I. Tổng quan về đề tài
Đề tài 'Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển máy sấy phun khô thực phẩm bằng vi xử lý' tập trung vào việc ứng dụng công nghệ sấy phun trong chế biến thực phẩm. Hệ thống điều khiển được thiết kế để tự động hóa quá trình sấy, giúp tăng hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Máy sấy phun khô là công nghệ tiên tiến, biến thực phẩm dạng lỏng thành dạng bột mà không làm thay đổi tính chất của sản phẩm. Vi xử lý được sử dụng để điều khiển các thông số như nhiệt độ và tốc độ động cơ, đảm bảo quá trình sấy diễn ra chính xác và hiệu quả.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Các hệ thống sấy phun hiện tại thường hoạt động theo cơ chế chung, không tối ưu cho từng loại sản phẩm. Điều này dẫn đến việc không thể giám sát và điều chỉnh quá trình sấy một cách chính xác. Hệ thống điều khiển tự động được đề xuất sẽ giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng vi xử lý để điều khiển các thông số sấy theo từng loại sản phẩm cụ thể.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển máy sấy phun khô thực phẩm sử dụng vi xử lý. Hệ thống này sẽ tự động hóa quá trình sấy, giám sát và điều chỉnh các thông số như nhiệt độ và tốc độ động cơ. Công nghệ sấy phun được áp dụng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
II. Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống điều khiển, máy sấy phun khô, và vi xử lý. Các khái niệm về chuẩn truyền thông RS-485, biến tần INVT Goodrive10, và cảm biến nhiệt độ PT100 được giới thiệu chi tiết. Quá trình sấy phun khô cũng được phân tích để hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
2.1 Chuẩn truyền thông RS 485
Chuẩn RS-485 là một giao thức truyền thông cân bằng, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nó hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ cao và khoảng cách xa, đồng thời có khả năng chống nhiễu tốt. Hệ thống điều khiển trong đề tài sử dụng RS-485 để giao tiếp giữa vi xử lý và biến tần, đảm bảo quá trình truyền dữ liệu ổn định và chính xác.
2.2 Biến tần INVT Goodrive10
Biến tần INVT Goodrive10 là thiết bị điều khiển tốc độ động cơ, được tích hợp sẵn cổng RS-485. Nó hỗ trợ nhiều chức năng điều khiển như PID, đa cấp tốc độ, và bảo vệ động cơ khỏi các sự cố như quá tải, quá nhiệt. Hệ thống điều khiển sử dụng biến tần này để điều chỉnh tốc độ động cơ trong buồng sấy.
III. Thiết kế và thi công hệ thống
Chương này mô tả quá trình thiết kế hệ thống và thi công hệ thống điều khiển máy sấy phun khô thực phẩm. Hệ thống điều khiển được thiết kế dựa trên sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý, sử dụng vi xử lý PIC16F887 làm trung tâm xử lý. Các bước thi công bao gồm lắp đặt phần cứng, lập trình vi xử lý, và tích hợp các thành phần như cảm biến nhiệt độ PT100 và biến tần INVT Goodrive10.
3.1 Thiết kế sơ đồ khối
Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển bao gồm các thành phần chính như vi xử lý, cảm biến nhiệt độ, biến tần, và màn hình hiển thị. Vi xử lý đóng vai trò trung tâm, nhận dữ liệu từ cảm biến và gửi lệnh điều khiển đến biến tần. Màn hình hiển thị được sử dụng để hiển thị các thông số sấy như nhiệt độ và tốc độ động cơ.
3.2 Thi công hệ thống
Quá trình thi công hệ thống bao gồm lắp đặt phần cứng, lập trình vi xử lý, và tích hợp các thành phần. Cảm biến nhiệt độ PT100 được lắp đặt trong buồng sấy để đo nhiệt độ, trong khi biến tần INVT Goodrive10 được kết nối với động cơ để điều chỉnh tốc độ. Hệ thống điều khiển được kiểm tra và vận hành để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác.
IV. Kết quả và ứng dụng
Hệ thống điều khiển máy sấy phun khô thực phẩm đã được thi công và vận hành thành công. Kết quả cho thấy hệ thống có khả năng tự động hóa quá trình sấy, giám sát và điều chỉnh các thông số sấy một cách chính xác. Công nghệ sấy phun được áp dụng giúp tăng hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.
4.1 Kết quả thi công
Hệ thống điều khiển đã được thi công và lắp ráp thành công, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Vi xử lý PIC16F887 hoạt động ổn định, đảm bảo quá trình điều khiển chính xác. Cảm biến nhiệt độ PT100 và biến tần INVT Goodrive10 được tích hợp hiệu quả, giúp hệ thống vận hành trơn tru.
4.2 Ứng dụng thực tế
Hệ thống điều khiển máy sấy phun khô thực phẩm có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm, và hóa chất. Công nghệ sấy phun giúp sản xuất các sản phẩm dạng bột mịn với chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.
