Ứng dụng kỹ thuật điện tử và tự động trong ngành chế biến gỗ

Họ và tên: Trần Minh Tới
Lớp: CH06 CBG,G
Môn: Điện tử và điều khiển tự động
Chuyên đề: tình hình ứng dụng kỹ thuật điện tử và tự
động trong ngành, chuyên môn và địa phơng nơi công tác
1. Các phần tử cơ bản của hệ thống điều khiển tự động
Trong những năm gần đây, điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng trong
việc phát triển và tiến bộ của kỹ thuật, đặc biệt đã đạt đợc trình độ kỹ thuật cao
trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, thiết bị công nghiệp (máy công cụ, robốt công
nghiệp,), kỹ thuật hàng không vũ trụ, giao thông vận tải công nghệ thông tin,
Điều khiển là tập hợp tất cả các động tác mang tính tổ chức nhằm đạt đợc
mục đích mong muốn trong tất cả mọi hoạt động của con ngời. đây là nhân tố cuối
cùng quyết định mọi thành bại của các hoạt động. Trong công nghiệp, hệ thống điều
khiển ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng sản phẩm, năng suất lao động và chi phí sản
xuất.
Điều chỉnh tự động là khái niệm hẹp của điều khiển. Nhiệm vụ của nó là giữ
cho một thông số công nghệ nào đó cố định hoặc thay đổi theo một chơng trình đặt
trớc. Khi hệ thống điều chỉnh có sự tham gia trực tiếp của con ngời đợc gọi là hệ
thống điều chỉnh bằng tay, trong hệ thống này tất cả các quyết định tác động và
ngay cả những tác động cũng do con ngời thực hiện. Do sự phát triển của lý huyết
điều khiển tự động và kỹ thuật chế tạo thiết bị, con ngời đã đợc giải phóng ra khỏi
sự tham gia trực tiếp vào hệ thống điều chỉnh và hình thành nên hệ thống điều chỉnh
tự động.
Hệ thống điều khiển tự động đợc xây dựng từ 3 bộ phận chủ yếu:
- Thiết bị điều khiển C (Controller)
- đối tợng điều khiển O (Object)
- Thiết bị đo lờng M (Measuring Device)
2. Tình hình ứng dụng điều khiển tự động một số thiết bị dùng trong chế biến.
Trong ngành chế biến đã áp dụng kỹ thuật điện tử và tự động vào trong các máy
chế biến nhằm nâng cao năng suất, chất lợng cho sản phẩm.
2.1. Tự động điều khiển hệ thống truyền động.

2.1.1. Tự động điều khiển truyền động bánh răng.
Trong đó:
M1 Mô men chủ động
1 Vận tốc góc của trục 1
j1 Mô men quán tính trên trục 1
f1 Hệ số ma sát nhớt của ổ trục trên trục 1
R1 Bán kính lăn của bánh răng trên trục 1
2 Vận tốc góc của trục 2
j2 mô men quán tính trên trục 2
f2 - Hệ số ma sát nhớt của ổ trục trên trục 2
R2 - Bán kính lăn của bánh răng trên trục 2
Mr Mô men tải trọng ngoài.
2.1.2. Hệ điều khiển thuỷ lực chuyển động tịnh tiến bằng bơm dầu.
M1
Mr
J1
J2
F1
F2
R1
R2
N1
1
2

