Thiết kế hệ điều khiển cho hệ thống chia liều thuốc tự động

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, ngày … tháng 04 năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Đỗ Mạnh Cường NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

GVHD : Đỗ Mạnh Cường 1

Trang 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hà Nội, ngày… tháng 04 năm 2016 Giáo viên phản biện MỤC LỤC MỤC LỤC 2

LỜI MỞ ĐẦU 5

Với chức năng nghiên cứu, sản xuất, chuyển giao công nghệ, tham mưu và đưa ra những đóng góp, ý kiến, dự kiến tình hình dịch bệnh,… cho Nhà nước để có chiến lược phòng, chống bệnh và phát triển đàn vật nuôi 8

1.2 Cơ cấu tổ chức nhà máy 8

2.1 Yêu cầu sản phẩm 11

2.2 Yêu cầu thiết kế 11

2.3 Các chức năng chính của hệ thống 12

2.4 Nguyên lý hoạt động 13

2.5 Các công nghệ trên dây chuyền chia liều, đẩy nút cao su cho chai, dập nút nhôm 14

2.6 Trang bị điện 18

Trang 3

AIRTAC VALVE model 4V210-08 29

TVP TECH Co - TN SERIES 32

Airtac Model SC500 32

3.1 Giới Thiệu Chung 38

3.3 Đặc tính kỹ thuật chung 40

4.2 Sơ đồ mạch điện 57

4.2 Phân công các cổng vào cho PLC 59

4.3 Phân công các cổng ra cho PLC 60

4.4 Mô tả hoạt động của các cổng vào/ ra 61

4.5 Ghép nối hệ thống 63

4.4 Chương trình chính 64

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng thực hiện đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành, có thể nói đồ án này như là một bước ngoặt trong thời gian học tập tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Mặc dù chúng em đã cố gắng lỗ lực để hoàn thành đồ án một cách hoàn thiện nhất tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn đồ án này còn nhiều thiếu xót và hạn chế.Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn các anh chị tại Xý nghiệp thuốc thú y TW, đặc biệt dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Mạnh Cường để chúng em có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất

Chúng em cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong Bộ

môn Tự động hóa đã dạy bảo và truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng em

trong suốt những năm học tại trường

Xin chân thành cám ơn những người bạn, các anh trong lớp tự động hóa văn bằng 2 đã giúp đỡ trong quá trình học tập và thực hiện đồ án

Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 06 tháng 04 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Trang 5

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối với

sự phát triển của một quốc gia Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật,…thì tự động hóa không còn xa lạ và đã trở nên quen thuộc Ở các nước này máy móc hầu như đã thay thế lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đã giảm hẳn và thay vào

đó là những lao động chuyên môn, những kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp quá trình sản xuất thông qua máy PLC là công cụ nó giúp ta điều khiển và giám sát toàn bộ quá trình sản xuất thông qua máy tính mà không phải trực tiếp xuống nơi sản xuất để quan sát Những điều trên chứng tỏ tầm quan trọng của việc ứng dụng của PLC trong lĩnh vực tự điều khiển động hóa Việt Nam là nước đang phát triển thì như cầu hiện đại hóa trong công nghiệp là điều hết sức quan trọng đối với phát triển kinh tế cũng như như cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Là những sinh viên theo học chuyên ngành “Tự động hóa” cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà, em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết them về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa Vì những lý do trên em đã

chọn đề tài: “Thiết kế hệ điều khiển cho hệ thống chia liều thuốc tự động” Máy

được ứng dụng nhiều trong việc triết rót các loại dung dịch có dung tích nhỏ dưới 100ml

Trong bản thuyết minh em đã hoàn được những nội dung sau:

Chương I: Tổng quan về Xý nghiệp thuốc thú y trung ương.

Chương II: Tổng quan về dây chuyền công nghệ thuốc chia liều.

Chương III: Tổng quan về PLC.

Chương IV: Xây dựng hệ thống điều khiển cho hệ thống dây chuyền thuốc chia liều.

Chương V: Tổng kết và hướng phát triển của đề tài

Trang 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ XÝ NGHIỆP THUỐC THÚ Y TW1.1.Giới thiệu về Xý nghiệp thuốc thú y TW

1.1.1.Giới thiệu chung

Hình 1.1: Xý nghiệp thuốc thú y TW.

Xý nghiệp sản xuất thuốc thú y TW Công ty NAVETCO (Tiền thân là Viện Quốc gia Vi Trùng học) là doanh nghiệp trực thuộc Bộ NN&PTNT được thành lập vào năm 1956 với 03 nhiệm vụ chính : Nghiên cứu - Sản xuất - Kinh doanh thuốc thú y và thú y thủy sản Trải qua quá trình hoạt động, Công ty NAVETCO đã không ngừng phát triển, sản phẩm do Công ty sản xuất không chỉ được tiêu thụ rộng rãi trong cả nước mà còn có mặt ở một số nước như : Campuchia, Lào, Myanmar, Bangladesh, Trung Quốc, đáp ứng tốt nhiệm vụ phòng chống dịch bệnh cho gia súc, gia cầm

Trang 7

Công ty NAVETCO đang sở hữu một đội ngũ cán bộ kỹ thuật có tay nghề cao, với 272 CBCNV được đào tạo cả trong và ngoài nước: trong đó có 04 Tiến sỹ, 22 Thạc

sỹ, 98 đại học, còn lai là công nhân kỹ thật được đào tạo

Với hơn 60 năm hình thành và phát triển, Công ty NAVETCO đã trở thành một trong những đơn vị hàng đầu trong toàn quốc về sản xuất kinh doanh vắc xin và thuốc thú y Với sự phát triển song hành cả về khoa học và kinh tế, sản phẩm của Công ty luôn đạt chất lượng cao, đáp ứng được nhu cầu về số lượng và chất lượng sản phẩm, tạo được uy tín trên thị trường trong và ngoài nước, xứng danh với phương châm hoạt

động "NAVETCO - Trợ thủ đắc lực của nhà chăn nuôi"

1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của Xý nghiệp thuốc thú y TW

Sản xuất và kinh doanh chính là Vắcxin thú y như: Vắcxin Lở mồm long móng - POSI, Gumboro phòng bệnh Gumboro cho gà cùng với đó là các sản phẩm dược thú y

Trang 8

Vắcxin sản xuất tại

Hình 1.2 : Các sản phẩm của Xý nghiệp thuốc thú y TW

Với chức năng nghiên cứu, sản xuất, chuyển giao công nghệ, tham mưu và đưa ra những đóng góp, ý kiến, dự kiến tình hình dịch bệnh,… cho Nhà nước để có chiến lược phòng, chống bệnh và phát triển đàn vật nuôi.

1.2 Cơ cấu tổ chức nhà máy

Xí nghiệp thuốc thú y Trung ương dưới sự quản lý của cơ quan đứng đầu là Viện thú y Quốc gia thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Xí nghiệp được chia làm 2 khối chính: khối hành chính và khối sản xuất

Trang 9

+ Phòng bảo vệ

Khối sản xuất: gồm các phân xưởng và các phòng chuyên trách.

- Phân xưởng Siêu trùng

- Phân xưởng Vi trùng

- Phân xưởng Hóa sinh

- Phân xưởng dược phẩm

- Phân xưởng Cơ điện

- Phân xưởng Huyết thanh chăn nuôi

- Phòng Kỹ thuật

- Phòng Hóa nghiệm

- Phòng Kiểm nghiệm siêu trùng

- Phòng Kiểm nghiệm vi trùngCác phân xưởng lại được chia thành các tổ sản xuất chuyên trách

1.2.1 Mặt bằng xí nghiệp

Trang 10

Hình 1.3 : Sơ đồ mặt bằng của xý nghiệp thuốc thú y TW

Trang 11

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG

NGHỆ

Có thể thấy các sản phẩm tiêu dùng hiện nay phần lớn được chứa đựng trong các bao bì dạng chai lọ nhất là trong ngành dược phẩm, thực phẩm ví dụ như: bia, rượu, dược phẩm, hóa mỹ phẩm, v.v…, với nhiều ưu điểm nổi trội như giá thành hạ, cứng cáp, tính thẩm mỹ cao, dễ sản xuất, dễ đạt các yêu cầu về y tế

Hệ thống máy chia liều và đóng chai tự động được sử dụng trong Xí nghiệp thuốc thú y Trung ương 1 là hệ thống chia thuốc dạng dung dịch của các loại vacxin sản xuất trong xí nghiệp

Các loại vacxin được sản xuất dưới điều kiện vô trùng và tránh nhiễm tạp, nhiễm chéo giữa các lô sản xuất và giữa các loại vacxin khác nhau

Nhà xưởng, hệ thống máy móc và con người đều phải đảm bảo các điều kiện vệ sinh

Dung dịch thuốc chia ra phải đảm bảo về chăt lượng, thể tích, khối lượng Thời gian chia liều phải nhanh để tránh thuốc biến chất ở nhiệt độ phòng (Nhiệt độ phòng khoảng 200C, trong khi thuốc được bảo quản ở 2 – 80C) làm giảm thời hạn sử dụng thuốc

2.1 Yêu cầu sản phẩm

Công nghệ sản xuất vacxin, chia liều trong phòng sạch Yêu cầu về hệ thống khí điều hòa, phòng làm việc, quần áo trang phục và các điều kiện vệ sinh khác

Yêu cầu về máy móc làm việc: Không gây bụi, không chảy dầu mỡ, dẽ thao tác,

dễ vệ sinh Yêu cầu về sửa chữa và bảo quản

2.2 Yêu cầu thiết kế

- Nguồn thuốc dạng dung dịch : theo quy chuẩn EC 245

Trang 12

- Áp suất dung dịch thuốc trong hệ thống: hệ thống được thiết kế với áp suất trung bình không quá 10kgf/cm2 Vì vậy cần phải dùng công tác áp suất hoặc dùng biến tần để điều chỉnh áp lực nước phù hợp trong quá trình vận hành

- Điện áp sử dụng:1 pha 220V, 50Hz hay 3 pha 380V, 50 Hz

- Dòng tải: tùy theo công suất bơm sửdụng và các thiết bị ngoại vi khác, thông thường không nhỏ hơn 5A

- Các biện pháp an toàn điện: hệ thống được thiết kế ELCB chống giật trên toàn

hệ thống và các thiết bị điện khác đạt chuẩn CE Nút tắt khẩn cấp khi có sự cố xảy ra

- Khung sườn thiết bị: được thiết kế bằng thép không gỉ SS304 hoặc SS316, chịu được lực rung lớn

- Ống dẫn dung dịch thuốc : bằng thép không gỉ 304 đảm bảo an toàn vệ sinh, không đóng cặn, gỉ sét và gây ra các nấm mốc vi sinh

Hình 2.1: Máy chia liều thuốc

Trang 13

- Hệ thống tiêu chuẩn: hệ thống bao gổm 3 máy rời rạc: chia liều, đóng nút cao

su, dập nắp nhôm nối liền với nhau thành 1 hệ thống xuyên suốt

- Mạch điều khiển trung tâm PLC của Mitsubisi (FX): điều khiển xuyên suốt hệ thống xúc rửa, chia liều, đóng nắp Bảng mạch hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống trên các đèn led (màu xanh) Khi có sự cố xảy ra, hệ thống ngắt điện hoàn toàn

tự động, tín hiệu âm thanh bíp bíp sẽ được phát ra Ngoài ra chương trình trong PLC này nhiều chức năng hơn hệ thống tiêu chuẩn

- Khung sườn : được làm bằng thép không gỉ

- Động cơ xoay vòng bằng công nghệ Đức:các chai được vận chuyển tự động trên băng chuyền xoay vòng liên tục vào hệ thống chia liều, đóng nút và dập nắp nhôm

- Ống thuốc: bằng Inox

- Có 02 chế độ hoạt động auto/manual: giúp người sử dụng có thể kiểm tra hoạt động của các chức năng

2.4 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống hoạt động theo các bước sau đây:

- Vỏ chai đã qua kiểm định chất lượng được đặt lên bang chuyền

- Nguồn thuốc dạng lỏng từ các bồn chứa được nối vào hệ thống

- Băng chuyền sẽ tự động vận chuyển chai vào mâm sao xoay Các chai di chuyển xoay vòng và vào đúng vị trí vòi và chúng được chia liều thuốc khi qua pittong thứ 4 thì lọ chứa thuốc được dập nút cao su Máy bơm dung dịch thuốc được thiết kế sẵn trong máy sẽ tự động chia liều vào bình (Lưu ý : thể tích dung dịch thuốc có thể điều chỉnh được)

- Khi chai được bơm dung dịch đến mức đã định, sẽ được chuyển sang vị trí đóng nút nhôm

Trang 14

- Sau đó chai được chuyển trên băng tải ra ngoài

- Chai được tiếp tục chuyển đến máy bao màng co bằng (nếu có)

Do giới hạn về thời gian và năng lực chúng em tập trung vào các vấn đề sau đây:

- Chia liều thuốc vào chai

- Đóng nắp chai

- Đưa sang dây chuyền đóng thùng sản phẩm

2.5 Các công nghệ trên dây chuyền chia liều, đẩy nút cao su cho chai, dập nút nhôm

2.5.1 Kiểm tra khuyết tật chai

Để kiểm tra được khuyết tật trên sản phẩm chai nhựa người ta thường dùng các

hệ thống máy hiện đại , hiện nay có không ít các nhà cung cấp thiết bị để thực hiện quá trình này, theo kinh nghiệm và tìm hiểu thì em được biết hãng PRESSCO TECHNOLOGY INC là nhà cung cấp dòng sản phẩm INTELLISPEC mã CP500 thực hiện quá trình kiểm tra và phân loại và loại bỏ chai bị hỏng không đủ yêu cầu chất lượng như:

- Chai bị sứt sẻo trong lúc sản xuất hay trong quá trình vận chuyển

- Chai dính bẩn

Dòng sản phẩm INTELLISPEC CP500: được trang bị 2 camera bên trong và được kết nối với hệ thống máy tính chuyên dụng được cung cấp bởi chính nhà cung cấp.Máy có bộ nguồn UPS mắc song song với nguồn điện nên có thể hoạt động thêm một thời gian sau khi cúp điện

Nguyên tắc: camera chụp và phân tích hình ảnh từng chai, đưa tín hiệu về máy tính xử lí với phần mền chuyên dụng được cài đặt độ nhạy theo mục đích của yêu cầu

Trang 15

sản phẩm và loại (Reject) các sản phẩm không đạt yêu cầu Tốc độ chụp của camera có thể lên đến hàng nghìn chai một phút.

Hình 2.2: Máy kiểm tra khuyết tật chai 2.5.2 Chia liều dung dịch thuốc vào chai

Hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng sẽ có cách chiết rót khác nhau như: Nước có gaz, nước không gaz, chất lỏng dạng cô đặc Định lượng sản phẩm lỏng là chiết một thể tích nhất định sản phẩm lỏng và rót vào trong chai, bình, lọ, v.v Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm Khi định lượng bằng máy thì cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định lượng sản phẩm một cách chính xác

Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có:

bình định mức trước khi rót vào chai

Trang 16

- Định lượng bằng chiết tới mức cố định: chất lỏng được chiết tới mức cố định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi chai; khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất kể thể tích của các chai có bằng nhau hay không Ngoài ra còn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ đứng lại Phương pháp nầy có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai

- Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chai trong khoảng thời gian xác định, có thể xem như thể tích chất lỏng chảy là không đổi phương pháp nầy chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá tri thấp, không yêu cầu độ chính xác định lượng

Các phương pháp chia liều dung dịch thuốc gồm có:

Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch

về độ cao thủy tĩnh Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt

- Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai

- Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm

có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng

áp suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch độ cao

Máy định lượng-chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cơ cấu rót, mỗi cơ cấu rót được bố trí chiết cho 1 chai Các cơ cấu rót có thể được bố trí thẳng hàng, làm việc

Trang 17

cùng lúc (máy chiết có cơ cấu chiết thẳng) hoặc bố trí trên bàn quay, làm việc tuần tự (máy chiết bàn quay).

Hình 2.3: Máy chia liều bàn quay.

2.5.3 Đẩy nút cao su

Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, thức phẩm, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai thủy tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, không rò rỉ chất lỏng ra ngoài

Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được xếp đúng chiều, chai nước được đưa vào vị trí dập nắp và cố định để hệ thống dập nắp hoạt động

2.5.3 Dập nút nhôm

Do yêu cầu về vệ sinh và an toàn dịch tễ thuốc cần được đảm bảo an toàn đến tay bệnh nhân trong mọi điều kiện nên ngoài đẩy nút cao su trong dây chuyền sản xuất thuốc còn có them công đoạn dập nút nhôm

Trang 19

Hình 2.5: Sơ đồ hoạt động của máy chia liều

Trang 20

Hình 2.6: Hình ảnh thực tế của hệ thống chia liều thuốc

Máy chia liều gồm hệ thống chia liều bằng xilanh điều khiển bởi động cơ Băng tải, mâm xoay, mâm sao, hệ thống đậy nút

Lọ nhựa dung tích 50ml trên một mâm xoay được đưa vào băng tải, trên băng tải có mắt cảm ứng lọ để biết lọ có vào hay không

Băng tải đưa lọ vào mâm sao cố định lọ, lọ được cố định và đi vào hệ thống xilanh chia gồm 4 pittong Khi lọ qua pittong thứ 4 thì đi qua hệ thống đậy nút cao su cho lọ, sau đó lọ đi qua một búa để đậy chắc nút cao su

Lọ được đậy nút cao su quay được ¾ của mâm sao được một thanh gạt ra ngoài

và vào băng tải, được băng tải chuyển đi để dập nút nhôm

Trang 21

Bảng 2.1: Thông số của động cơ chính

Trang 22

Hình 2.7: Động cơ 3 pha CiRo và biến tần Teco7300cv

Các thông số kỹ thuật đầy đủ của động cơ 3 pha hang CiRo:

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật đầy đủ của động cơ chính

Trang 23

Cấp bảo vệ động cơ IP IP55/ IC41

Động cơ được điều khiển tốc động bằng biến tần Teco

Thông số kỹ thuật chính của biến tần Teco7300cv/speecon 2,2KW

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật chính của biến tần Teco

Các Tính Năng chính của biến tần Teco

+ Vector không dùng cảm biến

+ Kèm IP 20+ Mô men xoắn khởi động 150%

+ Màn hình hiển thị bàn phím đèn LED/LCD+ Nhập dữ liệu kĩ thu ật số NPN/PNP

+ Chức năng PID+ Chức năng sao chép đơn vị+ Liên kết PC/PDA

Trang 24

đựng trong các thùng gắn cố định trên băng tải (Bucket conveyor) Băng tải được dùng

để vận chuyển khối lượng vật liệu lớn trên khoảng cách hoặc độ cao lớn Một băng tải thường vận chuyển các vật liệu hay đối tượng cùng loại Thông thường, các đối tượng này được đặt lên băng tải theo dạng tự do, hay nói cách khác, đổ liên tục lên băng đang chuyển động

Hệ thống băng tải là thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong sản xuất với mọi khoảng cách Có nhiệu loại băng tải được ứng dụng trong các điều kiện và tính chất làm việc khác nhau

Hệ thống băng chuyền bằng băng tải xích nhựa là một hệ thống vận chuyển nguyên liệu mang lại tính ổn định cao nhất so với các hệ thống cùng chức năng

Băng tải xích: Băng tải xích chủ yếu được sử dụng để vận chuyển tải nặng đơn

vị, ví dụ như tấm nâng hàng, hộp lưới điện, và các đồ chứa công nghiệp Những băng tải có thể được một hoặc hai sợi dây chuyền trong cấu hình Tải được đặt trên các dây chuyền, ma sát kéo tải phía trước Nhiều ngành công nghiệp sử dụng công nghệ băng tải xích trong dây chuyền sản xuất của họ

Chọn băng tải:

Băng tải xích nhựa là một trong những hệ thống của băng tải xích Với những

ưu điểm nổi trội là kết cấu nhẹ, đơn giản dễ dàng đặt và vận chuyển ở những địa hình hiểm trở khác nhau Rất tiện trong việc áp dụng vào các khu công nghiệp dược phẩm, sản xuất bánh kẹo, các loại thực phẩm sấy khô hoặc thực phẩm ăn nhanh Hệ thống vận chuyển nguyên liệu bằng Băng tải xích nhựa có thể vệ sinh dễ dàng, khả năng tiệt trùng cao và chịu được hóa chất Vật liệu thường dùng: POM + thành phần tự bôi trơn

Động cơ băng tải cũng là động cơ của hãng CiRo có các thông số kỹ thuật chủ yếu sau:

Bảng 2.4: Thông số của động cơ băng tải

Trang 25

Công suất Điện áp sử dụng ở 50Hz Kiểu nối Tốc độ

2.6.4 Động cơ rung

Băng tải rung: Một băng tải rung là một máy với một bề mặt rắn vận chuyển

được bật lên trên một bên để tạo thành một máng Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thực phẩm cấp, nơi vệ sinh, washdown, và bảo trì thấp là rất cần thiết Băng tải rung cũng phù hợp với môi trường khắc nghiệt, rất nóng, dơ bẩn, hoặc ăn mòn

Bảng 2.5: Thông số của động cơ rung

Trang 26

Máy nén khí được đặt ở ngoài, khí nén theo hệ thống ống dẫn đưa vào phòng sạch, khí nén qua bộ điều hòa phục vụ được cấp cho các pitton khí nén Có thể điều chỉnh được áp suất của khí nén cấp cho pitton

Khái niệm: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lượng cơ học

của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng

Phân loại theo nguyên lý hoạt động ta có:

• Máy nén theo nguyên lý thể tích: máy nén pít tông, máy nén cánh gạt

• Máy nén tua bin: được dùng cho công suất rất lớn và không kinh tế khi sử dụng lưu lượng dưới mức 600m3/phút Không mang lại áp suất cần thiết cho ứng dụng điều khiển khí nén và hiếm khi sử dụng

• Máy nén khí pít tông (Reciprocating compressors): Máy nén pít tông là máy nén phổ biến nhất và có thể cung cấp năng suất đến 500m3/phút Máy nén 1 pít tông có thể nén khí khoảng 6 bar và ngoại lệ có thể đến 10 bar, máy nén kiểu pít tông có hai cấp có thể nén đến 15 bar, 3-4 cấp lên đến 250 bar

Trang 27

Phân loại theo áp suất:

Máy nén khí áp suất thấp: p ≤ 15 bar

Máy nén khí áp suất cao: p ≥ 15 barMáy nén khí áp suất rất cao: p ≤ 300 bar

Chọn máy nén khí:

Bảng 2.6: Các thông số kỹ thuật chính của máy nén khí

2.6.5.2 Các phần tử trong hệ thống điều khiển

Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là một mạch điều khiển vòng hở (Open – loop Control System) với các phần tử sau:

- Phần tử đưa tín hiệu: nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng

vào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, role áp suất

- Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận theo một quy tắc logic nhất định,

làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR hoặc AND

- Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lượng

ra của mạch điều khiển Ví dụ: Xilanh, động cơ khí nén

* Van đảo chiều

Trong hệ thống điều khiển khiển bằng khí nén, việc điều khiển chiều chuyển động của xilanh khí nén được thực hiện nhờ các van đảo chiều, các van loại này có thể

Trang 28

thay đổi chiều cung cấp khí nén hoặc ngừng việc cung cấp khí nén vào các khoang của xilanh thủy lực Vì vậy, trong hầu hết các hệ thống điều khiển bằng khí nén đều sử dụng các van đảo chiều

Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng mở hay thay đổi vị trí các của van để thay đổi hướng của dòng khí nén

Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có 4 loại là: tác động bằng tay, tác động bằng cơ học, tác động bằng khí nén và tác động bằng nam châm điện Tín hiệu tác động từ 2 phía ( đối với van đảo chiều không có vị trí ‘không’) hay chỉ từ 1 phía ( đối với van đảo chiều có vị trí ‘không’)

Van đảo chiều có vị trí ‘không’ là loại van tác động bằng cơ – lò xo và ký hiệu

lò xo nằm ngay vị trí bên cạnh ô vuông phía bên phải của ký hiệu van Tác động lên phía đối diện nòng van là tín hiệu tác động bằng co, khí nén hay bằng điện Khi chưa

có tín hiệu tác động, vị trí của các cửa nối được biểu diễn trong ô vuông phía bên phải đối với van đảo chiều 2 vị trí Còn đối với van đảo chiều 3 vị trí thì vị trí ‘không’ nằm

ở giữa

Van đảo chiều không có vị trí ‘không’ Khi không có tín hiệu tác động lên đầu

nòng van, thì vị trí của van vẫn được giữ nguyên đợi tín hiệu tác động từ phía nòng van đối diện Ví trí tác động ký hiệu a, b, c,…

Van điện từ điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, thường được gắn chung với nòng van, nhằm điều khiển biến đổi vị trị trí của nòng van Được sử dụng là những chốt chặn, những cơ cấu dịch chuyển tịnh tiến

Hình ảnh ký hiểu:

Trang 29

Hình 2.8: Bộ van nén khí

Chọn van đảo chiều:

Van khí nén sử dụng điện từ AIRTAC VALVE model 4V210-08

* Van tiết lưu

Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén, có nghĩa là thay đổi vận tốc của cơ cấu chấp hành

Trang 30

Van tiết lưu có tiết diện không đổi: Khe hở của van có tiết diện không thay đổi,

do đô lưu lượng dòng chảy không thay đổi

Van tiết lưu có tiết diện thay đổi: Lưu lượng dòng chảy qua van thay đổi được

nhờ vào một vít điểu chỉnh làm thay đổi tiết diện của khe hở

Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay: Nguyên lý hoạt động tương tự như

van tiết lưu có tiết diện thay đổi, tuy nhiên dòng khí nén chỉ có thể đi một chiều từ A qua B, chiều ngược lại bị chặn

Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng cữ chặn: Dòng khí nén chỉ có thể đi một

chiều từ A sang B, tùy vào vị trí của cữ chặn mà tiết diện của khe hở của van thay đổi, làm cho lưu lượng dòng khí thay đổi

Chọn van tiết lưu:

Van khí nén được sử dụng là van khí nén của hãng FESTO model MS0EB – 24VDC Nguồn cấp 24VDC, công suất 1,5W, chế độ bảo vệ IP 00/65

Là thiết bị chấp hành khi cuộn Selenoid có tín hiệu kích hoạt Xi lanh có nhiệm

vụ biến đổi năng lượng thế năng hay động năng của lưu chất thành năng lượng cơ học (chuyển động thẳng hay chuyển động quay <360o)

Trang 31

Xi lanh được chia làm 2 loại: Xi lanh lực và Xi lanh quay Trong Xi lanh lực, chuyển động tương đối giữa pít tông với Xi lanh là chuyển động tịnh tiến Trong Xi lanh quay chuyển động giữa pít tông với Xi lanh là chuyển động quay.

Hình 2.9: Cấu tạo bên trong cylinder

Trang 32

Dựa vào áp suất của khí nén trong máy chia liều có 2 loại Xi lanh được sử dụng

Xy lanh thân dẹp 2 ty được sử dụng để gạt lọ thuốc ra ngoài Ưu điểm của nó là tính ổn định và không thay đổi hành trình Nó không bị lệch khi gạt lọ

Bảng 2.9: Các thông số kỹ thuật chínah của xy lanh thân dẹp 2 ty

Xy lanh còn lại được sử dụng cho 2 quá trình đậy nút và dập nút

Bảng 2.10:Các thông số kỹ thuật chính của xy lanh

Trang 33

Bộ điều hòa phục vụ (AIR SERVICE EQUIPMENTS) được lắp đặt nối tiếp với nguồn khí nén thông thường, nhằm cung cấp nguồn khí nén chất lượng cao và bổ sung chức năng cung cấp dầu bôi trơn và bảo quản các phần tử của hệ thống khí nén, hệ thống điều hòa phục vụ gồm:

- Bộ lọc hơi nước

- Van điều chỉnh áp suất

- Đồng hồ chỉ thị

- Bộ tra dầu bảo quản

Hình 2.10: Bộ điều hòa phục vụ và ký hiệu trên sơ đồ

+ Bộ lọc khí nén (Compressed air Filter) Nguyên lý lọc: Khí nén tạo chuyển động xoáy và qua được phần tử lọc có kích thước lỗ từ 5μm đến 70μm tuỳ theo yêu cầu Hơi nước bị phần tử lọc ngăn lại, rơi xuống cốc lọc và được xả ra ngoài

+ Van điều chỉnh áp suất có cửa xả tràn (Pressure regulating valve with relief port) Chức năng: duy trì áp suất làm việc ở đầu ra không đổi trong phạm vi rộng, không phụ thuộc vào sự dao động áp suất ở mạng cung cấp khí nén đầu vào và mức tiêu thụ khí nén ở đầu ra Điều kiện cần là áp suất lối vào P1 luôn phải cao hơn áp suất làm việc P2 cần cho cơ cấu chấp hành

+ Bộ tra dầu bảo quản Khí nén đã được lọc sạch bụi bẩn và hơi nước, tuy nhiên

để cung cấp cho hệ thống điều khiển khí nén, dòng khí nén còn phải có chức năng vận

Trang 34

chuyển một lượng dầu có độ nhớt thấp để bảo quản, bôi trơn các bộ phận bằng kim loại, các chi tiết gây ma sát nhằm chống mài mòn, chống rỉ, kẹt Để đạt được điều đó, người ta thường dùng một thiết bị tra dầu làm việc theo nguyên tắc cơ bản của một ống Venturi

Nguyên lý làm việc: khi luồng khí nén có áp suất chảy qua khe hẹp, nơi đặt miệng ống Venturi, áp suất trong ống tụt xuống mức chân không khiến cho dầu từ cốc được hút lên miệng ống và rơi xuống buồng dầu rồi bị luồng khí nén có tốc độ cao phân chia thành những hạt nhỏ như sương mù cuốn theo dòng khí nén bôi trơn, bảo quản các phần tử của hệ thống

Bộ điều hòa phục vụ là thành phần không thể thiều của bất kỳ một máy nào mà

có sử dụng khí nén làm động lực hoạt động

2.7 Các cảm biến

Cảm biến trong tiến Anh gọi là “sensor”, xuất phát từ chữ “sense” theo nghĩa latinh là cảm nhận Cảm biến được định nghĩa theo nghĩa rộng là thiết bị cảm nhận và đáp ứng với các tín hiệu và kích thích

Tại mỗi khâu chúng ta dùng cảm biến vị trí để xác định vị trí của sản phẩm Khi gặp sản phẩm cảm biến sẽ có tín hiệu báo về bộ điều khiển để ra lệnh điều khiển Để xác định vị trí và dịch chuyển của sản phẩm, ta dùng loại cảm biến quang điện

Cảm biến quang điện bao gồm 1 nguồn phát quang và 1 bộ thu quang Nguồn phát quang sử dụng Led hoặc Laser phát ra ánh sáng thấy hoặc không thấy tùy theo bước sóng 1 bộ thu quang sử dụng diode hoặc transitor quang Ta đặt bộ thu và phát sao cho vật cần nhận biết có thể che chắn hoặc phản xạ ánh sáng khi vật xuất hiện Ánh sáng do Led phát ra được hội tụ qua thấu kính Ở phần thu ánh sang từ thấu kính tác động đến transitor thu quang Nếu có vật che chắn thì chùm tia sẽ không tác động đến

bộ thu được sóng dao động dùng để bộ thu loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng trong

Trang 35

phòng Ánh sáng của mạch phát sẽ tắt và sáng theo tần số mạch dao động Phương pháp này sử dụng mạch dao động làm cho cảm biến thu phát xạ.

Trên thị trường hiện nay có 3 loại cảm biến quang điện chính:Through-beam

sensors (cảm biến tia xuyên qua), Retro-reflective sensors (cảm biến phản quang), Diffuse reflection sensor (cảm biến phản xạ khuếch tán)

Cảm biến trong hệ thống có chức năng quan trọng trong quá trình vận hành của

hệ thống Nếu không có cảm biến thì hệ thông không thể chạy tự động một cách an toàn và ổn định được

Trong hệ thống sử dụng 3 loại cảm biến cho các công việc khác nhau

Cảm biến vị trí để phát hiện nút cao su đã có hay chưa

Cảm biến quang để phát hiện lọ vào và lọ đổ

Cảm biến tiện cận để nhận tín hiệu cho điều khiển hệ thống khí

Chọn cảm biến:

Cảm biến phát hiện lọ và cảm biến lọ đổ dùng loại cảm biến hãng Riko mã KP2 Đây là bộ cảm biến khuếch đại sợi mạnh mẽ và đa chức năng (NPN No / Nc và PNP No / Nc) FZ-KP2 có tốc độ cao, thời gian đáp ứng: 0.3msec

FZ-Bảng 2.13: FZ-Bảng các thông số kỹ thuật chính của cảm biến Riko

Yếu tố phát ra LED đỏ 680nm

Điện áp hoạt động DC12~24V ± 10%

Dòng tiêu thụ 35mA Max

Dòng tải 100mA Max tại DC 24V, điện áp dư: 1V Max

Kiểu ra NPN N.O / N.C PNP N.O./N.C

Bảo vệ mạch Đảo ngược cực, bảo vệ, bảo vệ quá dòng, tăng hấp thụ

Thời gian đáp ứng 0.5 ms

Các chỉ số Đầu ra chỉ thị: LED đỏ, Power chỉ thị: LED xanh

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	6,08 MB