Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước. Điều đó đòi hỏi phải nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó ngành ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của đấ
Typology: Schemes and Mind Maps
1 / 59
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
On special offer
nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó ngành ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của đất nước. Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành Cơ điện tử nói chung, đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và trình độ chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí, điện-điện tử và kỹ thuật phần mềm. Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Cơ Điện Tử , từ những kiến thức đã được học, nhóm tác giả chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG SẤY LÚA TỰ ĐỘNG”. Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế con người trong công việc là vấn đề hết sức cần thiết. Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm em đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Quang Nhã để nhóm có thể hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất. Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót. Nhóm rất mong được sự phê bình, đánh giá của các thầy cô để nhóm có thể rút ra được kinh nghiệm cũng như phát triển thêm đề tài.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy!
Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2022 Nhóm thực hiện: Nguyễn Tiến Trường Sơn Trịnh Hồng Quân
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy
1.1.1. Khái niệm về sấy: Hạt và các sản phẩm nông nghiệp trước khi nhập kho bảo quản đều phải có độ ẩm ở mức độ an toàn. Điều kiện thích hợp của độ ẩm để bảo quản hạt là ở giới hạn từ 12%-14%. Phần lớn hạt thu hoạch về có độ ẩm cao hơn, trong điều kiện những mùa mưa độ ẩm của khí quyển cao nên sự thoát hơi nước tự nhiên của hạt chậm lại. Với độ ẩm của hạt lớn hơn 14% thì hoạt động sống tăng, hô hấp mạnh, lô hạt bị ẩm và nóng thêm. Đó là những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng, lô hạt tự bốc nóng và làm cho hạt bị hỏng. Để tránh hiện tượng trên ta phải đảm bảo độ ẩm của hạt xuống khoảng 14%. Do đó, đối với một nước nông nghiệp nhiệt đới khí hậu nóng ẩm mưa nhiều như nước ta thì sấy là một phương pháp rất quan trọng. Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kĩ thuật xay xát. Sản lượng bột giảm, chi phí năng lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến và làm máy nhanh bị hỏng; hạt thu được và sản phẩm chế biến từ hạt sẽ bảo quản khó và chỉ tiêu phẩm chất sẽ thấp. ở những hạt đã sấy hay phơi khô thì quá trình thủy phân chất béo thực hiện chậm , hiện tượng đắng của hạt và sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt sẽ bị tiêu diệt. Những hạt bị bốc nóng ở thời kì đầu, nhờ quá trình phơi sấy, hạt trở lại bình thường, quá trình tự bốc nóng dừng lại và những tính chất kỹ thuật của hạt được phục hồi. Hạt còn tươi chưa hoàn thành quá trình chín sinh lí thì nhờ quá trình sấy quá trình chín sinh lí được rút ngắn, hạt có được đặc tính kĩ thuật thích hợp của nó. Sấy khô sản phẩm là một quá trình rất phức tạp: khi sấy cần đảm bảo giữ được tính chất của sản phẩm, đảm bảo chất lượng và giữ nó ở trạng thái tốt. Quá trình sấy thực chất là quá trình dùng nhiệt để làm bốc hơi một phần lượng nước có trong sản phẩm. Quá trình này phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên kết của vật liệu sấy và tính chất hóa học của sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản phẩm hút ẩm.
1.1.2. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy. Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước trong sản phẩm sang thể hơi). Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất của hơi nước ở môi trường xung quanh (Pxq) và trên bề mặt sản phẩm (Psp). Để làm cho
1.2. Vật liệu sấy và tác nhân sấy
1.2.1. Cấu tạo hạt lúa
Hình 1 – Một tay máy robot thông dụng trong công nghiệp Thành phần hóa học của hạt thóc gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose. Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3 thành phần kể trên như: đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hóa học của hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc. Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng.
Bảng 1 - Các thành phần hóa học của hạt lúa: N ước Gluxit Protit Lipit Xenlulo Tro Vitamin B 1 13% 64,03% 6,69% 2,1% 8,78% 5,36% 5,36% Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong đời sống con người. lúa còn là nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm.
Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lương gạo xuất khẩu trên thế giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới. Đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.
1.2.2. Các đặc tính chung của khối thóc. a. Tính tan rời: là đặc tính khi đổ thóc từ trên độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang, lúa tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón. Góc tạo thành bởi đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiên của khối hạt. Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt nên còn gọi là góc ma sát trong, kí hiệu (φ 1 ). Dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi chất lượng lúa trong quá trình sấy và bảo quản. Đối với thóc, góc nghỉ khoảng từ 32-40o. Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khi hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng trượt gọi là góc trượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu (φ 2 ). Trường hợp không phải là một hạt mà là một khối hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên. Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả năng dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn. Độ rời của khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố như kích thước, hình dạng hạt và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại tạp chất trong khối hạt. đối với góc trượt còn thêm một yếu tố quan trọng nữa là loại vật liệu và trạng thái bề mặt vật liệu trượt. Bề mặt hạt thóc xù xì thì góc nghỉ và góc trượt lớn. Độ ẩm tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiêu tạp chất rác thì độ rời càng nhỏ. Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm. Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo quản. nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị nén chặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời. b. Tính tự phân loại: Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau (hạt chắc, hạt lép, tạp chất…), không đồng chất (khác nhau về hình dạng, kích thước , tỉ trọng…), do đó trong quá trình di chuyển chúng tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng gọi là tính tự phân của khối hạt. Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu đến việc
Tóm tắt quy trình công nghệ. Lúa ↓ Thu hoạch ↓ Loại tạp chất-phân loại ↓ Sấy ↓ ↓ ↓ Kho bảo quản Đóng bao Xay xát ↓ ↓ Kho bảo quản Gạo ↓ Kho bảo quản
1.2.4. Công nghệ sấy thóc. Thóc là đối tượng cần xử lý nhiệt nhiều hơn bất cứ loại hạt ngũ cốc nào khác. Sấy làm giảm độ ẩm của thóc vừa thu hoạch đến mức an toàn (13-14%) để bảo quản và xay xát. Yêu cầu cơ bản của quá trình sấy là nâng cao tốc độ sấy, giảm thiểu thời gian sấy và năng lượng tiêu hao mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm sấy. Trong sấy thóc đối lưu thời gian sấy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các thông số chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt),phương pháp sấy (sấy liên tục và gián đoạn,sấy có đảo hạt, đảo gió, làm dịu sau sấy...) và vật liệu sấy (loại thóc, kích thước hạt, độ chín khi thu hoạch, độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối quá trình sấy của thóc.
1.3. Các phương pháp sấy và các loại máy sấy thóc
1.3.1. Sấy bằng không khí tự nhiên – Phơi nắng Đó là phương pháp lợi dụng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm. Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu. Nó thúc đẩy quá trình chín sinh lí của hạt, có khả năng diệt trừ nấm, côn trùng, sâu mọt…bởi tác dụng của ánh nắng mặt trời. Nhưng phơi nắng có nhược điểm là không chủ động và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn, nhất là canh tác 2 vụ: Mùa khô rất ngắn ngủi không cho
phép phơi nắng tự nhiên một cách nhanh chóng. Phơi nắng còn tốn nhiều công lao động và không cơ giới hóa được. Thời gian để đạt được độ ẩm an toàn thường dài. Tuy vậy trong thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp dụng phương pháp phơi nắng đối với các loại ngũ cốc và một số nông sản khác. Những sản phẩm cần phơi trải thành những lớp mỏng nên mặt đất hay trên chiếu, phên…nên gặp rất nhiều bất tiện: dễ bị lẫn cát, dễ bị ẩm khi gặp mưa. Vì vậy khi cần làm khô một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kể điều kiện thời tiết thế nào thì ta sử dụng các phương pháp sấy nhân tạo.
Hình 2 – Phương pháp sấy tự nhiên
1.3.2. Các phương pháp sấy nhân tạo - các dạng máy sấy thóc. 1.3.2.1. Cấu tạo hệ thống sấy tĩnh vỉ ngang. Máy sấy tĩnh vỉ ngang có cấu tạo đơn giản, phù hợp với sản xuất phân tán và giá thành chấp nhận được. Máy sấy tĩnh vỉ ngang có cấu tạo bao gồm 4 bộ phận chính: quạt, lò đốt, buồng sấy và nhà che. Được chia làm 2 loại là loại không có đảo gió và loại có đảo gió. Máy sấy tĩnh vỉ ngang loại không đảo gió. Quá trình sấy được thực hiện như sau: thóc được đổ trên mặt sàn lưới lỗ với lớp dày khoảng 0.2-0.5m. Không khí nóng tạo nên bởi lò đốt, được quạt sấy hút và thổi vào gió hông, sau khi đã hòa trộn với không khí môi trường đạt đến nhiệt độ khí sấy cần thiết. Sau đó từ ống gió hông, khí sấy chuyển hướng qua buồng gió chính (buồng sấy) nằm phía dưới sàn lỗ và đi hướng lên xuyên qua lớp hạt mang ẩm thoát ra ngoài. Quá trình sấy tiếp diễn cho đến khi cả lớp hạt dưới và trên đạt được độ ẩm cần thiết.
a) Sấy tháp liên tục: Hạt qua tháp sấy một lượt rồi vào bin ủ, và nghỉ (ủ) ở đó một thời gian (từ 2- 24h tùy chế độ sấy và loại hạt) sau đó lại qua tháp sấy lượt thứ 2,3…mục đích của ủ là cho độ ẩm ở trung tâm hạt có thời gian ra ngoài mặt để dễ bốc hơi. Chênh lệch ẩm độ quá nhiều giữa gần mặt hat với trung tâm hạt sẽ gây ứng suất làm gãy vỡ hạt. điều này là tối kị trong sấy lúa. Xay ra gạo bị bể thành tấm. Không khí vào từ những máng úp ngược, và thoát ra ở những máng song song nằm so le phía trên và phía dưới. b) Sấy tháp tuần hoàn Hạt đi qua tháp sấy được gầu tải đư trở lại tháp. Thời gian “ủ” thực chất là thời gian hạt ở trong gầu tải và ở trong thùng chứa phía trên buồng sấy nên tương đối ngắn, khoảng 30’. Hạt chảy xuống giữa hai vách lưới lỗ song song cách nhau 15-23cm. không khí từ buồng giữa thổi xuyên qua lớp hạt. lớp hạt trong và lớp hạt ngoài cứ đi xuống song song, không trộn lẫn nhau nên có sự chênh lệch độ ẩm cuối. So với máy sấy tĩnh, các loại máy sấy tháp hiện chưa được sử dụng nhiều đặc biệt là sấy lúa vì các loại máy này chỉ hoạt động hiệu quả với lúa có độ ẩm <24% chỉ có ở vụ Đông Xuân, còn Hè Thu thường 28-30%, và hiện tại “tập quán” sấy ở ta chủ yếu “đối phó” cho vụ Hè Thu. Ngoài ra , vấn đề giá đầu tư và chi phí sấy các loại máy này đều khá cao sao với các loại máy sấy tĩnh vỉ ngang. 1.3.2.3. Máy sấy tầng sôi. Sấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thích hợp cho việc sấy các hạt nông sản. Bộ phận chính của TBS tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới buồng sấy đặt ghi lò. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác nhân sấy đi qua nhưung hạt không lọt xuống được. tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng các hạt vật liệu và làm cho lớp hạt xáo trộn. Quá trình sôi này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt vật liệu khô hơn nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khô sẽ được đưa ra ngoài qua đường tháo liệu. Ưu điểm của sấy tầng sôi là:
2.1 Khái quát chung về PLC
2.1.1 Lịch sử hình thành Thiết bị điều khiển khả trình (PLC, programmable logic controller) là một loại máy tính điều khiển chuyên dụng, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, do nhà phát minh người Mỹ Richard Morley lần đầu tiên đưa ra ý tưởng vào năm 1968. Dựa trên yêu cầu kỹ thuật của General Motors là xây dựng một thiết bị có khả năng lập trình mềm dẻo thay thế cho mạch điều khiển logic cứng, công ty Allen Bradley và Bedford Associate (Modicon) đã đưa ra trình bày đầu tiên. Trước đây thiết bị này thường được gọi với cái tên Programmable Controller, viết tắt là PC, sau này khi máy tính cá nhân PC (Personal Computer) trở nên phổ biến từ viết tắt PLC hay được dùng hơn để tránh nhầm lẫn. 2.1.2 Các loại PLC thông dụng Bảng 2 - Một số loại PLC thông dụng.
Hãng Siemens
Hãng Omron
Dòng CPM1A, CPM2A, CPM2C Dòng CQM Dòng CP1E Dòng CP1L Dòng CP1H Dòng CJ1/M
Hãng Mitsubishi
Dòng FX: FX1N, FX1S, FX2N, FX3G… Dòng A PLC: A large CPU, QnAS CPU, AnS CPU Dòng Q PLC Dòng L PLC
Hãng Delta Dòng DVP – SA Dòng DVP – SC Dòng DVP – SX Dòng DVP – SV Dòng DVP – ES
2.1.3 Ngôn ngữ lập trình Các ngôn ngữ lập trình PLC được quy định trong chuẩn IEC 61131 – 3 bao gồm: Ngôn ngữ lập trình cơ bản: Instruction List (IL): dạng hợp ngữ. Structured Text (ST): giống Pascal. Các ngôn ngữ đồ họa: Ladder Diagram (LD): giống mạch rơ le. Function Block Diagram (FBD): giống mạch nguyên lý. Sequential Function Charts (SFC): xuất xứ từ mạng Petri/Grafcet.
2.1.4 Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC. 2.1.4.1 Cấu trúc.
Hình 3 - Sơ đồ khối PLC Bộ xử lý trung tâm (CPU): Bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý điều hành hoạt động của toàn hệ thống. Các kênh truyền (các BUS): bus dữ liệu (thường là 8 bit), đường dẫn các thông tin dữ liệu, mỗi dây truyền 1 bit dạng số nhị phân. Bus địa chỉ (thường là 8 hoặc 16 bit), tải địa chỉ vị trí nhớ trong bộ nhớ. Bus điều khiển, truyền tín hiệu điều khiển từ CPU
