Luận văn thạc sĩ: Thiết kế cải tiến hệ thống đóng bao xi măng

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

190
lượt xem 67
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế cải tiến hệ thống đóng bao xi măng nhằm góp phần phát triển lĩnh vực điều khiển tự động ứng dụng vào thực tế sản xuất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ: Thiết kế cải tiến hệ thống đóng bao xi măng

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG TR N VĂN KHÔI Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. ĐINH MINH DI M THI T K C I TI N H TH NG Ph n bi n 1: TS. NGUY N XUÂN HÙNG ĐÓNG BAO XI MĂNG Ph n bi n 2: PGS.TS. LÊ VI T NGƯU Chuyên ngành: Công ngh Ch t o máy Mã s : 60.52.04 Lu n văn s ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 03 tháng 12 năm 2011. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn tai: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng. Đà N ng - Năm 2011
1 2 M Đ U + Dây chuy n 2: th h m i, h th ng cân ñi n t , h th ng 1.Tính c p thi t c a ñ tài ñi u khi n n p li u t ñ ng b ng vi x lý. Tuy nhiên ñ n ñ nh c a Cùng v i s phát tri n c a ñ t nư c, ngành công nghi p xi h th ng không cao nên năng su t không ñ t, tu i th c a h th ng măng ngày càng phát tri n. Các dây chuy n s n xu t xi măng ñư c th p, v n hành ph c t p s a ch a khó khăn,v t tư thay th giá thành ñ u tư xây d ng m i sau này v i công ngh thi t b hi n ñ i c a các ñ t, th i gian nh p kh u lâu và ph i mua ñúng c a hãng Haver nư c Châu âu như Đ c, Pháp, Đan M ch,… hoàn toàn t ñ ng hóa Boeker. Vì v y nh hư ng r t nhi u ñ n s n xu t. làm tăng năng su t và b o ñ m s n ph m ñ t ch t lư ng t t và n ñ nh. Tuy nhiên hi n nay t i nhi u Công ty s n xu t xi măng v n t n t i ñ ng th i các dây chuy n thi t b th h cũ và th h m i hơn n a m i dây chuy n c a m i hãng l i có ñ c thù riêng như h th ng ñi u khi n khác nhau,… Vì v y r t ph thu c vào hãng s n xu t. Vi c c i t o nâng c p các dây chuy n thi t b th h cũ và nghiên c u thi t k các thi t b và h th ng ñi u khi n t ñ ng ch t o s n xu t trong nư c là th t s c n thi t cho các doanh nghi p s n xu t . Hi n nay t i Công ty C ph n Xi măng H i Vân t n t i 2 dây chuy n ñóng bao: + Dây chuy n 1: th h cũ, h th ng cân cơ, h th ng ñi u khi n n p li u ñơn gi n. Vì v y năng su t th p, ñ chính xác không cao. Hình 2. Packing Machine N02 Do ñó Nghiên c u thi t k h th ng ñi u khi n c p li u và cân c a máy ñóng bao là n i dung chính c a ñ tài. 2. M c ñích c a ñ tài: - Nghiên c u thi t k c i ti n h th ng ñi u khi n c p li u t ñ ng và cân b ng PLC cho máy ñóng bao xi măng. Hình 1. Packing Machine N01
3 4 - Góp ph n phát tri n lĩnh v c ñi u khi n t ñ ng ng d ng 6. C u trúc c a lu n văn : Lu n văn g m các ph n như sau. vào th c t s n xu t. Chương 1. T NG QUAN V DÂY CHUY N ĐÓNG BAO XI MĂNG 3. Ph m vi nghiên c u: Chương 2. CƠ S LÝ THUY T CHO Đ TÀI - Nghiên c u thi t k quy trình làm vi c c a máy ñóng bao, Chương 3. THI T K CH T O B ĐI U KHI N CÂN nghiên c u các ph n t ñi u khi n và các cơ c u ch p hành. VÀ ĐÓNG GÓI - Nghiên c u thi t k h th ng ñi u khi n cho các cơ c u ch p hành - Nghiên c u h th ng cân ñi n t . - Gi i quy t vi c n i ghép tương thích gi a các thi t b liên quan: Đ ng cơ ñi n, các c m bi n kh i lư ng, van ñi u khi n, ñ u cân ...b ng phương pháp ñi u khi n Logic. - Th c nghi m l p ráp, hi u ch nh và th nghi m trên máy ñóng bao t i Công ty C ph n Xi măng H i Vân. 4. Phương pháp nghiên c u: - Nghiên c u th c t các h th ng ñóng bao xi măng . - T ng h p nghiên c u lý thuy t v h th ng ñi u khi n t ñ ng. - Ki m ch ng trên máy ñóng bao t i Công ty C ph n Xi măng H i Vân . 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n: - Tăng năng su t máy, n ñ nh ch t lư ng s n ph m và gi m chi phí s a ch a b o dư ng và v t tư d phòng cho Công ty. - Đ tài s góp ph n vào s phát tri n trong lĩnh v c ñi u khi n t ñ ng b ng PLC cho các thi t b trong dây chuy n s n xu t nói chung và ñi u khi n máy ñóng gói nói riêng.
5 6 CHƯƠNG 1 1.1.3 Đ nh lư ng T NG QUAN V CÁC H TH NG ĐÓNG GÓI T Đ NG Đ i v i máy ñóng gói , khâu ñ nh lư ng là khâu quan tr ng nh t . ng v i sai s cho phép , s có nh ng cách ñ nh lư ng khác 1.1. T NG QUAN V THI T B ĐÓNG GÓI T Đ NG nhau ( hình 1.4 và hình 1.5 ). 1.1.1 Khái ni m 1.2. T NG QUAN V THI T B ĐÓNG GÓI 1.1.2 Phân lo i Máy ñóng gói C A CÔNG TY CP XI MĂNG VICEM H I VÂN 1.2.1. T ng quan v Công ty C ph n Xi măng Vicem H i Vân 1.2.1.1 Khái ni m xi măng 1.2.1.2. Qui trình công ngh s n xu t xi măng Hình 1.1Đóng gói v t li u kh i Hình 1.2 Đóng gói v t li u l ng Hình 1.4 Đ nh lư ng gián ño n Hình 1.10 Công ño n ñóng bao 1.2.2 Thi t b ñóng gói t i Công ty CP Xi măng Vicem H i Vân 1.2.2.1 H th ng ñóng bao xi măng bao 50 kg a) H th ng ñóng bao c a dây chuy n 2 ( Hình 1.10 ) Máy ñóng bao ñư c s n xu t vào năm 1996, máy g m 6 vòi quay, ñ nh lư ng b ng h cân ñi n t . Hình 1.3 Đóng góiv t li u r i Hình 1.5 Đ nh lư ng liên t c b) H th ng ñóng bao c a dây chuy n 1
7 8 Máy ñóng bao ñư c s n xu t năm 1993, máy g m có 4 vòi ñ ng, CHƯƠNG 2 ñ nh lư ng b ng h cân cơ. S LÝ THUY T C A Đ TÀI 2.1 C U T O VÀ NGUYÊN LÝ HO T Đ NG MÁY ĐÓNG BAO 2.1.1 C u t o máy ñóng bao 2.1.1.1 Thông s k thu t 2.1.1.2 Yêu c u v t li u ñóng bao 2.1.1.3 Các thành ph n và ch c năng a) Truy n ñ ng quay máy ñóng bao Hình 1.13 Máy ñóng bao 8 Hình 1.14 Máy ñóng bao dây chuy n 2 dây chuy n 1 K t lu n: 1 7 6 Trên cơ s thi t b ñóng gói hi n nay và hi n tr ng máy ñóng 2 5 3 bao xi măng c a Công ty ta có th nghiên c u thi t k ch t o h 4 th ng ñi u khi n n p li u và cân cho máy ñóng bao thay th cho máy ñóng bao dây chuy n 2 và có th c i t o máy ñóng bao dây chuy n 1 t h cân cơ sang cân ñi n t . stt tªn phô tïng Đ.v.t S.l 1 Xylanh ba vÞ trÝ c¸i 06 2 Xylanh kÑp bao c¸i 06 3 GhÕ ®¸ bao c¸i 06 4 Xylanh ®¸ bao c¸i 06 5 Bé truyÒn ®éng quay tuabin cÊp liÖu c¸i 06 6 Van ba vÞ trÝ c¸i 06 7 Tñ c©n c¸i 06 8 Sensor c¶m biÕn Hình 2.2 máy ñóng bao b)H th ng khí nén Khí ñư c c p cho pittong k p gi bao, pittong quét bao, th i bao xi măng, hư ng dòng li u, pittong van 3 v trí, pittong ñ y bao.
9 10 e) Load cell f) cơ c u ñ & h t bao h) C m bi n Hình 2.7 Load cell treo c)Ph u c p li u d)Cơ c u n p li u vào bao Hình 2.9 V trí các c m bi n Hình 2.8 Cơ c u ñ và h t bao g)Ngu n c p i)Các sơ ñ ñi n ñ ng l c và ñi u khi n c a máy ñóng J)Cân MEC MEC là m t h th ng k t h p cân và ñi u khi n, h tr t t c Hình 2.5 Ph u c p li u các ch c năng c a m t vòi n p li u. M i m t vòi n p li u c a máy ñóng bao ñư c trang b m t cân MEC, cân MEC s t ñ ng ñi u Hình 2.6 Cơ c u n p li u cho bao khi n t t c ch c năng c a vòi n p li u.
11 12 Cân MEC ñư c thi t k theo các modul card. ñư c n p vào bao ( N u ñ n v trí c m bi n mà không có bao c p cho vòi n p li u thì l thoát khí t pittong xy lanh quét bao s không ñư c b t kín nên không ñ áp ñ tác ñ ng công t c áp su t vì v y s không x y ra quá trình n p li u ) Pittong k p gi bao Khí th i ph ng bao Hình 2.10 Sơ ñ l p card trong h p cân MEC B ng 2.1 Chú thích card c a cân MEC N p li u vào bao Khí th i s ch vòi K t thúc n p và pittong h i v Khi công t c áp su t ñư c tác ñ ng, ñ ng cơ c a turbin c p li u s ñư c delay m t kho ng th i gian, bao s ñư c khí th i ph ng lên và van 3 v trí m hoàn toàn thì quá trình n p li u b t ñ u. N u khi n p li u kh i lư ng li u không tăng lên ( có th do bao b rách v 2.1.2 Nguyên lý ho t ñ ng c a máy ñóng bao ho c do t c li u,...) thì quá trình n p li u s d ng l i. Khi máy ñóng bao ho t ñ ng ( quay ), bao ñư c c p vào vòi Quá trình c p li u cho bao ñư c th c hi n qua 2 giai ño n: n p li u t ñ ng ho c b ng tay, ñ n v trí c m bi n (1) van ñi n t Giai ño n n p thô ( Van 3 v trí m hoàn toàn ) và giai ño n n p tinh ñư c tác ñ ng và 2 pittong xy lanh ( gi và quét bao ) ñư c kích ho t ( van 3 v trí ñóng không hoàn toàn ). Tùy thu c vào ñ m n c a li u, và bao ñư c gi ch t, lúc này ñư ng thoát khí t pittong xy lanh quét sai s cho phép c a kh i lư ng bao, năng su t ,.. thì ta có th thay ñ i bao ñư c b t kín b i bao nên áp l c khí s tác ñ ng ñ n công t c áp kh i lư ng li u n p trong giai ño n n p thô ( cài ñ t tham s kh i su t ( Presseur switch ) kích ho t ñ ng cơ c a turbin c p li u và li u lư ng n p thô ) ho c thay ñ i t c ñ li u giai ño n n p tinh b ng
13 14 cách thay ñ i góc m c a c a van 3 v trí ( ñi u ch nh hành trình c a 2.2. GI I THI U V B ĐI U KHI N L P TRÌNH PLC pittong van 3 v trí ). 2.2.1. Đ c ñi m b ñi u khi n l p trình: N u quá trình n p li u ñ n v trí c m bi n (5) ki m tra kh i 2.2.2. Nh ng khái ni m cơ b n: lư ng mà under weigh < kh i lư ng bao < over weigh thì ñ n v trí 2.2.3. So sánh v i các h th ng ñi u khi n khác: c m bi n ( 6) nh bao thì pittong xylanh nh bao ñư c kích ho t h t 2.2.4. C u trúc ph n c ng c a PLC: nh bao lên băng t i chuy n bao. N u quá trình n p li u ñ n v trí 2.2.5. Khái ni m cơ b n v l p trình PLC: c m bi n (5) ki m tra kh i lư ng mà kh i lư ng bao < under weigh 2.2.6. Cơ ch ho t ñ ng và x lý tín hi u trên PLC: thì bao s không ñư c h t nh ra băng t i chuy n bao mà s ñư c n p K t lu n: Nghiên c u c u t o, ch c năng c a các thành ph n thêm li u chu trình n p li u ti p theo. Sau khi n p thêm li u n u máy ñóng bao và nguyên lý ñi u khi n quá trình n p li u vào bao và kh i lư ng bao < under weigh ho c kh i lư ng bao > over weigh thì cân cùng v i b ñi u khi n kh trình PLC là cơ s thi t m ch ñi u bao s ñư c h t nh ra t i v trí c m bi n (3) bao l i. N u quá trình khi n và vi t chương trình ñi u khi n cho PLC trong chương 3. n p li u ñ n v trí c m bi n (5) ki m tra kh i lư ng mà kh i lư ng bao > over weigh thì bao s không ñư c h t nh ra băng t i chuy n bao mà s ñư c h t nh ra t i v trí c m bi n (3) bao l i. Sau khi bao ñư c h t nh ra băng t i chuy n bao, h th ng reset l i b ñ m. Đ u cân T i tr ng bao Hi n th s AD PLC B ph n truy n, ho c Load cell nh n s li u VĐK Máy in Máy tính Cáp chuy n ñ i m ch giao ti p Đóng m piston khí nén ( Đi u khi n tr c ti p các ñi u khi n các van, k p bao), cu n dây solenoid, relay ñ ng cơ c p li u coil Hình 2.22. Sơ ñ ñi u khi n n p li u và cân
15 16 Chương 3 và máy do hãng Siemen s n xu t tương thích v i S7-200, phù h p THI T K B ĐI U KHI N CÂN VÀ ĐÓNG GÓI cho môi trư ng công nghi p và giá thành th p. 3.1 L A CH N PHƯƠNG ÁN VÀ THI T B ĐI U KHI N 3.1.1 B ñi u khi n kh trình PLC Ch n b PLC S7-200 c a Siemens, CPU224 là phù h p và ñáp ng ñư c yêu c u c a h th ng ñi u khi n. Sơ ñ b trí các b ph n S7-200 như hình 3.1 Hình 3.2 Thi t b TD 200 Bên trong: Các LED ch tr ng thái - Ngu n cung c p 3.1.3 Thi t b ch th kh i lư ng c a các ñ u vào ra - T cao c p Thi t b ch th kh i lư ng (ñ u - Đ ng h th i gian (CPU 224/226) hi n th tr ng lư ng cân) có nhi u lo i Các LED ch Chi t áp tương t tr ng thái c a do nhi u hãng s n xu t khác nhau. Trong h th ng ñi u khi n này ta ch n Khe c m cho: Hình 3.3 Thi t b ch J c c m mô Ch th kh i lư ng KH3B-V c a hãng - Mô ñun nh ñun Omron – Nh t. th kh i lư ng - Mô ñun pin - Mô ñun ñ ng m r ng 3.2 K T N I CÁC THI T B TRONG H TH NG h 3.2.1. K t n i gi a PLC S7-200, CPU 224 v i máy tính: L ñ g n lên 3.2.2. Giao ti p gi a DT 200 và PLC S7-200: C ng truy n thông giá ñ 3.2.3. K t n i ñ u cân và PLC: Ch t k p ñ l p CPU 3.2.4. K t n i gi a ñ u cân v i c m bi n tr ng lư ng ( Loadcell): lên ray DIN Hình 3.1 Sơ ñ b trí các b ph n c a PLC 3.1.2 TD 200 ( Giao di n gi a ngư i và máy ) Thi t b TD 200 ( S7-200 Text Display Devices ) cho phép ngư i v n hành hay ngư i s d ng có th tương tác v i ng d ng ho c hi n th các thông báo,…TD 200 là thi t b giao di n gi a ngư i
17 18 3.3 SƠ Đ M CH C A H TH NG
19 20
21 22 Đ ng cơ turbin c p li u ho t ñ ng F Ki m tra kh i lư ng bao T Ti p t c n p Đóng van 3 v trí, n p tinh F Ki m tra kh i lư ng bao Ti p t c n p vòng 2 T 3.4 SƠ Đ THU T TOÁN CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N D ng n p li u, ñóng hoàn toàn van 3 v trí 3.4.1 Máy ñóng bao quay ( Ch ñ làm vi c bình thư ng) B tñ u Ki m tra kh i T lư ng bao Kh i ñ ng máy(máy quay) F F Ki m tra v trí nh bao N p v bao vào vòi Nh bao t i v trí bao l i T K p bao Không nh bao Bao ñư c h t ra băng t i F Ki m tra có bao Reset b ñ m T Pittong xy lanh K t thúc C p khí vào bao,M van 3 v trí k p bao h i v 3.4.2 Máy ñóng bao ñ ng yên (Ch ñ ki m tra)
23 24 B tñ u K T LU N 1 K T QU C p ngu n (máy ñ ng yên) - Đã thi t k , ch t o h th ng ñi u khi n ñóng bao xi măng và cân, s d ng PLC S7-200 CPU 226 XP c a hãng Siemens. H th ng N p v bao vào vòi ñã ñư c l p ñ t trên hai máy ñóng bao t i Phân xư ng 2 Công ty C K p bao ph n Vicem H i Vân. - H th ng này ho t ñ ng theo các yêu c u ñ t ra. H th ng F ho t ñ ng n ñ nh, Chính xác cao, v n hành x lý d dàng và giá Ki m tra có bao thành th p. Pittong xy lanh T - Thông qua giao di n TD200 ngư i v n hành có th cài ñ t k p bao h i v C p khí vào bao,M van 3 v trí các thông s c a h th ng ñ có th ñáp ng phù h p v i nhi u lo i li u cũng như nhi u lo i bao có kh i lư ng khác nhau và theo dõi Đ ng cơ turbin c p li u ho t ñ ng giám sát ñư c các s c . 4.2. TRI N V NG Đ TÀI - Sau khi l p ñ t thành công trên máy ñóng bao t i Phân F Ki m tra kh i lư ng bao xư ng 2 c a Công ty s ti p t c nghiên c u phát tri n ñ tài ñ c i t o máy ñóng phân xư ng 1 (hi n ñang dùng h th ng cân cơ ) sang T Đóng van 3 v trí, n p tinh h th ng như trên. Ti p t c n p - Nghiên c u ng d ng h th ng ñi u khi n ñóng gói t ñ ng và cân, không ch cho dây chuy n s n xu t xi măng mà còn phát tri n Ki m tra kh i v i nhi u dây chuy n thi t b khác như phân bón, b t mì,... lư ng bao F - Vi c nghiên c u h th ng ñi u khi n giám sát s d ng PLC T t ñ tài ñã m ra nhi u ng d ng th c t khác t i Công ty trong th i D ng n p li u, ñóng van 3 v trí gian ñ n s tri n khai như: Ti p t c n p Reset b ñ m * H th ng ñ nh lư ng ch t tr nghi n. * B ñ m bao và ñi u khi n. K t thúc 3.5 CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N N P LI U VÀ CÂN BAO