1
B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
ĐI HC ĐÀ NNG
ĐOÀN PHAN NHT VŨ
NGHIÊN CU THIT K CH TO
H THNG ĐNH LƯNG CHT LNG
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH CH TO MÁY
MÃ S: 60.52.04
TÓM TT LUN VĂN THC S K THUT
Đà Năng – Năm 2012
2
Công trình ñưc hoàn thành ti
ĐI HC ĐÀ NNG
Ngưi hưng dn khoa hc: Pgs.Ts Nguyn Văn Yn
Phn bin 1:Pgs.Ts Lê Cung
Phn bin 2: Pgs.Ts Lê Vit Ngưu
Lun văn s ñưc bo v trưc hi ñng chm Lun văn
tt nghip thc s k thut hp ti Đi hc Đà Nng vào
ngày 30 tháng 6 năm 2012
Có th tìm hiu lun văn ti:
- Trung tâm Thông tin Hc liu, Đi hc Đà Nng
- Trung tâm Hc liu Đi hc Đà Nng
3
M ĐU
1. TÍNH CP THIT CA Đ TÀI
Trong cuc sng hàng ngày cũng như trong công
nghip, ño lưu lưng là mt trong nhng phép ño ñưc s
dng rng rãi nht. Chúng ta có khá nhiu nguyên lý ño
lưu lưng và hu ht các nguyên lý ño ñu cho kt qu khá
chính xác.
Trong các nguyên lý phương pháp trên, phương pháp
ño lưu lưng theo nguyên lý chim ch! t" ra khá ñơn gin:
ngưi ta s dng mt cái bu trong bu có các cánh quay
và các cánh quay này s ch# cho phép lưu cht ñi qua bu
theo t$ng ñt. Đng thi s có mt b phn ño s ln lưu
cht ñi qua bu, t$ ñó s tính ra ñưc lưu lưng. Mt hình
th%c khác d& hình dung hơn c'a thit b( ño này là xilanh–
pison. C% m!i ln piston ñi ht mt hành trình xilanh ta s
ñưc mt lưng xác ñ(nh lưu cht. Như vy ñ xác ñ(nh
lưu lưng ta ch# vic xác ñ(nh s ln d(ch chuyn c'a
piston và lưng lưu cht c'a m!i ln d(ch chuyn.
Vi nhng kin th%c ñã hc ñưc, tôi mong mun d)a
theo nguyên lý trên ñ “Nghiên cu thit k, ch to h
thng ñnh lưng cht lng” mt cách d& dàng, chính xác
và mang li hiu qu kinh t cao trong lĩnh v)c ñ(nh lưng
xăng du, ñ(nh lưng các sn ph+m ñóng gói,…
2. MC ĐÍCH NGHIÊN CU
- Nghiên c%u h thng ñ(nh lưng cht l"ng theo th
tích phc v trong lĩnh v)c ñ(nh lưng xăng du, ñ(nh
lưng cht l"ng ñóng gói,..
- To ra mô hình th)c t ñ kim nghim kt qu thit
4
k.
3. PHM VI, ĐI TƯNG VÀ NI DUNG
NGHIÊN CU
+Phm vi nghiên cu:
- Nghiên c%u h thng ñiu khin tín hiu và lưu
lưng qua cơ cu chp hành.
+ Đi tưng nghiên cu:
- Các phn t ñiu khin.
- Các thit b( thu nhn tín hiu.
- Cơ cu chp hành.
+Ni dung nghiên cu:
- Nghiên c%u t,ng th các phn t ñiu khin c'a h
thng.
- Thit lp mch ñiu khin, thut toán cho cơ cu
chp hành.
- Ch to mô hình th)c ti&n.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU
Đ tài ñưc thit k trên cơ s- kt hp gia lý thuyt và
th)c ti&n.
+ Lý thuyt:
- Nghiên c%u các tài liu tham kho.
- Tính toán, chn các thông s phù hp.
+ Thc tin:
- Kho sát các mô hình th)c t ñã ñưc áp dng.
- Th)c hin các thí nghim trên mô hình ñ ñánh giá
và ñiu ch#nh bn thit k.
5. Ý NGHĨA THC TIN
- Nâng cao trình ñ hiu bit c'a hc viên, %ng dng
5
các kin th%c ñã hc to ra sn ph+m c th.
- Kt qu nghiên c%u %ng dng ñ ch to thit b( ñ(nh
lưng cht l"ng.
6. D KIN KT QU ĐT ĐƯC
- Xây d)ng bng tính toán thit k h thng ñ(nh
lưng cht l"ng, có th ñiu ch#nh linh hot.
- Ch to ra mô hình ñ th)c hin các thí nghim cn
thit.
7. KT CU CA Đ TÀI
Ngoài phn m- ñu, kt lun và danh mc tài liu tham
kho, lun văn có 4 chương.
Chương 1 – T!NG QUAN TÀI LIU
Chương 2 – C S LÝ THUYT LP TRÌNH PLC
Chương 3 – THIT K CH TO H THNG
ĐNH LƯNG CHT LNG
Chương 4 – CH TO MÔ HÌNH ĐNH LƯNG
CHT LNG
Chương 1
T!NG QUAN TÀI LIU
1.1. Khái ni"m chung
Hin nay, có rt nhiu phương pháp ño lưng cht cht
l"ng có ñ chính xác cao, %ng dng rng rãi trong th)c
ti&n.
1.1.1. Lưu lư$ng và ñơn v' ño
Lưu lưng là lưng cht l"ng chy qua tit din ngang
c'a ng trong mt ñơn v( thi gian. Tùy theo ñơn v( tính
theo th tích hay khi lưng ngưi ta phân bit:
6
- Lưu lưng th tích (Q) tính b.ng m3/s, m3/h,…
- Lưu lưng khi (G) tính b.ng kg/s, kg/h,…
1.1.2. Phương pháp ño lưu lư$ng
- Đm tr)c tip cht l"ng qua lưu lưng k trong thi
gia xác ñ(nh ∆t.
- Đo vn tc cht l"ng qua lưu lưng k khi lưu lưng
là hàm vn tc.
- Đo ñ gim áp trên tit din thu h0p trên dòng chy,
lưu lưng là hàm ph thuc ñ gim áp.
Tín hiu ño bin ñ,i thành tín hiu ñin ho1c nh b
bin ñ,i ñin thích hp.
1.2. Lưu lư$ng k ño theo th( tích
1.3. Lưu lư$ng k ño lưu lư$ng theo t*c ñ+
1.4. Lưu lư$ng k ño lưu lư$ng theo ñ+ gi.m áp
1.5. Lưu lư$ng k ñi"n t0
Chương 2
CƠ S LÝ THUYT LP TRÌNH PLC
2.1. Nh3ng khái ni"m cơ b.n
2.1.1. Khái ni"m v8 logic hai tr;ng thái
Trong toán hc, ñ lưng hoá hai trng thái ñi lp c'a
s) vt hay hin tưng ngưi ta dùng hai giá tr( 0 và 1 gi
là hai giá tr( logic và xây d)ng các “hàm” và “bin” trên
hai giá tr( 0 và 1 này. Hàm và bin ñó ñưc gi là hàm và
bin logic. Cơ s- ñ tính toán các hàm và s ñó gi là ñi
s logic hay còn gi là ñi s Boole.
2.1.2. Các hàm logic cơ b.n
2.1.2.1.Hàm logic mt bin: y = f(x)
7
2.1.2.2.Hàm logic hai bin: y = f(x1,x2)
2.1.2.2. Hàm logic n bin: y = f(x1,x2,…xn)
2.1.3. Các phép tính cơ b.n
2.1.4. Tính ch>t và m+t s* h" th?c cơ b.n
2.1.4.1. Các tính cht
a. Tính cht hoán v
x1 + x2 = x2 + x1
x1.x1 = x2.x1
b. Tính cht kt hp
x1 + x2 + x3 = (x1 + x2) + x3 = x1 + (x2 + x3)
x1.x2.x3 = (x1.x2).x3 = x1.(x2.x3)
c. Tính cht phân phi
(x1 + x2)x3 = x1.x3 + x2x3
x1 + x2.x3 = (x1 + x2) (x1 + x3)
d. Tính cht nghch ño
= +
= .
2.1.4.2. Các h thc cơ bn
1 x + 0 = x 10 x1.x2 = x2.x1
2 x.1 = x 11 x1+ x1.x2 = x1
3 x.0 = 0 12 x1(x1 + x2) = x1
4 x + 1 = 1 13 x1.x2 + x1. = x1
5 x + x = x 14 (x1 + x2)( x1 + = x1
6 x.x = x 15 x1 + x2 + x3 = (x1 + x2)
+ x3
7 x + = 1 16 x1.x2.x3 = (x1.x2).x3
8
8 x. = 0 17 = .
9 x1 + x2 = x2 + x1 18 = +
2.2. Các phương pháp bi(u din hàm logic
2.2.1. Phương pháp bi(u din b@ng b.ng tr;ng thái
2.2.2. Phương pháp bi(u din hình hAc
2.2.3. Phương pháp bi(u din b@ng bi(u th?c ñ;i
s*
2.2.4. Phương pháp bi(u din b@ng b.ng
Karnaugh
2.3. Các phương pháp t*i thi(u hàm logic
2.3.1. Phương pháp t*i thi(u hoá hàm logic b@ng
bin ñBi ñ;i s*
2.3.2. Phương pháp t*i thi(u hoá hàm logic dùng
thuCt toán
Bng Karnaugh có 3 bin vi 6 phép hi toàn phn.
2.4. Phương pháp Grafcet - mô t. m;ch trình tD
trong công nghi"p
2.4.1.Ho;t ñ+ng cEa thit b' công nghi"p theo logic
x,y
z 00 01 11 10
0
,
2
6
4
5
7
3
1
1 B 1
1 1 1
0
1
A
9
trình tD
2.4.2. Đ'nh nghĩa Grafcet
2.4.3. M+t s* ký hi"u trong grafcet
Chương 3
THIT K CH TO H THNG ĐNH LƯNG
CHT LNG
3.1. Sơ ñG nguyên lý cEa h" th*ng
Khi có ngun ñin qua ñng cơ, cht l"ng ñưc hút t$
b lên van th'y l)c nhbơm th'y l)c. 7 trng thái m1c
ñ(nh ban ñu, cht l"ng hi lưu v b ch%a. Khi nhn tín
hiu t$ thit b( ñiu khin, làm ño chiu cun hút c'a
van, dòng cht l"ng ñi qua van ñn bu lưng. Bu lưng
B thu
tín hiu
xung
Bu
lưng
H
thng
ñk
H
thng
ch
%a sp
Màn
hình
hi
n th(
10
có cu to gm 4 b xilanh-piston ñ1t ñi x%ng nhau, có
cu to và nguyên lý hot ñng tương t) ñng cơ ñt
trong. Khi có dòng cht l"ng ln lưt ñi qua, trc khu8u
c'a h xilanh-piston xoay. Như vy sau m!i vòng quay,
hay sau mt góc quay c'a trc khu8u, s có mt lưng
cht l"ng nht ñ(nh chy qua h xilanh-piston. Trên trc
khu8u ta g9n mt b thu nhn tín hiu và chuyn tín hiu
vt lý này thành tín hiu dng xung. Khi dòng cht l"ng ñi
qua bu lưng trong mt ñơn v( thi gian s tương %ng vi
mt sxung nht ñ(nh, h thng này cp tín hiu cho b
ñiu khin, h thng ñiu khin s ñóng ng9t dòng chy
qua bu lưng theo yêu cu nh van th'y l)c.
3.2. Các phHn tI cEa h" th*ng ñ'nh lư$ng
3.2.1. C>u trúc cEa phHn c?ng cEa h" th*ng
3.2.1.1. Bơm thy lc
3.2.1.2. Bu lưng
3.2.1.3. Đng cơ ñin xoay chiu 1 pha
3.2.2. Các b+ phCn thu nhCn tín hi"u
3.2.2.1. Tín hiu ri rc
a. Contactor
b. Cm bin quang
Các cm bin này vn hành theo kiu truyn phát. Vt
th cn phát hin s ch9n chùm ánh sáng không cho chúng
chiu ti thit b( dò; ho1c theo kiu phn x, vt th cn
phát hin s phn chiu ánh sang ti thit b( dò. Trong c
hai kiu, c)c phát b%c x thưng là diode phát quang
(LED). Thit b( dò b%c x thưng là phototransistor.
3.2.2.2. Tín hiu liên tc