Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy (forming machine)

Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy (forming machine)Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy (forming machine)Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy (forming machine)Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy (forming machine)

KHÁI QUÁT VỀ MÁY TẠO KHUÔN GIẤY

Khái quát chung về máy tạo khuôn giấy

Ngày càng có nhiều nhà đầu tư sử dụng máy ép bột giấy để kinh doanh sản xuất giấy, giúp nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí Hiện nay, trên thị trường có đa dạng các mô hình máy ép bột giấy với công suất từ 1.000 đến 7.000 miếng mỗi giờ, phù hợp với quy mô sản xuất và nhu cầu của từng doanh nghiệp Việc chọn lựa máy ép bột giấy phù hợp không chỉ giúp tối ưu hóa năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững trong ngành công nghiệp giấy.

Máy móc sử dụng giá trị nhỏ nhất của giấy vụn để tạo ra lợi ích tối đa qua việc sản xuất khay giấy chất lượng cao Đồng giới cung cấp khuôn khay tùy chỉnh giúp mở rộng các ứng dụng đa dạng của khay giấy, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng Nhờ vào quy trình dễ dàng trả góp và sản xuất hàng loạt, các nhà đầu tư nhanh chóng thu được lợi nhuận cao từ hoạt động tái chế giấy, mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội.

Khay giấy cuối cùng là gì? Nó được tạo hình dựa trên các khuôn mẫu đa dạng phù hợp với nhu cầu khách hàng Chúng tôi cung cấp các loại khuôn khay giấy như khuôn khay trứng, khuôn khay đựng trái cây, khuôn khay đỡ giầy dép, và khuôn khay cốc, đảm bảo đa dạng và linh hoạt trong sản xuất Ưu điểm của máy ép bột giấy giúp tạo ra các sản phẩm khay giấy chất lượng cao, bền chắc, thân thiện môi trường và đáp ứng được các yêu cầu đa dạng của thị trường.

Hình 1 1 Hình ảnh về các mẫu khuôn giấy

+PLC, Động cơ, Máy ép nóng, Hệ thống tinh chế bột giấy thứ hai và các bộ phận khác

+Động cơ với công nghệ cắt bánh răng của Đài Loan có độ chính xác cao

+Sử dụng thép không gỉ làm nguyên liệu thô của khuôn mẫu, bể chứa bùn,…

-Tiêu thụ năng lượng thấp

+Máy ép khi trục vít tiết kiệm năng lượng

+Máy sấy kim loại sáu lớp trải qua 10 lần tích hợp, là máy sấy tiết kiệm năng lượng nhất trong ngành công nghiệp này

+Động cơ làm bằng đồng 100%

+Làm kín vòng bi truyền động Cáp Nhĩ Tân

+Máy đập hồ bột giấy, máy bơm bột giấy và bột giấy xử lý nước thải đến từ các thương hiệu nổi tiếng trong nước

+Máy này phục vụ khách hàng trong thời gian dài.

Tìm hiểu về máy ép khuôn bột giấy

1.2.1 Cấu tạo của máy ép khuôn bột giấy

Hình 1 2 Mô tả về hệ thống ép khuôn giấy

Bảng 1 1 Bảng kí hiệu cấu tạo máy ép khuôn bột giấy

Hình ảnh Ý nghĩa Động cơ lai băng tải Băng tải

Van điện từ 5/3Van điện từ 3/2

Van chân không điều khiển bằng khí nén

Cơ cấu tạo khuôn Xylanh 2 chiều

Tại thời điểm ban đầu, cơ cấu xi-lanh tại điểm A trong bể hỗn hợp bột giấy bắt đầu hoạt động, khi khởi động máy, van hút chân không V2 được kích hoạt để hút hỗn hợp giấy vào khuôn ép Quá trình này diễn ra trong một khoảng thời gian T để đảm bảo hỗn hợp bám chắc và đều trên khuôn ép, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng giấy.

Sau thời gian T, van hút vẫn duy trì hoạt động để đảm bảo quá trình hút khô sản phẩm diễn ra liên tục Trong giai đoạn này, xi-lanh tiếp tục thực hiện hành trình đi lên đến điểm B, giúp duy trì hiệu quả hút và đảm bảo chất lượng sản phẩm Việc duy trì van hút trong suốt quá trình này là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa quá trình khô sản phẩm và nâng cao năng suất.

Khi khuôn ép trên đã ở vị trí cảm biến S1 và sẵn sàng để ép, xi-lanh tiếp tục di chuyển tới điểm C Tại đó, van V3 tác động để hút sản phẩm, còn van V2 đổi trạng thái nhằm thổi để tách sản phẩm khỏi khuôn dưới Quá trình này đảm bảo vận hành chính xác và hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Xi-lanh tiếp tục hành trình ngược về điểm B; ngay khi động cơ khởi động, xi-lanh có thể di chuyển nhanh chóng về tới điểm A để lấy tiếp sản phẩm tiếp theo, đảm bảo quá trình vận hành liên tục và hiệu quả.

Khi xi-lanh đạt tới điểm B, động cơ bắt đầu hoạt động để thực hiện hành trình thuận Điều này giúp tránh tình trạng khuôn ép đang tác động mạnh làm hỏng khuôn ép, đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra an toàn và hiệu quả.

Khuôn ép trên tới cảm biến S2 thì động cơ dừng lại, V3 tác động đổi trạng thái thổi sản phẩm trên khuôn ép tách ra.

LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ÉP KHUÔN BỘT GIẤY

Xylanh khí nén Airtac SC160x500

Xi lanh khí nén hay còn gọi là ben khí nén là một thiết bị cơ học sử dụng sức mạnh của khí nén để tạo ra lực chuyển động Thiết bị này chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng, giúp piston của xi lanh di chuyển chính xác và hiệu quả Nhờ đó, xi lanh khí nén truyền động đến các thiết bị hoạt động khác trong hệ thống tự động, nâng cao hiệu suất và độ bền của quá trình vận hành.

Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật của xi lanh khí nén Airtac SC 160 x 500

Tên sản phẩm xi lanh khí nén Airtac SC 160 x 500

Xuất xứ AIRTAC ( Đài Loan) Đường kính piston 160mm

Kích thước 1239mm*174mm*174mm

Hình 2 1 Xi lanh khí nénAirtac SC 160 x 500 Độ sâu ren trong

Cảm biến từ xylanh Airtac CS1-U

Khi xi lanh ở trạng thái bình thường, cảm biến thường hoạt động trong mô hình tiếp điểm mở, được đặt trong ống thủy tinh kín nhằm đảm bảo an toàn và chính xác Những tiếp điểm này cách nhau xa, khiến mạch điện bị hở và tín hiệu điện không thể xuất ra, giúp hệ thống cảm biến hoạt động tối ưu và tin cậy hơn.

Khi xuất hiện từ trường do nam châm vĩnh cửu trong xilanh khí nén, xylanh từ tạo ra từ trường sẽ sinh ra lực từ tác động lên piston Đầu piston di chuyển tới gần cảm biến tiếp điểm, gây kết nối mạch điện do từ trường hút hai tiếp điểm lại với nhau, đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống khí nén.

- Trước khi xuất hiện piston thì cảm biến ở trạng thái OFF, sau khi xuất hiện piston thì mạch được nối và cảm biến ở trạng thái ON

Hình 2 2 Cảm biết từ xi lanh Artac SC1-U

Thông số kỹ thuật Cảm biết từ xi lanh Artac SC1-U

Bảng 2 2 Thống số kỹ thuật của Cảm biết từ xi lanh Artac SC1-U Tên sản phẩm xi lanh khí nén Airtac SC 160 x 500

Xuất xứ AIRTAC ( Đài Loan)

Nhiệt độ -10~70 o C Điện áp sử dụng 5 ~ 240V AC/DC

Dòng điện tối đa 100mA

Tần số tối đa 200Hz

Bộ điều khiển PLC S7-300

PLC S7-300 của Siemens là dòng PLC mạnh mẽ phù hợp cho các ứng dụng lớn và vừa đòi hỏi các chức năng đặc biệt như truyền thông mạng công nghiệp, tích hợp chức năng công nghệ cao và các yêu cầu về an toàn với độ tin cậy cao Đây là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình, giúp tối ưu hóa hoạt động sản xuất và tự động hóa hệ thống công nghiệp.

