I. Thiết kế hệ thống điều khiển
Đồ án tốt nghiệp tập trung vào thiết kế hệ thống điều khiển cho máy giải nhiệt khuôn nhựa. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống có khả năng làm tăng, duy trì ổn định nhiệt độ khuôn và cung cấp nguồn nước làm mát linh hoạt. Đây là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống điều khiển máy giải nhiệt này hướng đến việc tự động hóa quá trình làm mát, giúp giảm thiểu thời gian chu kỳ sản xuất và tăng năng suất. Việc điều khiển nhiệt độ khuôn chính xác là rất cần thiết để đáp ứng yêu cầu của từng loại nhựa khác nhau. Hệ thống này sẽ tích hợp các thành phần như cảm biến nhiệt độ khuôn, van điều tiết nhiệt độ, và PLC điều khiển máy giải nhiệt. Ngoài ra, thiết kế hệ thống tự động hóa này còn chú trọng đến tính an toàn trong vận hành.
1.1. Phân tích yêu cầu hệ thống
Hệ thống cần đáp ứng các yêu cầu sau: Điều khiển nhiệt độ khuôn từ 30°C đến 90°C. Tạo nguồn nước làm mát trong khoảng nhiệt độ này. Áp suất nước đủ mạnh để làm mát các kênh khuôn. Khả năng điều khiển nhiệt độ khuôn bằng tín hiệu cảm biến, timer hoặc bằng tay. Đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. Việc lựa chọn phương án giải nhiệt phù hợp là rất quan trọng. Điều khiển nhiệt độ chính xác giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm thiểu phế phẩm. Thiết kế hệ thống tự động hóa cần xem xét đến tính khả thi, chi phí và khả năng bảo trì. PLC điều khiển máy giải nhiệt sẽ đóng vai trò trung tâm trong việc giám sát và điều khiển toàn bộ hệ thống. Ứng dụng PLC trong sản xuất ngày càng phổ biến do khả năng lập trình linh hoạt và tích hợp dễ dàng với các thiết bị khác. Công nghệ điều khiển hiện đại được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. An toàn máy móc cũng được đặt lên hàng đầu trong thiết kế.
1.2. Lựa chọn thiết bị và công nghệ
Việc lựa chọn thiết bị điện phù hợp là yếu tố then chốt. Đồ án sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ, van điều tiết nhiệt độ, và máy bơm đáp ứng yêu cầu hoạt động. PLC điều khiển máy giải nhiệt được lựa chọn dựa trên khả năng đáp ứng yêu cầu điều khiển và giám sát hệ thống. Thiết kế mạch điện cần đảm bảo sự ổn định và an toàn. Lập trình PLC được thực hiện để điều khiển các thiết bị một cách chính xác và hiệu quả. Mạch điện điều khiển được thiết kế để dễ dàng bảo trì và sửa chữa. Hệ thống giám sát điều khiển (SCADA) và giao diện người máy (HMI) được xem xét để nâng cao hiệu quả vận hành. Tối ưu hóa quá trình sản xuất là mục tiêu hướng đến, giảm thiểu tiêu hao năng lượng. Tiết kiệm năng lượng trong sản xuất được ưu tiên bằng việc lựa chọn các thiết bị tiết kiệm điện năng. Tự động hóa sản xuất khuôn nhựa là xu hướng hiện nay.
II. Thiết kế cơ khí và chế tạo
Phần này tập trung vào thiết kế kết cấu hệ thống, bao gồm khung đỡ, bình chứa nước, hệ thống ống dẫn và các thiết bị khác. Gia công khuôn nhựa được xem xét trong quá trình thiết kế. Sản xuất khuôn nhựa cần sự chính xác cao để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Quá trình sản xuất khuôn nhựa cần được tối ưu để giảm thiểu chi phí và thời gian. Kết cấu hệ thống cần đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt. Thiết kế mạch điện điều khiển được tích hợp với phần cơ khí để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh. Việc lắp ráp hệ thống cần tuân thủ các quy trình kỹ thuật để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Bảo trì hệ thống điều khiển là một phần quan trọng cần được xem xét trong thiết kế.
2.1. Thiết kế khung đỡ
Khung đỡ hệ thống được thiết kế sao cho chắc chắn và chịu được tải trọng của các thiết bị. Thiết kế cơ khí cần đảm bảo sự ổn định và an toàn trong quá trình vận hành. Gia công khuôn nhựa đòi hỏi độ chính xác cao, vì vậy khung đỡ cần đảm bảo sự cố định và chính xác. Chất liệu khung đỡ cần được lựa chọn phù hợp với điều kiện làm việc. Các chi tiết được thiết kế để dễ dàng lắp ráp và bảo trì. Bản vẽ kỹ thuật chi tiết được sử dụng để hướng dẫn quá trình chế tạo. Quá trình gia công cần được thực hiện chính xác để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Kiểm tra chất lượng sau khi gia công là rất quan trọng. Phân tích ứng suất được thực hiện để đảm bảo độ bền của khung đỡ. Tối ưu hóa thiết kế để giảm thiểu vật liệu và chi phí sản xuất.
2.2. Chế tạo và thử nghiệm
Sau khi thiết kế hoàn chỉnh, hệ thống được chế tạo và lắp ráp. Quá trình chế tạo được thực hiện theo đúng bản vẽ kỹ thuật. Kiểm tra và hiệu chỉnh được thực hiện sau khi lắp ráp hoàn thiện. Thử nghiệm hệ thống được tiến hành để kiểm tra tính năng và hiệu quả của hệ thống. Phân tích kết quả thử nghiệm giúp đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Điều chỉnh hệ thống dựa trên kết quả thử nghiệm để tối ưu hóa hiệu suất. Báo cáo thử nghiệm ghi nhận chi tiết quá trình thử nghiệm và kết quả thu được. Đánh giá hiệu quả của hệ thống dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế. An toàn máy móc trong quá trình chế tạo và thử nghiệm là điều cần lưu ý. Bảo trì hệ thống sau khi thử nghiệm được xem xét để đảm bảo hoạt động lâu dài.
III. Kết luận và kiến nghị
Đồ án đã hoàn thành mục tiêu thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển máy giải nhiệt khuôn nhựa. Hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu về điều khiển nhiệt độ và an toàn. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế về hiệu suất và độ nhạy của thiết bị điện tử. Kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất hệ thống và giảm chi phí sản xuất. Hướng phát triển hệ thống nên tập trung vào việc tích hợp các công nghệ hiện đại hơn. Ứng dụng PLC trong sản xuất nên được mở rộng để tăng tính tự động hóa. Công nghệ điều khiển hiện đại cần được nghiên cứu và áp dụng để nâng cao hiệu quả hệ thống. Thiết kế hệ thống tự động hóa nên hướng đến tính thân thiện với người sử dụng.
