Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Kiến trúc xây dựng Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động (đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụ...

Tài liệu Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động (đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng và công nghiệp)

.PDF
86
70
120

Mô tả:

.` ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG Người hướng dẫn: TS. VÕ NHƯ THÀNH Sinh viên thực hiện: HUỲNH XUÂN HOÀNG Số thẻ sinh viên: 101150166 Sinh viên thực hiện: PHAN MINH QUANG Số thẻ sinh viên: 101150181 Lớp: 15CDT1 Đà Nẵng, 6/2020 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động” 1.Nhu cầu thực tế của đề tài. Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy như: nhà máy xi măng, chế biến thực phẩm, ngành phân bón, khoáng sản thì việc vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác đến bãi tập kết hoặc kho chứa nguyên vật liệu là quá trình thường xuyên và liên tục. Quá trình đó ngoài đòi hỏi phải liền mạch thì việc cân đo và pha trộn nguyên liệu cần phải chính xác. Do đó cần phải theo dõi và cân được khối lượng nguyên vật liệu theo yêu cầu của hệ thống. Để giải quyết những vấn đề này hệ thống cân băng tải động sẽ giúp cho hoạt động của những nhà máy diễn ra liên tục không bị ngắt quãng.Từ những yêu cầu đó nhóm quyết định tiến hành lên ý tưởng và tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động”. Hệ thống sẽ xác định được khối lượng vật liệu trên băng tải chuyển động một cách liên tục. 2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp. Trong đề tài này, nhóm thiết kế cơ cấu cho máy, tìm hiểu các phương pháp cân để đưa ra phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực của sản phẩm và đưa ra giải pháp phù hợp để năng suất chất lượng sản phẩm được đảm bảo, từ đó: - Tính toán thiết kế các hệ truyền động chính.. - Thiết kế và thi công hệ thống cấp vật liệu và hệ thống cân. 3. Yêu cầu trình bày. - Số trang thuyết minh: 70 - 80 trang. - Số bản vẽ: 4 - 6 A0 - Mô hình: 1 hệ thống cân băng tải 4. Nội dung chi tiết thực hiện. - Nghiên cứu tính thiết thực và lý do lựa chọn đề tài. - Đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu nhất. - Tính toán các cơ cấu và lựa chọn động cơ và hệ dẫn động. - Thực hiện lập trình và điều khiển hệ thống đúng yêu cầu. - Sử dụng phần mềm Visual Studio để giao tiếp máy tính. - Sai số cho phép: < 10% ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Huỳnh Xuân Hoàng Số thẻ sinh viên: 101150166 Họ tên sinh viên: Phan Minh Quang Số thẻ sinh viên: 101150181 Lớp: 15CDT1 Ngành: Kỹ thuật Cơ - Điện tử Khoa: Cơ khí 1. Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: + Vật liệu được cân: Cát + Khối lượng cát tối đa trên băng tải: 20 (kg) + Sai số cho phép: <10% 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: a) Phần chung: STT Họ tên sinh viên 1 Huỳnh Xuân Hoàng Nội dung - 2 Phan Minh Quang - Tìm hiểu một số loại cơ cấu ngoài thực tế để đưa ra ý tưởng tốt nhất. Đưa ra nguyên lí, lựa chọn các cơ cấu phù hợp để thiết kế. Chế tạo hệ thống. b) Phần riêng: STT Họ tên sinh viên 1 Phan Minh Quang Nội dung - Thiết kế hệ thống bằng Solidworks, hoàn thành thuyết minh, slide thuyết trình. 2 Huỳnh Xuân Hoàng - Thiết kế giao diện trên Visual Studio, tìm hiểu code điều khiển. 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): a) Phần chung: STT Họ tên sinh viên 1 Huỳnh Xuân Hoàng Nội dung 2 Bản vẽ tổng thể: 1A0 Phan Minh Quang b) Phần riêng: STT Họ tên sinh viên 1 Phan Minh Quang 2 Huỳnh Xuân Hoàng Nội dung - Bản vẽ chi tiết: 1A0 - Bản vẽ sơ đồ động: 1A0 - Bản vẽ lưu đồ thuật toán: 1A0 - Bản vẽ sơ đồ mạch điện: 1A0 6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Võ Như Thành. 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 11/02/2020. 8. Ngày hoàn thành đồ án: 30/06/2020. Đà Nẵng, ngày 30 tháng 6 năm 2020 Trưởng Bộ môn Kỹ thuật Người hướng dẫn Cơ điện tử Ts. Võ Như Thành LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Cùng với đó là quá trình “Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa” đất nước, các hệ thống dây chuyền sản xuất tự động có năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng cao, công nhân ngày càng dễ dàng thực hiện những công đoạn sản xuất hơn, các quản lí cũng dễ dàng trong việc kiểm soát và đánh giá sản phẩm. Tuy nhiên việc tiếp cận các hệ thống dây chuyền như vậy còn hạn chế ở nước ta, chủ yếu phải nhập từ nước ngoài. Với mục tiêu đóng góp một phần nhỏ vào nghành công nghiệp của đất nước, trên cơ sở những kiến thức đã học về cơ khí, điện tử, điều khiển tự động, lập trình... nhóm quyết định thực hiện đề tài:“Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động”. Đề tài này giúp nhóm chúng em tìm hiểu thêm về các thiết bị điện tử, các dây chuyền công nghệ,cách lập trình… và các kinh nghiệm thực tế rất có ích cho công việc sau này của nhóm. Nhóm xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình, tận tâm của thầy TS. Võ Như Thành đã giúp đỡ nhóm rất nhiều trong quá trình tìm hiểu thiết kế và hoàn thành đề tài đồ án này. Cùng với sự cố gắng và nỗ lực nhóm chúng em đã hoàn thành xong đồ án của mình, tuy nhiên trong thời gian ngắn thực hiện đề tài cộng với kiến thức còn nhiều hạn chế, nên trong tập đồ án này không tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực hiện rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn sinh viên. Đà Nẵng ,ngày 30 tháng 6 năm 2020 Sinh viên thực hiện Huỳnh Xuân Hoàng Phan Minh Quang i LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào bên ngoài nhà trường. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố. Sinh viên thực hiện Huỳnh Xuân Hoàng Phan Minh Quang ii MỤC LỤC TÓM TẮT .................................................................................................................... NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ........................................................................... LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................ iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ .................................................................... vi Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN .................................................................. 1 1.1. Giới thiệu đề tài ............................................................................................... 1 1.1.1. Khái niệm cân băng tải động ...................................................................... 1 1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động .................................................................... 1 1.1.2.1. Hệ thống khung cơ khí ........................................................................ 1 1.1.2.2. Hệ thống cảm biến, điều khiển............................................................. 1 1.1.2.3. Hệ thống điều khiển tự động hóa ......................................................... 2 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động ................................. 2 1.1.3.1. Bộ phận cơ khí (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con lăn nhỏ) ............................................................................................................ 4 1.1.3.2. Bộ phận cảm biến (Loadcell cảm biến trọng lượng, encoder cảm biến tốc độ) .............................................................................................................. 5 1.1.3.3. Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển cân băng, phần mềm cân băng) ........................................................................ 6 1.2. Các ứng dụng trong thực tế ............................................................................ 6 1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn ................. 6 1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động ........................................................... 8 1.3. Giới thiệu các khối cơ bản của hệ thống ........................................................ 9 1.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.............................................................. 9 1.3.2. Yêu cầu công nghệ của hệ thống .............................................................. 10 1.4. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 10 1.5. Cấu trúc của đồ án ........................................................................................ 10 Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ ........................................................ 11 2.1. Giới thiệu về phần cứng của hệ thống .......................................................... 11 2.1.1.Băng tải ..................................................................................................... 11 2.1.1.1. Giới thiệu về băng tải ........................................................................ 11 2.1.1.2. Giới thiệu băng tải sử dụng trong mô hình ......................................... 12 iii 2.1.2. Động cơ điện ............................................................................................ 13 2.1.2.1. Giới thiệu về động cơ điện ................................................................. 13 2.1.2.2. Động cơ điện trong hệ thống.............................................................. 14 2.1.3 Tính chọn bộ truyền .................................................................................. 14 2.1.3.1. Bộ truyền đai ..................................................................................... 15 2.1.3.2. Bộ truyền xích ................................................................................... 15 2.1.3.3. Tính chọn bộ truyền xích ................................................................... 16 2.2. Thiết kế phần khung của hệ thống ............................................................... 16 2.2.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế 3D Solidworks ........................................... 16 2.2.2. Thiết kế phần khung hệ thống sơ bộ trên phần mềm Solidworks ............. 17 2.2.2.1. Phễu ................................................................................................... 17 2.2.2.2. Máng đổ cát........................................................................................ 17 2.2.2.3. Khung hệ thống .................................................................................. 17 2.2.2.4. Băng tải .............................................................................................. 20 2.2.2.5. Bộ truyền xích .................................................................................... 21 2.2.2.6. Cụm chi tiết gá Loadcell ..................................................................... 22 2.2.2.7. Mô hình mô phỏng đầy đủ của hệ thống ............................................. 22 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .............................................. 23 3.1. Giới thiệu vi điều khiển Arduino ................................................................. 23 3.1.1. Giới thiệu về Arduino ............................................................................... 23 3.1.2. Arduino Uno ............................................................................................ 24 3.1.3. Phần mềm Arduino IDE ........................................................................... 25 3.2. Giới thiệu phần mềm Visual Studio ............................................................ 26 3.3. Cảm biến lực (Loadcell) ................................................................................ 26 3.3.1. Khái niệm................................................................................................. 26 3.3.2. Cấu tạo Loadcell ...................................................................................... 27 3.3.3. Nguyên lí hoạt động của Loadcell ............................................................ 28 3.3.4. Phân loại .................................................................................................. 29 3.3.5. Loadcell 10kg YZC 133 sử dụng trong mô hình ....................................... 30 3.3.6. Một số thiết bị chuyển đổi tín hiệu loadcell trong công nghiệp ................. 32 3.4. Encoder.......................................................................................................... 34 3.4.1. Giới thiệu về encoder xoay ....................................................................... 35 3.4.2. Thông số kỹ thuật ..................................................................................... 35 3.4.3. Các chân tín hiệu ...................................................................................... 35 iv 3.5 Module điều khiển tốc độ động cơ DC L298 ................................................. 35 3.5.1. Giới thiệu về module L298 ....................................................................... 35 3.5.2. Thông số kỹ thuật ..................................................................................... 36 3.6. Thiết kế hệ thống điều khiển ........................................................................ 36 3.6.1. Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển của hệ thống ......................................... 36 3.6.2.Nguyên lí hoạt động của mạch và sơ đồ thuật toán .................................... 39 3.7. Lập trình điều khiển cho hệ thống ............................................................... 42 3.7.1. Lập trình cho Arduino .............................................................................. 43 3.7.2. Lập trình giao diện trên Visual Studio ...................................................... 43 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .............................. 44 4.1. Bảng kê thông số các lần chạy thử ............................................................... 45 4.2. Kết quả đạt được của đề tài .......................................................................... 45 4.3. Hướng phát triển........................................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 46 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 47 v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động [12] Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng[12] Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải động[13] Hình 1.4: Các loại cảm biến lực (Loadcell) [9] Hình 1.5: Encoder[8] Hình 1.6: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn[12] Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống[12] Hình 1.8: Hệ thống cân băng tải cát[12] Hình 1.9: Hệ thống cân băng tải trong khai thác khoáng sản[13] Hình 1.10: Các khối cơ bản của hệ thống Hình 2.1: Một hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải[13] Hình 2.2: Băng tải vận chuyển cát[13] Hình 2.3: Cấu tạo chung băng tải[12] Hình 2.4: Động cơ điện[10] Hình 2.5: Động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều[10] Hình 2.6: Động cơ điện một chiều[10] Hình 2.7: Cấu tạo của bộ truyền đai[11] Hình 2.8: Cấu tạo của bộ truyền xích[11] Hình 2.9: Kích thước phễu Hình 2.10: Chi tiết phễu thiết kế sơ bộ trên Solidworks Hình 2.11 : Kích thước máng đổ cát Hình 2.12: Chi tiết máng đổ cát thiết kế sơ bộ trên Solidworks Hình 2.13: Kích thước khung Hình 2.14: Khung hệ thống thiết kế sơ bộ trên Solidworks Hình 2.15: Kích thước băng tải Hình 2.16: Băng tải thiết kế sơ bộ trên Solidworks vi Hình 2.17: Bộ truyền xích thiết kế sơ bộ trên Solidworks Hình 2.18: Cụm chi tiết gá đặt loadcell Hình 2.19: Mô hình hệ thống Hình 3.1: Các loại Arduino [7] Hình 3.2: Arduino Uno[7] Hình 3.3: Giao diện phầm mềm Arduino IDE Hình 3.4. Giao diện lập trình của phần mềm Visual Studio Hình 3.5: Loadcell ngoài thực tế[9] Hình 3.6: Cấu tạo loadcell[9] Hình 3.7: Cấu tạo các điện trở bên trong loadcell[9] Hình 3.8: Mô tả thay đổi loadcell khi có lực tác dụng[9] Hình 3.9: Sơ đồ điện trở Loadcell[9] Hình 3.10: Một số loại Loadcell thông dụng[9] Hình 3.11: Loadcell 10kg YZC-133[9] Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật loadcell YZC-133[9] Hình 3.12: Kích thước loadcell 10kg YZC-133[9] Hình 3.13: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell KELI KM02A[8] Hình 3.14: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell DS 7200[8] Hình 3.15: Module Hx 711[8] Hình 3.16: Encoder xoay[8] Hình 3.17: Module L298[8] Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của hệ thống Hình 3.19: Mạch in Hình 3.20: Mạch in thực tế Hình 3.21: Mạch thực tế có cắm các linh kiện Hình 3.22: Lưu đồ thuật toán vii Hình 3.23: Chương trình con xử lí tín hiệu Hình 3.24: Giao diện điều khiển viii Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu đề tài 1.1.1. Khái niệm cân băng tải động Cân băng tải động là một hệ thống băng tải kết hợp với cân điện tử. Nó có thể cân định lượng khối lượng nguyên liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm ngay trên hệ thống băng truyền cấp liệu. Điều này giúp cho quá trình hoạt sản xuất của doanh nghiệp được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng thành phần nguyên liệu cho sản phẩm là đạt chuẩn. Từ đó giúp cho chất lượng sản phẩm đầu ra tốt nhất, đạt tiêu chuẩn cao và mang lại nhiều giá trị hơn. 1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động Cân băng tải động gồm có những thành phần cấu tạo chính sau đây: Cảm biến trọng lượng Trục vít cấp liệu Con lăn truyền liệu Băng tải Nguyên liệu Con lăn tải Làm sạch băng Cảm biến tốc độ Động cơ cơcơ Con lăn tải Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động[12] 1.1.2.1. Hệ thống khung cơ khí Khung cơ khí phần giá đỡ toàn bộ hệ thống • Phễu chứa và cấp liệu. • Hệ thống con lăn băng tải. • Băng tải vân chuyển nguyên liệu • Một số linh kiện, phụ kiện hỗ trợ như: cảm biến hồng ngoại, cảm biến tốc độ, động cơ … 1.1.2.2. Hệ thống cảm biến, điều khiển • Thiết bị cảm biến lực (loadcell cân băng định lượng) • Thiết bị cảm biến tốc độ SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 1 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động • Bộ điều khiển • Bộ điều khiển tốc độ động cơ • Động cơ truyền động GVHD: Ts. Võ Như Thành 1.1.2.3. Hệ thống điều khiển • Hệ thống tủ điện điều khiển trung tâm • Phần mềm điều khiển cân băng tải động Tương ứng với mỗi hệ thống cân băng tải động sẽ có thông số kỹ thuật riêng của nó để phù hợp cho loại nguyên liệu, sản phẩm và dây truyền của doanh nghiệp. Hiện nay cân băng tải động đang được sử dụng rất phổ biến trong các dây chuyền sản xuất cần định lượng như: Nhà máy sản xuất thạch cao (cân băng định lượng trong nhà máy thạch cao), nhà máy xi măng, nhà máy phân bón, nhà máy gạch, đóng gói bột, bánh kẹo, sữa,... Bên cạnh đó, cân băng tải còn được sử dụng nhiều trong các công ty chế biến, khai thác khoáng sản, nhiệt điện... Dựa vào nhu cầu của doanh nghiệp sẽ lựa chọn cho mình một hệ thống cân băng tải động phù hợp. Về mặt kỹ thuật cân băng tải định lượng sẽ khác nhau, còn về mặt nguyên lý hoạt động thì tương tự nhau. 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động Về cơ bản, quá trình hoạt động của hệ thống cân băng tải động sẽ qua các giai đoạn sau: Cấp vật liệu vào phễu chứa Điều khiển định mức chuẩn Xác định khối lượng chuẩn Vật liệu rót lên băng tải Xác định khối lượng và tốc độ chạy Phân tích thông số thô *Cách xác định khối lượng nguyên liệu qua băng tải : Vật liệu được dẫn đến một khung gá cảm biến lực(sàn cân) được đặt sẵn dưới băng tải và giới hạn bởi 2 đầu con lăn thông qua 1 hoặc nhiều con lăn cân, trọng lượng vật liệu cân sẽ tác động một lực lên cảm biến lực và dây băng tải. SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 2 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng[12] Tín hiệu đầu ra của cảm biến lực tỉ lệ với tải nền, tín hiệu điện áp này được khuếch đại và chuyển đến đầu cân có các vi xử lý chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Tam giác màu trắng trong Hình 1.2 thể hiện sự phân bố của tải trọng trên giường cân chỉ có 1 con lăn cân (con lăn chứa cảm biến lực) cho thấy chỉ một nửa trọng lượng của vật liệu tác động lên con lăn cân. Leff = Lg 2 Leff : Chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền (m) Lg : Chiều dài tải trọng nền (m) Đối với giường cân của hệ thống có nhiều con lăn cân (con lăn có gắn loadcell) p, hệ số là khác 1/2. *Tải trọng băng tải tính bằng kg/m : Q= QB L eff Với: QB : Tải trọng nền (kg) SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 3 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành *Tốc độ băng tải: Một phép đo tiếp theo cần thiết để tính năng suất cấp liệu. Để đo được tốc độ băng tải ta thường dùng 1 cảm biến để đo trực tiếp tốc độ băng tải hoặc là đo tốc độ động cơ sau đó tính ra tốc độ băng tải. Nếu tải trọng trên băng không đổi thì đo tốc độ có thể không cần thiết. *Năng suất: Năng suất I được tính như sau: I = Q v = QB  v Leff Trong đó: I: Năng suất (kg/s) Q: Tải trọng băng tải (kg/m) QB: Tải trọng nền (kg) v: Tốc độ băng tải (m/s ) Leff: Chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền (m) Lg: Chiều dài tải trọng nền (m) I = Q  v  3600 (kg/h). 1.1.3.1. Bộ phận cơ khí (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con lăn nhỏ) Nơi cấp liệu đầu vào, bao gồm phễu chứa và cấp liệu. Tại đây,vật liệu được đổ vào phễu chứa và bắt đầu quy trình của cân băng tải động. Liệu qua cửa cấp liệu (Vít tải hoặc cửa xả) chảy xuống băng tải. Toàn bộ băng tải chảy liệu được gá trên khung cân băng, trên các con lăn trong đó con lăn lớn làm nhiệm vụ tải băng, con lăn nhỏ dùng gá đỡ cho băng tải chạy. Trong số băng tải nhỏ sẽ có bộ bận được cảm biện trọng lượng (loadcell) để kiểm tra, đong đếm khối lượng chảy trên băng tải. SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 4 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải động[13] 1.1.3.2. Bộ phận cảm biến (Loadcell cảm biến lực, encoder cảm biến tốc độ) Cảm biến lực được gá trên những con lăn nhỏ, tại nơi đây sẽ xuất hiện những trọng lực tác dụng trực tiếp lên con lăn và thông số đó sẽ được gửi về bộ phận điều khiển. Cảm biến tốc độ encoder sẽ có nhiệm vụ, kiểm tra tốc tộ chạy của băng tải, từ đó sẽ đưa ra được thông số tốc độ của băng tải. Kết hợp 2 thông số này lại sẽ có được thông số khối lượng trên giờ để điều chỉnh được chính xác nhất. Hình 1.4: Các loại cảm biến lực (Loadcell) [9] Hình 1.5: Encoder[8] SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 5 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành 1.1.3.3. Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển cân băng, phần mềm cân băng) Từ những thông số kỹ thuật truyền về từ cảm biến tốc độ và cảm biến lực, qua đầu cân điều khiển xử lý thông tin sau đó sẽ được gửi về phần mềm điều khiển trên máy tính. Từ đây những thông số thô sẽ được xử lý và phản hồi ngược lại tủ điện. Tại tủ điện điều khiển trung tâm sẽ có được những quyết định, thông số thời gian chạy trên băng tải và từ đó kiểm soát được đúng định mức khối lượng / thời gian cần thiết. 1.2. Các ứng dụng trong thực tế 1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn Cân băng tải điều khiển phối trộn rất phổ biến trong các nhà máy phối trộn sản xuất phân bón, xi măng và phối trộn bê tông. Khu vực cân Điều chỉnh tốc độ động cơ Bộ biến tần Trục cân Tín hiệu ra Encoder vào Đọc tốc độ Tín hiệu vào Thiết lập tốc độ băng tải Hình 1.6: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn[12] Máy hoạt động theo phương pháp cân liên tục cùng lúc trên hệ thống băng tải cân, mỗi băng tải cân 1 loại nguyên liệu khác nhau theo tỉ lệ khác nhau, sau đó các băng tải cân sẽ đổ liệu liên tục và rải đều lên băng tải dẫn tới hệ thống máy trộn. Đảm bảo tỷ lệ phối theo đơn phối liệu để sản phẩm được sản xuất ra đạt chất lượng theo yêu cầu, chất lượng sản phẩm được ổn định, tiết kiệm chi phí sản xuất kinh doanh. SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 6 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành Hệ thống bao gồm khung đỡ và dây băng tải chạy liên tục, module gá cảm biến lực được bố trí bên dưới băng tải (gần đầu tháo liệu băng tải). Tín hiệu đưa về đầu phân giải cân (indicator). Tùy theo giá trị cài đặt trên đầu cân mà ta đã chọn và nhập thì đầu cân sẽ tính tổng lưu lượng nguyên liệu chạy liên tục qua băng tải (tổng giá trị) hoặc đưa tín hiệu anolog ra biến tần điều khiển vận tốc dòng chảy cố định theo khối lượng/giờ. Chuyển đổi dữ liệu Khối lượng vật liệu Tốc độ băng tải Encoder PC/PLC Lưu lượng trên băng tải Khối lượng trên băng tải Bộ biến tần Tốc độ mới Cảm biến lực Động cơ Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống[12] Đối với cân định lượng loại băng tải có mức độ chính xác từ 0, 25%  3% ) tùy theo loại cân và yêu cầu của đơn vị sản xuất. Thành phần chính của hệ thống cân định lượng bao gồm đầu cân, cảm biến lực, biến tần điều khiển tốc độ động cơ, cảm biến giám sát tốc độ, cảm biến giám sát lệch băng, động cơ, kết cấu băng tải.... Với một khối lượng cài đặt ban đầu (set point) hệ thống cân sẽ so sánh kết quả cân (actual value) với giá trị cài đặt, nếu khối lượng thực tế nhỏ hơn khối lượng cài đặt, hệ thống sẽ tăng tốc độ động cơ cho đến khi nào đạt được giá trị cài đặt. Nếu kết quả lớn hơn thì ngược lại. Do yêu cầu độ chính xác cao nên cân định lượng thường có cấu tạo bao gồm 2 cảm biến lực đặt ở hai bên. SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 7 Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành 1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động Trong thực tế hệ thống được áp dụng nhiều trong việc xác định khối lượng của nguyên vật liệu ở trong các nhà máy sản xuất. Các nguyên liệu đó phổ biến như cát, dăm gỗ, than đá, khoáng sản… Dưới đây là một vài hình ảnh trong sản xuất thực tế. Hình 1.8: Hệ thống cân băng tải cát[12] Hình 1.9: Hệ thống cân băng tải trong khai thác khoáng sản[13] SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 8
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan