KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI LINH XUÂN NĂNG SUẤT 15 TẤNCA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

THỨC ĂN CHĂN NUÔI LINH XUÂN

NĂNG SUẤT 15 TẤN/CA

Họ và tên sinh viên: PHẠM VĂN ĐĂNG

ĐẶNG VĂN NIÊM Nghành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Niên khóa: 2005-2009

Tháng 07/2009

KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI LINH

XUÂN NĂNG SUẤT 15 TẤN/CA

Tác giả

Phạm Văn Đăng Đặng Văn Niêm

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu

Cấp bằng kỹ sư nghành Điều khiển tự động

Giảng viên hướng dẫn:

Th.S Lê Văn Bạn

Tháng 07 năm 2009

ii

CẢM TẠ

Trong suốt thời gian học tập tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, nhờ sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô về mọi mặt nên đề tài tốt nghiệp này đã được hoàn thành

Nhóm sinh viên thực hiện xin gửi lòng biết ơn chân thành đến Bộ môn Điều khiển tự động, cùng quý thầy, cô trong khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã dìu dắt và giảng dạy những kiến thức cơ bản cũng như chuyên môn làm cơ sở để nhóm sinh viên thực hiện có thể hoàn thành tốt Đồ án này

Đặc biệt, trong quá trình thực hiện Đồ án này, nhóm sinh viên thực hiện đã nhận

được sự giúp đỡ, động viên, hướng dẫn tận tình của Giảng viên hướng dẫn Đồ án thầy Th.S Lê Văn Bạn Xin gửi tới Thầy lời cảm ơn chân thành! Đồng thời nhóm sinh viên

cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo, nhân viên Nhà Máy Sản Xuất Thức

Ăn Chăn Nuôi Linh Xuân - Công Ty Cổ Phần Giống Gia Cầm Miền Nam, đã tận tình

giúp đỡ để nhóm sinh viên trong quá trình thực hiện đề tài tại nhà máy

Ngoài ra, nhóm sinh viên thực hiện cũng chân thành cảm ơn bạn bè đã đóng góp

ý kiến để nhóm có thể hoàn thiện đề tài này!

Nhóm sinh viên thực hiện: Phạm Văn Đăng Đặng Văn Niêm

TÓM TẮT

Ngày nay, công nghệ tự động đã thâm nhập vào nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất Sự tự động hóa các quá trình sản xuất trong công nghiệp cũng như trong nông nghiệp đã tạo ra bước ngoặt lớn trong nghành sản xuất vật chất

Trên tinh thần đó, đề tài “KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI LINH XUÂN; NĂNG SUẤT 15 TẤN/CA”, được nhóm sinh viên thực hiện nhằm nâng cấp hệ thống điều khiển của nhà máy trên cơ sở dây chuyền sản xuất của Trung Quốc mà nhà máy hiện có

1 Những vấn đề cần được giải quyết trong đề tài là:

¾ Kiểm tra các đặc tính kĩ thuật phần cơ khí, phần điện và phần điều khiển

¾ Khảo sát năng suất thực tế của phần cơ khí

¾ Đề xuất ứng dụng điều khiển tự động dùng bộ điều khiển logic khả trình Programmable Logic Controller (PLC) cho phần điều khiển của dây chuyền sản xuất

¾ Thiết kế phần giao tiếp giữa phần cơ khí, phần điện với PLC

¾ Thiết kế giao diện điều khiển bằng phần mềm Visual Basic 6.0

trên phần mềm S7-200 simulator

iv

MỤC LỤC

Trang tựa i

Cảm tạ ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1U 1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 1

Chương 2 Tổng quan 3

2.1 Một số dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi 3

2.1.1 Dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc dạng viên (dây chuyền ứng dụng sản xuất tại công ty Hoàng Long) 3

2.1.2 Một số 2.2 Tài liệu phần cơ khí 7

2.2.1 Gàu tải: 7

2.2.2 Xích tải cào: 8

2.2.3 Vít tải: 8

2.2.4 Máy nghiền búa 10

2.3 Tài liệu phần điện và phần điều khiển 11

2.3.1 Điều khiển động cơ ba phase 11

2.3.2 Các cách đấu dây động cơ 3 phase: 12

2.3.3 Các khởi động một động cơ ba phase: 13

2.4 Tài liệu về phần điều khiển 14

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Địa điểm nghiên cứu: 16

3.2 Phương pháp nghiên cứu: 16

3.2.1 Phương pháp thực hiện phần cơ khí: 16

3.2.2 Phương pháp thực hiện phần điện: 17

3.2.3 Phương pháp thực hiện phần điều khiển: 17

3.2 Phương tiện thực hiện đề tài 17

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18

4.1 Qúa trình khảo sát 18

4.1.1 Khảo sát phần cơ khí của dây chuyền .18

4.1.3 Khảo sát phần tự động: 35

4.1.4 Kết quả khảo nghiệm năng suất phần cơ khí và điện năng tiêu thụ của nhà máy: 44 4.2 Đề xuất thay thế, sửa chữa dây chuyền sản xuất: 45

4.3 Đề xuất ứng dụng PLC nhằm tư động hóa dây chuyền sản xuất 45

4.3.1 Mục đích của việc kết nối PLC và máy tính 45

4.3.2 Tính hợp lý của việc kết nối PLC và máy tính 45

4.3.3 Quá trình thực hiện phần cứng 46

4.3.4 Lưu đồ giải thuật và chương trình điều khiển 54

4.3.5 Chương trình điều khiển 59

4.3.6 Mô phỏng chương trình PLC 60

4.3.7 Giao diện điều khiển 61

4.4 Kết quả và thảo luận 62

4.4.1 Kết quả 62

4.4.2 Thảo luận 62

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64

5.1 Kết luận 64

5.2 Đề nghị 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các thông số kĩ thuật của các máy động lực 3

Bảng 2.2: Đường kính của vít tải theo số vòng quay n 9

Bảng 2.3: Hệ số c theo góc nghiêng β 9

Bảng 2.4: Giá trị của ω của các vật liệu vận chuyển 10

Bảng 4.1: Thông số kĩ thuật của máy nghiền: 22

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật máy trộn .23

Bảng 4.3: Các thông số kỹ thuật của vít tải 24

Bảng 4.4: Các thông số kĩ thuật của gàu tải 24

Bảng 4.5: Thông số kĩ thuật của xích tải cào 25

Bảng 4.6: Thông số kĩ thuật của băng tải 26

Bảng 4.7: Các thông số kĩ thuật của bơm dầu .28

Bảng 4.8: Các thông số kỹ thuật của các loại linh kiện sử dụng trong mạch động lực 31

Bảng 4.9: Thông số kỹ thuật của Rơ-le nhiệt sử dụng tại công ty .32

Bảng 4.10: Kết quả đo năng suất các thành phần chính của dây chuyền sản xuất 44

Bảng 4.11: Điện năng tiêu thụ của dây chuyền sản xuất .45

Bảng 4.11: Liệt kê các ngõ vào, ngõ ra của PLC 52

DANH MỤC CÁC HÌNH

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUU 16 iv

Hình 2.1: Dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc dạng viên công ty Hoàng Long 3

Hình 2.2: Khu vực nghiền 4

Hình 2.3: Khu vực trộn - vo viên thành phẩm 6

Hình 2.4: Dây chuyền sản xuất thức ăn dạng viên 6

Hình 2.5: Dây chuyền sản xuất thức ăn gia cầm của Jafa Comfeed 7

Hình 2.6: Cấu tạo của động cơ ba phase 12

Hình 2.7: Cách đấu động cơ ba phase hình sao 12

Hình 2.8: Cách đấu động cơ ba phase hình tam giác 12

Hình 2.9: Khởi động động cơ ba phase 13

Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng điện khí nén 14

Hình 2.11: Cơ cấu chấp hành và phẩn xử lý tín hiệu 15

Hình 2.12: Mạch điều khiển theo tầng 15

Hình 2.13: Mạch điều khiển theo nhịp 15

Hình 3.1: Sản phẩm của nhà máy .16

Hình 4.1: Một góc dây chuyền sản xuất của nhà máy 18

Hình 4.2: Sơ đồ khối của dây chuyền .19

Hình 4.3: Cấu tạo cơ bản của máy nghiền 21

Hình 4.4: Kích thước của máy nghiền 21

Hình 4.5: Kích thước của đĩa lắp chốt treo búa máy nghiền 22

Hình 4.7: Hình ảnh về máy trộn tại nhà máy 22

Hình 4.8: Cấu tạo và kích thước của băng xoắn máy trộn 23

Hình 4.10: Cấu tạo và kích thước của gàu tải 25

Hình 4.11: Kích thước gàu sử dụng tại nhà máy 25

Hình 4.12: Kích thước xích tải .26

Hình 4.13: Kích thước băng tải .26

Hình 4.14: Các thành phần bơm dầu 27

viii

Hình 4.15: Sơ đồ làm việc của bơm dầu 27

Hình 4.16: Mạch điện điều khiển động cơ bơm dầu .28

Hình 4.17: Phòng điều khiển của nhà máy 28

Hình 4.18: Sơ đồ mạch động lực của dây chuyền 29

Hình 4.19: Sơ đồ mạch điện điều khiển của dây chuyền sản xuất 33

Hình 4.20: Phần cơ khí của cân đóng bao tự động 35

Hình 4.21: Hình dạng và sơ đồ chân của loadcell sử dụng tại nhà máy 35

Hình 4.22: Thông số kĩ thuật xylanh 3 mở cửa xả liệu đóng bao 36

Hình 4.23: Cấu tạo của xy lanh kép mở cửa số 4 36

Hình 4.24: Cấu tạo của xy lanh kẹp bao 36

Hình 4.25: Mạch khí nén dùng để điều khiển hệ thống cân đóng bao tự động 37

Hình 4.26: Sơ đồ động lực của hệ thống đóng bao bằng hai motor 37

Hình 4.27: Mạch điện điều khiển cho cân định lượng đóng bao tự động .38

Hình 4.28: Xylanh khí nén dùng để mở cửa máy trộn 40

Hình 4.29: Mạch khí nén và mạch điện điều khiển của cơ cấu mở cửa máy trộn.40 Hình 4.30: Cấu tạo của bồn cân định lượng nguyên liệu 41

Hình 4.31: Sơ đồ nguyên lý kết nối các loadcell của cân định lượng nguyên liệu.42 Hình 4.32: Mặt top của board mạch hộp kết nối các loadcell (junction box.) 42

Hình 4.33: Mạch kết nối cảm biến SQ1 43

Hình 4.34: Mạch kết nối cảm biến SQ2 43

Hình 4.35: Hình dáng sensor được dùng tại nhà máy .43

Hình 4.36: Sơ đồ họat động của phần cơ khí 46

Hình 4.37: Sơ đồ điều khiển 47

Hình 4.38: Sơ đồ mạch kết nối PLC 48

Hình 4.39: Sơ đồ mạch bàn phím 49

Hình 4.40: Mạch cảm biến 49

Hình 4.41: Mạch kết nối ngõ ra của PLC 50

Hình 4.42: Mạch động lực của dây chuyền 51

Hình 4.44: Cửa sổ chương trình mô phỏng 61 Hình 4.45: Giao diện giám sát và thu thập dữ liệu 62

và giảm giá thành sản phẩm là một vấn đề được rất nhiều doanh nghiệp trong cũng như ngoài nước quan tâm, đặc biệt là trong thời kỳ suy thoái kinh tế như hiện nay Để làm được điều trên thì giải pháp hàng đầu là ứng dụng thành tựu của khoa học kỹ thuật vào sản xuất nhằm làm tăng năng suất cũng như tăng chất lượng sản phẩm Hoà nhập trong xu hướng đó thì công nghệ tự động cũng đã khẳng định được ví thế vững chắc của mình trong nhiều ứng dụng Cho đến nay các quy trình sản xuất công nghiệp không chỉ ở mức tự động hoá cao mà còn điều khiển giám sát từ xa

Xuất phát từ nhu cầu thực tế khách quan đó, nhóm sinh viên thực hiện quyết định chọn

đề tài: “KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY

CHUYỀN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI LINH XUÂN; NĂNG SUẤT 15TẤN/CA” thuộc Công ty cổ phần giống gia cầm miền Nam; với mục

đích nâng cấp dây chuyền sản xuất của nhà máy này theo hướng hiện đại, tự động 1.2 Mục đích của đề tài

Đề tài nhằm mục đích nắm bắt toàn bộ quy trình sản xuất tại nhà máy thức ăn chăn nuôi Linh Xuân; bao gồm khảo sát cả phần cơ khí, phần điện và cả phần khí nén Trong quá trình khảo sát giúp nhóm nêu ra những ưu và nhược điểm của dây chuyền tại nhà máy từ đó đề ra phương hướng sửa chữa, thay thế và đề xuất ra một số biện pháp nhằm làm cho quá trình sản xuất có hiệu quả hơn

Đề tài giúp nhóm tìm hiểu nguyên lý của việc cân định lượng sản phẩm bằng nhiều loadcell được kết nối qua hộp kết nối (Junction box) Từ đó giúp nhóm phát triển thành ý tưởng cân định lượng có sự điều khiển bằng PLC

Đề tài cũng giúp nhóm tìm hiểu và nghiên cứu về PLC S7-200, cách truyền và nhận dữ liệu giữa PLC và máy tính PC Đề tài còn giúp ôn tập, thực hành các kiến thức đã được học trong suốt thời gian học tại trường Hơn thế nữa đề tài còn là bước đầu giúp nhóm tiếp cận với phong cách làm viêc và cách thức ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế Giới hạn đề tài: Do điều kiện và thời gian có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ chú trọng nghiên cứu những phần chính sau đây:

nhà máy

truyền/nhận dữ liệu giữa máy tính cá nhân và PLC

Đề tài không đi giải quyết vấn đề về tính toán, thiết kế các thành phần cơ khí trong dây chuyền sản xuất tại công ty

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu một số dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi trong nước

2.1.1 Dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc dạng viên (dây chuyền ứng dụng sản xuất tại công ty Hoàng Long)

sở so sánh với dây chuyền sản xuất của nhà máy sẽ khảo sát trong đề tài Dưới đây là một vài số liệu về công ty sản xuất thức ăn gia súc Hoàng Long

Hình 2.1: Dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc dạng viên công ty Hoàng Long

được nhập của Trung Quốc, xông xuất đạt 10 tấn/h

Bảng 2.1: Các thông số kĩ thuật của các máy động lực

Quy trình nghiền:

Hình 2.2: Khu vực nghiền Trong quy trình nghiền có sử dụng các máy: gàu tải, vít tải 202, máy nghiền 203

¾ Nguyên lý hoạt động của bộ phận nghiền như sau: nguyên liệu được đổ vào

thùng cấp liệu sau đó được gàu tải đưa lên cao đổ vào thùng chứa Có 2 thùng chứa A

và B để có thể linh động trong việc nghiền các nguyên liệu khác nhau điều khiển thông qua van 103 Nguyên liệu từ thùng chứa thông qua van 201 đưa vào vít tải 202 Vít tải

202 mang nguyên liệu vào máy nghiền 203 Sau đó được vít tải đưa qua máng gàu tải

301 kế đó cũng được đưa qua 2 thùng chứa C và D điều khiển thông qua van 302 Sản phẩm nghiền được đưa ra ngoài đóng bao bằng van tay

Quy trình Trộn như sau:

Trong quy trình trộn có sử dụng máy gàu tải, vít tải

¾ Nguyên lý họat động của bộ phận trộn như sau: nguyên liệu thứ 1 đã được

nghiền nhỏ được đưa vào máng cấp liệu 101 sau đó được gàu tải 102 đưa lên thông qua bồn lọc 103 sau đó được đưa qua 2 nhánh vào thùng chứa B1 và D1 mục đích nhằm xáo trộn nguyên liệu Từ thùng chứa B1 nguyên liệu thông qua máy trộn 202 được được vít tải 204 đưa qua gàu tải 205 cùng với đó nguyên liệu thứ 2 cũng được đưa vào Sau đó từ gàu tải qua máng lọc tùy vào yêu cầu đưa ra đóng gói luôn hay đưa vào thùng chứa D1, D2 tiếp tục được trộn với nguyên liệu khác được đưa từ máng 301 thông qua máy trộn 304 hỗn hợp được trộn đều trong một thời gian được đặt bởi relay Hỗn hợp trộn đều được đưa sang hệ thống vo viên thông qua vít tải 306

Quy trình vo viên thành phẩm của dây chuyền:

5

¾ Nguyên lý hoạt động của bộ phận vo viên: Hỗn hợp sau khi trộn sẽ được gàu

tải đưa tới bồn lọc 103 và sau đó được trộn với hơi nước ở thùng chứa P1 Sản phẩm

vo viên sau khi đưa vào thùng chứa được gàu tải 409 đưa vào hệ thống lọc viên những sản phẩm đạt yêu cầu đưa vào thùng chứa FP1, FP2 còn những sản phẩm không đạt yêu cầu được vít tải 306 trả về quá trình ban đầu

Hình 2.3: Khu vực trộn - vo viên thành phẩm

2.1.2 Một vài hình ảnh các dây chuyền sản xuât thức ăn chăn nuôi khác:

T.S Nguyễn Như Nam - Bộ môn Máy sau thu hoạch - Chế biến, Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh - Phường Linh Trung, quận Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh

Hình 2.4: Dây chuyền sản xuất thức ăn dạng viên

và thủy cầm Japfa Comfeed Việt Nam đóng trên địa bàn thị trấn Hương Canh-Bình Xuyên-Vĩnh Phúc

Hình 2.5: Dây chuyền sản xuất thức ăn gia cầm của Japfa Comfeed

2.2 Tài liệu phần cơ khí:

2.2.1 Gàu tải:

liệu dạng rời và dạng cục như đất, sỏi, đá răm, bột tro,… Gàu tải có thể vận chuyển

ngang Có thể thiết kế và tính toán gàu tải như sau.Tùy theo đặc tính của vật liệu vận chuyển, người ta lựa chọn kiểu gàu tải, hình dạng gàu tải và tốc độ chuyển động của bộ phận kéo

Năng suất gàu tải được tính theo công thức: Q = 3,6.io.ψ.γ.v/a (T/giờ) (2.1)

io: dung tích gàu (lít)

a: bước gàu(m), a = (2,5÷3,0).h với loại gàu đặt cách nhau, h là chiều cao của gàu, a~

h với gàu tiếp hợp

v: vận tốc của bộ phận kéo (m/s)

γ: tỉ trọng của vật liệu

ψ: hệ số điền đầy trung bình

2.2.2 Xích tải cào:

Xích tải cào cũng là một loại máy vận chuyển liên tục, chuyên dùng để vận chuyển các vật liệu dạng rời, hoặc dạng đơn khối Để thiết kế xích tải, có thể tính toán chính xác hoặc gần đúng Dưới đây là cách tính toán chính xác xích tải

Tính toán:

Giá trị của m phụ thuộc vào vật liệu: Liệu được phân loại vận chuyển bằng băng

chuyền 2 xích: m = 3 4, bằng băng chuyền 1 xích: m = 5÷ ÷7 Liệu chưa được phân loại bằng băng chuyền 2 xích: m = 2÷2,5 bằng băng chuyền 1 dây xích: m=3 3,5 ÷

m cũng được tra như trên

n - Số vòng quay của trục vít trong 1 phút,

ψ - hệ số điền đầy tiết diện ngang của trục vít trong vít tải ngang

c - Hệ số tính đến sự giảm điền đầy khi vật chuyển động lên trên theo độ nghiêng và sự giảm năng suất của vít tải

Các hệ số trên được tính như sau:

Bước vít: s = k.D (m), ở điều kiện thường k=1,0 và S=D

Với n = 30÷40 vòng/phút với liệu không mài mòn, và n = 22÷45 (vòng/phút) với vật liệu mài mòn

Bảng 2.2: Đường kính của vít tải theo số vòng quay n

Với ψ= 0,125-liệu nặng mài mòn

ψ=0,25-liệu nặng ít mài mòn

ψ=0,32-liệu nhẹ mài mòn

ψ=0,4-liệu nhẹ không mài mòn

==> ψ có thể lấy tăng lên 1,5÷2 lần nếu như vít tải là ngắn và không có các gối tựa treo trung gian Với liệu dạng bụi, nhẹ nên giảm giá trị của ψ đi 10% ÷15%

Giá trị c được tra theo bảng sau:

Trong đó: Q – năng suất (T/h)

L- Chiều dài của vít tải (m)

H- chiều cao nâng (m)

β - góc nghiêng của vít tải so với phương ngang

ω - Hệ số cản chuyển động (Dấu (+) khi nâng vật, dấu (-) khi hạ vật) Giá trị của ω được tra theo bảng 2.4

9

Bảng 2.4: Giá trị của ω của các vật liệu vận chuyển

Nửa mài mòn (xô đa, than cục muối ăn) 2,5

Mài mòn ( đá dăm, cát, xi măng) 3,2 Mài mòn mạnh và dính (tro, đất khuôn, vôi sống, lưu huỳnh) 4,0

(η-là hiệu suất truyền động)

(nếu No tính bằng kW, n: số vòng quay của trục vít trên phút (vòng/phút)

2.2.4 Máy nghiền búa

Đây là loại máy nghiền sử dụng lực va đập của búa nghiền vào hạt, va đập giữa

các hạt vào vỏ máy và do sự chà xát của hạt với búa hoặc búa với thành trong của vỏ

máy Máy nghiền loại này có thể nghiền các loại hạt ngũ cốc, lương thực, bánh dầu, cỏ

khô, cá khô, các thành phần khoáng vi lượng,

Theo các tác giả: T.S Nguyễn Như Nam và T.S Trần Thị Thanh (Máy gia công

cơ học nông sản thực phẩm – NXB Giáo Dục, 2000), các công thức tính toán cho máy

nghiền búa như sau:

hay D = A q (m) (2.20)

A là hệ số nằm trong giới hạn: A = 0,7 ÷ 0,9 là roto loại thứ nhất, và A = 1 ÷ 1,9 là

loại roto thứ hai

q là lượng cấp liệu trong 1 giây (kg/s)

Trong đó D là đường kính roto

Đường kính lỗ treo búa: thông thường d = 18 ÷ 20 (mm)

δ - Chiều dày búa (m)

2.3 Tài liệu phần điện

2.3.1 Tìm hiểu về động cơ ba pha

Động cơ 3 phase có cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một phase Việc truyền tải điện năng bằng mạch điện 3 phase cũng tiết kiệm dây dẫn hơn việc truyền tải điên năng bằng dòng điện một phase Mạch điện 3 phase bao gồm: nguồn điện 3 phase, đường dây truyền tải và phụ tải Để tạo ra nguồn điện 3 phase ta dùng máy phát điện đồng bộ 3 phase Cấu tạo động cơ 3 phase như sau:

CZ, có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 2π/3 trong không gian Một dây quấn được gọi là một phase Dây quấn AX gọi là phase A , dây quấn BY gọi là phase B , dây quấn CZ gọi là phase C

11

Hình 2.6: Cấu tạo của động cơ ba phase

2.3.2 Các cách đấu dây động cơ 3 phase:

Hình 2.7: Cách đấu động cơ ba phase hình sao Muốn nối hình sao ta nối 3 điển cuối của pha vói nhau tạo thành điểm trung tính đối với nguồn , ba điểm cuối X ,Y , Z nối vói nhau thành điểm trung tính O của nguồn Đối với tải, 3 điêm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành điểm trung tính O’ của tải Các quan hệ giữa đại lượng dây và phase:

phase Các quan hệ giữa đại lượng dây và phase:

Hình 2.8: Cách đấu động cơ ba phase hình tam giác

2.3.3 Các khởi động một động cơ ba phase:

Có 4 cách để khởi động:

¾ Khởi động bằng cách đổi đấu dây Stato (sao/tam giác-Y/Δ )

Trong các phương pháp trên phương pháp khởi động bằng biến tần là phương

đơn giản, rẻ tiền nên trong công nghiệp dùng tương đổi rộng rãi phương pháp này

Khi mở máy ta nối hình sao, sau khi mở máy ta nối lại hình tam giác Bằng cách này khi khởi động động cơ ba phase đặc biệt với những động cơ ba phase có công suất lớn thì tránh được hiện tượng sụt áp

Theo hai công thức trên dòng điện khi nối sao nhỏ hơn dòng điện khi nối tam giác 3 lần

Hình 2.9: Khởi động động cơ ba phase

Nguyên lý hoạt động của mạch:Khi nhấn nút Start thì Q0.0 có tín hiệu, đèn báo sáng

và Q0.1 cũng có tín hiệu vì mạch kín cùng lúc này relay thời gian bắt đầu hoạt động thời gian T mà role hoạt động do chúng ta cài đặt, lúc này mạch hoạt động ở chế độ

sao Sau khoảng thời gian T thì KT1 đóng lại làm Q0.1 mất tín hiệu và Q0.2 có tính

hiệu lúc này động cơ hoạt động ở chế độ tam giác Nhấn nút STOP động cơ dừng

Động cơ hoạt động quá nhiệt cho phép thì FR2 ngắt động cơ ngưng hoạt động

13

2.4 Tài liệu về phần điều khiển

Tìm hiểu về hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén

2.4.1 Phạm vi sử dụng của khí nén:

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được dùng ở những lĩnh vực mà ở đó nguy hiểm, hay xảy ra các vụ nổ; ngoài ra còn được dùng nhiều trong lĩnh vực tự động, trong các thiết bị vận chuyển… Hệ thống khí nén có thể được mở rộng ra những ngành cần độ an toàn ít khắt khe hơn, khi đó có thể kết hợp khí nén với hệ thống cơ, hoặc điện, điện tử Hình 2.10 là sơ đồ hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén cơ bản

Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng điện khí nén

Hệ thống điều khiển bằng khí nén gồm:

¾ Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển 24VDC

¾ Bộ phân phối điện

¾ Mạch điều khiển: gồm có nút ấn, rơle, các tiếp điểm thường đóng và thường mở

¾ Cơ cấu chấp hành: cuộn solenoid, xy lanh khí nén

Nguyên tắc thiết kế mạch điện - khí nén gồm có hai phần:

Phần 1: Sơ đồ mạch khí nén

Phần 2: Sơ đồ mạch điện điều khiển

2.4.2 Giới thiệu về các mạch điều khiển cơ bản của hệ điều khiển điện-khí nén:

Quá trình điều khiển điện khí nén cũng điều khiển theo tầng và theo nhịp là chủ yếu Mạch khí nén cho cả hai phương pháp, là cơ cấu chấp hành là xylanh, và phần xử

lý tín hiệu là van điện từ

Hình 2.11: Cơ cấu chấp hành và phẩn xử lý tín hiệu

¾ Mạch điện điều khiển theo tầng: Nguyên tắc thiết kế mạch điều khiển theo

tầng là chia các bước thực hiện có cùng chức năng thành từng tầng riêng Phần tử cơ bản của điều khiển theo tầng là phần tử nhớ rơle Mạch điều khiển cho 3 tầng và mạch điều khiển cho n tầng cũng dựa trên nguyên lý tương tự

Hình 2.12: Mạch điều khiển theo tầng

¾ Mạch điều khiển theo nhịp dựa trên nguyên lý sau: Khi 1 nhịp có điện thì sẽ

không có bất kỳ nhịp nào khác có điện, đồng thời nhịp tiếp theo được chuẩn bị để thực hiện

Hình 2.13: Mạch điều khiển theo nhịp 15

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm nghiên cứu:

Nhà máy sản thức ăn chăn nuôi Linh Xuân - Công ty cổ phần giống gia cầm miền Nam, số 21- Đường 18 - Khu phố 3 - Linh Chiểu - Thủ Đức - Tp.HCM Nhà máy

sử dụng dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi của Trung Quốc, năng suất 15tấn/ca

Nhà máy với tư cách là một thành viên của tổng công ty cổ phần giống gia cầm miền Nam có nhiệm vụ sản xuất ra sản phẩm phục vụ cho chăn nuôi gà thịt và gà đẻ Sản phẩm của nhà máy chủ yếu để cung cấp cho nội bộ các trang trại gia cầm của công

ty Tuỳ theo tình hình của các thành viên khác của Tổng công ty mà năng suất của nhà máy có thể thay đổi theo

Hình 3.1: Sản phẩm của nhà máy

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp thực hiện phần cơ khí

tài nghiên cứu)

khảo các thông số định mức trên các động cơ truyền động của nhà máy

dây chuyền

3.2.2 Phương pháp thực hiện phần điện

Tham khảo các sơ đồ lắp đặt các thiết bị điện dùng trong nhà máy:

¾ Các mạch điện điều khiển động cơ 3 phase của máy nghiền, máy trộn, gàu tải, xích tải, các vít tải, bơm dầu

¾ Các mạch điện điều khiển khí nén điều khiển cho cơ cấu mở cửa máy trộn, cửa

xả liệu đóng bao tự động, kẹp bao

¾ Mạch kết nối các cảm biến chống nghẹt cho gàu tải số 2 và gàu tải số 3

¾ Mạch kết nối các loadcell của cân định lượng nguyên liệu và đóng bao

3.2.3 Phương pháp thực hiện phần điều khiển

khiển sử dụng PLC kết nối với các thiết bị như: máy nghiền, máy trộn, gàu tải, xích tải, vít tải và cân đóng bao tự động

¾ Thiết kế thuật giải chương trình điều khiển

3.3 Phương tiện thực hiện đề tài

Đề tài được thực hiện tại nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Linh xuân, tại Số 21-Đường 18-Khu phố 3-Linh Chiểu-Thủ Đức-Tp Hồ Chí Minh

¾ Sơ đồ khối của dây chuyền:

Dây chuyền sản xuất thực hiện trong đề tài được khảo sát tại nhà máy thức ăn chăn nuôi Linh Xuân, do Trung Quốc sản xuất gồm các thành phần chính sau: 3 gàu tải, 1 máy nghiền, 1 xích tải cào, 4 vít tải, 1 buồng cân định lượng nguyên liệu tổng, 1

bộ phận cân định lượng đóng bao và 1 băng tải Để có cái nhìn tổng quát về toàn bộ dây chuyền, cần xem xét sơ đồ khối của dây chuyền, hình 4.2 thể hiện các thành phần

cơ bản của dây chuyền sẽ khảo sát trong đề tài

4.1.1 Khảo sát phần cơ khí của dây chuyền

4.1 Qúa trình khảo sát

Hình 4.1: Một góc dây chuyền sản xuất của nhà máy

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 4

Hình 4.2: Sơ đồ khối của dây chuyền.

19

Trong sơ đồ trên:

¾ Nguyên lý hoạt động của dây chuyền:

Nguyên liêu thô được đưa vào cửa cấp liệu của gàu tải số 1 (1), liệu sẽ được gàu tải số (1) đưa tới máy nghiền búa (3), nguyên liệu thô trước khi vào máy nghiền đã được lọc tạp kim loại nhờ bộ lọc từ trường (2) Nguyên liệu thô sau khi được nghiền nhỏ từ máy nghiền sẽ được xích tải cào (4) đưa tới gàu tải số 2 (6), tại đây gàu tải số 2 sẽ vận chuyển đồng thời cả nguyên liệu thô vừa được chuyển tới từ xích tải cào và nguyên liệu tinh từ cửa cấp liệu của gàu tải số 2 lên buồng cân định lượng hỗn hợp (7) (bằng loadcell) Khi đã cân đủ số lượng nguyên liệu, hỗn hợp nguyên liệu được vít tải (8) số

1 vận chuyển tới buồng trộn của máy trộn Tại đây nguyên liệu sẽ được thêm các phụ gia như thuốc kháng sinh, các vitamin, dầu thực vật, các nguyên tố vi lượng và đa lượng… Tùy theo yêu cầu của từng loại sản phẩm Máy trộn sẽ trộn hỗn hợp, sau khoảng 10 phút thì của buồng trộn sẽ mở, và vít tải số 2 sẽ vận chuyển sản phẩm tới gàu tải (11) số 3, và từ đây sản phẩm được gàu tải đổ vào thùng chứa sản phẩm chờ đóng bao Tại đây, nếu đưa bao vào miệng ống đóng bao và tác động vào nút xả sản phẩm, thi ngàm kẹp bao khí nén sẽ kẹp miệng bao lai và 2 vít tải vận chuyển sản phẩm vào bao, khi gần đủ khối lượng yêu cầu thì vít tải lớn ngừng cấp liệu, chỉ còn vít tải nhỏ vẫn tiếp tục cấp sản phẩm vào bao với 1 lượng vừa phải Khi khối lượng được cân

tự động báo đủ thì vít tải nhỏ cũng ngừng quay, lúc này ngàm kẹp bao nhả miệng bao

ra và bao được băng tải (16) mang tới máy may miệng bao kết thúc 1 chu trình làm việc dây chuyền

Và kết quả khảo sát từng bộ phận cơ khí của dây chuyền cụ thể như sau:

¾ Máy nghiền búa (Hammer mill):

Trong dây chuyền, máy nghiền sử dụng thuộc loại máy nghiền búa; tiếp nguyên liệu bằng phương pháp tiếp tuyến Máy nghiền này có thể đảo chiều quay của búa nghiền và chuyển dời hướng cửa cho nguyên liệu vào máy Máy nghiền được lắp sàng loại 3 mm hoặc loại 5 mm, tùy thuộc yêu cầu độ mịn của nguyên liệu

Hình 4.3: Cấu tạo cơ bản của máy nghiền 1-Búa, 2-Chốt treo búa, 3-Cửa tiếp nguyên liệu, 4-Đĩa lắp chốt treo búa, 5-Sàng, 6-Trục roto, 7-Hướng nguyên liệu nghiền đi ra

Hình 4.4: Kích thước của máy nghiền 21

Bảng 4.1: Thông số kĩ thuật của máy nghiền:

Công suất động

cơ (kW)

Số vòng quay của trục máy nghiền (vòng/phút)

Số chốt treo

Hình 4.5: Kích thước của đĩa lắp chốt treo búa máy nghiền

Hình 4.6: Kích thước của búa nghiền

¾ Máy trộn trục vít ngang

Máy trộn dùng tại nhà máy thuộc máy trộn trục vít ngang, gồm 2 dải băng xoắn

có chiều xoắn ngược chiều nhau (vít ngoài xoắn trái, vít trong xoắn phải) Nhiệm vụ là

khâu trộn duy nhất của dây chuyền, trộn toàn bộ nguyên liệu và các phụ gia

Hình 4.7: Hình ảnh về máy trộn tại nhà máy

Kích thước băng xoắn của máy trộn được thể hiện như sau:

Hình 4.8: Cấu tạo và kích thước của băng xoắn máy trộn

1 Băng xoắn trái, 2-Băng xoắn phải, 3- Trục vít

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật máy trộn

Băng xoắn

Công suât động

cơ (kW)

Số vòng quay trục vít máy trộn (Vòng/phút)

Bước vít (mm)

Bề dày cánh vít (mm)

Đường kính băng xoắn (mm)

¾ Vít tải:

Vít tải là một lọai máy vận chuyển liên tục, trong dây chuyền này có sử dụng tất

cả là 4 vít tải với 3 nhiệm vụ khác nhau: vít tải số 1 có nhiệm vụ chuyển nguyên liệu

sau khi cân đinh lượng từ buồng cân định lượng nguyên liệu ra máy trộn, vít tải số 2

dùng để chuyển thành phẩm vừa trộn từ máy trộn ra gàu tải số 3, còn lại cặp vít tải số

3 và số 4 dùng để định lượng đóng bao sản phẩm Các thông số kĩ thuật của các vít tải

được trình bày trong bảng 4.3

Hình 4.9: Kích thước của băng xoắn vít tải

1-Cánh vít, 2-Trục vít

23

Bảng 4.3: Các thông số kỹ thuật của vít tải

động cơ (kW)

Số vòng quay của trục vít (vg/ph)

Bước vít S (mm)

Đường kính vít D (mm)

Bảng 4.4: Các thông số kĩ thuật của gàu tải

Bước gàu S (mm)

Độ rộng băng tải(mm)

Đường kính tang gàu (mm)

Số gàu (Chiếc)

Chiều cao gàu tải H (mm)

Dung tích gàu (lít)

Hình 4.10: Cấu tạo và kích thước của gàu tải 1–Tang, 2-Gàu, S-Bước gàu, D-Đường kính tang, B-Độ rộng băng tải, H-Chiều cao gàu tải

Hình 4.11: Kích thước gàu sử dụng tại nhà máy

¾ Xích tải cào:

Trong dây chuyền, xích tải cào có nhiệm vụ vận chuyển nguyên liệu thô từ máy nghiền tới gàu tải số 2 Các thông số kĩ thuật của xích tải được trình bày ở bảng 4.5, hình 4.12 cho biết kích thước của xích

Bảng 4.5: Thông số kĩ thuật của xích tải cào

Công suất động

cơ (kW)

Vận tốc xích tải (m/s)

Bước xích S (mm)

Chiều dài xích (mm)

25

Hình 4.12: Kích thước xích tải

1-Má ngoài, 2-Má trong, 3-Con lăn, 4-Ống, 5-Chốt

¾ Băng tải vận chuyển đóng bao:

Băng tải là bộ phận vận chuyển cuối cùng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy Bảng 4.6 trình bày các thông số của băng tải Hình 4.13 cho biết cấu tạo và kích thước

của băng tải

Hình 4.13: Kích thước băng tải

1-Băng tải, 2-Tang

Bảng 4.6: Thông số kĩ thuật của băng tải

Công suất động

cơ (kW)

Vận tốc băng tải (m/s)

Chiều dài băng tải (mm)

Chiều rộng băng tải (mm)

Đường kính tang (mm) 2,2 0,28 5060 340 146

¾ Bơm dầu:

Bơm dầu là bộ phận cung cấp dầu ăn, một phụ gia của thức ăn chăn nuôi để bổ

sung chất béo Bơm dầu dùng trong dây truyền thuộc loại bơm bánh răng ăn khớp

Nguyên lý làm việc có thể hình dung qua sơ đồ khối hình 4.14

Hình 4.14: Các thành phần bơm dầu

Hình 4.15: Sơ đồ làm việc của bơm dầu 1-Nguồn khí nén, 2-Van điều khiển, 3-Lọc dầu, 4-Động cơ, 5-Bơm dầu, 6-Van tràn, 7-Máy trộn

Nguyên tắc làm việc của bơm dầu: Dầu thực vật được chứa trong thùng chứa dầu, thời gian bơm được đinh thì bởi relay thời gian (K) Dầu được bơm lên từ thùng chứa và được phun vào buồng trộn dưới dạng nhiều tia nhỏ nhờ áp cao của bơm Sau khoảng thời gian định kì đặt trước, lọc dầu sẽ được làm sạch bằng dòng khí nén thổi ngược chiều hút của bơm dầu

Các thông số kĩ thuật của bơm dầu được cho trong bảng 4.7

27

1-Động cơ, 2-Start, 3-Stop, 4-Cuộn hút relay thời gian, 5-Cuộn hút contactor, 6-Tiếp điểm relay nhiệt

nhiêm vụ điều khiển, đó là phòng điều khiển Phòng điều khiển của nhà máy là khu vực chứa tủ điều khiển Trong tủ chủ yếu là nơi để lắp các contactor, các rơ-le, cầu dao, cầu chì cùng các dây nối cho mạch điều khiển và mạch động lực Phòng điều khiển có hướng nhìn thẳng sang khu vực sản xuất với mục đích quan được hầu hết khu vực này

4.1.2 Khảo sát phần điện

Bảng 4.7: Các thông số kĩ thuật của bơm dầu

Công suất bơm dầu

(kW)

Số vòng quay trên phút của động cơ (vòng/phút)

Lưu lượng (lít/phút)

Hình 4.16: Mạch điện điều khiển động cơ bơm dầu

Hình 4.17: Phòng điều khiển của nhà máy

Để các động cơ truyền động cho các bộ phận cơ khí hoạt động thì mạch điện động lực khảo sát được tại nhà máy như sau:

Hình 4.18: Sơ đồ mạch động lực của dây chuyền

29

¾ Mạch động lực

Các thành phần chính dùng trong mạch:

Thành phần bảo vệ: Cầu chì (FU) , Rơ le nhiệt các ký hiệu được sử dụng trong mạch

động lực là:

FU1: Cầu chì mắc ớ mạch động lực động cơ gàu tải 1

FU2: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ máy nghiền

FU3: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ xích tải

FU4: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ gàu tải số 2

FU5: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ trục vít số 1

FU7: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ trục vít số 2

FU8: Cầu chì mắc ở mạch động lực động cơ gàu tải 3

FR4: Rơ-le nhiệt gắn ở động cơ gàu tải số 2

FR5: Rơ-le nhiệt gắn ở động cơ trục vít số 1

FR6: Rơ-le nhiệt gắn ở động cơ máy trộn

FR7: Rơ-le nhiệt gắn ở động cơ trục vít số 2

FR8: Rơ-le nhiệt gắn ở động cơ gàu tải số 3

Thành phần đóng ngắt: là các tiếp điểm chính của contactor, các ký hiệu của từng

tiếp điểm như sau:

KM1: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM1 (Đóng mạch cho động cơ M1-gàu tải 1) KM2: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM2 (Đóng mạch động cơ M2-máy nghiền) KM3/KM4: tiếp điểm chính của công tắc tơ KM3/KM4 (Đổi nối sao/tam giác máy nghiền M2)

KM5: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM5 (đóng mạch cho động cơ M3-xích tải) KM6: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM6 (đóng mạch cho động cơ M4-gàu tải 2) KM7: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM7 (đóng mạch cho động cơ M5-vít tải 1) KM8: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM8 (đóng mạch cho động cơ M6-máy trộn) KM9/KM10: tiếp điểm chính của công tắc tơ KM9/KM10 (đổi nối sao/tam giác cho M6-máy trộn)

KM11: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM11 (đóng mạch cho động cơ M7-vít tải 2) KM12: Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM12 (đóng mạch cho động cơ M5-gàu tải 3)