Tinh lọc nước dừa part7

Chia sẻ: Vanthi Bichtram | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

64
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khối nhiệt độ là khối tạo nguồn nhiệt của sản phẩm. Do mô hình chỉ có tính tượng trưng mô phỏng sự làm việc của dây chuyền nên khối nhiệt ở đây được tạo bằng các đèn sợi đốt. + Khối cảm biến có tác dụng đo nhiệt độ sản phẩm và khuếch đại tín hiệu, để đưa vào PLC xử lý và đưa quyết định điều khiển các cơ cấu chấp hành có trong dây chuyền khâu tinh lọc

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tinh lọc nước dừa part7

B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 C¸c c¬ cÊu chÊp hµnh ** NhiÖm vô tõng khèi: + Khèi nhiÖt ®é lµ khèi t¹o nguån nhiÖt cña s¶n phÈm. Do m« h×nh chØ cã tÝnh t−îng tr−ng m« pháng sù lµm viÖc cña d©y chuyÒn nªn khèi nhiÖt ë ®©y ®−îc t¹o b»ng c¸c ®Ìn sîi ®èt. + Khèi c¶m biÕn cã t¸c dông ®o nhiÖt ®é s¶n phÈm vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu, ®Ó ®−a vµo PLC xö lý vµ ®−a quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh cã trong d©y chuyÒn kh©u tinh läc. + Khèi PLC cã t¸c dông thu thËp tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn, sau ®ã xö lý vµ ®−a quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh trong d©y chuyÒn. + Khèi c¬ cÊu chÊp hµnh lµ c¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh cã trong d©y chuyÒn thùc hiÖn c¸c thao t¸c vËn hµnh d©y chuyÒn. Khèi nµy gåm c¸c ®éng c¬, c¸c van. 3.3.2. ThiÕt kÕ vµ ph©n tÝch nguyªn lý ho¹t ®éng tõng khèi 1- Khèi nhiÖt ®é Nh− ®· ®Ò cËp ë trªn th× khèi nhiÖt ®é sÏ ®−îc m« pháng b»ng nhiÖt ®é cña c¸c bãng ®Ìn ®iÖn ¸p 220V - 100W. C¸c ®Ìn sÏ t¹o nguån nhiÖt ®Ó trong mét hép coi nh− vïng nhiÖt ®é s¶n phÈm. ViÖc ®iÒu khiÓn cÊp nhiÖt lµ viÖc ®ãng c¾t c¸c ®Ìn sîi ®èt ®Ó t¨ng hoÆc h¹ nhiÖt ®é s¶n phÈm. 2 – Khèi c¶m biÕn C¶m biÕn ®−îc ®Þnh nghÜa nh− mét thiÕt bÞ dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng vËt lý vµ c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn cã thÓ ®o ®−îc (nh− dßng ®iÖn, ®iÖn thÕ, ®iÖn dung, trë kh¸ng…). Nã lµ thµnh phÇn quan träng nhÊt trong mét thiÕt bÞ ®o hay trong mét hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng. Cã thÓ nãi r»ng Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 55
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 nguyªn lý ho¹t ®éng cña mét c¶m biÕn, trong nhiÒu tr−êng hîp thùc tÕ, còng chÝnh lµ nguyªn lý cña phÐp ®o hay cña ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tù ®éng. C¸c ®¹i l−îng vËt lý lµ ®èi t−îng ®o l−êng nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt… lµ c¸c ®¹i l−îng cÇn ®o. Sau khi tiÕn hµnh c¸c c«ng ®o¹n ®Ó tiÕn hµnh ®o c¸c ®¹i l−îng nµy ta nhËn ®−îc ®¹i l−îng ®iÖn t−¬ng øng ë ®Çu ra. §¹i l−îng ®iÖn nµy cïng víi sù biÕn ®æi cña nã chøa ®ùng tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó nhËn biÕt ®èi t−îng cÇn ®o. ViÖc ®o ®¹c c¸c ®èi t−îng nµy thùc hiÖn ®−îc lµ nhê cã c¸c c¶m biÕn. VËy c¶m biÕn lµ mét thiÕt bÞ chÞu t¸c ®éng cña ®¹i l−îng cÇn ®o kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn vµ cho ta mét ®Æc tr−ng mang b¶n chÊt ®iÖn ( nh− ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, trë kh¸ng....). ** Vai trß cña c¶m biÕn trong qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸. §· tõ l©u c¶m biÕn ®−îc sö dông nh− nh÷ng bé phËn ®Ó c¶m nhËn vµ ph¸t hiÖn, nh−ng chØ tõ vµi chôc n¨m trë l¹i ®©y chóng míi thÓ hiÖn râ vai trß quan träng trong c¸c ho¹t ®éng cña con ng−êi. Nhê c¸c tiÕn bé cña khoa häc vµ c«ng nghÖ trong lÜnh vùc vËt liÖu, thiÕt bÞ ®iÖn tö vµ tin häc c¸c c¶m biÕn ®· cã kÝch th−íc nhá h¬n, c¶i thiÖn tÝnh n¨ng vµ ngµy cµng më réng ph¹m vi øng dông. Giê ®©y kh«ng cã mét lÜnh vùc nµo mµ ë ®ã kh«ng cã sö dông c¸c c¶m biÕn. Chóng cã mÆt trong c¸c hÖ thèng tù ®éng phøc t¹p, ng−êi m¸y, kiÓm tra chÊt l−îng s¶n phÈm, tiÕt kiÖm n¨ng l−îng, chèng « nhiÔm m«i tr−êng. C¶m biÕn còng ®−îc øng dông réng r·i trong lÜnh vùc giao th«ng vËn t¶i, hµng tiªu dïng, b¶o qu¶n thùc phÈm, « t«, trß ch¬i ®iÖn tö v.v… a. ThiÕt kÕ c¶m biÕn nhiÖt Trong tÊt c¶ c¸c ®¹i l−îng vËt lý, nhiÖt ®é lµ mét trong nh÷ng ®¹i l−îng ®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt. §o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng thøc ®o l−êng kh«ng ®iÖn, ®o nhiÖt ®é ®−îc chia thµnh nhiÒu d¶i nhiÖt ®é kh¸c nhau nh− sau: + §o nhiÖt ®é thÊp + §o nhiÖt ®é trung b×nh + §o nhiÖt ®é cao Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 56
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 - Cã nhiÒu c¸ch ®o nhiÖt ®é kh¸c nhau, trong ®ã cã thÓ liÖt kª c¸c ph−¬ng ph¸p chÝnh nh− sau: + Ph−¬ng ph¸p quang dùa trªn sù ph©n bè bøc x¹ nhiÖt ®é do dao ®éng nhiÖt (hiÖu øng Doppler). + Ph−¬ng ph¸p c¬ dùa trªn sù gi·n në cña vËt r¾n, cña chÊt láng hoÆc chÊt khÝ (víi ¸p suÊt kh«ng ®æi), hoÆc dùa trªn tèc ®é ©m. + Ph−¬ng ph¸p ®iÖn dùa trªn sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo nhiÖt ®é, hiÖu øng seebeck, hoÆc dùa trªn sù thay ®æi tÇn sè dao ®éng cña th¹ch anh. ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hµnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt nh−: + Caëp nhieät ngÉu + NhiÖt kÕ ®iÖn thÕ kim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn + C¶m biÕn th¹ch anh ViÖc sö dông c¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng ph¸p th«ng dông ®−îc sö dông trong c¸c øng dông m« pháng th«ng th−êng, nªn ë ®©y t«i chän ph−¬ng ¸n sö dông IC nµy. ** Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña IC ®o nhiÖt ®é IC ®o nhiÖt ®é lµ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn d−íi d¹ng ®iÖn ¸p. + S¬ ®å nguyªn lý m¹ch cña LM335 nh− sau: Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 57
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 Dùa vµo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y cña c¸c b¸n dÉn víi nhiÖt ®é, t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn, tû lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt ®èi. §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vµ c¸c lç trèng trong c¸c b¸n dÉn, b»ng sù ph¸ vì c¸c ph©n tö, bøt c¸c electron thµnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu tróc m¹ng tinh thÓ t¹o sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng, lµm cho tû lÖ ®iÖn tö tù do vµ lç trèng t¨ng lªn theo quy luËt hµm mò víi nhiÖt ®é. C¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®é cã ®é chÝnh x¸c cao, dÔ t×m trªn thÞ tr−êng hiÖn nay, ®ång thêi nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh phï hîp víi thiÕt kÕ chi tiÕt cña m¹ch, vµ trong m¹ch nµy ta dïng lo¹i IC LM335, d−íi ®©y lµ mét sè ®Æc ®iÓm kü thuËt vÒ LM 335. * §Æc tÝnh kü thuËt + H×nh d¹ng bªn ngoµi Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 58
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 + S¬ ch©n nèi cña nã nh− sau: S¬ ®å nh×n tõ d−íi ch©n thiÕt bÞ + V+ vµ V- lµ hai ®Çu nguån ®Æt cña c¶m biÕn + ADJ lµ ch©n chuÈn ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®Çu ra cña c¶m biÕn. *TÝnh chÊt c¬ b¶n cña LM335: - LM335 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é lµ: 10mV / 10C - §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi kho¶ng ®o tõ 00C – 1280C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo. - Th«ng sè kü thuËt: + Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp + Dßng lµm viÖc tõ 450m A - 5mA Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 59
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 + Dßng ®iÖn ng−îc 15mA + Dßng ®iÖn thuËn 10mA + §é chÝnh x¸c : khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V - 3,04V. - §¨c tÝnh ®iÖn: Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: Vout = 0,01xT0K = 2,73 + 0,01xT0C VËy øng víi kho¶ng ho¹t ®éng tõ 00C - 1000C ta cã sù biÕn thiªn ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: ë 00C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,73 (V) ë 50C th× ®iÖn ¸p ngâ ra lµ Vout = 2,78 (V) ........................... ë 1000C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout =3,73 (V) Kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng lµ 1V víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 00C – 1000C ** Thieát keá cuï theå maïch caûm bieán duøng LM335 + S¬ ®å m¹ch nh− sau: LM335 H×nh 3.2. S¬ ®å m¾c kh«ng chuÈn hãa §iÖn ¸p ®Æt ë ®©y lµ +5V. §©y lµ s¬ ®å m¾c lµm viÖc ë chÕ ®é ch−a chuÈn hãa tøc lµ kh«ng ë 250C. Ngoµi ra ta cßn cã c¸ch m¾c ®Ó chuÈn hãa ®iÒu kiÖn chuÈn nh− sau. Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 60
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 LM335 H×nh 3.3. S¬ ®å m¾c chuÈn hãa + TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn Ta cã 450m A < IR < 5mA 450m A < (5-V0)/R< 5mA (5-V0)/5mA < R
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 ¸p, víi hÖ sè khuÕch ®¹i 10 lÇn cho ®Çy møc giíi h¹n ®Çu vµo cña PLC s¬ ®å nh− (h×nh 3.2). VR1 V0 V1 V2 H×nh 3.4. S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i Theo nh− h×nh trªn th× V+ vµ V- ®−îc tÝnh nh− sau: V+ = R4 .V2/(R2 + R4) V- = (V0 – V1) . R5/(R3 + R5) – V1 V× : V + = V- suy ra R4 .V2/(R2 + R4) = (V0 – V1) . R5/(R3 + R5) – V1 Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 62
B¸o c¸o tèt nghiÖp §inh V¨n Hïng - T§H46 V1 : lµ ®iÖn ¸p ngâ vµo ®¶o cña bé khuÕch ®¹i vµ V1 = 2,73 V V2 : lµ tÝn hiªu ra cña c¶m biÕn vµ V2 = 2,73 + 0,01xT0C V0 : lµ ®iÖn ¸p ngâ ra cña OA vµ V0 = K(V2 – V1) K : lµ hÖ sè khuÕch ®¹i Nh− vËy ta xÐt ë nhiÖt ®é 00C th× V2 = V1; V0 = 0V = > R4 /(R2 + R4) = R5 /(R3 + R5) §Ó ®¬n gi¶n ta chän R2 = R3; R4 = R5 nh− vËy: V0 = (V2 – V1).R5/R3 Chän hÖ sè khuÕch ®¹i K = R5 / R3 = 10 MÆt kh¸c ta cã dßng cña OA lµ I0 < 20mA, nªn dßng håi tiÕp If If = (V0 – V1)/(R3 + R5) R3 + R5 >> (V0 – V1)/20mA Mµ V0max =10V V1 = 2,73V => R3 + R5 >> 2,27/ 20mA Hay 6R3 >>2,27 / 20mA => R3 >>18,4 (Ohm) Chän R3 = 1k; R5 = 10k; VR1 = 15k Do ®ã R1 = 100 (Ohm) c. Thieát keá c¶m biÕn møc chÊt láng Môc ®Ých cña viÖc ®o vµ ph¸t hiÖn møc chÊt l−u lµ x¸c ®Þnh møc ®é hoÆc khèi l−îng chÊt l−u trong c¸c b×nh chøa. Cã hai d¹ng ®o lµ ®o liªn tôc vµ x¸c ®Þnh theo ng−ìng. Khi ®o liªn tôc, biªn ®é hoÆc tÇn sè cña tÝn hiÖu ®o cho biÕt thÓ tÝch chÊt l−u cßn l¹i trong b×nh chøa. Khi x¸c ®Þnh theo ng−ìng, c¶m biÕn ®−a ra tÝn hiÖu d¹ng nhÞ ph©n cho biÕt th«ng tin vÒ t×nh tr¹ng hiÖn t¹i møc ng−ìng cã ®¹t hay kh«ng. Th«ng th−êng ng−êi ta hay kÕt hîp c¶ hai lo¹i ®Çu ®o ph¸t hiÖn ng−ìng cao vµ ng−ìng thÊp ®Ó tù ®éng hãa quy tr×nh cung cÊp vµ hót chÊt l−u tõ b×nh chøa. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó thiÕt kÕ c¶m biÕn møc chÊt láng nh−: ph−¬ng ph¸p thñy tÜnh, ph−¬ng ph¸p ®iÖn, ph−¬ng ph¸p bøc x¹. Khoa C¬ §iÖn Tr−êng ®¹i häc NNI 63