Đang tải... (xem toàn văn)
Kết quả thu được: Mô hình máy trụng chế tạo được đồng dạng theo thực tế gồm: buồng chứa nước trụng, ống đo mực nước. Kết quả thiết kế cấu tạo bộ phận điều khiển tự động các yếu tố gồm: nhiệt độ nước trụng, lưu lượng nước trong máy trụng, tốc độ băng chuyền. Nhiệt độ nước trụng được điều khiển theo hai kiểu: kiểu điều khiển ON OFF và kiểu điều khiển PID, lưu lượng nước được điều khiển theo phương pháp PID, tốc độ băng chuyền được điều khiển qua biến tần Kết quả khiểm nghiệm cho thấy toàn bộ hệ thống hoạt động tương đối ổn định. Nhiệt độ được điều khiển ở 650C, mực nước ở 15 lít và tốc độ băng chuyền chạy ổn định
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỜ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG TRONG DÂY CHUYÊN GIẾT MỔ GIA CẦM ỨNG DỤNG PLC-S7200 Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU HOÀNG Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên học: 2006-2010 Tháng 08 năm 2010 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG TRONG DÂY CHUYÊN GIẾT MỔ GIA CẦM ỨNG DỤNG PLC-S7200 Sinh viên thực NGUYỄN HỮU HOÀNG Khóa ln đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơ Điện Tử Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Hùng Tháng năm 2010 LỜI CẢM TẠ Trong quá trình làm đề tài “nghiên cứu điều khiển tự động các thông số làm việc máy trụng dây chuyền giết mổ gia cầm ứng dụng PLC S7-200” nhận nhiều ý kiến đóng góp, giúp đỡ hướng dẫn chân tình từ thầy cơ, gia đình, các anh chị khóa trước bạn bè đặc biệt q thầy khoa khí công nghệ trường, cụ thể thầy TS.Nguyễn Văn Hùng Chính thầy tạo điều kiện thuận lợi cho em tìm hiểu, thơng suốt lĩnh vực mà em nghiên cứu Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tất thầy cơ, gia đình, anh chị bạn bè Chính nhờ tận tâm nhiệt thành người mà em hoàn thành tốt đề tài Em xin thành thật biết ơn quý thầy cô trường dạy dỗ em suốt khóa học vừa qua để em có kiến thức thực đề tài Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 07 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Hữu Hồng TĨM TẮT Đề tài “nghiên cứu điều khiển tự động các thông số làm việc máy trụng dây chuyền giết mổ gia cầm ứng dụng PLC S7-200” tiến hành mơn điện tử Kết thu được: Mơ hình máy trụng chế tạo đồng dạng theo thực tế gồm: buồng chứa nước trụng, ống đo mực nước Kết thiết kế cấu tạo phận điều khiển tự động các yếu tố gồm: nhiệt độ nước trụng, lưu lượng nước máy trụng, tốc độ băng chuyền Nhiệt độ nước trụng điều khiển theo hai kiểu: kiểu điều khiển ON- OFF kiểu điều khiển PID, lưu lượng nước điều khiển theo phương pháp PID, tốc độ băng chuyền điều khiển qua biến tần Kết khiểm nghiệm cho thấy toàn hệ thống hoạt động tương đối ổn định Nhiệt độ điều khiển 650C, mực nước 15 lít tốc độ băng chuyền chạy ổn định MỤC LỤC Trang Trang tựa ……… ……………………………………………………………… .i Cảm tạ …………………… ……………………………………………… .… ii Tóm tắt ………………………………………………………………… … … …iii Mục lục ……………………………………………………………………… ….…iv Danh sách các hình ………………………………………………………… ….… vi Danh sách các bảng …………………………….…………… …………… ….…vii CHƯƠNG 1.MỞ ĐẦU ………………………… ………………………….….…10 CHƯƠNG 2.TỔNG QUAN ………………………… …………………….….…12 2.1 Tổng quan công nghệ thiết bị giết mổ gia cầm ………………….….….12 2.1.1 Công nghệ giết mổ gia cầm ……………………………………… ……12 2.1.2 Máy trụng hệ thống giết mổ gia cầm ………………………… … 12 2.1.3 Một số kết nghiên cứu máy trụng dây chuyền giết mổ gà ….14 2.1.3.1 Máy trụng kiểu mẽ ………………………………… ………….….….14 2.1.3.2 Máy trụng kiểu liên tục ……………………………………… …… 14 2.2 Tổng quan PLC ứng dụng điều khiển máy trụng ……… ….15 2.2.1 Sơ lược PLC ……………………………………………… … … … 15 2.2.1.1 Bộ nhớ PLC: gồm vùng …………………………………….… 16 2.2.1.2 Vòng quét chương trình ………………………………………… … 17 2.2.1.3 Cấu trúc chương trình ………………………………………… ….… 18 2.2.2 Giới thiệu CPU 222 20 2.2.3 Ưu điểm PLC ……… …………………………………….… ….… .21 2.2.4 Kết nối PLC với thiết bị ……………………………………… … …… 22 2.2.5 Giới thiệu module analog EM235 PLC S7 200 ……….…… …… 22 2.2.6 Lệnh vòng lặp PID ………………………………………….……… …… 28 2.2.7 Giới thiệu cảm biến PT100 ……………………….……………… … 28 2.2.8 Cảm biến mực nước …………………………………………… …….29 2.2.5 Tổng quan phần mềm wincc …………………………………… … .30 2.2.6 Giới thiệu phần mềm PC ACCESS ……………………… ……… …… 31 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …… …… 32 3.1 Nội dung nghiên cứu ………………………………………….….….… …32 3.2 Phương pháp nghiên cứu ………………………………………….…….… 32 3.3 Phương tiện thực …………………………………………………… .32 3.3.1 Thiết bị phần cứng ……………………………………………….…….….32 3.3.2 Thiết bị sử dụng thiết kế điều khiển ………………… …32 3.4 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………… ….… 32 3.4.1 Phương pháp lý thuyết ……………………….………………….……….32 3.4.2 Phương pháp thiết kế phần điều khiển tự động ……………………… 33 3.4.3 phương pháp điều khiển PID ………………………………………… …33 3.4.4 Điều khiển máy trụng qua phần mềm WinCC 6.0 …………….……….…35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………………… …36 4.1 Chế tạo mơ hình thiết bị trụng gà …… ……………… ………… … 36 4.2 Kết thiết kế cấu tạo các phận điều khiển tự động … ……….… …36 4.2.1 Điều khiển nhiệt độ …… ….……………………………………….….38 a Phương pháp điều khiển ON-OFF ……………………………………….….39 b Phương pháp điều khiển vòng kín PID ………………………….…….42 4.2.2 Điều khiển lưu lượng nước ……………………………………… …….46 4.2.3 Điều khiển tốc độ băng chuyền …………… …………………….….…47 4.2.4 Điều khiển máy trụng qua phần mêm WinCC 6.0 ………… …….…….50 4.3 Kết khảo nghiệm sơ …………………………………………….… 52 4.4 Nhận xét chung ………………………………………………………….… 53 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ …………………………………….….54 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… ….55 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………….…57 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1 Qui trình giết mổ gia cầm ………………………………………………12 Hình 2.2 Sơ đồ máy trụng nước nóng kết hợp với dòng khí sục ……………… 13 Hình 2.3 Sơ đồ máy trụng kiểu mẽ ………………………………………………14 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy trụng ………………………………………… 15 Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển dùng PLC ………………… ……… 20 Hình 2.6 CPU Module ……………………………………………… … 21 Hình 2.7 Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị điều khiển …………………… … 22 Hình 2.8 Các contact định cấu hình các chiết áp chỉnh …………… … 24 Module EM235 Hình 2.9 Sơ đồ khối các ngõ vào EM235 …………………………… ………25 Hình 2.10 Khâu chuyển đổi A/D (ngõ vào Module EM235) ……………… … 25 Hình 2.11 khâu chuyển đổi D/A (ngỏ module EM235) ………………… … 26 Hình 2.12 Sơ đồ kết nối PLC điều khiển nhiệt độ …………… ……… …… 28 Hình 2.13 Lệnh gọi vòng lặp PID ……………………………………………… 28 Hình 2.14 cảm biến PT100 …………………………………………… … 29 Hình 2.15 Cảm biến mực nước ………………………………………………… 29 Hình 3.1 Quá trình quá độ máy trụng …………………………… … … 34 Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo máy trụng liên tục điều khiển nhiệt độ ……… ….36 điện trở Hình 4.2 Sơ đồ khối phận điều khiển máy trụng ………………………….…37 Hình 4.3 Giao diện điều khiển máy đánh lông thông qua WinCC 38 Hình 4.4 Biểu đồ nhiệt độ nước máy trụng …………………………….… 39 Hình 4.5 Giải thuật điều khiển nhiệt độ kiểu ON-OFF ………………………… 39 Hình 4.6 Sơ đồ điều khiển ON-OFF …………………………………… …… 40 Hình 4.7 Mạch điều khiển ON-OFF ………………………………………….…40 Hình.4.8 Đồ thị biến thiên nhiệt độ nước trụng điều khiển ON-OFF … …41 Hình 4.9 Đồ thị nhiệt độ máy trụng với T đặc =65oC ……………………… … 41 Hình 4.10 Giải thuật điều khiển PID ……………… ……………………….….42 Hình 4.11 Sơ đồ điều khiển vòng kín ………………………… ……………… 43 Hình 4.12 Đặc tuyến máy trụng …………………… …………………… 44 Hình 4.13 Sơ đồ khối biến đổi điện áp …………………………………… 44 Hình 4.14 Mạch kích thyristor ………………………………………………….45 Hình 4.15 Dạng sóng điện áp ……………………………………… …… 45 Hình 4.16 Quan hệ tuyến tính giũa điện áp góc kích ……………………… 45 Hình 4.17 Biểu đồ mực nước ……………………………………………………46 Hình 4.18 Điều khiển lưu lượng nước trụng ……………………………………46 Hình 4.19 Giao diện Wincc 6.0 điều khiển tốc độ băng chuyền ……………… 48 Hình 4.20.Hệ thống xích treo ……………………………………………………48 Hình 4.21 Sơ đồ khối điều khiển vận tốc băng chuyền 49 Hình 4.22 Lưu đồ giải thuật điều khiển vận tốc băng chuyền 50 Hình 4.23 Giao diện Wincc 6.0 điều khiển máy trụng long …………………… 51 Hình 4.24 Giao diện Wincc 6.0 dây chuyền giết mỗ gia cầm ……………… 51 Hình 4.25 Biểu đồ biểu diển phụ thuộc nhiệt độ theo thời gian ………………52 Hình 4.26 Biểu đồ biểu diển phụ thuộc mực nước theo thời gian ……………52 Hình 4.27 Biểu đồ biểu diển phụ thuộc tốc độ băng chuyền theo thời gian ….53 DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1 Các cơng tắt định cấu hình Module Analog EM235 ………………… 24 Bảng 2.2 12 bit liệungỏ vào ……………………………………………… …26 Bảng 2.3 12 bit liệu ngỏ ……………………………………………… … 27 Bảng 3.1 cách xác định thông số PID …………………………………… … 34 Bảng 4.1 Các thiết bị điều khiển máy trụng ………………….…… … 38 Bảng 4.2 Số liệu nhiệt độ ………………………………………………….…… 43 Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong tình hình đất nước ta nay, gia nhập WTO thúc đẩy kinh tế không ngừng phát triển, tạo hội cho các doanh nghiệp giao lưu buôn bán với các nước khu vực giới Việc cải tiến, tự động hóa các máy móc thiết bị, nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm các doanh nghiệp quan tâm triệt để nhằm nâng cao sức cạnh tranh, mở rộng thị trường Song song vấn đề an tồn vệ sinh thực phẩm chủ trương phủ, việc hồn thiện cơng nghệ thiết bị sản xuất thịt gia cầm sạch, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm mà khâu giết mổ đóng vai trò quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu cho người tiêu dùng có ý nghĩa lớn việc giảm dịch bệnh Hơn nữa, giải pháp cần thiết cấp bách thực thị 30/2005/CT-TTg ký ngày 26/9/2005 thủ tướng Chính phủ quy hoạch giết mổ phạm vi nước Với nhu cầu giết mổ gia cầm qui mô tập trung đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm theo chủ trương phủ, nhiều tỉnh thành qui hoạch giết mổ nhiều công ty đầu tư các dây chuyền suất lớn, tự động Tuy nhiên hầu hết các dây chuyền đại điều nhập từ nước với giá thành cao số yếu tố hoạt động chưa phù hợp với điều kiện Việt Nam Vì nghiên cứu thiết bị thuộc hệ thống giết mổ gà cần thiết có ý nghĩa lớn góp phần hạ giá thành thiết bị nâng cao chất lượng sản phẩm Trong hệ thống giết mổ gà, máy trụng các khâu quan trọng ảnh hưởng đến suất, chi phí lượng chất lượng sản phẩm Một số nghiên cứu máy trụng công bố patent số 2479395, 2571032, 4947528,4852215, 2649615, 4996741 Theo James Jerrel, 1970, A Wastewater Characterization of the Poultry Processing Industry, Master’s thesis, University of Arkansas, p 20, các chế độ trụng gà phân loại thành các kiểu trụng mềm với nhiệt độ từ 510C÷550C thời gian 90÷120 giây, trụng cứng với nhiệt độ từ 590C ÷650C thời gian 30÷75 10 14 Herrick Kimball, 2005 Anyone Can Build a Whizbang Chicken Scalder Whizbang Books 15 Hennry M.Hanson, 1948 Automatic Poultry Scaldin Apparatus (United States Patent US2571032) 16 Hung, N.V - Kovac, S., 2003 Design of poultry processing line 500 birds per hour for Vietnam condition International Young Scientist conference 2003 CZU Praha, p 65-69 17 Nguyen Van Hung, 2003 Analysis and technological rationalization of poultry processing lines Ph.D thesis, Slovak Agricultural University 54 PHỤ LỤC • Phụ lục 1:Chương trình điều khiển nhiệt độ nước máy trụng - Theo phương pháp ON-OFF 55 56 57 58 - Theo phương pháp PID 59 60 61 62 63 64 65 66 • Phụ lục 2: Chương trình điều khiển vận tốc băng chuyền 67 ... Nghiên cứu điều khiển tự động thông số làm việc máy trụng dây chuyền giết mổ gia cầm ứng dụng PLC S7-200” 1.2 Mục đích đề tài Nghiên cứu điều khiển tự động các thông số làm việc máy trụng dây. ..NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG TRONG DÂY CHUYÊN GIẾT MỔ GIA CẦM ỨNG DỤNG PLC-S7200 Sinh viên thực NGUYỄN HỮU HOÀNG Khóa ln đệ trình đề để đáp ứng yêu... PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát số kiểu máy trụng các dây chuyền có - Nghiên cứu điều khiển tự động các thông số làm việc máy trụng dây chuyền giết mổ gia cầm ứng dụng PLC