Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Mục đích đề tài

2 Mục đích đề tài

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nội dung thực hiện:

- Điều khiển tự động cung cấp nguyên liệu.

- Điều khiển tự động cân định lượng.

- Giám sát hệ thống thông qua phần mềm Citect SCADA.



2



Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu dây chuyền chế biến thức ăn chăn ni

2.1.1 Quy trình chế biến thức ăn chăn ni



Hình 2.1 Quy trình chế biến thức ăn chăn ni

Ngun lý hoạt động:

Các nguyên liệu khô dạng hạt (bắp, đậu nành, tấm …) các nguyên liệu khô

dạng cục, lát (như bánh dầu, lát củ khô); cá khô, chứa trong kho hoặc các silo chưa

được định lượng đưa vào máy nghiền hoặc các máy vận chuyển (gàu tải, vít tải, cào

tải). Từ máy nghiền hỗn hợp các dạng bột được đưa vào máy trộn. Nguyên liệu dạng

bột (cám gạo, cám mì, bột mì,…) Premix được định lượng và đưa thẳng vào máy trộn.

Hỗn hợp thức ăn chăn ni hồn chỉnh được đưa vào máy ép viên. Thường các máy ép

viên được cung cấp hơi nước vào để hòa trộn với thức ăn tạo thành dạng ẩm và đươc

đưa vào ép thành viên. Viên thức ăn sau khi ra khỏi máy nhiệt độ khoảng 65 ÷ 85 0C,

độ ẩm 28 ÷ 30% được làm nguội. Qua máy làm nguội viên đã khô cứng lại chuyển

qua sàng phân loại. Các viên đạt yêu cầu được đưa x́ng silo chứa, định lượng, đóng

bao. Các viên vỡ hoặc dính được chuyển về máy ép viên, ép lại.



3



2.1.2 Yêu cầu cơ bản đối với máy và thiết bị chế biến thức ăn chăn ni

 Máy nghiền

-



Ít tạo ra bụi bột (bụi bột cho vật ăn sống sẽ kém đồng hóa dịch vị, gây lãng

phí, mất vệ sinh cho người phục vụ…)



-



Khơng làm bột q nóng (nhiệt độ bột sau khi nghiền không quá 400C)



-



Nghiền được nhiều loại thức ăn.



-



Điều chỉnh được độ to nhỏ phù hợp với từng vật ni.



-



Ít làm ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng nghiền



 Máy trộn

- Đảm bảo chất lượng trộn cao (độ trộn đều), nhất là khi trong hỡn hợp có

những thành phần với tỉ lệ ít.

- Có thể trộn những dạng hỡn hợp khơ, ẩm.

- Có năng suất cao và tiêu thụ mức năng lượng thấp.

- Sử dụng, chăm sóc thuận tiện.

 Máy định lượng

-



Đảm bảo độ chính xác với độ lệch mức thấp nhất theo quy định, nếu quá



mức quy định sẽ tác động xấu đến vật nuôi.

-



Điều chỉnh mức được thuận tiện.



-



Làm việc ổn định, đơn giản, dễ sử dụng, chăm sóc thuận tiện.



 Máy ép viên

- Đảm bảo kích thước viên theo yêu cầu vật nuôi.

- Đảm bảo độ bền của viên, không bị vỡ vụn khi va chạm hay rung động.

- Độ cứng của viên và yêu cầu tan rã của viên thức ăn trong nước phải đạt yêu

cầu.

- Ẩm độ của viên khi đưa vào đóng bao phải dưới 14%

- Độ đồng đều của viên cao.

- Năng suất máy cao, chi phí năng lượng riêng thấp.

- Máy và dây chuyền ép viên có khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao.

4



Tất cả các loại máy sử dụng trong hệ thống đều phải đạt được các yêu cầu về an

toàn lao động, dễ sử dụng, chăm sóc, sửa chữa dễ dàng.

2.1.3 Một số sơ đồ dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi

2.1.3.1 Dây chuyền sản xuất thức ăn dạng viên năng suất 6 – 7 tấn /giờ của công

ty Bukler – Thụy Sĩ

Trong hệ thống lắp đặt một số máy chính sau:

Sàng phân loại hạt và viên DFTA – 12 có diện tích mặt sàng 2,4m 2 làm việc

theo nguyên tắc rung có động cơ của bộ phận rung công suất 0,3 kW.

Máy nghiền ZINAL DFZC – 1135 có đường kính roto nghiền 1000mm, chiều

rộng roto 350mm, quay với số vòng quay 1000 ÷ 1500 vòng/phút.

Máy trộn DFMF – 33PL , loại dải vít hẹp nằm ngang có khả năng trộn tới đa

2300kg một mẻ.

