BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN: QUY TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI BAO BÌ XI MĂNG TỰ ĐỘNG

35 1.8K 13
BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN: QUY TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI BAO BÌ XI MĂNG TỰ ĐỘNG

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC Trang 1. ĐÔI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG……………………3 2.PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI MĂNG TỰ ĐỘNG……. …………………………………………………………………..6 3. CẢM BIẾN SỦ DỤNG TRONG HỆ THỐNG……………………………93.1. Cảm biến trọng lượng ( LOAD CELL) ……………………………….103.2 Cảm biến vị trí và dịch chuyến ………………………..………….…….18 3.3 Cảm biến quang……………….………………………………………….25

Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN -ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI BAO BÌ XI MĂNG TỰ ĐỘNG GVHD: MAI THẾ THẮNG NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRẦN VĂN THAO NGÔ VĂN VINH NGUYỄN QUANG HƯNG LÊ VĂN GIANG HOÀNG QUỐC HIỆP TRẦN VIỆT HÙNG LƯU VĂN SĨ HÀ VĂN MẠNH NGUYỄN VĂN QUYỀN Sinh viên lớp: ĐHCNKT Điện 4_K6 HaUI Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm MỤC LỤC Trang ĐÔI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG……………………3 PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI MĂNG TỰ ĐỘNG…… ………………………………………………………………… CẢM BIẾN SỦ DỤNG TRONG HỆ THỐNG……………………………9 3.1 Cảm biến trọng lượng ( LOAD CELL) ……………………………….10 3.2 Cảm biến vị trí dịch chuyến ……………………… ………….…….18 3.3 Cảm biến quang……………….………………………………………….25 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm ĐÔI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG Quy trình sản xuất xi măng: Gồm giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Khai thác mỏ - Giai đoạn 2: Gia công sơ nguyên liệu - Giai đoạn 3: Nghiền, sấy phối liệu sống - Giai đoạn 4: Nung Clinker - Giai đoạn 5: Nghiền xi măng - Giai đoạn 6: Đóng gói xi măng 1.1 Giai đoạn 1: Khai thác mỏ Xác định nguồn khoáng sản,thăm dò địa hình đánh giá chất lượng 1.2 Giai đoạn 2: Gia công sơ nguyên liệu Đá vôi, đất sét, quặng sắt…được vận chuyển từ mỏ khai thác nhà máy thường dạng viên tảng có kích thước lớn, nên phải đập nhỏ trước để tiện cho việc nghiền, sấy khô, chuyển tải tồn trữ Vật liệu sau đập nhỏ có độ hạt đồng nên giảm tượng phân li độ hạt khác trình vận chuyển tồn trữ, có lợi cho việc tạo thành phần liệu sống phối liệu xác Nhưng sản xuất xi măng độ hạt vật liệu hạt vừa, hạt nhỏ làm cho hệ thống đập nhỏ phức tạp thêm - Máy đập nhỏ: + Đập nhỏ trình làm giảm nhỏ độ hạt vật liệu phương pháp học +Trước đây, đập nhỏ chia làm giai đoạn đập thô, đập vừa đập nhỏ Hiện áp dụng giai đoạn đập nhỏ đạt đường kính hạt 1100mm, có nhỏ 25mm Như vậ, hệ thống đập nhỏ đơn giản nhiều, giảm vốn đầu tư, giảm ô nhiễm mà nâng cao hiệu suất lao động - Thiết bị đập nhỏ: + Có nhiều kiểu thiết bị đập nhỏ như: kiểu hàm, kiểu cối xay, kiểu trục cán, kiểu búa…Tuỳ thuộc vào điều kiện kinh tế trình độ kỹ thuật nước Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm mà sử dụng thiết bị đập nhỏ phù hợp để mang lại hiệu kinh tế cao dễ vận hành, sửa chữa + Thường nhà máy sử dụng máy đập nhỏ kiểu búa đơn quay để đập nhỏ đá vôi, Mergel, than, Clinker…Ưu điểm loại máy lực sản xuất lớn, tỉ suất đập nhỏ cao, cấu tạo đơn giản, thân máy nhỏ, độ hạt đồng đều, dễ thay linh kiện Tuy nhiên có nhược điểm là: đầu búa, rãnh lược, lót chống bị mài mòn; sản xuất tạo nhiều bụi; không thích hợp đập nhỏ vật liệu bị ẩm ướt vật liệu dính 1.3 Giai đoạn 3: Nghiền, sấy phối liệu sống - Sấy phối liệu sống: + Phối liệu định lượng gồm đá vôi, đất sét nạp vào máy nghiền đứng Tại phối liệu nghiền sấy khô khí thải từ lò nung Sau sấy lượng nước có nguyên liệu, chủ yếu đất sét giảm xuống nhiều, tạo điều kiện cho giai đoạn sau nung Clinker, tồn trữ xi măng - Nghiền phối liệu sống: + Sử dụng phương pháp nghiền bi để nghiền phối liệu sống, tỉ lệ chiều dài đường kính máy nghiền bi 3:1 + Đặc điểm máy nghiền bi thép là: Áp dụng rộng rãi việc nghiền vật liệu rắn, lực sản xuất lớn Khi độ hạt liệu vào 20 ÷ 30mm độ nhỏ sản phẩm đạt tới 0,1mm Có thể tiến hành nghiền, sấy lúc Kết cấu đơn giản, dễ kiểm tra, dễ thay linh kiện Vận hành tốt Phát tiếng ồn lớn vận hành, tiêu hao nhiều lượng đơn vị sản xuất 1.4 Giai đoạn 4: Nung Clinker Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Clinker sản phẩm nung thiêu kết 1450oC đá vôi, đất sét số phụ gia điều chỉnh Nung Clinker xi măng khâu then chốt sản xuất xi măng Nhiệt độ vật liệu từ 1300 ÷ 1450 ÷ 1300oC tiến hành nung Clinker Khi nhiệt độ vật liệu đạt mức chất sắt nhôm canxi, nhôm canxi, oxit magie chất kiềm bắt đầu nóng chảy; oxit canxi, silic canxi hoà vào pha lỏng Trong pha lỏng, oxit canxi, silic canxi xảy phản ứng tạo thành silic canxi, trình hấp thụ vôi Khi đạt 14500C vôi tự hấp thụ đầy đủ Phản ứng: 2CaO.SiO2 + CaO → 3CaO.SiO2 Quá trình giảm nhiệt độ từ 1450→13000C trình hoàn thiện tinh thể Alite, 13000C pha lỏng bắt đầu đông kết, phản ứng tạo thành silic canxi kết thúc Lúc vật liệu số oxit canxi chưa hoá hợp với silic canxi, gọi oxit canxi tự Sau nung thành Clinker phải tiến hành làm nguội Mục đích để tăng chất lượng Clinker, nâng cao tính dễ nghiền, thu hồi nhiệt dư Clinker, giảm hao nhiệt, nâng hiệu suất nhiệt hệ thống nung, giảm nhiệt độ Clinker, thuận tiện cho việc tồn trữ, vận hành nghiền Clinker 1.5 Giai đoạn 5: Nghiền xi măng Sau làm nguội, Clinker chuyển lên xilo Clinker Từ đây, Clinker nạp vào máy nghiền xi măng thạch anh phụ gia điều chỉnh; hệ thống nghiền sơ có thiết bị lọc bụi hiệu suất cao Mục đích việc nghiên xi măng: có mục đích - Xi măng mịn tăng diện tích bề mặt - Tăng tính thuỷ phân hoá mạnh, bao bọc cát sạn bê tông dính kết lại với Nhưng thực tế nghiền mịn giảm sản lượng máy nghiền, tăng Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm tiêu hao điện Đồng thời, kích cỡ hạt mịn tồn trữ dễ hoạt tính, giảm độ bền vững bê tông Vì độ mịn xi măng khống chế khoảng 88µm, dư rây khoảng 5→10% 1.6 Giai đoạn 6: Đóng gói xi măng Sau nghiền, xi măng chưa thể xuất xưởng mà phải qua tồn trữ trung gian Nhiên liệu cấp cho vòi phun qua khâu trung gian,từ vòi phun cấp nhiên liệu để đóng bao Sau đóng bao bao vận chuyển kho băng tải, vận chuyển trực tiếp lên xe để vận chuyển đến nơi tiêu thụ Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm 2 PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI MĂNG TỰ ĐỘNG Xi măng dạng bột thùng chứa xi măng đưa xuống buồng chứa trung gian.Buồng chứa trung gian có chức chứa xi măng để cung cấp cho vòi phun.Tại buồng chứa sử dụng cảm biến mức dạng tiếp điểm “level switch” xi măng bột dâng cao đến độ cao định,thì tiếp điểm cảm biến tác động xuống thấp cho phép cảm biến lại tác động để xi măng từ thùng chứa nạp vào buồng chứa trung gian Mô hình vẽ: Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Xi măng từ buồng chưá trung gian đưa xuống vòi phun.trên vòi phun gắn pistong khí nén van đóng mở để điều khiển lượng xi măng qua vòi phun.Các vòi phun gắn cảm biến vị trí tiệm cận proximity switch để nhận biết vỏ bao xi măng đưa vào phía Bên cạnh vòi phun hệ thống đưa bao vào kẹp mở miệng bao, vỏ bao đến phía vòi phun tác động lên cảm biến vị trí vòi phun,cảm biến tác động lên vòi phun Vòi phun hạ xuống,mở van vòi xả xi măng vào bao Ở đặt hệ thống cân sử dụng cảm biến trọng lượng Load cell dùng để đo trọng lượng bao Tín hiệu cảm biến tác động lên điều khiển điều khiển van đóng mở vòi phun để bao xi măng đạt khối lượng định trước 50kg với sai số khoảng 0.5% Bao xi măng đủ khối lượng đưa tới khâu may bao Bao may xong thông qua hệ thống băng truyền đưa kho lưu trữ đưa trực tiếp xe vận chuyển đến nơi tiêu thụ.Trên băng tải đươc gắn cảm biến quang để xác định số lượng xi măng đóng gói Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm 1: Phễu cấp bột liệu 1.1, 1.2: Cơ cấu đóng mở phễu nhiên liệu 2: Cảm biến mức dạng tiếp điểm điều khiển cấu đóng mở phễu Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm CẢM BIẾN SỦ DỤNG TRONG HỆ THỐNG Hệ thống sử dụng nhiều cảm biến cấu chấp hành Dưới cảm biến sử dụng hệ thống: cảm biến trọng lượng (load cell) cảm biến vị trí (hall cảm biến điện trở) cảm biến mức dạng tiếp điểm ( level switch) cảm biến quang (loại phản xạ thu phát độc lập) a Cảm biến: thu nhận biến đổi thay đổi đại lượng không điện thành thay đổi đại lượng điện đầu Mạch đo: gia công tín hiệu từ khâu chuyển đổi cho phù hợp với cấu thị Bao gồm : khuếch đại, dịch mức, lọc, phối hợp trở kháng Cơ cấu thị: hiển thị kết đo ( Số, kim, điện tử ) Đại lượng X Y Đại lượng điện Không điện Quan hệ tín hiệu đầu vào đầu cảm biến biểu diễn : Y = f(X) Nếu xuất nhiễu, Y = f(X, X1, X2,…, Xn) Trong đóX1, X2,…là đại lượng nhiễu, điều kiện lý tưởng nhiễu b Ngưỡng độ nhạy giới hạn đo Ngưỡng độ nhạy độ biến thiên lớn ngõ vào mà ngõ chưa thay đổi Y = f(X + ∆0) Æ ∆0 nhỏ tốt 10 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm 1.Nội dung: a.Khái niệm: Cảm biến Hall hoạt động dựa nguyên tắc hiệu ứng Hall Hiệu ứng Hall liên hệ điện hai đầu dây dẫn với từ trường Nếu sử dụng cảm biến Hall với nam châm vĩnh cửu ta nhận biết vị trí vật nhiễm từ: 2.Nguyên lý hoạt động: b.Cấu tạo: - Sơ đồ: Chú thích : 1: Nam châm vĩnh cữu 2: Đường lực từ 3: Vật nhiễm từ c Hoạt động : - Trong điều kiện bình thường : Khi vật thể nhiễm từ đặt sát bên cạnh từ lực chạy qua cảm biến hall giảm rỏ rệt, cảm biến xác định vị trí nhiểm từ - Trong điều kiện khác : Phạm vi sử dụng : - Ưu điểm : + Cấu tạo đơn giản dễ chế tạo 21 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm + Giá thành rẻ + Hoạt động ổn định - Nhược điểm : + Kích thước lớn + Trong điều kiện làm việc nhiệt độ cao độ ổn định làm việc không cao - Biện pháp khắc phục : Sử dụng vật bán dẫn ( silic ) giảm kích thước , tăng độ xác, tăng độ ổn định cấy trực tiếp cảm biến mạch khuếch đại Ứng dụng : - Trong thực tế : + Dùng phân loại sản phẩm + Dùng để xác định vi trí di chuyển + Được sủ dụng nhiều robot - Sử dụng Hall Effect Sensor để đo vị trí Tạo mô hình thực nghiệm hình vẽ dưới, gồm có động (loại được), nam châm hình đĩa tròn (Ring Magnet) hình vẽ, cảm biến Hall Effect loại tín hiệu tương tự (nếu dùng Hall Effect tín hiệu số phải làm mô hình dạng khác) 22 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Có ba đường đặc tuyến sau tuyến hóa vùng từ trường -640 < B (Gauss) < 640 Hình dáng đường tuyến tính hóa phụ thuộc vào điện áp cấp (Vs) cho cảm biến 23 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Viết chương trình thu thập liệu VDK Pic Mạch phần cứng thiết kế theo nguyên lý sau: 3.2.2 Cảm biến điện trở : - Định nghĩa : cảm biến điện trở cảm biến mà đương lượng đầu vào di chuyển (thẳng quay) đương lượng đầu biến đổi điện trở tương ứng - Phân loại : loại + Cảm biến điện trở dây quấn + Cảm biến điện trở tiếp xúc + Cảm biến điện trở biến dạng Cảm biến điện trở dây quấn : - Cấu tạo, nguyên lý làm việc giống biến trở điều chỉnh Đương lượng đầu vào đương lượng vào tác động trực tiếp vào tiếp điểm động cảm biến dẫn đến trị số đầu cảm biến biến đổi tương ứng Tiếp điểm động cảm biến chuyển động thẳng quay 24 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Cấu tạo : gồm phận + Khung quấn dây : làm vật liệu cách điện chịu nhiệt có tiết diện không đổi (tuyến tính) thay đổi (phi tuyến) + Dây điện trở : sử dụng có điện trở suất lớn, bị oxi hóa hệ số nhiệt điện trở α thấp Bên dây phủ lớp sơn cách điện Độ lớn điện trở dây phụ thuộc độ xác cảm biến d = (0.03 ÷ 0.1)mm : độ xác cao d = (0.1 ÷ 0.5)mm : độ xác thấp + Tiếp điểm động : làm vật liệu dẫn điện tốt, chịu mài mòn, có điện trở bé - Nguyên lý : Khi x biến đổi dẫn đến điện trở cảm biến biến đổi theo Điện áp đầu biến đổi theo điện trở cảm biến Qua Ura đo ta xác định x - Phân loại : gồm loại theo kết cấu + Cảm biến điện trở dây quấn tuyến tính + Cảm biến điện trở dây quấn phi tuyến a Cảm biến điện trở tuyến tính : - Định nghĩa : loại cảm biến mà quan hệ Ura x dạng đường thẳng 25 Bài tập lớn ĐL&CB - Các cách Nhóm mắc : mắc phân áp mắc biến trở Đặc tính cảm biến Nhược điểm : đặc tính vào không đổi dấu ( không nhảy cực tính ) - Để khắc phục nhược điểm dùng cảm biến điện trở dây quấn có cực tính 26 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Khi Ur = f(x) đường thẳng Nhược điểm : điện áp lớn U0/2 Nên giảm độ nhạy cảm biến - Để khắc phục nhược điểm người ta sử dụng cảm biến cực tính kép ( ghép cảm biến đơn giống có tiếp điểm động chuyển động ngược chiều nhau, nối liên động với nhau) 27 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm - Ưu điểm : tăng độ nhạy cảm biến, thay đồi dấu điện áp Trong trình làm việc cảm biến có sai số nhiều nguyên nhân : chủ quan, khách quan + Do vùng không nhạy : Do cấu tạo cảm biến gồm nhiều vòng dây quấn liên tiếp tiếp điểm động chuyển động từ vòng dây sang vòng dây khác điện áp Ura cảm biến biến đổi nhày cấp với ∆Ura điện áp Hình 1.8 Đường kính dây nhỏ độ xác cao Do để giảm sai số cảm biến ta phải giảm đường kính dây quấn tăng số vòng dây quấn - Sai số tải : 28 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Khi có tải Rt ta có sơ đồ hình vẽ Nhận xét : amax phụ thuộc Rt suy Rt tăng a giảm ngược lại Do để giảm sai số phải tăng Rt 29 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Như ảnh hưởng Rt nên đặc tính Ur = f(x) đường thẳng mà đường cong có hình dạng phụ thuộc giá trị tải Do ảnh hưởng Rt cảm biến có sai số ∆U Sai số lớn Rt nhỏ ngược lại Ngoài nguyên nhân có nhiều nguyên nhân khác gây sai số cho cảm biến CẢM BIẾN QUANG 3.3.1 -Nguyên lý CB quang: Chuyển thông tin từ ánh sáng nhìn thấy tia hồng ngoại (IR: 30 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Infared) tia tử ngoại (UV: Ultra Violed) thành tín hiệu điện - Tính chất ánh sáng: •Tính chất sóng •Tính chất hạt Dạng sóng ánh sáng sóng điện từ phát có chuyển điện tử mức lượng nguyên tử nguồn sáng Các dạng sóng di chuyển chân không với tốc độ c = 299792 km/s (khoảng 300.000 km/s) Trong vật chất sáng có vận tốc V = c/n (n chiết suất môi trường).Tần số ν bước sóng l liên hệ với Tính chất hạt ánh sáng thể qua tương tác vật chất Cấu trúc chung cảm biến quang: - Nguồn sáng: phát tia sóng ánh sáng - Bộ thu: photodiode phototransitor - Khi có đối tượng di chuyển vào đường sóng ánh sáng, dựa thay đổi sóng ánh sáng cảm biến phát xuất hiện, hình dạng kích thước, tính phản xạ, hay mờ, màu sắc đối tượng - Nguồn sáng: •Đèn đốt wonfram •Diod phát quang (LED) •Laser 31 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm - Thấu kính: Điều chỉnh diện tích vùng hoạt động - Thời gian đáp ứng, tính trễ: Thời gian đáp ứng thời gian từ lúc cảm biến phát đối tượng ngõ cảm biến thay đội trạng thái từ thành OFF từ OFF thành ON - Các chế độ hoạt động cảm biến quang điện: Có chế độ hoạt động: LO: (light operate) DO:(dark operate) 3.3.2 Một số loại cảm biến quang a Cảm biến quang loại thu phát độc lập (Thru-Beam) Cảm biến quang loại Thu-Beam loại cảm biến có phần phát phần thu hai phận độc lập đặt đối diện 32 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm Phần lớn ánh sáng sử dụng tia hồng ngoại, sử dụng loại tia hồng ngoại ảnh hưởng vùng ánh sáng nhìn thấy được, bụi, bẩn giảm mức nhỏ Vùng hiệu dụng khu vực mà cảm biến phát đối tượng Đường kính vùng hiệu dụng với đường kính thấu kính phận nhận phận phát Đặc điểm cảm biến quang loại thu phát độc lập : - Độ tin cậy cao - Thích hợp với việc dùng để phát đối tượng mờ đục, không suốt (chắn sáng) hay đối tượng có tính phản chiếu -Không thích hợp để phát đối tượng suốt 33 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm -Tầm hoạt động xa so với loại lại Một số cảm biến đặc biệt có khả hoạt động lên đến cự ly 274 m Với cảm biến Siemens tầm hoạt động lớn 300 feet (khoảng 91 m) -Khoảng cách phát xa -Không bịảnh hưởng bề mặt, màu sắc vật b Cảm biến quang loại phản xạ -Cảm biến có thu phát chung loại cảm biến có thu phát tích hợp vào chung phận Vị trí phận song song - Đặc điểm cảm biến quang loại phản xạ : + Độ tin cậy cao + Giảm bớt dây dẫn + Có thể phân biệt vật suốt, mờ, bóng loáng 34 Bài tập lớn ĐL&CB Nhóm 35

Ngày đăng: 07/09/2016, 17:19

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan