Hệ thống điều khiển và giám sát cân trộn và nghiền nguyên liệu chuyên nghiệp

• Tác giả: Đào Trọng Tuấn
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tấn Đời
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
• Đề tài: Điều khiển và giám sát cân trộn và nghiền nguyên liệu
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Mục tiêu đề tài
• 1.2. Giới hạn đề tài
• 1.3. Giới thiệu nội dung
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu chương
• 2.2. Hệ thống cân định lượng và nghiền trong nhà máy
• 2.3. Cấu tạo của một hệ cân bằng định lượng
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giải pháp điều khiển

Giải pháp điều khiển là trọng tâm của đề tài, tập trung vào việc thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển tự động cho quy trình cân trộn và nghiền nguyên liệu. Hệ thống sử dụng thuật toán PID để điều chỉnh tốc độ băng tải, đảm bảo lưu lượng nguyên liệu chính xác. Các thiết bị như PLC, biến tần, và cảm biến được tích hợp để tối ưu hóa quá trình điều khiển. Tự động hóa giúp giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả sản xuất.

1.1. Thuật toán PID

Thuật toán PID được áp dụng để điều chỉnh tốc độ băng tải dựa trên tín hiệu từ cảm biến trọng lượng và tốc độ. Tối ưu hóa các thông số PID giúp hệ thống đạt được độ chính xác cao trong việc cân đo nguyên liệu. Các thông số này được điều chỉnh thông qua phần mềm Tia Portal, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

1.2. Tích hợp PLC và biến tần

PLC (Programmable Logic Controller) và biến tần là hai thành phần chính trong hệ thống điều khiển. PLC nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển tốc độ động cơ thông qua biến tần. Công nghệ cân trộn được áp dụng để đảm bảo nguyên liệu được trộn đều và chính xác. Sự kết hợp này giúp hệ thống hoạt động liên tục và ổn định.

II. Giám sát cân trộn

Giám sát cân trộn là quá trình theo dõi và kiểm soát lượng nguyên liệu được đưa vào hệ thống. Hệ thống sử dụng cảm biến trọng lượng (Loadcell) và encoder để đo lường chính xác khối lượng và tốc độ băng tải. Dữ liệu được truyền về PLC và hiển thị trên giao diện HMI, cho phép người vận hành giám sát và điều chỉnh hệ thống một cách dễ dàng.

2.1. Cảm biến trọng lượng và encoder

Cảm biến trọng lượng (Loadcell) và encoder là hai thiết bị quan trọng trong việc giám sát cân trộn. Loadcell đo khối lượng nguyên liệu trên băng tải, trong khi encoder đo tốc độ quay của băng tải. Dữ liệu từ hai thiết bị này được xử lý để tính toán lưu lượng nguyên liệu thực tế, đảm bảo độ chính xác trong quá trình cân trộn.

2.2. Giao diện HMI

Giao diện HMI (Human-Machine Interface) được thiết kế để hiển thị các thông số vận hành của hệ thống. Người vận hành có thể theo dõi lưu lượng nguyên liệu, tốc độ băng tải, và các thông số khác một cách trực quan. Hệ thống giám sát này giúp phát hiện và xử lý sự cố kịp thời, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục và hiệu quả.

III. Nghiền nguyên liệu

Nghiền nguyên liệu là giai đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất, đảm bảo nguyên liệu đạt độ mịn và chất lượng yêu cầu. Hệ thống sử dụng máy nghiền được điều khiển tự động để nghiền nguyên liệu sau khi được cân trộn. Quá trình này được giám sát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

3.1. Máy nghiền tự động

Máy nghiền tự động được tích hợp vào hệ thống để nghiền nguyên liệu sau khi cân trộn. Quy trình sản xuất được tối ưu hóa để đảm bảo nguyên liệu được nghiền đều và đạt độ mịn yêu cầu. Máy nghiền được điều khiển thông qua PLC, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.

3.2. Giám sát quá trình nghiền

Quá trình nghiền được giám sát thông qua các cảm biến và giao diện HMI. Hệ thống giám sát giúp theo dõi độ mịn của nguyên liệu và phát hiện các sự cố như quá tải hoặc hỏng hóc. Điều này giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian dừng máy.

IV. Hiệu quả và ứng dụng

Hiệu quả của hệ thống được thể hiện qua việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống điều khiển và giám sát tự động giúp giảm chi phí nhân công và tăng năng suất. Quản lý nguyên liệu được cải thiện, đảm bảo nguyên liệu được sử dụng một cách hiệu quả và tiết kiệm.

4.1. Tối ưu hóa quy trình

Hệ thống giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất thông qua việc tự động hóa các công đoạn cân trộn và nghiền nguyên liệu. Điều này giúp giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Công nghệ cân trộn và nghiền tự động đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cao.

4.2. Ứng dụng thực tế

Hệ thống có thể được áp dụng trong các nhà máy sản xuất thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, và các ngành công nghiệp khác. Tự động hóa và giám sát giúp các doanh nghiệp cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất.