I. Thiết kế hệ thống vận chuyển dây điện tại HCMUTE Tổng quan
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo hệ thống vận chuyển dây điện" tại HCMUTE tập trung vào việc tự động hóa quá trình vận chuyển dây điện trong môi trường công nghiệp, cụ thể là tại công ty Yazaki. Thiết kế hệ thống vận chuyển dây điện này giải quyết vấn đề vận chuyển thủ công trước đây, bằng xe kéo và sức người, nhằm tăng năng suất và giảm thiểu nhân công. Hệ thống vận chuyển dây điện HCMUTE được thiết kế dựa trên nguyên lý sử dụng thanh trượt, xy lanh và cơ cấu nâng hạ. Giải pháp vận chuyển dây điện này hứa hẹn mang lại hiệu quả kinh tế cao cho doanh nghiệp. Hệ thống dây điện an toàn là một yếu tố được ưu tiên hàng đầu trong thiết kế.
1.1. Phân tích yêu cầu và mục tiêu
Công ty Yazaki, nhà cung cấp dây điện cho các hãng xe lớn như Toyota, Mazda, cần tự động hóa quy trình vận chuyển dây điện giữa các trạm làm việc. Vận chuyển dây điện công nghiệp hiện tại còn thủ công, gây tốn kém nhân lực và thời gian. Mục tiêu của đồ án là thiết kế hệ thống điện HCMUTE tự động, hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sản xuất của Yazaki. Thiết kế mạng lưới điện phải đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy cao. Quản lý hệ thống dây điện được đơn giản hóa thông qua hệ thống điều khiển tự động. Chi phí thiết kế hệ thống dây điện được tối ưu hóa để đảm bảo tính khả thi kinh tế. Ứng dụng thiết kế hệ thống dây điện này vào thực tế sản xuất tại Yazaki sẽ góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
1.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Đồ án dựa trên cơ sở lý thuyết về hệ thống dây điện cao thế, hệ thống dây điện hạ thế, thiết kế hệ thống điện nhà máy, PLC Mitsubishi FX2N-80MR, và hệ thống khí nén. Phần mềm thiết kế hệ thống điện SolidWorks 2014 được sử dụng để thiết kế cơ khí và mô phỏng hệ thống. Phần mềm lập trình PLC Melsoft GX Developer V8.0 được sử dụng để lập trình và điều khiển hệ thống. Quy trình thiết kế hệ thống điện bao gồm các bước: nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng, chế tạo và thử nghiệm. An toàn điện được đặt lên hàng đầu trong suốt quá trình thiết kế và vận hành hệ thống. Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống điện được tuân thủ chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và độ bền của hệ thống.
II. Thiết kế cơ khí và điều khiển hệ thống
Thiết kế hệ thống điện công nghiệp gồm các thành phần chính: thanh trượt, xy lanh khí nén, cơ cấu nâng hạ, thanh móc, PLC và các cảm biến. Cơ cấu vận chuyển dây điện sử dụng thanh trượt di chuyển nhờ sự chênh lệch áp suất của hai xy lanh. Cơ cấu nâng hạ giúp điều chỉnh độ cao của móc treo dây điện. PLC xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển các xy lanh. Mô phỏng hệ thống vận chuyển dây điện được thực hiện trên phần mềm SolidWorks để kiểm tra tính khả thi của thiết kế. Lập đặt hệ thống dây điện được thực hiện sau khi hoàn thành quá trình thiết kế và chế tạo.
2.1. Thiết kế cơ cấu vận chuyển
Thiết kế cơ cấu vận chuyển dây cáp điện được tối ưu hóa để đảm bảo vận hành êm ái và chính xác. Vận chuyển dây cấp điện được thực hiện bằng cơ cấu thanh trượt và xy lanh khí nén. Tính toán cơ cấu vận chuyển được thực hiện để đảm bảo sức tải và độ bền của hệ thống. Thiết kế móc treo dây điện được thiết kế để đảm bảo an toàn và độ tin cậy cao. Lựa chọn cơ cấu nâng hạ được thực hiện dựa trên yêu cầu về tải trọng và độ chính xác. Bảo trì hệ thống dây điện được đơn giản hóa nhờ thiết kế hợp lý và dễ dàng tháo lắp. Sửa chữa hệ thống dây điện được thực hiện dễ dàng nhờ các linh kiện tiêu chuẩn và dễ tìm kiếm.
2.2. Điều khiển hệ thống bằng PLC
Hệ thống điều khiển PLC sử dụng PLC Mitsubishi FX2N-80MR. Lập trình PLC được thực hiện trên phần mềm Melsoft GX Developer. Cảm biến được sử dụng để phát hiện vị trí và trạng thái của hệ thống. Van điện từ được sử dụng để điều khiển dòng khí nén đến các xy lanh. Remote điều khiển cho phép vận hành hệ thống ở chế độ thủ công. Phần mềm mô phỏng PLC được sử dụng để kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình điều khiển trước khi triển khai thực tế. Bảo dưỡng hệ thống PLC được thực hiện định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
III. Kết quả và đánh giá
Đồ án đã hoàn thành việc thiết kế hệ thống vận chuyển dây điện thông minh, tự động hóa quá trình vận chuyển dây điện tại công ty Yazaki. Hệ thống dây điện tại HCMUTE đã được thử nghiệm và đạt hiệu quả cao, giảm thiểu nhân công và thời gian vận chuyển. Báo cáo thiết kế hệ thống dây điện cung cấp đầy đủ thông tin về thiết kế, chế tạo và vận hành hệ thống. Ngành điện tại HCMUTE có thể sử dụng kết quả này làm tài liệu tham khảo. Bồi dưỡng luận văn hệ thống điện HCMUTE có thể sử dụng kết quả này để hoàn thiện.
3.1. Đánh giá hiệu quả
Hệ thống vận chuyển dây điện đã được đánh giá là hiệu quả và đáng tin cậy. Giảm thời gian vận chuyển đáng kể so với phương pháp thủ công. Tăng năng suất sản xuất và giảm chi phí nhân công. An toàn vận hành được đảm bảo nhờ thiết kế và điều khiển tự động. Hệ thống dây điện an toàn được chứng minh qua quá trình thử nghiệm. Tiêu chuẩn an toàn điện được tuân thủ chặt chẽ trong quá trình thiết kế và vận hành.
3.2. Hướng phát triển
Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể được tích hợp vào hệ thống để tiết kiệm năng lượng. Hệ thống dây điện tự động có thể được cải tiến để đáp ứng các yêu cầu khắt khe hơn. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo có thể được tích hợp để tối ưu hóa quá trình vận hành. Giám sát hệ thống dây điện từ xa có thể được thực hiện thông qua internet. Tự động hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất là hướng phát triển tiếp theo. Thiết kế hệ thống điện nhà máy hiện đại có thể tham khảo mô hình này.