Máy ép viên DPCA – 420.138. Máy làm việc theo nguyên tắc khuôn con lăn,

đường kính trong của khuôn 420mm, chiều rộng làm việc của khn 138mm, trong đó

có 2 con lăn đường kính ngoài 206mm. Chi phí năng lượng riêng 25kWh/tấn. Khuôn

được làm bằng thép đặc biệt với đường kính lỗ 3mm.

Máy làm nguội DFKG – 16 .

Các máy vận chuyển trong dây chuyền là gàu tải model RGEL và các vít tải.

2.1.3.2 Dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng viên năng suất 10 tấn / giờ

của công ty Peja – VANASEN (Hà Lan)

Nguyên liệu dạng cục, dạng hạt được gàu tải đưa vào các silo chứa. Dưới mỡi

silo đều có vít tải để đưa ngun liệu từ các silo cho bộ phận định lượng theo kiểu cân

cộng dồn. Hỗn hợp nguyên liệu đã định lượng được đưa vào máy nghiền. Hỗn hợp bột

nghiền được đưa vào máy trộn kiểu dải xoắn hẹp nằm ngang.

Nếu hỗn hợp là dạng bột thì thức ăn được chuyển từ thùng chứa dưới máy trộn

sang silo chứa thức ăn dạng bột để đóng bao. Nếu sản xuất thức ăn viên thì thức ăn

dạng bột được chuyển qua máy ép viên. Sau máy ép viên là máy làm nguội, sàng phân

loại, silo chứa, đóng bao.

Máy ép viên: model Compact – 500 bao gồm máy trộn ẩm có đường kính

400mm dài 1940mm, động cơ có cơng suất 7,5kW (10HP) và phần máy ép viên.

5



Máy làm nguội model TK – 1800 năng suất tới đa 7 tấn/h làm nguội viên có

đường kính từ 3 ữ 8mm, kich thc ca mỏy 1800 ì 1800 × 1600mm. Các máy vận

chuyển trong dây chuyền là các gàu tải model 200 × 200 chiều cao 23,5m năng suất 25

tấn/giờ và các vít tải model 250 có năng suất 25 tấn/ha.

2.1.3.3 Dây chuyền sản xuất thức ăn chăn ni dạng viên năng suất 10 tấn / giờ

của xí nghiệp SCALA (An Phú – Q9)

Đây là dây chuyền do Cộng hòa Liên Bang Đức chế tạo và lắp đặt tại xí nghiệp

An Phú (TP.HCM) từ trước năm 1975 và được bổ sung hồn chỉnh lại năm 1996. Hệ

thớng máy có năng suất 10 tấn/giờ khi sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng bột, tối đa 7

tấn/giờ đối với các thức ăn dạng viên. Trong hệ thống gồm các máy có sẵn: máy trộn

MIAG, máy nghiền MIAG – 21772, máy định lượng đóng bao. Các máy nhập mới:

máy xử lý hồng ngoại dùng để xử lý đậu nành MICRO RED – 20, máy ép viên RP

413, sàng làm sạch phân loại hạt OBG – 25, còn lại được lắp ráp trong nước.

Với tổng giá thành trước và sau là khoảng 12 tỷ đồng Việt Nam, hiện nay nhà

máy còn đang hoạt động tốt với chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật chăn nuôi

và được tiêu thụ trong cả nước, với giá thành sản phẩm cạnh tranh. Ngoài ra sản phẩm

còn được xuất khẩu. Hiện nay nhà máy sản xuất trên 30 loại cho trâu bò, heo, gia cầm.

Do đặc điểm của các nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam rất đa

dạng và khác nhau về tính chất cơ lý, vì vậy trong hệ thớng máy, dây chuyền sản xuất,

các máy có những thay đổi phù hợp. Hệ thống silo chứa không phải là silo chứa hạt

mà là chứa bột đã nghiền từ nhiều máy nghiền cho các loại nguyên liệu cùng nhóm

khác nhau. Việc định lượng thực hiện từ 8 silo chứa đưa vào máy trộn bằng phương

pháp cân cộng dồn (định lượng theo trọng lượng) và được điều khiển hoàn toàn tự

động theo chương trình đã được định sẵn. Các thiết bị này được nhập từ Pháp. Máy

trộn trong hệ thống là máy trộn 2 trục với đai xoắn hẹp nằm ngang. Đường kính ngồi

của vít 700mm chiều dài 3,5m. Sớ vòng quay của trục 38 vòng/phút. Máy do công ty

MIAG lắp từ năm 1973 đã được hồi phục trở về trạng thái ban đầu. Nếu sản xuất thức

ăn hỗn hợp dạng bột thì từ máy trộn thức ăn được xả vào Silo chứa bột để định lượng

đóng bao.



6



2.2. PLC S7-200

Trong các hệ thống sản xuất, trong các thiết bị tự động và bán tự động, hệ thớng

điều khiển đóng vai trò điều phới tồn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị. Các hệ

thớng máy móc và thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có nhiều đại lượng vật lý cần

phải điều khiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự cơng nghệ nhất

định nhằm tạo ra một sản phẩm mong muốn.

Nhờ sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển

logic khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện và ngày càng

trở nên hoàn thiện và đa năng.

Chức năng chính của PLC là kiểm tra trạng thái của các đầu vào và điều khiển

các quá trình hoặc các hệ thớng máy móc thơng qua các tín hiệu trên chính đầu ra của

PLC. Tổ hợp logic của các đầu vào để tạo ra một hay nhiều tín hiệu ra được gọi là điều

khiển logic. Các tổ hợp logic thường được thực hiện theo trình tự điều khiển hay còn

gọi là chương trình điều khiển. Chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của

PLC có thể lập trình bằng thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC hoặc lập trình trên

máy tính cá nhân bằng các phần mềm chuyên dụng và truyền vào PLC qua mạng hay

cáp truyền dữ liệu.

PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển sớ

thơng qua một ngơ ngữ lập trình, thay cho việc sử dụng thuật tốn đó bằng mạch sớ.

Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển sớ

nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung

quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Tồn bộ chương trình điều khiển được

lưu trong bộ nhớ PLC dưới dạng khối chương trình (khới OB, FC, hoặc FB) và thực

hiện theo chu kỳ vòng quét.

 Ưu điểm của PLC

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Relay,

mạch tích hợp, IC số không thể nào sánh được :

- Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.

- Gọn nhẹ nên dễ dàng di chuyển, lắp đặt.

- Dễ bảo quản, sửa chữa.

7



- Bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình

phức tạp.

- Độ chính xác cao.

- Khả năng xử lý nhanh.

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

- Giao tiếp được với nhiều thiết bị khác, máy tính, mạng, các thiết bị điều khiển

khác.



Hình 2.2 Cấu hình cơ bản của PLC

2.2.1 Cấu trúc chung của một hệ thống PLC

Một hệ thống PLC cơ bản gồm hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Central

Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O).

- Thiết bị đầu vào (Input): gồm có các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển như nút

nhấn, cảm biến, cơng tắc hành trình,...

- Cơ cấu chấp hành (Actuators): gồm các thiết bị điều khiển như chuông, đèn,

công tắc, động cơ, van khí nén, điện trở, máy bơm, LED (Light Emitter Diode) hiển

thị,….

- Chương trình điều khiển (Program): định ra qui luật thay đổi tín hiệu đầu ra

(Output) theo tín hiệu đầu vào như mong ḿn. Các chương trình điều khiển được

tạo ra bằng cách sử dụng bộ lập trình chuyên dùng cầm tay (Hand-hold programmer

PG) hoặc chạy bằng phần mềm điều khiển trên máy vi tính sau đó được nạp vào

PLC thơng qua cổng nối giữa PLC và máy tính.

- Khối điều khiển trung tâm (CPU: Central Processing Unit) gồm ba phần: bộ phận

8



xử lý, bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp.

Sơ đồ khối một hệ thống được điều khiển bằng PLC được thể hiện như hình 2.11.



Hình 2.3 Sơ đồ khới một hệ thống được điều khiển bằng PLC

2.2.2 Cấu trúc phần cứng PLC

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển tất nhiên PLC phải có

tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều

hành, một bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có các cổng

vào ra để giao tiếp với các đới tượng điều khiển và để trao đổi thong tin với mơi

trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ các bài tốn điều khiển sớ, PLC cần

phải có thêm những khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ định thời

thời gian (Timer), và những khối hàm chuyên dụng (hình 2.4)



9



Bộ nhớ chương trình



Timer

Bộ đếm vào

ra



Khới xử lý

trung tâm + hệ

điều hành



Couter

Bit cờ



Cổng vào ra

Quản lý

ghép nối



Cổng ngắt và

đếm tớc độ cao



Hình 2.4 Cấu trúc phần cứng của PLC



Hình 2.5 Một PLC trong thực tế.

2.2.2.1 Bộ xử lý trung tâm

Bộ xử lý trung tâm CPU điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong của

PLC. Việc trao đôit thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào / ra được thực hiện thông

qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU. Một mạch dao động thạch anh cung cấp

clock tần số chuẩn cho CPU, thường là một hay 8 MHz, tùy thuộc vào bộ xử lý đang

sử dụng. Tần số xung xác định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện

đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống.

2.2.2.2 Bộ nhớ

Tất cả các PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau:

-



ROM

10



-



RAM



-



EPROM



Với sự tiến bộ của công nghệ chế tạo bộ nhớ, hầu như các PLC đều dùng bộ nhớ

EPROM. Trường hợp ứng dụng cần bộ nhớ lớn hơn có thể lựa chọn giữa bộ nhớ RAM

có nguồn pin ni và bộ nhớ EEPROM. Ngoài ra, PLC cần thêm bộ nhớ RAM cho các

chức năng khác nhau như:

- Bộ đệm để lưu trạng thái các ngõ vào và ngõ ra.

- Bộ nhớ tạm cho tác dụng định thì, tác vụ đếm, truy xuất cờ.

 Dung lượng bộ nhớ:

Đối với PLC loại nhỏ thường bộ nhớ có dung lượng cớ định, thương là 2kByte. Dung

lượng này là vừa đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều khiển trong công

nghiệp. Do giá thành bộ nhớ liên tục giảm, các nhà sản xuất PLC trang bị bộ nhớ ngày

càng lớn hơn cho các sản phẩm của họ.

2.2.2.3 Khối vào ra (Input/ Output)

Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5VDC và 15VDC

(điện áp cho TTL và CMOS), trong khi tín hiệu điều khiển có thể lớn hơn nhiều,

thường từ 24VDC đến 240VDC với dòng lớn.

Khối vào ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC với các

mạch công suất bên ngồi, kích hoạt các cơ cấu tác động, nó thực hiện sự chuyển đổi

cá mức điện áp tín hiệu và cách ly. Tuy nhiên khối vào/ra cho phép PLC kết nới trực

tiếp với các cơ cấu tác động có cơng suất nhỏ, cỡ 2A trở xuống, không cần mạch công

suất trung gian. Có thể lựa chọn thơng sớ cho các ngõ vào ra thích hợp với các yêu cầu

điều khiển cụ thể.

Tất cả các ngõ vào và ngõ ra đều được cách ly với các tín hiệu điều khiển bên

ngoài bằng mạch cách ly quang trên các khối vào/ ra. Mạch cách ly quang dùng một

diod phát quang va một transistor quang gọi là một bộ opto – couplet. Mạch này cho

các tín hiệu điện áp nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuống mức tín hiệu

chuẩn. Nó có tác dụng chớng nhiễu khi chuyển cơng tắc và bảo vệ quá áp từ nguồn cấp

điện, thường lên đến 1500V.

Đối với các PLC loại nhỏ, các ngõ vào/ra vật lý được bố trí cùng với CPU, tất

cả các ngõ vào/ra là cùng loại. Những PLC lớn có cấu trúc module cho phép sự lựa

11



chọn linh hoạt hơn cho các ngõ vào/ra vì có thể chọn các ngõ vào ra có nhiều loại khác

nhau.

Các module vào ra được thiết kế nhằm đơn giản việc kết nối các cơ cấu chấp

hành và cảm biến và PLC . Tất cả các ngõ vào/ra của PLC đều được thiết kế có các

đầu đinh ớc cho phép nhanh chóng gỡ bỏ các module bị hỏng. Tại mỗi đầu nối vào ra

đều đánh số địa chỉ để nhận dạng các ngõ vào/ra cụ thể khi lập trình hay khi thực hiện

chức năng giám sát trạng thái của chúng. Trạng thái của từng ngõ vào/ra được thể hiện

bằng LED chỉ báo ngay trên PLC có tác dụng kiểm tra tình trạng hoạt động của các

cảm biến và cơ cấu tác động nối kết với PLC tiện lợi hơn.

2.2.3 Cấu trúc của PLC

PLC S7-200 là loại nhỏ nhất trong các họ PLC của hãng Siemens (Đức). PLC

S7-200 có kích thước nhỏ gọn, giá thành thấp nhưng có nhiều tính năng trong điều

khiển tự động nên được sử dụng nhiều trong các hệ thống điều khiển.

2.2.3.1 Các tính năng của PLC S7-200

- Hệ thớng điều khiển Module nhỏ gọn.

- Có nhiều loại CPU khác nhau.

- Có nhiều Module mở rộng.

- Bus nối tích hợp Module ở mặt sau.

- Có thể nới mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus

- Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.

- Không quy định rãnh cắm.

- Phần mềm điều khiển riêng.

- Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module.

- Micro PLC có nhiều tính năng tích hợp.

2.2.3.2 Cách giao tiếp giữa máy tính và PLC

Để có thể giao tiếp giữa máy tính và PLC cho thực hiện việc Download hoặc

Upload PLC ta phải thực hiện các bước sau:

Chọn cổng giao tiếp:

- Trường hợp giao tiếp là cáp USB thì cổng giao tiếp phải chọn USB.

- Trường hợp giao tiếp là cáp COM thì phải chọn đúng cổng giao tiếp của máy

tính.

12



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Mục đích đề tài

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×