt cã cÊu t¹o phøc t¹p víi møc t¸c ®éng nhanh dùa trªn nguyªn lý t¸c ®éng theo sù thay ®æi ¸p suÊt khi nhiÖt ®é thay ®æi. + M¸y ly t©m t¸ch dÞch qu¶ lµ lo¹i m¸y ho¹t ®éng theo nguyªn lý ly t©m quay. + ThiÕt bÞ gia nhiÖt èng lång èng dïng ®Ó gia nhiÖt s¶n phÈm. Nã ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c t¸c ®éng ng−îc chiÒu, dßng s¶n phÈm vµ dßng nhiÖt sÏ ®−îc l−u th«ng ng−îc chiÒu nhau ®iÒu nµy lµm t¨ng hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt. + C¸c c¶m biÕn nhiÖt, ®o nhiÖt ®é s¶n phÈm vµ c¶m biÕn møc ®o møc n−íc døa trong b×nh chøa. Trong thùc tÕ x©y dùng m« h×nh kh©u tinh läc th× chóng t«i kh«ng thÓ lµm nh− m« h×nh thùc tÕ vµ chØ x©y dùng m« h×nh víi nh÷ng tÝn hiÖu m« pháng mµ th«i cô thÓ lµ: + C¸c ®éng c¬ b¬m ho¹t ®éng th× thay b»ng tÝn hiÖu ho¹t ®éng cña c¸c motor nhá quay. B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 68 + C¸c thïng chøa ®−îc thay b»ng c¸c b×nh nhá cã tÝnh chÊt t−îng tr−ng ®Ó cho m« h×nh ch¹y. + C¶m biÕn møc thay b»ng c¸c tÝn hiÖu b¸o møc do viÖc ®Þnh thêi gian cña PLC vµ ®−îc b¸o ra c¸c ®Ìn b¸o møc. + Nguån nhiÖt ë ®©y ®−îc t¹o ra nhê søc ®èt nãng cña c¸c ®Ìn sîi ®èt. D−íi ®©y lµ m« h×nh nguyªn lý ho¹t ®éng cña m« h×nh m« pháng (h×nh 3.8). R¬le1 §C1 CT1 R¬le2 §C2 CT2 R¬le3 §C3 CT3 CT4 R¬le4 §C4 R¬le5 §C5 CT5 R¬le6 §C6 CT6 R¬le7 §C7 CT7 R¬le8 CT8 PLC B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 69 Nguån nhiÖt H×nh 3.8. S¬ ®å m¾c m« h×nh ** Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å C¸c c«ng t¾c ë ®©y dïng ®Ó m« t¶ t−îng tr−ng sù t¸c ®éng cña c¸c ®èi t−îng trong hÖ thèng vµo ®Çu vµo PLC, tøc lµ cã tÝn hiÖu hay kh«ng cã tÝn hiÖu vµo ®Çu vµo PLC. Trªn c¬ së ®ã PLC thùc hiÖn xö lý theo ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc viÕt, cô thÓ nhiÖm vô tõng c«ng t¾c nh− sau: + C«ng t¾c 1 (CT1) lµ c«ng t¾c khëi ®éng, khi c«ng t¾c ®ãng tøc lµ cã tÝn hiÖu vµo ®Çu vµo PLC. Ch−¬ng tr×nh viÕt l−u trong CPU sÏ xö lý vµ ®−a ra quyÕt ®Þnh ®Õn ®Çu ra ®Ó ®ãng r¬le ngoµi ®ãng nguån cho ®éng c¬ 1 (§C1) vµ ®ãng van nhiÖt. + C«ng t¾c 2 (CT2) lµ c«ng t¾c dõng hÖ thèng. Khi c«ng t¾c nµy t¸c ®éng tøc lµ cã tÝn hiÖu b¸o dõng hoÆc sù cè ®−îc ®−a tíi ®Çu vµo PLC, khi ®ã nhê PLC xö lý theo ch−¬ng tr×nh th× sÏ t¸c ®éng lµm t¾t hÕt c¸c ®éng c¬ vµ dõng hÖ thèng. + C«ng t¾c 3 (CT3) lµ c«ng t¾c b¸o cã tÝn hiÖu møc c¹n cña thïng chøa1. Khi dÞch qu¶ ®−îc b¬m vµo bé phËn ly t©m tõ trong thïng 1 hÕt, lóc ®ã tÝn hiÖu tõ viÖc so s¸nh thêi gian trong PLC sÏ t¸c ®éng, ®−a tÝn hiÖu vµo ®Çu vµo PLC tõ ®ã PLC ®−a ra quyÕt ®Þnh ®Õn ®Çu ra ®Ó t¾t ®éng c¬ 3 (§C3) vµ ®éng c¬ 4 (§C4) b»ng c¸ch ng¾t c¸c r¬le t−¬ng øng. + C«ng t¾c 4 (CT4) lµ c«ng t¾c b¸o møc 1/3 thïng 1. Khi dÞch qu¶ ®−îc b¬m tõ bé phËn gia nhiÖt ®Õn thïng 1, nÕu møc dÞch ®¹t møc 1/3, lóc ®ã tÝn hiÖu tõ viÖc so s¸nh thêi gian trong PLC sÏ t¸c ®éng vµo ®Çu vµo PLC. Th«ng qua ch−¬ng tr×nh th× PLC ®−a ra quyÕt ®Þnh ®ãng r¬le3 vµ t¸c ®éng ®ãng ®éng c¬ 3 (§C3). + C«ng t¾c 5 (CT5) lµ c«ng t¾c b¸o møc ®Çy thïng 1. Khi dÞch qu¶ ®−îc b¬m ®Çy vµo thïng chøa 1 th× c«ng t¾c nµy t¸c ®éng t−îng tr−ng cho thêi gian ®Æt cña ®ång hå trong PLC ®−a vµo ®Çu vµo PLC ®Ó t¸c ®éng ®Õn ®Çu ra, t¾t ®éng c¬ 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 70 (§C2) vµ ®ãng ®éng c¬ 4 (§C4) vµ ®Æt thêi gian sau ®ã ®ãng ®éng c¬ 5 (§C5). Khi ®éng c¬ 5 (§C5) quay th× l¹i t¾t ®éng c¬ 4 (§C4) b»ng c¸ch ng¾t c¸c r¬le t−¬ng øng. + C«ng t¨c 6 (CT6) lµ c«ng t¾c b¸o s¶n phÈm ®· ®−îc kiÓm tra ®¹t yªu cÇu. Tøc lµ tuú yªu cÇu kh¸ch hµng th× viÖc ly t©m sÏ ®−îc ®Æt th«ng sè b»ng tèc ®é vµ thêi gian quay cña ®éng c¬ ly t©m th«ng qua thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn biÕn tÇn sÏ cã tÝn hiÖu t¸c ®éng, r¬le 6 sÏ ®−îc ®ãng vµ ®ãng ®éng c¬ 6 t−¬ng øng. + C«ng t¾c 7 (CT7) lµ c«ng t¾c b¸o møc 1/3 thïng chøa 2. Khi s¶n phÈm ®−îc b¬m tõ m¸y ly t©m vµo thïng chøa 2 ®¹t møc 1/3 th× sÏ cã tÝn hiÖu t¸c ®éng tõ ®ång hå thêi gian ®Æt trong mét mÎ, PLC sÏ ®ãng r¬le 7 ®ång thêi ®ãng ®éng c¬ 7 (§C7). + C«ng t¾c 8 (CT8) lµ c«ng t¾c b¸o møc ®Çy cña thïng 2. Khi dÞch qu¶ ®−îc b¬m vµo thïng chøa 2 nÕu ®¹t møc ®Çy th× cã tÝn hiÖu tõ ®ång hå thêi gian ®· ®Æt theo mÎ t¸c ®éng ®−a ra tÝn hiÖu vµo PLC vµ t¾t ®éng c¬ 6 (§C6). + Ngoµi ra khi tÝn hiÖu tõ ®Çu ra cña c¶m biÕn nhiÖt sÏ ®−îc xö lý trong quy tr×nh cô thÓ lµ: Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: Vout = 0,01xT 0K = 2,73 + 0,01xT0C Nh− vËy kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng lµ 1V víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 00C - 1000C. Tøc lµ øng víi sù thay ®æi cña 10C th× møc ®iÖn ¸p ®Çu ra biÕn thiªn mét l−îng lµ 0.01V. Do ®ã yªu cÇu cña ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é s¶n phÈm trong quy tr×nh gia nhiÖt cô thÓ lµ tõ 600C - 800C th× øng víi sù thay ®æi mét møc ®iÖn ¸p tõ 0.6V - 0.8V, qua khuÕch ®¹i lµ 6 - 8V. + MÆt kh¸c trong quy tr×nh c«ng nghÖ kh©u tinh läc cßn cã tÝn hiÖu ®Æt thêi gian, khi s¶n phÈm bÞ qu¸ thêi gian tÝn hiÖu sÏ t¸c ®éng ®Ó bËt ®Ìn b¸o kiÓm tra theo quy tr×nh c«ng nghÖ nh»m ®¶m b¶o chÊt l−îng s¶n phÈm. 3.3.3.2. L¾p r¸p m« h×nh B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 71 ViÖc ®ãng c¾t ®éng c¬ ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c r¬le th«ng qua ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cña PLC. Sau ®©y lµ m¹ch ®éng lùc m¾c c¸c ®éng c¬ vµ ®Ìn b¸o trong m« h×nh (h×nh 3.9). C¸c ®Ìn b¸o ly t©m C¸c ®Ìn b¸o gia nhiÖt s¶n phÈm B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 72 H×nh 3.9. M¹ch ®éng lùc cña m« h×nh 3.3.4. ThiÕt kÕ bé nguån ** ViÖc ®ãng c¾t ®−a tÝn hiÖu ®Çu vµo PLC vµ cung cÊp nguån cho c¸c motor mét chiÒu chóng t«i dïng nguån ngoµi ®Ó ®ãng c¾t, viÖc thiÕt kÕ bé nguån nh− sau: - Bé chØnh l−u cung cÊp nguån mét chiÒu cã ®iÖn ¸p ra 3V cung cÊp cho motor quay chóng t«i dïng m¹ch chØnh l−u cÇu mét pha c«ng thøc tÝnh to¸n ®iÖn ¸p ra nh− sau: Ud= Π u222 Trong ®ã : + u2 lµ ®iÖn ¸p cÇn chØnh l−u (®iÖn ¸p th− cÊp cña m¸y biÕn ¸p). + Chän m¸y biÕn ¸p cã ®iÖn ¸p thø cÊp lµ 3 V vËy u2=3V do ®ã Ud = 2.7V. Do ®ã ta chän §ièt chØnh l−u cã c¸c th«ng sè sau Ion= 450mA, ®iÖn ¸p ®Æt U®n=16V - Bé läc sö dông tô ®iÖn cã c¸c th«ng sè nh− sau: C1 = 1000 μF/16VDC S¬ ®å bé nguån nh− h×nh d−íi : B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 73 H×nh 3.10. S¬ ®å khèi t¹o nguån mét chiÒu cho motor ë trong m« h×nh t«i sö dông lo¹i c¶m biÕn nhiÖt LM335, cÇn cung cÊp cho nã mét nguån nu«i æn ®Þnh lµ 5V. §Ó cã ®iÖn ¸p æn ®Þnh kh«ng bÞ sù ¶nh h−ëng cña nhiÔu nguån xoay chiÒu t«i ®· sö dông mét vi m¹ch æn nguån KA7805 ®Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p ra lµ +5V (h×nh 3.11). C¸c tô cã gi¸ trÞ nh− ghi trªn h×nh vÏ, riªng tô C1 ®−îc chän theo c¸c lo¹i bé æn nguån. Trong s¬ ®å nµy ta chän lo¹i KA7805 nªn tra theo b¶ng ta chän C1=2200mF víi ®iÖn ¸p n¹p lµ 25V. B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 74 H×nh 3.11. S¬ ®å t¹o nguån cho c¶m biÕn 3.4. X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh Tõ nguyªn lý ho¹t ®éng cña m« h×nh kh©u tinh läc trong thùa tÕ vµ ®−îc thay thÕ b»ng m« h×nh m« pháng, t«i ®−a ra s¬ ®å thuËt to¸n cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 75 start §Æt §C1, Më van nhiÖt §Æt §C2 600C<Tsp<80 0C ? Tsp>80 0C ? Khãa van nhiÖt §Æt §C2 Møc 1/3 Tank 1 ? Møc ®Çy Tank 1 Møc c¹n Tank 1? §Æt §C3 T¾t §C2, §Æt §C4,§C5 T¾t §C3,§C4 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 76 1 TÝn hiÖu thêi gian ly t©m ®¹t yªu cÇu ? §Æt §C6 Møc 1/3 Tank 2 ? Møc ®Çy Tank 2 ? §Æt §C7 T¾t §C6 TÝn hiÖu dõng ? T¾t tÊt c¶ ®éng c¬ §Æt tÝn hiÖu thêi gian 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 77 H×nh 3.12. S¬ ®å thuËt to¸n cña m« h×nh TÝn hiÖu qu¸ thêi gian ? 2 §Æt ®Ìn b¸o hiÖu sù cè ®Ó kiÓm tra s¶n phÈm END B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 78 3.5. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn 3.5.1. Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra cho bµi to¸n Tõ s¬ ®å thuËt to¸n ta tiÕn hµnh viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trªn SIMATIC S7 – 200. §Ó thuËn tiÖn cho viÖc kiÓm tra vµ viÖc hiÓu ch−¬ng tr×nh th× ta tiÕn hµnh ph©n c«ng tiÕn hiÖu nh− sau: TT ký hiÖu nhiÖm vô tÝn hiÖu ®Çu vµo 1 I0.0 Khëi ®éng 2 I0.1 Dõng toµn bé hÖ thèng tÝn hiÖu ®Çu ra 10 Q0.0 §éng c¬ b¬m s¶n phÈm ë b×nh chøa 300lÝt 11 Q0.1 Van nguån nhiÖt 12 Q0.2 §éng c¬ b¬m s¶n phÈm ®· ®−îc gia nhiÖt 13 Q0.3 §éng c¬ quay c¸nh khuÊy b×nh 1 14 Q0.4 §éng c¬ b¬m s¶n phÈm tõ b×nh 1 vµo m¸y ly t©m 15 Q0.5 §éng c¬ quay ly t©m 16 Q0.6 §éng c¬ b¬m dÞch qu¶ ®· ly t©m vµo b×nh 2 17 Q0.7 §éng c¬ quay c¸nh khuÊy b×nh 2 18 Q1.0 §Ìn b¸o cÇn kiÓm tra l¹i s¶n phÈm tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt 3.5.2. ViÕt ch−¬ng tr×nh Sau khi ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra nh− trªn th× ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt nh− sau: a. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn STL nh− sau: NETWORK 1 //KHOI DONG LD I0.0 S Q0.0, 1 S Q0.1, 1 R Q1.0, 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 79 NETWORK 2 //SO SANH NHIET DO GIA NHIET DAT TIEU CHUAN LD SM0.0 MOVD +0, AC0 MOVW AIW0, AC0 DTR AC0, AC0 /R 3276.7, AC0 AR>= AC0, 6.0 AR< AC0, 8.0 S Q0.2, 1 NETWORK 3 //SO SANH NHIET DO QUA NHIET SAN PHAM LDR>= AC0, 8.0 R Q0.1, 1 NETWORK 4 //DAT THOI GIAN CHO MOT ME LD Q0.2 O Q0.4 O Q0.5 O Q0.6 O Q0.7 TON T37, +30000 NETWORK 5 //SO SANH MUC 1/3 BINH 1 LDW>= T37, +3000 S Q0.3, 1 NETWORK 6 //SO SANH MUC DAY BINH 1 LDW>= T37, +9000 R Q0.2, 1 S Q0.4, 1 NETWORK 7 //SO SANH HET MUC 1/3 BINH 1 LDW>= T37, +15000 R Q0.3, 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 80 NETWORK 8 //SO SANH MUC CAN BINH 1 LDW>= T37, +18000 R Q0.4, 1 S Q0.5, 1 NETWORK 9 //SAN PHAM DA LY TAM XONG LDW>= T37, +21000 R Q0.5, 1 S Q0.6, 1 NETWORK 10 //SO SANH MUC 1/3 BINH 2 LDW>= T37, +24000 S Q0.7, 1 NETWORK 11 //SO SANH MUC DAY BINH 2 LDW>= T37, +30000 R Q0.6, 1 R Q0.7, 1 R T37, 1 NETWORK 12 //DUNG HE THONG LD I0.1 R Q0.0, 1 R Q0.1, 1 R Q0.2, 1 R Q0.3, 1 R Q0.4, 1 R Q0.5, 1 R Q0.6, 1 R Q0.7, 1 R T37, 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 81 NETWORK 13 //DAT THOI GIAN KIEM TRA SAN PHAM SAU KHI DUNG HE THONG LDN Q0.0 TON T38, +32000 NETWORK 14 LD T38 TON T39, +32000 NETWORK 15 LD T39 TON T40, +800 NETWORK 16 //CO TIN HIEU BAO QUA THOI GIAN LUU DICH QUA LD T40 S Q1.0, 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 82 b. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn LED nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 83 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 84 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 85 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 86 3.6. GhÐp nèi víi PLC ch¹y thö m« h×nh vµ nhËn xÐt Sau khi ®· nghiªn cøu ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn thùc tÕ vµ trªn c¬ së ph©n tÝch ho¹t ®éng cña m« h×nh thay thÕ, chóng t«i ®· thùc hiÖn l¾p r¸p m« h×nh m« pháng. Trªn c¬ së ph©n tÝch ho¹t ®éng cña m« h×nh m« pháng vµ thuËt to¸n cña m« h×nh ®· viÕt ch−¬ng tr×nh cho m« h×nh. Sau ®©y lµ mét vµi nhËn xÐt vÒ m« h×nh: M« h×nh víi c¶m biÕn nhiÖt m¾c ë ®iÒu kiÖn kh«ng chuÈn hãa vµ sù cÊp nhiÖt kh«ng æn ®Þnh nªn ch¹y cã sai sè, tuy nhiªn víi møc ®é m« pháng ®· ®¹t hiÖu qu¶ m« pháng. M« h×nh víi sù thay ®æi tÝn hiÖu møc b»ng qu¸ tr×nh ph©n møc thêi gian nªn kh«ng ph¶n ¸nh kh«ng ®óng qu¸ tr×nh thùc. ThiÕu sù chuÈn ho¸ cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Song m« h×nh cßn thiÕu trùc quan vÒ ®−êng cÊp liÖu vµ viÖc ®iÒu khiÓn m¸y quay ly t©m nªn phÇn nµo h¹n chÕ vÒ hiÖu qu¶ m« pháng cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ. D−íi ®©y lµ h×nh ¶nh m« h×nh ®· ®−îc kÕt nèi víi PLC: B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 87 H×nh 3.13. S¬ ®å tæng thÓ cña m« h×nh H×nh 3.14. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi m« h×nh B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 88 kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ 1. KÕt luËn Sau mét thêi gian nghiªm tóc nghiªn cøu, t×m hiÓu tµi liÖu vµ thùc tËp ë c¬ së thùc tÕ, mÆc dï cã gÆp khã kh¨n nh−ng víi sù tËn t×nh gióp ®ì cña thÇy gi¸o ThS. Phan V¨n Th¾ng vµ tËp thÓ c¸c c«ng nh©n viªn cña x−ëng c« ®Æc n−íc døa, cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n ®Õn nay t«i ®· hoµn thµnh ®Ò tµi “øng dông PLC ®iÒu khiÓn m« h×nh kh©u tinh läc n−íc døa sau khi trÝch Ðp”. Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi t«i cã mét sè kÕt luËn nh− sau: a. MÆt tÝch cùc - §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt trong n−íc vµ ph©n tÝch lîi thÕ, ý nghÜa øng dông còng nh− h¹n chÕ cña nã trong s¶n xuÊt ®Æc biÖt trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. - §Ò tµi ®· gióp Ých rÊt nhiÒu cho t«i vÒ kiÕn thøc thùc tÕ trong s¶n xuÊt còng nh− c¸ch thøc sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö trong viÖc x©y dùng m« h×nh. - Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi nµy t«i ®· hiÓu s©u h¬n vÒ PLC, ®−îc vËn dông vµo thiÕt kÕ thùc tÕ trùc tiÕp. BiÕt c¸ch sö dông phÇn mÒm lËp tr×nh ®Ó lËp tr×nh ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸ trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt, biÕt c¸ch ghÐp nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi mµ ®©y lµ ®iÒu cã ý nghÜa v« cïng quan träng cho b¶n th©n t«i sau khi ra lµm viÖc sau nµy. - §Ò tµi còng nªu ®−îc vai trß vµ øng dông cña c¶m biÕn trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ ý nghÜa cña viÖc xö lý sè liÖu, cña ®iÖn tö trong thiÕt kÕ m« h×nh s¶n xuÊt. - Tõ thùc tÕ s¶n xuÊt vµ øng dông phÇn mÒm Simatic S7 – 200, kÕt qu¶ ®Ò tµi ®· x©y dùng ®−îc m« h×nh quy tr×nh kh©u tinh läc n−íc døa trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc. b. MÆt h¹n chÕ - Do cßn h¹n chÕ vÒ kiÕn thøc thùc tÕ vµ c¸c ®iÒu kiÖn kh¸ch quan nªn quy m« x©y dùng m« h×nh ch−a ®−îc s¸t víi thùc tÕ. B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 89 - §Ò tµi míi chØ x©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn d−íi d¹ng m« h×nh víi ®−êng nguyªn liÖu chØ lµ tÝn hiÖu m« t¶. C¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh ch−a ®−îc tÝnh to¸n nh− m« h×nh thùc tÕ. - D©y chuyÒn s¶n xuÊt trong thùc tÕ lµ mét d©y chuyÒn kh¸ hiÖn ®¹i vµ míi ë n−íc ta, ®Ò tµi míi chØ nªu ®−îc sù ¶nh h−ëng cña yÕu tè nhiÖt ®é ®Õn s¶n phÈm mµ ch−a kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè kh¸c nh− ¸p suÊt, l−u l−îng. c. MÆt nhËn thøc Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu c¸c tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi ngoµi nh÷ng hiÓu biÕt vÒ sù ph¸t triÓn vµ øng dông cña tù ®éng ho¸ trªn thÕ giíi vµ trong n−íc ta hiªn nay... §Ò tµi cßn gióp t«i tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒu khiÓn logic vµ c¸c phÇn mÒm ®ang ®−îc øng dông réng r·i trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®«ng hiÖn nay. ThÊy râ ®−îc vai trß quan tréng cña ngµnh tù ®éng ho¸ trong sù ph¸t triÓn cña n−íc ta trong qu¸ tr×nh ®i lªn c«ng nghiÖp hãa ®ã lµ con ®−¬ng tÊt yÕu. 2. §Ò NGHÞ - tõ thùc tÕ nghiªn cøu vµ lµm ®Ò tµi, tõ nh÷ng mÆt h¹n chÕ vµ mÆt tÝch cùc trong viÖc thùc hiÖn ®Ò tµi chóng t«i rót ra. T«i xin cã nh−ng kiÕn nghÞ nh− sau: + Nªn t¨ng c−êng l−îng ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc ®Ó sinh viªn cã ®iÒu kiÖn tiÕp xóc nhiÒu h¬n víi thùc tÕ vµ c¸c øng dông tiªn tiÕn cña tù ®éng hãa nãi riªng vµ thiÕt bÞ ®iÖn nãi chung. + CÇn t¹o cho sinh viªn c¸c ®iÒu kiÖn thuËn lîi trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n nh− trang thiÕt bÞ, kh«ng gian vµ ®Þa ®iÓm phï hîp. Môc lôc B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 90 Trang lêi nãi ®Çu...................................................................................................................1 1.§Æt vÊn ®Ò ..........................................................................................................................................1 2. Néi dung ®Ò tµi.................................................................................................................................2 3. Môc ®Ých ®Ò tµi.................................................................................................................................2 4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ...............................................................................................................2 Ch−¬ng 1. nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn vµ lËp tr×nh b»ng plc ................2 1.1. Nh÷ng c¬ së ®Ó lùa chän PLC trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng....................................3 1.1.1.Vai trß cña plc...................................................................................... 3 1.1.2. −u ®iÓm cña PLC trong viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng hãa qu¸ tr×nh c«ng nghÖ............................................................................................................... 3 1.1.3. Gi¸ trÞ kinh tÕ cña PLC ...................................................................... 4 1.2. Kh¸i qu¸t chung vÒ PLC .....................................................................................................5 1.2.1. Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh(PLC) lµ g× ? ......................................... 5 1.2.2. CÊu tróc phÇn cøng PLC ................................................................... 6 1.2.3. C¬ cÊu chung cña hÖ thèng PLC ...................................................... 7 1.3. T×m hiÓu vÒ c c¸h lËp tr×nh b»ng PLC S7 - 200 (CPU 224)................................................8 1.3.1. CÊu h×nh cøng cña CPU 224 ............................................................. 8 1.3.2. CÊu tróc bé nhí cña CPU 224........................................................ 10 1.3.3. KÕt nèi PLC ...................................................................................... 11 1.3.4. Më réng cæng vµo ra ........................................................................ 13 1.3.5. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh ................................................................... 14 1.3.6. LËp tr×nh ........................................................................................... 15 1.3.6.1. Ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh.................................................................... 15 1.3.6.2. Tr×nh tù thùc hiÖn thiÕt kÕ mét tr−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng PLC 17 1.3.6.3. Có ph¸p lÖnh cña S7 - 200 ............................................................. 18 1.3.6.4. T×m hiÓu phÇn mÒm lËp tr×nh STEP 7 - Micro/Win ....................... 31 Ch−¬ng 2. t×m hiÓu quy tr×nh c«ng nghÖ d©yCHuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc34 2.1. Tæng quan vÒ ho¹t ®éng s¶n xuÊt cña c«ng ty xuÊt khÈu thùc phÈm §ång Giao .........35 2.1.1. Kh¸i qu¸t sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña c«ng ty ........................ 35 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 91 2.1.2. M«i tr−êng kinh doanh cña c«ng ty ................................................ 37 2.2. Quy tr×nh c«ng nghÖ vµ ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn chÕ biÕn n−íc døa c« ®Æc...........39 2.2.1. Quy tr×nh c«ng nghÖ ........................................................................ 39 2.2.2. Ho¹t ®éng cô thÓ cña tõng kh©u trong d©y chuyÒn ....................... 41 Ch−¬ng 3. x©y dùnh m« h×nh ®iÒu khiÓn kh©u “tinh läc n−íc døa sau khi trÝch Ðp” ........................................................................................................51 3.1. Vai trß cña kh©u tinh läc..........................................................................................................51 3.2. S¬ ®å thiÕt bÞ vµ nguyªn lý ho¹t ®éng kh©u tinh läc..........................................................52 3.2.1. S¬ ®å thiÕt bÞ ..................................................................................... 52 3.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng ........................................................................ 53 3.3. ThiÕt kÕ vµ l¾p r¸ p m« h×nh.....................................................................................................54 3.3.1. S¬ ®å khèi chøc n¨ng....................................................................... 54 3.3.2. ThiÕt kÕ vµ ph©n tÝch nguyªn lý ho¹t ®éng tõng khèi .................... 55 3.3.3. M« t¶ ho¹t ®éng vµ l¾p r¸p m« h×nh m« pháng ............................. 67 3.3.3.1. M« t¶ ho¹t ®éng m« h×nh ............................................................... 67 3.3.3.2. L¾p r¸p m« h×nh ............................................................................. 70 3.3.4. ThiÕt kÕ bé nguån............................................................................. 72 3.4. X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh.............................................................................74 3.5. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn..................................................................................................78 3.5.1. Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra cho bµi to¸n .......................................... 78 3.5.2. ViÕt ch−¬ng tr×nh ............................................................................. 78 3.6. GhÐp nèi víi PLC ch¹y thö m« h×nh vµ nhËn xÐt..............................................................82 kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ ..................................................................................................88 1. KÕt luËn...........................................................................................................................................88 2. §Ò NGHÞ........................................................................................................................................89 B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 92 Tµi liÖu tham kh¶o 1. NguyÔn §øc ChiÕn, Phan Quèc Ph«. “Gi¸o tr×nh c¶m biÕn”. NXB Khoa häc & kü thuËt. Hµ Néi, 2002. 2. NguyÔn TiÕn Dòng, T¨ng V¨n Mïi. “§iÒu khiÓn Logic lËp tr×nh PLC”. NXB Thèng kª, 2000. 3. NguyÔn Do·n Ph−íc, Phan Xu©n Minh. “Tù ®éng ho¸ víi Simatic S7 – 200”. NXB N«ng nghiÖp, 1997. 4. TrÇn Do·n TiÕn. “Tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ”. NXB Gi¸o dôc. Hµ Néi, 2001. 5. §ç Xu©n Thô. “Kü thuËt ®iÖn tö”. NXB Gi¸o dôc. Hµ Néi, 2000. 6. NguyÔn BÝnh. “§iÖn tö c«ng suÊt”. NXB Khoa häc & kü thuËt. Hµ Néi, 2000. 7. Website