Vì lý do đó nên với việc ứng dụng những kiếnthức đã được học cũng như tìm hiểu thêm từ nhưng nguồn thông tin khác, nhóm quyếtđịnh thực hiện và tạo ra một hệ thống sản xuất tương ớt.CHƯƠN
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu đề tài
Trong môi trường công nghiệp hiện nay, việc áp dụng các hệ thống điều khiển tự động giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm Trong ngành thực phẩm, công nghiệp hóa quy trình sản xuất đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất, cải thiện chất lượng và giảm chi phí nhờ tiết kiệm thời gian và nguyên vật liệu Việc sử dụng hệ thống điều khiển tự động không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình mà còn đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao, góp phần nâng cao vị thế cạnh tranh của doanh nghiệp trên thị trường.
Tương ớt là một loại gia vị phổ biến toàn cầu, được sử dụng để tạo hương vị cho nhiều món ăn chế biến sẵn và món ăn khác nhau, mang lại sự tiện lợi và dễ dùng Sản phẩm này đã được sản xuất rộng rãi ở nhiều quốc gia với quy trình chế biến hiện đại, đảm bảo chất lượng cao và an toàn cho người tiêu dùng Tương ớt không chỉ giúp món ăn thêm hấp dẫn mà còn góp phần nâng cao trải nghiệm ẩm thực của người dùng.
Trong nước, việc sản xuất tương ớt vẫn còn mới mẻ, chất lượng sản phẩm chưa đạt yêu cầu cao do thiếu nghiên cứu về công nghệ chế biến phù hợp Việc xây dựng quy trình công nghệ là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất tương ớt gia vị Đề tài "Nghiên cứu hệ thống sản xuất tương ớt gia vị" nhằm tối ưu hóa các bước sản xuất, giúp tạo ra sản phẩm đơn giản hơn đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng.
Mô tả chức năng
Hệ thống sản xuất tương ớt sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện các quy trình như rửa nguyên liệu, chần, nghiền, nấu và làm nguội, giúp nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm Quy trình tự động hóa này giúp quá trình sản xuất tương ớt diễn ra nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa hiệu quả vận hành.Hệ thống sản xuất tương ớt tự động hóa quy trình từ rửa nguyên liệu, chần, nghiền, nấu đến làm nguội, giúp nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm Đặc biệt, quy trình này giúp quá trình sản xuất tương ớt diễn ra nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả vận hành.
Nhằm loại bỏ tạp, bụi bẩn, chất bám trên nguyên liệu bằng 1 băng truyền nước và máy xịt không khí làm khô.
Chần là bước quan trọng trong quá trình xử lý thực phẩm nhằm tiêu diệt vi sinh vật có hại và giảm hoạt tính enzyme Phương pháp này thường sử dụng băng tải chạy qua nhiệt độ nước từ 95-100 độ C để đảm bảo hiệu quả diệt khuẩn tối ưu Quá trình chần giúp nâng cao độ an toàn thực phẩm và giữ nguyên chất lượng của sản phẩm sau chế biến.
Nghiền là công đoạn tạo độ mịn sệt cho sản phẩm , và tạo điều kiện để trộn, gia nhiệt bằng 2 máy xay công suất lớn.
- Tạo độ sệt cho sản phẩm
- Tiêu diệt vi sinh vật
- Tạo hương vị đặc trưng
- Tăng giá trị cảm quan
Làm nguội là công đoạn để tương ớt về nhiệt độ bảo quản và đóng chai được.
Hình 4.Hệ thống làm nguội.
1.2.6.Đóng chai: Đóng chai là quá trình bảo quản và tăng giá trị cảm quan bằng dây chuyền đống chai.
Đối tượng nghiên cứu
- Cảm biến (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm vả khối lượng, lưu lương).
- Bộ điều khiển hệ thống PLC.
- Chương trình PLC và SCADA.
- Các loại sơ đồ liên quan đến hệ thống (sơ đồ khối, sơ đồ công nghệ, sơ điều khiển…).
Hoạt động
Hệ thống sản xuất tương ớt sẽ bắt đầu từ :
Băng chuyền thứ 1: nhằm rửa sạch ớt bằng nước sạch và ống thổi khí làm khô
Băng truyền thứ 2 :trần ớt bằng nước ở nhiệt độ 95-100 độ C
Sau đó 2 máy nghiền sẽ nghiền thô lần 1 sau đó nghiền mịn lần 2 để cho ra ớt mịn và đều như yêu cầu
Tiếp theo cho vào một nồi nấu cho thêm nước và các gia vị phụ vào để trộn, nấu chin và tạo thành phẩm cho tương ớt
cho vào một máy bằng inox để làm lạnh hạ nhiệt độ tương xuống 50 độ C
Cuối cùng là cho vào băng truyền để đóng chai, đóng nắp, và đóng thùng.
Ứng dụng
Hệ thống sản xuất tương ớt được áp dụng rộng rãi tại nhiều nhà máy nhằm phục vụ xuất khẩu và thị trường nội địa lớn Tại Việt Nam, tương ớt là gia vị quen thuộc hàng ngày với nhu cầu tiêu thụ cao, do đó hệ thống sản xuất tương ớt có tiềm năng phát triển lớn Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, các hệ thống sản xuất này không ngừng được nâng cấp, hiện đại hóa, mở rộng quy mô và hoàn thiện hơn Tuy nhiên, việc sản xuất tương ớt tại Việt Nam vẫn còn mới mẻ và chất lượng sản phẩm chưa đạt tiêu chuẩn mong muốn, đặt ra mục tiêu nâng cao chất lượng thông qua nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ mới trong quy trình sản xuất.
Việc nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ chế biến tương ớt còn hạn chế, gây ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất Phát triển một hệ thống sản xuất tương ớt phù hợp sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng sản lượng và giảm chi phí sản xuất Việc áp dụng kiến thức đã học cùng với các nguồn thông tin bổ sung đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ tối ưu Nhóm đã quyết định thực hiện dự án nhằm tạo ra một hệ thống sản xuất tương ớt hiệu quả, đáp ứng tốt các yêu cầu về chất lượng và năng suất.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Cảm biến mức là thiết bị để xác định mức hoặc lượng chất lỏng Chất lỏng hoặc chất khác chảy trong hệ thống mở hoặc đóng.
Hình 6.Một số hình ảnh cảm biến mức
• Phân loại và nguyên lý hoạt động:
Để đo mức chất lỏng và chất rắn, có nhiều phương pháp đo khác nhau phù hợp với từng ứng dụng Trong đó, hai loại phương pháp chính là đo mức không tiếp xúc và đo mức tiếp xúc, giúp đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình đo lường.
Đo mức tiếp xúc là phương pháp đo chính xác dựa trên cảm biến để xác định mức của nước, chất lỏng hoặc chất rắn cần đo thông qua việc cảm biến sẽ báo mức khi tiếp xúc trực tiếp với vật cần đo Phương pháp này giúp cung cấp dữ liệu đáng tin cậy về mức độ của các chất chất lỏng hoặc rắn trong nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Hình 7.Cảm biến đo mức tiếp xúc
Công nghệ đo mức không tiếp xúc hiện đã phát triển mạnh mẽ nhằm giải quyết các khó khăn trong lắp đặt do không gian hạn chế, vị trí không phù hợp và môi chất không cho phép thiết bị đo tiếp xúc trực tiếp Trong những tình huống mà điều kiện không cho phép lắp đặt trực tiếp, giải pháp đo từ trên xuống và không tiếp xúc với chất lỏng là lựa chọn tối ưu để đảm bảo độ chính xác và an toàn trong quá trình đo mức.
Hình 8.Cảm biến đo mức không tiếp xúc
Cảm biến đo mức dạng phao là thiết bị dùng để phát hiện mức nước bằng cơ chế ON-OFF, báo đầy hoặc cạn trong phạm vi giới hạn của phao Khi mức nước đạt tới giới hạn trên, cảm biến sẽ gửi tín hiệu Relay OFF, còn khi mức nước hạ xuống giới hạn dưới, Relay sẽ được kích hoạt thành ON Đối với cảm biến báo cạn, khi mức nước xuống dưới mức giới hạn thấp nhất, Relay sẽ bật ON, và khi mức nước lên tới giới hạn trên, Relay sẽ tắt OFF Các mức ON – OFF này tương ứng với các tiếp điểm NO/NC bên trong của cảm biến đo mức nước dạng phao, giúp kiểm soát chính xác và tự động quá trình đo đếm mức nước hiệu quả.
Hình 9.Nguyên lý hoạt động Cảm biến mức dạng phao
Cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt của hằng số điện môi giữa chất lưu và không khí Khi mức chất lỏng thay đổi, hằng số điện môi của môi trường cũng thay đổi theo, giúp cảm biến xác định chính xác mức độ lưu chất Điều kiện quan trọng để cảm biến hoạt động hiệu quả là điện môi của chất lưu phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, trong đó, điện môi không khí khoảng 1.0, dầu từ 1.85 đến 5, còn nước có điện môi từ 50 đến 80 Nhờ đó, cảm biến điện dung có thể đo mức chất lỏng một cách chính xác dựa trên sự biến đổi của hằng số điện môi trong quá trình thay đổi mức chất lỏng.
Hình 10.Nguyên lý hoạt động Cảm biến đo mức dạng điện dung
Cảm biến siêu âm đo mức nước sử dụng công nghệ phát sóng siêu âm để xác định mức chất lỏng một cách chính xác mà không cần tiếp xúc trực tiếp Các cảm biến này phát ra sóng âm, nhận lại phản hồi khi gặp mặt nước, và dựa vào sự thay đổi tần số để tính toán khoảng cách từ cảm biến đến mặt nước Cảm biến siêu âm phù hợp với các ứng dụng đo mức nước yêu cầu không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng, đảm bảo độ chính xác và an toàn Tín hiệu ngõ ra của cảm biến thường là dạng tuyến tính, có thể là 4-20mA hoặc 0-10V, dễ dàng tích hợp vào hệ thống giám sát và điều khiển.
Hình 11.Nguyên lý hoạt động Cảm biến siêu âm đo mức nước
Ưu nhược điểm và ứng dụng: o Ưu - nhược điểm:
- Cảm biến đo mức nước dạng phao:
Cảm biến có mức giá thành tương đối thấp so với các loại cảm biến đo lường khác, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư Nó phù hợp để đo nhiều loại chất lỏng, ngoại trừ các chất kết dính hoặc dạng sệt, đảm bảo tính linh hoạt trong nhiều ứng dụng Thêm vào đó, cảm biến dễ dàng lắp đặt và sử dụng, phù hợp cho mọi người dùng và quy trình vận hành đơn giản.
Nhược điểm: Công nghệ lỗi thời Dể hư hỏng sau thời gian ngắn sử dụng do phao từ dể bị kẹt gây báo sai tín hiệu.
- Cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung:
Các cảm biến đo mức chất lỏng và chất rắn có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng có áp suất và nhiệt độ cao, phù hợp cho môi trường khắc nghiệt Giá thành của cảm biến khá hợp lý, giúp tiết kiệm chi phí cho công trình Chúng có khả năng đo mức chất lỏng với khoảng cách ngắn nhất chỉ 100mm, đồng thời có thể đo mức xăng, dầu, và các chất liệu khác trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ và áp suất cao Ngoài ra, cảm biến còn tích hợp tính năng chống cháy nổ, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, và có khả năng đo mức chất rắn như xi măng, hạt nhựa với phạm vi đo rộng, phù hợp nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp.
Nhược điểm: Không dùng cho các bồn chứa có cánh khuấy.
- Cảm biến siêu âm đo mức nước:
Cảm biến đo mức chính xác cao, phù hợp để sử dụng trong các môi trường nước, hóa chất và thực phẩm như sữa, rượu Ngoài ra, cảm biến còn được ứng dụng để đo mức dầu các loại, đảm bảo an toàn chống cháy nổ trong các hệ thống công nghiệp.
Nhược điểm của cảm biến siêu âm là không phù hợp cho các bồn chứa có nhiệt độ và áp suất cao nhằm đảm bảo độ chính xác trong đo lường Do nguyên lý hoạt động dựa trên sóng siêu âm, thiết bị dễ bị ảnh hưởng bởi mặt nước gợn sóng, như trong các bồn chứa có cánh khuấy hoặc khu vực mặt hồ có gợn sóng, dẫn đến sai số trong quá trình đo mức chất lỏng.
Đo mức chất lỏng là công việc quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm như bia, rượu, nước giải khát và sữa để đảm bảo chất lượng và quy trình sản xuất Ngoài ra, nó còn được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cấp nước, xử lý nước thải và hệ thống thoát nước để kiểm soát mức nước chính xác Trong lĩnh vực năng lượng, việc đo mức nhiên liệu như xăng và dầu giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành của các phương tiện và hệ thống.
Hình 12.Ứng dụng cảm biến đo mức chất lỏng
- Đo mức chất rắn: Ngành thực phẩm (Bột mì, đường,…), xi măng, thức ăn chăn nuôi, ngành nhựa
Hình 13.Ứng dụng cảm biến đo mức chất rắn
- Để chọn cảm biến mức cần chọn một số thông số cơ bản:
Một số lưu ý khi sử dụng:
- Tùy vào mục đích sử dụng mà chọn loại cảm biến đo mức phù hợp.
- Đối với mỗi loại cảm biến đo mức sẽ có những lưu ý riêng.
Dưới đây là hướng dẫn cách chọn cảm biến báo mức chất lỏng – nước một cách chính xác và hiệu quả Đầu tiên, cần xác định rõ mục đích đo mức: liên tục hay báo đầy – báo cạn Đối với cảm biến báo mức đầy – cạn, cần lựa chọn độ dài phù hợp vì không thể thay đổi chiều dài cảm biến sau khi lắp đặt Trong khi đó, cảm biến đo mức liên tục yêu cầu xác định loại đo mức và khoảng cách cần đo để chọn thiết bị phù hợp Ngoài ra, yếu tố nhiệt độ và áp suất tại nơi lắp đặt (nếu có) cũng ảnh hưởng đến lựa chọn cảm biến Các tín hiệu ngõ ra phổ biến như 4-20mA hoặc 0-10V phù hợp cho các cảm biến đo mức liên tục Cuối cùng, giá thành của từng loại cảm biến là yếu tố quan trọng để đưa ra quyết định phù hợp với ngân sách và yêu cầu công việc.
- Autonics , xuất xứ: Hàn Quốc
- Omron , xuất xứ: Nhật Bản
- Dinel, xuất xứ: Cộng hòa Séc
- Cảm biến nhiệt là thiết bị được dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo
Khi nhiệt độ thay đổi, các cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến bộ đọc Tín hiệu này sau đó được chuyển đổi thành một con số cụ thể phản ánh chính xác nhiệt độ hiện tại Quá trình này diễn ra nhanh chóng, đảm bảo dữ liệu nhiệt độ được cập nhật liên tục và chính xác để phục vụ các ứng dụng cần đo nhiệt độ trong nhiều lĩnh vực.
Hình 14.Một số hình ảnh cảm biến nhiệt độ
• Phân loại và nguyên lý hoạt động:
Hình 15.Cấu tạo cảm biến nhiệt độ
Cảm biến đo nhiệt độ có cấu tạo chính là 2 dây kim loại khác nhau được gắn vào đầu nóng và đầu lạnh.
Ngoài ra, nó còn được cấu tạo bởi nhiều bộ phận khác, cụ thể như sau:
Bộ phận cảm biến là thành phần quan trọng nhất, quyết định độ chính xác của toàn bộ thiết bị cảm biến Nó được lắp đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối, đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác trong quá trình sử dụng.
Dây kết nối cảm biến thường có thể có 2, 3 hoặc 4 dây, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện sử dụng của đầu đo Việc chọn loại dây phù hợp đảm bảo khả năng truyền tín hiệu chính xác và đáng tin cậy cho các bộ cảm biến trong hệ thống đo lường Chất liệu dây kết nối cần phù hợp với môi trường vận hành để đảm bảo độ bền và hiệu quả của cảm biến trong quá trình sử dụng.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
3.1.Cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm có hiển thị ULM-70
Cảm biến siêu âm đo mức nước ULM-70 của hãng Dinel là thiết bị đo mức chính xác và đáng tin cậy được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như nhà máy bia, nhà máy nước giải khát, xử lý nước thải và hồ chứa nước Sản phẩm này giúp báo mức nước, dầu, chất dẻo, chất nhão và chất kết dính một cách chính xác và hiệu quả Với khả năng hoạt động ổn định trong nhiều môi trường khác nhau, cảm biến siêu âm ULM-70 đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và kiểm soát mức chất lỏng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và vận hành hệ thống.
Đo mức liên tục một cách ổn định
Phạm vi đo của cảm biến đo mực nước đa dạng: 0-2m,0-6m,0-10m,0-20m
Độ đo rất nhạy và độ chính xác khi đo đến 99.9%
Thời gian đáp ứng tự do tùy chỉnh
Cảm biến đo mức chất lỏng ULM-70 với tiêu chuẩn IP67 có cấu tạo chống nổ chống cháy, chịu nhiệt tốt, chống rỉ trong môi trường hóa chất.
Không nên sử dụng cảm biến đo mức bằng sóng siêu âm cho các bồn chứa có nhiệt độ và áp suất cao, vì nguyên lý hoạt động dựa trên sóng siêu âm có thể bị ảnh hưởng bởi mặt nước gợn sóng Điều này có thể gây ra độ chính xác thấp trong quá trình đo mức chất lỏng Việc chọn thiết bị phù hợp giúp đảm bảo độ chính xác và an toàn trong quá trình vận hành hệ thống chứa chất lỏng.
Hình 23.Cảm biến ULM-70 chứa có cánh khuấy, khu vực mặt hồ gợn sóng Khoảng cách đo giới hạn 20m trở lại.
Đo mức liên tục một cách ổn định
Phạm vi đo của cảm biến đo mực nước đa dạng: 0-2m,0-6m,0-10m,0-20m
Độ đo rất nhạy và độ chính xác khi đo đến 99.9%
Thời gian đáp ứng tự do tùy chỉnh
Màn hình hiển thụ Oled độ phân giải 128x64 pixel
Ứng dụng của cảm biến đo mức nước trong các bể chứa nước thải chưa qua xử lý giúp giám sát chính xác mức nước mà không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng Nhờ đặc tính không tiếp xúc này, thiết bị không bị ảnh hưởng bởi các hóa chất có trong nước thải, đảm bảo độ bền và độ chính xác cao trong quá trình vận hành Sử dụng công nghệ đo mức không tiếp xúc giúp tối ưu hóa quản lý và nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
Đo mực nước các kênh mở và cống thoát nước của thành phố nhằm kiểm soát chính xác mức nước trong hệ thống thoát nước Việc giám sát liên tục giúp đưa ra các phương án chống ngập hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại do mưa lũ gây ra cho thành phố Các hoạt động này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hệ thống thoát nước vận hành ổn định và nâng cao khả năng phòng chống ngập úng.
Cảm biến siêu âm được sử dụng rộng rãi để đo mức trong các tank chứa kín nhờ khả năng hoạt động với áp suất thấp và khoảng cách đo ngắn từ vài trăm milimet đến vài mét Dây đo có thể dễ dàng tùy chỉnh theo yêu cầu của từng ứng dụng, giúp mang lại độ chính xác cao và thuận tiện trong việc kiểm soát mức chất lỏng hoặc bụi trong các hệ thống chứa.
3.1.1:Cảm biến nhiệt độ RTD Pt100
- Khái niệm RTD RTD là thuật ngữ viết tắt của từ Resistance Temperature:
Detectors là cảm biến nhiệt độ dùng để đo nhiệt chính xác RTD, hay cảm biến điện trở nhiệt, có thiết kế là một thanh hoặc dây kim loại, với điện trở thay đổi theo mức độ nhiệt Nhờ đặc điểm này, RTD thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao trong đo nhiệt độ Các cảm biến RTD giúp giám sát và kiểm soát nhiệt độ hiệu quả, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
- Pt là thuật ngữ viết tắt của từ Platinum còn có cái tên gọi là bạch kim là loại kim loại quý hiếm.
Điện trở nhiệt RTD (Resistance Temperature Detector) được phân loại gồm các loại phổ biến như Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100 và Ni500 Trong đó, hai loại chính thường được sử dụng trong công nghiệp đo nhiệt độ là Pt100 và Ni100 nhờ độ chính xác và độ bền cao RTD đóng vai trò quan trọng trong việc đo nhiệt độ chính xác, giúp kiểm soát quy trình sản xuất hiệu quả.
Hình 24.Cảm biến nhiệt độ RTD Pt100
- Ưu điểm của RTD Pt100
Thang đo rất rộng, thường dùng loại 3 dây.
Sai số trong khi đo rất thấp mà giá thành lại rẻ hơn các cặp nhiệt điện rất nhiều.
Pt100 được thiết kế rất đa dạng về chiều dài, loại dây, loại cây nên rất linh hoạt trong việc lắp đặt trong nhà máy.
Nguyên lý hoạt động chính của RTD là chuyển đổi nhiệt độ cần đo sao cho chúng trở thành tín hiệu điện trở.
Hình 25.Cấu tạo cảm biến nhiệt độ RTD Pt100
Khi nhiệt độ tại đầu đo của cảm biến nhiệt điện trở thay đổi, đầu kia của cảm biến sẽ xuất hiện một điện trở phù hợp với mức nhiệt mới Đây chính là nguyên tắc cơ bản để đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt điện trở Các biến đổi trong điện trở của cảm biến phản ánh chính xác nhiệt độ môi trường, giúp quá trình đo lường diễn ra chính xác và tin cậy hơn.
Khi nhiệt độ cần đo tăng hoặc giảm, điện trở của vật thể sẽ thay đổi tương ứng theo sự biến đổi của nhiệt độ đó Việc đo giá trị điện trở này giúp chúng ta xác định chính xác nhiệt độ cần đo Nhờ vào nguyên lý này, ta có thể suy ra ngược lại giá trị của nhiệt độ dựa trên sự thay đổi của điện trở, tạo ra phương pháp đo nhiệt độ chính xác và hiệu quả.
Cảm biến nhiệt độ Pt100, còn gọi là nhiệt điện trở kim loại (RTD), được làm từ kim loại platinum và có giá trị điện trở chuẩn 100 Ohm ở 0ºC Đây là loại cảm biến thụ động yêu cầu nguồn cấp ngoài ổn định để hoạt động hiệu quả Giá trị điện trở của cảm biến thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ, giúp đo lường chính xác trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa.
• R(t) : giá trị điện trở thay đổi.
• R0 : giá trị điện trở ban đầu.
• t : giá trị nhiệt độ hiện tại.
Cảm biến quang là thiết bị chuyển đổi tia sáng thành tín hiệu điện tử, giúp đo lường lượng ánh sáng vật lý chính xác Tương tự như một điện trở quang, cảm biến này biến đổi cường độ ánh sáng thành dạng tín hiệu dễ dàng cho các thiết bị phân tích và xử lý Nhờ khả năng chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, cảm biến quang đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống tự động và cảm biến môi trường, đảm bảo độ nhạy và độ chính xác cao trong hoạt động đo lường.
Cảm biến quang học chuyển đổi tia sáng thành tín hiệu điện tử, giúp đo lượng ánh sáng vật lý một cách chính xác Mục đích chính của cảm biến quang học là thu thập dữ liệu ánh sáng và biến đổi nó thành dạng tín hiệu điện tử phù hợp để đọc bằng các thiết bị đo lường tích hợp Tùy thuộc vào loại cảm biến quang học, quá trình này có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tự động hóa, đo lường môi trường và hệ thống an ninh Các cảm biến quang học đóng vai trò quan trọng trong công nghệ hiện đại, nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc theo dõi và phân tích ánh sáng.
Có độ nhạy cao, độ đồng nhất cao.
Có thể gửi và nhận tín hiệu quang trên khoảng cách xa.
Tránh phải chuyển đổi giữa điện tử và quang tử riêng biệt tại mỗi vị trí cảm biến, do đó giảm chi phí và tăng tính linh hoạt.
Một trong những khó khăn chính của tất cả các cảm biến, bao gồm cảm biến quang học và cảm biến thông thường, là sự ảnh hưởng của nhiễu từ các hiệu ứng môi trường Ví dụ, cảm biến đo độ căng hoặc áp suất có thể bị tác động mạnh bởi nhiệt độ, làm giảm độ chính xác của dữ liệu thu thập Điều này yêu cầu các kỹ thuật chỉnh sửa và bù đắp để đảm bảo độ tin cậy và chính xác trong các ứng dụng thực tế.
Nhạy cảm với bụi bẩn và nhiệt độ thường.
- Nguyên lý hoạt động: a) Cảm biến xuyên tia
Hệ thống bao gồm hai thành phần chính là máy phát và máy thu đặt đối diện nhau, trong đó máy phát phát ra chùm sáng hướng về phía máy thu Sự gián đoạn trong chùm sáng này được hiểu là tín hiệu chuyển mạch của máy thu, không phụ thuộc vào vị trí xảy ra gián đoạn Một loại cảm biến phổ biến là cảm biến phản xạ ngược, hoạt động dựa trên nguyên lý phản xạ ánh sáng để xác định sự hiện diện hoặc vắng mặt của vật thể.
Trong hệ thống truyền tín hiệu trong cùng một ngôi nhà, máy phát và máy thu được đặt gần nhau, và chùm sáng được phản xạ qua một tấm phản xạ để hướng ngược lại máy thu Khi có sự gián đoạn trong chùm ánh sáng, hoạt động chuyển mạch bắt đầu diễn ra để duy trì liên lạc Vị trí xảy ra gián đoạn không quan trọng, vì hệ thống vẫn có thể hoạt động hiệu quả nhờ vào quá trình chuyển mạch tự động.
Hình 28.Nguyên lý hoạt động cảm biến xuyên tia c) Cảm biến phản xạ khuếch tán
Cả máy phát và máy thu đều nằm trong một vỏ Ánh sáng truyền qua bị phản xạ bởi đối tượng được phát hiện.
Hình 30.Nguyên lý hoạt động cảm biến khuếch tán
3.1.3:Hệ thống chà rửa và chần trái cây
Hình 29.Nguyên lý hoạt động cảm biến phản xạ ngược
MÔ PHỎNG
4.1.Sơ đồ công nghệ của hệ thống:
Hình 36.Sơ đồ công nghệ của hệ thống
Bồn ớt: Chứa ớt tươi chưa được làm sạch
Hệ thống vệ sinh: Rửa và phân loại ớt tươi
Hệ thống luộc chính: Cho ớt sạch vào và luộc ớt để cho ớt được làm chín và chuyển sang công đoạn tiếp theo
Máy nghiền: Nghiền ớt thành những mãnh nhỏ để giúp dễ dàng tiến hành quá trình trộn
Bồn nước, bồn gia vị: Cung cấp nước và gia vị cho quá trình trộn
Bồn trộn: Thực hiện công đoạn trộn, khi các nguyên liệu được trộn điều sẽ tiến hành sang bước tiếp theo
Hệ thống gia nhiệt: Thực hiện nấu ớt đã phối trộn để tạo ra hỗn hợp tương ớt hoàn chỉnh
Hệ thống chiết rót, đóng chai: Thực hiện chiết rót hỗn hợp tương ớt hoàn chỉnh và đóng chai
4.1.1.Các biến quá trình trong hệ thống:
Nhiệt độ luộc chín và nhiệt độ để gia nhiệt
Khối lượng ớt đã nghiền để dùng cho việc trộn
Lượng nước và gia vị dùng để trộn
Cảm biến siêu âm dùng để thực hiện quá trinh chiết rót đóng chai
4.3.Phương pháp điều khiển của hệ thống
Trong hệ thống điều khiển truyền thẳng, việc sử dụng thiết bị đo biến nhiễu giúp tăng độ chính xác của tín hiệu cảm biến Tín hiệu đo cảm biến được gửi trực tiếp về bộ điều khiển truyền thẳng, đảm bảo phản hồi nhanh chóng và hiệu quả Phương pháp này phù hợp với các hệ thống yêu cầu độ trễ thấp và độ chính xác cao trong quá trình điều khiển.
Các thành phần của hệ thống gồm:
- Cảm biến dùng để đo lường
- Bộ điều khiển truyền thẳng(FFC)
- Thiết bị chấp hành (control element)
- Tín hiệu bên trong gồm: tín hiệu đặt (setpoint), tín hiệu bộ điều khiển (CO), Biến điều khiển (MV), biến cần điều khiển (CV), biến nhiễu (DV).
Ưu điểm của phương pháp truyền thẳng:
Tác động nhanh (bù nhiễu kịp thời trước khi ảnh hưởng tới đầu ra)
Nhược điểm của phương pháp truyền thẳng:
Phải đặt thiết bị đo nhiễu
Không loại trừ được ảnh hưởng của nhiễu không đo được
Nhạy cảm với sai lệch mô hình
Không có khả năng ổn định được một quá trình không ổn định
4.4.Sơ đô cấu trúc điều khiển:
Hình 38.Sơ đồ cấu trúc điều khiển