x
+
-

Q

P
M
Y
(+)
v
F
Trong đó:
- hệ số điều chỉnh lu lợng của bơm dầu
x - đại lợng điều chỉnh lu lợng của bơm
- hệ số tổn thất lu lợng trong xi lanh và đờng ống dẫn dầu
P - áp suất làm việc của xi lanh
Q lu lợng cung cấp của bơm
F diện tích mặt cắt ngang pistong
V thể tích chứa dầu trong buồng công tác
E mô dun đàn hồi của dầu
Y chiều dài dịch chuyển của piston
M khối lợng của bộ phận chuyển động.
2.2. Tự động điều khiển động cơ điện
- Động cơ điện một chiều kích từ, điều khiển tốc độ bằng dòng phần ứng.
- Động cơ điện một chiều kích từ song song điều khiển tốc độ bằng dòng
phần cảm.
2.3. Tự động điều khiển một số quy trình công nghệ chế biến.
2.3.1. Điều khiển tự động thiết bị làm sạch và phân loại nguyên liệu.
Nguyên liệu trớc khi đa vào bảo quản hay chế biến cần phải đợc làm sạch và
phân loại.
Do độ bẩn hay độ lẫn tạp chất trong nguyên liệu rất khó xác định nên việc
giải quyết tự động hoá quá trình làm sạch và phân loại rất khó khăn. Tuy nhiên ngời
ta cũng có thể lợi dụng một vài đặc điểm khác nhau về kích thớc, khối lợng riêng,
màu sắc để giải quyết cơ khí hoá hay tự động hoá quá trình làm sạch và phân loại.
Trên hình 5.8 là sơ đồ nguyên lý máy tự động phân loại theo màu sắc. Loại

máy này làm việc dựa trên nguyên lý chiếu sáng nhờ ứng dụng tính chất của tế bào
quang điện. Trong các dây chuyền chế biến quả, cà phê, ngời ta dùng thiết bị này
để loại những hạt khác màu hoặc khác những quả xanh non ra khỏi hỗn hợp nguyên
liệu trớc khi đa vào chế biến.
Bộ phận làm việc của máy gồm có các tế bào quang điện 5, đợc nối với bộ
khuyếch đại 11, để điều khiển cho co cấu chấp hành 7 đóng ngắt dòng điện vào các
điện cực 8 và 9.
Hình 5.8. Máy phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn
Nguyên liệu đợc đa vào phễu cấp liệu 1. Sau khi qua máng rung 2 và băng tải
3 hạt đợc rải đều thành lớp rồi đợc đa vào phòng quang học 6. Do tác dụng của tế
bào quang điện 5 mà hỗn hợp đợc phân chia thành 2 loại: hạt có màu bình thờng và
hạt có màu khác với màu bình thờng. Hạt có màu khác với màu bình thờng đợc nạp
điện và sau khi ra khỏi phòng quang học thì đợc điện cực 8 hút lệch về một phía.
Mỗi lần lựa chọn chỉ phân loại đợc 2 màu. Muốn phân loại đợc nhiều loại
màu ta phải làm lại nhiều lầm hoặc dùng nhiều máy.
Yêu cầu quả phải đợc rải thành lớp mỏng, sao cho quả nọ không che lấp quả
kia thì việc phân loại không bị bỏ sót.
2.3.2. Điều khiển tự động thiết bị lạnh
Các loại thiết bị lạnh dùng trong bảo quản chế biến đợc chia làm 2 loại: loại
trực tiếp và laọi gián tiếp.
- Máy lạnh trực tiếp là loại máy lạnh có dàn bay hơi trực tiếp làm lạnh không
khí trong buồng lạnh.
- Máy lạnh gián tiếp là loại máy lạnh làm lạnh chất tải lạnh nh nớc, nớc
muối, amoniac, freon sau đó chất tải lạnh mới đợc bơm đi làm lạnh buồng nhờ
các dàn lạnh.
Buồng lạnh thờng có nhu cầu chủ yếu về nhiệt độ sau đó có thêm các yêu cầu
khác nh độ ẩm không khí bảo quản, sự hoà trộn không khí tơi đối với các sản phẩm
có hô hấp nh trứng, khoai tây giống, rau quả, hạt giống.
Mỗi loại máy lạnh và buồng lạnh nh trên đều có các đặc thù khác nhau và
yêu cầu khác nhau về tự động hoá.

Hiện nay sử dụng phổ biến 2 loại: máy lạnh có giàn lạnh bay hơi trực tiếp và
máy lạnh có giàn lạnh đối lu cỡng bức.
2.3.2.1. Máy lạnh trực tiếp
Máy lạnh có dàn lạnh bay hơi trực tiếp thực hiện làm lạnh không khí trong
buồng theo phơng pháp đối lơu tự nhiên hoặc đối lu cỡng bức (dùng quạt). Các dàn
lạnh đối lu tự nhiên thờng chỉ sử dụng ở những hệ thống lạnh nhỏ nh tủ lạnh gia
đình, tủ lạnh thơng nghiệp. Loại này có u điểm là cấu tạo đơn giản nhng nhợc điểm
là hệ số truyền nhiệt nhỏ, lợng kim loại tiêu hao để làm giàn lạnh lớn nên ít đợc sử
dụng.
- Máy lạnh với một buồng lạnh
- Máy lạnh với nhiều buồng lạnh cùng nhiệt độ
- Máy lạng với nhiều buồng lạnh khác nhiệt độ
2.3.2.2. Máy lạnh làm bằng chất tải lạnh
Các loại máy này thờng sử dụng rộng rãi đặc biệt trong kỹ thuật điều hoà
không khí vì chất tải lạnh là nớc hoặc là chất lỏng.
Các máy làm lạnh với chất tải lạnh lỏng bao gồm máy nén bít tông, trục vít
hoặc li tâm. Thiết bị ngng tụ thờng là bình ngng ống vỏ hoặc giàn ngng giải nhiệt
gió, thiết bị bay hơi là bình bay hơi ống vỏ mà chất sôi trong ống hoặc sôi trong
không gian giữa các ống. Trong sản xuất ngời ta thờng dùng máy nén bít tông.
2.3.2.3. Điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong buồng lạnh
Việc duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp với từng loại sản phẩm cần bảo quản
là vấn đề rất cần thiết. Đôi khi khống chế độ ẩm còn quan trọng hơn việc khống chế
nhiệt độ. Trong kỹ thuật lạnh việc khống chế nhiệt độ tơng đối đơn giản còn việc
khống chế độ ẩm thì khá phức tạp và cần phải đợc dự trù ngay khi thiết kế buống
lạnh. Do nhiệt độ bay hơi ở giàn lạnh thấp hơn nhiều nhiệt độ đọng sơng của không
khí trong buồng lạnh nên luôn luôn xẩy ra quá trình ngng đọng hơi nớc vào giàn
lạnh. Vì vậy, viêc giảm ẩm trong buồng lạnh dễ dàng hơn rất nhiều so với việc tăng
ẩm.
- Để giảm ầm cần hạ nhiệt độ bay hơi trong giàn lạnh bằng cách: Giảm diện
tích bề mặt trao đổi nhiệt, giảm tốc độ quạt vào giàn lạnh hoặc có thể dùng máy hút

ẩm.
- Để tăng độ ẩm cần phải hiểu rõ nhiệt độ buồng lạnh và nhiệt độ giàn bay
hơi hoặc dùng máy phun ẩm.
2.3.3. Tự động điều khiển thiết bị đóng gói sản phẩm
Đóng gói sản phẩm là một trong quá trình quan trọng trong dây chuyền chế
biến nông sản. Đây là quá trình tổng hợp bào gồm nhiều khâu nh chuẩn bị bao bì,
định lợng sản phẩm vào bao bì ghép kín, trang trí và hoàn thiện. Việc tự động điều
khiển từng phần hay toàn bộ hệ thống thiết bị đóng gói có ý nghĩa rất lớn trong việc
xác định chất lợng sản phẩm, đảm bảo điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm.
Dới đây là một số hệ thống điều khiển điển hình
- Thiết bị định lợng kiểu cân bán tự động
- Thiết bị định lợng kiểu cân điện tử
3. Tình hình ứng dụng kỹ thuật điện tử và tự động trong ngành chế biến gỗ.
Trong quá trình gia công chế biến gỗ để nâng cao chất lợng sản phẩm ngời ta đã
ứng dụng kỹ thuật điện tử và tự động vào các máy chế biến nh:
- Sử dụng các bộ vi sử lý, PLC để lập trình cho một quá trình làm việc của dây
truyền ván dăm, ván gép thanh,
- ứng dụng các kỹ thuật điện tử vào trong các bảng điều khiển của các máy nh:
máy ca đĩa, máy tiện, máy khoan, máy bào
- Ngoài ra kỹ thuật điện tử và tự động còn đợc ứng dụng vào công nghệ sấy gỗ nh:
sấy bằng phơng pháp sấy cao tần, sấy áp lực, sấy ly tâm