Thông tin kỹ thuật bộ điều khiển PLC S7-300Hình 2 3 Bộ điều khiển PLC S7-300

Bảng 2 3 Thống số kỹ thuật Bộ điều khiển PLC S7-300 Tên sản phẩm PLC S7-300

Mã sản phẩm CPU 312 – 6ES7312-1AE14-0AB0

Bộ nhớ làm việc 32KB

Tốc đô xử lý 0.1us

Van điện từ khí nén 5/3 - Airtac

Hình 2 4 Van khí nén 5/3 - Airtac

Loại van này gồm có 3 vị trí, trong đó vị trí trung tâm là điểm nổi bật nhất với tính năng chính giúp kiểm soát luồng khí chính xác Hai vị trí còn lại có tác dụng điều khiển xi lanh khí nén di chuyển về phía trước và về hết hành trình, đảm bảo hoạt động linh hoạt và hiệu quả của hệ thống khí nén.

Van bao gồm 5 cổng, trong đó có một cổng đưa áp suất vào, ký hiệu là (P) hoặc (1), giúp kiểm soát áp lực trong hệ thống Ngoài ra, van còn có một cổng kích hoạt xi lanh thụt ra để điều khiển hướng chuyển động của xi lanh Thêm vào đó, có hai cổng điều khiển xi lanh rút về, được ký hiệu là (A), đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều chỉnh hoạt động của hệ thống khí nén.

(B) hoặc dùng những ký hiệu bằng số khác; 2 cổng xả là (R) và (S).

Van điện từ khí nén 5/3 thường được sử dụng để điều khiển xi lanh đơn, xi lanh kép và các động cơ khí nén khác nhờ vào thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng và độ tin cậy cao trong hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Bảng 2 4 Thông số kĩ thuật Van điện từ khí nén 5/3 – Airtac Tên sản phẩm Van điện từ khí nén 5/3 – Airtac

Xuất xứ AIRTAC ( Đài Loan)

Cấu tạo Hợp kim nhôm

Trọng lượng 340g Áp suất 0.15-0.8Mpa Điện áp DC 24V

Rơ le trung gian

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Bảng 2 5 Thông số kĩ thuật Rơ le trung gian MY2N-GS-DC24 BY OMZ Omron Tên sản phẩm Rơ le trung gian MY2N-GS-DC24 BY OMZ Omron

Xuất xứ Omron ( Nhật Bản)

Kích thước 28mm*21.5mm*36mm

Dòng điện 5A Điện áp DC 24V

Hình 2 5 Rơ le trung gian MY2N-GS-DC24 BY OMZ Omron

Van khí nén điện từ 3/2 Airtac

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Hình 2 6 Van khí nén điện từ 3/2 Airtac Thông số kĩ thuật:

Bảng 2 6.Thông số kĩ thuật van khí nén 3/2 Airtac Tên sản phẩm Van khí nén điện từ Airtac 4V210-08

Kích thước cổng xả 1/4 (ren13) Áp suất hoạt động 0.15-0.8Mpa

Nhiệt độ hoạt động -20~70 độ C

Xuất xứ Airtac ( Đài Loan

THIẾT KẾ VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MÁY ÉP KHUÔN BỘT GIẤY

Cấu hình trạm PLC

3.1.1 Liệt kê tín hiệu vào/ra Đầu vào:

- Tín hiệu quá tải nhiệt

- Cảm biến từ A, B, C phát hiện vị trí xi lanh

- Công tắc hành trình S1, S2 Đầu ra:

- Điều khiển động cơ quay thuận

- Điều khiển động cơ quay ngược

- Điều khiển xi lanh thực hiện hành trình thuận

- Điều khiển xi lanh thực hiện hành trình ngược

- Điều khiển van điện từ cơ cấu ép dưới

- Điều khiển van điện từ cơ cấu ép trên

Hình 3 1 Liệt kê tín hiệu vào/ra cho PLC

Hình 3 2 Trạm PLC Trạm PLC sử dụng sẽ bao gồm:

Sơ dồ mạch hệ thống

3.2.1 Sơ đồ mạch động lực

Hình 3 4 Sơ đồ cấp nguồn trạm PLC

3.2.2 Sơ đồ mạch thủy khí điều khiển các xi lanh

Hình 3 6 Sơ dồ mạch thủy khí 3.2.3 Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 3 7 Sơ đồ Input PLC

Hình 3 8 Sơ đồ Output PLC

Viết chương trình PLC và mô phỏng hệ thống

Hình 3 10 Khai báo trạm PLC trong phần mềm Step 7

Hình 3 11 Symbols cho hệ thống

3.3.3 Mô phỏng hệ thống máy ép khuôn bột giấy Ở trạng thái ban đầu, ta giả định rằng cơ cấu xi-lanh 1 luôn ở A, lúc này Stop và Rt được tác động vì để thường đóng.

Sau khi ấn Start và nhả ra thì Van 2 được tác động để cơ cấu xi-lanh hút hỗn hợp bột giấy bám lên khuôn ép.

Sau khi van hút thời gian Ts đặt trước, cuộn hút 1S1 của van 5/2 tác động làm cho xi-lanh khí nén đi ra theo chiều thuận.

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Khi khuôn ép đã ở vị trí sẵn sàng (S1 đang được tác động), quá trình đẩy khuôn tiếp tục diễn ra để đưa khuôn lên tới vị trí cảm biến C, đảm bảo quá trình gia công chính xác.

Tới C thì xi lanh dừng lại đồng thời cuộn hút 2S1 van 2 ngừng tác động và cuộn hút 3S1 van 3 tác động để hút sản phẩm bám lấy khuôn ép trên.

Sau khi hút thời gian Ts đặt trước, cuộn hút 1S2 tác động làm van 5/2 đổi trạng thái khiến xi lanh đi theo hành trình ngược

Khi xi lanh chạy ngược tới điểm B, động cơ bắt đầu hoạt động theo chiều thuận để đưa cơ cấu ép tới vị trí S2, đồng thời xi lanh vẫn tiếp tục hành trình ngược về điểm A.

Xe xi lanh dừng lại khi về tới vị trí A, đảm bảo chính xác quá trình ép khuôn Khi cơ cấu ép khuôn đạt tới cảm biến S2, động cơ sẽ dừng hoạt động, đồng thời cuộn hút 3S1 của van cũng ngừng tác động đảo chiều Quá trình này chuyển sang chế độ thổi đẩy để tách sản phẩm ra khỏi khuôn ép một cách hiệu quả và chính xác.

Sau thời gian Ts đặt trước, động cơ chạy theo chiều nghịch đưa cơ cấu ép trên về lại vị trí cảm biến S1.

Ngay khi khuôn ép trên rời khỏi S2, van 2 được tác động để tiếp tục quá trình hút dung dịch bột giấy lấy sản phẩm lên khuôn ép dưới.

Sau đó hệ thống lặp đi lặp lại quá trình như ép khuôn bột giấy như ban đầu cho tời khi dừng hệ thống

Trong quá trình vận hành, hệ thống sẽ dừng hoạt động ngay lập tức khi người dùng nhấn nút dừng hoặc xảy ra sự cố quá tải nhiệt Việc này giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống và tránh gây các thiệt hại nghiêm trọng do quá nhiệt hoặc lỗi kỹ thuật Đảm bảo kiểm tra và duy trì hệ thống thường xuyên để duy trì hoạt động ổn định và giảm thiểu rủi ro quá tải.

Nhóm của tôi đã hoàn thiện đề tài "Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy", giúp làm rõ các yếu tố quan trọng trong quá trình thiết kế và vận hành máy Phần nghiên cứu đã chỉ ra những ưu điểm nổi bật của công nghệ này, như hiệu quả và độ chính xác cao trong sản xuất giấy Đồng thời, đề tài cũng nêu rõ những nhược điểm cần khắc phục, bao gồm chi phí đầu tư ban đầu và yêu cầu bảo trì phức tạp, nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.

 Xây dựng được mô hình cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy tạo khuôn giấy

 Xây dựng các mạch cấp nguồn, mạch động lực, mạch điều khiển, thiết kế chương trình mô phỏng PLC

 Thực nghiệm điều khiển trên PLC thực

Do thời gian thực hiện đề tài và kiến thức còn hạn chế, nên đề tài “Tìm hiểu máy tạo khuôn giấy – Đi sâu thiết kế trang bị điện cho máy tạo khuôn giấy” có nhiều thiếu sót Tuy nhiên, đề tài đã giúp tôi hiểu rõ hơn về cấu tạo và chức năng của máy tạo khuôn giấy, cùng với tầm quan trọng của thiết kế trang bị điện trong quá trình vận hành Những kiến thức thu nhận từ đề tài sẽ là nền tảng để tôi tiếp tục nghiên cứu và nâng cao kỹ năng trong lĩnh vực này trong tương lai.

 Chưa giám sát được hệ thống thông qua HMI.