Luận văn tốt nghiệp điện tử thiết kế máy cắt lạng mủ cao su tự động

Mục lục
Mục lục
Danh mục hình
Lời mở đầu
Phần Mở đầu 1
Lý do chọn đề tài 1
1. Thực trạng quy trình chế biến mủ tờ cao su 1
2. Vấn đề đặt ra 3
Phạm vi nghiên cứu đề tài 3
Nội dung nghiên cứu 3
Khả năng ứng dụng vào thực tế 4
Mục đích, yêu cầu và giới hạn của đề tài 4
1. Mục đích 4
2. Yêu cầu 4
3. Giới hạn đề tài 4
Phần Nội dung 5
Chương 1: Cơ sở lý thuyết 5
1.1 Nút nhấn và switch 5
1.1.1 Giới thiệu chung 5
1.1.2 Tthông số lựa chọn 5
1.2 Đèn báo 5
1.2.1 Giới thiệu chung 5
1.2.2 Các thông số lựa chọn 6
1.3 Cảm biến 6
1.3.1 Giới thiệu chung 6
1.3.2 Cấu tạo cảm biến quang và cảm biến cảm ứng từ 7
1.3.3 Các thông số lựa chọn 7
1.4 Aptomat 8
1.4.1 Giới thiệu chung 8
1.4.2 Cấu tạo 9
1.4.3 Các thông số lựa chọn 9

1.5 Động cơ 10
1.5.1 Giới thiệu chung 10
1.5.2 Cấu tạo 10
1.5.3 Các thông số để lựa chọn động cơ 10
1.6 Encoder 11
1.6.1 Giới thiệu chung 11
1.6.2 Cấu tạo 12
1.6.3 Các thồng số lựa chọn 12
1.7 Contactor 12
1.7.1 Giới thiệu chung 12
1.7.2 Cấu tạo 13
1.7.3 Các thông số lựa chọn contactor 14
1.8 Biến tần 14
1.8.1 Giới thiệu chung 14
1.8.2 Cấu tạo 15
1.8.3 Phương pháp điều khiển 15
1.8.4 Các module biến tần 16
1.9 PLC 17
1.9.1 Giới thiệu chung 17
1.9.2 Cấu tạo 18
1.9.3 Các module biến tần 19
Chương 2: Thiết kế và thi công máy cắt lạng mủ cao su 22
2.1 Sơ đồ khối của máy 22
2.2 Chức năng của từng khối 22
2.2.1 Tín hiệu ngõ vào 22
2.2.2 Khối điều khiển 22
2.2.3 Khối chấp hành 22
2.3 Nguyên lý hoạt động của máy 27
2.4 Tính toán thiết kế thiết bị điều khiển 30
2.4.1 Tính toán hệ thống chuyển động 30

2.4.2 Tính toán lựa chọn thiết bị 32
2.4.2.1 Lựa chọn động cơ 32
2.4.2.2 Lựa chọn contactor 33
2.4.2.3 Lựa chọn aptomat 34
2.4.2.4 Lựa chọn biến tần 34
2.4.2.5 Lựa chọn PLC 35
2.4.3 Bảng khai báo ngõ vào 36
2.4.4 Bảng khai báo ngõ ra 36
2.4.5 Sơ đồ nguyên lý 37
2.5 Thi công tủ điện 38
2.5.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong bản vẽ 38
2.5.2 Tủ điện thực tế 38
2.6 Tính toán các thông số yêu cầu 40
2.7 Cấu hình bộ đếm tốc độ cao 41
Chương 3: Kết luận và hướng phát triển của đề tài 42
3.1 Những điểm đã đạt được 42
3.2 Những điểm còn hạn chế 42
3.3 Hướng phát triển 42
Tài liệu tham khảo
Phụ lục 1
Phụ lục 2

Danh mục hình
Hình trang
Hình 1 Thu nhập mủ cao su 1
Hình 2 Đánh đông mủ cao su 1
Hình 3 Cắt lạng mủ cao su 2
Hình 4 Phơi khô lạng mủ cao su 2
Hình 5 Đóng gói tờ mủ cao su 3
Hình 1.1 Một số nút nhấn và switch 5

Hình 1.2 Các loại đèn báo 6
Hình 1.3 Một số cảm biến 7
Hình 1.4 Cấu tạo và phương thức đấu dây 7
Hình 1.5 Một số loại aptomat 8
Hình 1.6 Cấu tạo aptomat 9
Hình 1.7 Một số loại động cơ 3 pha 10
Hình 1.8 Cấu tạo động cơ 10
Hình 1.9 Encoder trên thực tế 11
Hình 1.10 Cấu tạo của encoder 12
Hình 1.11 Một số loại contactor 13
Hình 1.12 Cấu tạo Contactor 13
Hình 1.13 Biến tần của một số hãng 14
Hình 1.14 Cấu tạo của biến tần 15
Hình 1.15 Sơ đồ kết nối nguyên lý 15
Hình 1.16 Đặc tuyến V/f 16
Hình 1.17 Một số loại PLC 18
Hình 1.18 Cấu tạo PLC 18
Hình 1.19 Sơ đồ khối của PLC 19
Hình 2.1 Sơ đồ khối của máy cắt lạng mủ cao su 22
Hình 2.2 Thùng mủ 23
Hình 2.3 Cơ cấu nâng khối mủ 23
Hình 2.4 Cơ cấu nâng thực tế 24
Hình 2.5 Ray trượt 24
Hình 2.6 Cơ cấu dịch chuyển thùng mủ 25
Hình 2.7 Cơ cấu dịch chuyển thùng mủ thực tế 25
Hình 2.8 Mô hình thiế kế hoàn chỉnh 26
Hình 2.9 Máy cắt thực tiễn 26
Hình 2.10 Lưu đồ thuật giải chọn chế độ autu/manual 27
Hình 2.11 Lưu đồ thuật giải bằng tay 27
Hình 2.12 Lưu đồ thuật giải tự động 29

Hình 2.13 Kinco MV100-4T-0007-G 34
Hình 2.14 PLC Kinco K360-24AR 35
Hình 2.15 Sơ đồ kết nối biến tần 37
Hình 2.16 Sơ đồ kết nối PCL 37
Hình 2.17 Sơ đồ bố trí thiết bị 38
Hình 2.18 Vị trí các thiết bị trong tủ điện 38
Hình 2.19 Bề ngoài mặt tủ điện 39
Hình 2.20 Tủ điện trong thực tế 39
Lời Nói Đầu

Khoa học kỹ thuật thế giới ngày càng phát triển và đã đạt được những thành tựu rất
lớn. Nước ta là nước đi sau về khoa học kỹ thuật, nhưng nhờ những chính sách đúng đắn
của Đảng và Nhà nước nên đã biết đi tắt đón đầu để nhanh chóng bắt kịp và nghiên cứu
phát tiển nhiều đề tài có ảnh hưởng đến sự phát triển của khoa học công nghệ nhà nước
nói riêng và thế giới nói chung.
Hiện Việt Nam là nước đứng thứ 5 về sản lượng và thứ 4 về xuất khẩu cao su trên
thế giới với 100% là cao su thiên nhiên, đã có 80 thị trường trên toàn thế giới nhập khẩu
cao su từ Việt Nam. Thị trường Trung Quốc chiếm khoảng 61% sản lượng năm 2011 và
trên 50% trong năm 2012. Những thị trường quan trọng khác chiếm 3-7% mỗi thị trường
là Malaysia, Đức, Đài Loan, Ấn Độ. Vị thế của ngành cao su Việt Nam trên thế giới ngày
càng được khẳng định.
Tại các cơ sở chế biến mủ cao su với quy mô nhỏ, các quá trình chế biến mủ cao su
hầu hết hết đều thực hiện thủ công, quy trình chế biến cần nhiều nhân công, thời gian chế
biến lâu.
Cần có một loại máy có thể nâng cao năng suât, giảm chi phí nhân công và phù
hợp với quy trình sản xuất, nhưng giá thành phải nằm trong khả năng đầu tư của các cơ sở
có quy mô nhỏ.
LỜI CẢM ƠN

Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, trước hết chúng em xin chân thành gửi

lời cảm ơn đến tập thể quý thầy, cô khoa Điện Tử đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn và
trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt những năm học vừa qua.
Chúng em xin cảm ơn thầy Đỗ Bình Nguyên và anh Nguyễn Phú Ý đã tận tình
hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em hoàn thành đề tài này.
Do thời gian thực hiện có hạn nên chắc chắn đề tài vẫn còn nhiều sai xót, kính
mong quý thầy cô đóng góp thêm nhiều ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn.

Sinh viên thực hiện

Phạm Gia Khánh – Nguyễn Hữu Toan
1


Phần Mở đầu
Lý do chọn đề tài
1. Thực trạng quy trình chế biến tờ mủ cao su

Hình 1 Thu nhp m cao su
M cao su thu nhp v c x .

Hình  cao su
M  to thành khi, khi m c t và ct
thành tng t mng.
2



Hình 3 Ct lng m cao su

Hình ng m cao su

M c ct thành nhng t m mng, i ta có th  hoc
làm lò sy bc ci, gi nhi  50
0
C n 5 ngày.
3



 m cao su
Sau khi sy khô, có th kg hoc 111 kg dùng dung dch bt talc
quét trên b mt khi m sau khi ép.
2. Vấn đề đặt ra
Hin nay, t ch bin m cao su nh ln ch bin ch
yc thc hin bi vi doanh nghip
 u các lng m u và chi phí nhân công cao. Nhìn thy rõ
nhng v mà doanh nghip cp phi, qua quá trình tìm hiu, nhóm
 t ra mc tiêu ch to mt máy ct lng m
cao su t ng gim bt nhân công trong khâu ct lng m  chính xác
cho mi ln ct lng m cao su.
Phạm vi nghiên cứu đề tài
Thit k, ch to máy ct lng m cao su t ng theo yêu cu ca công ty
TNHH mt thành viên cao su Bình Thun.
Nội dung nghiên cứu
- PLC Kinco
- Bin tn Kinco
- Lp trình PLC
- Cu hình bin tn
4

Khả năng ứng dụng vào thực tế
Sau khi hoàn thành, máy s  bin t m cao su ti
công ty TNHH mt thành viên cao su Bình Thun.
Mục đích, yêu cầu và giới hạn của đề tài
1. Mục đích
Thit k máy ct lng m cao su t ci tin máy ct lng m cao su
vào dây chuyn sn xut, thay th ng chân tay bng máy móc hi
t và chng sn phm, gim chi phí mà doanh nghip phi chi tr cho công
nhân và nhp khu máy móc.
2. Yêu cầu
H thng hong t ng và ct khi m ra tng mi dày tùy ý.
3. Giới hạn đề tài
Ch thc hin phn ct cao su t ng, không thc hin phn t i
m vào thùng cha m khi ct ht khi m.

5


Phần Nội dung
Chương 1: Cơ sở lý thuyết
1.1 Nút nhấn, switch
1.1.1 Giới thiệu chung
Nút nhn là mt loi khí c  t t xa các thit b n t khác,
các dng c báo hi chuyi các mu khin tín hiu, liên
ng, bo v mn mt chin áp xoay chin áp
n 500V, tn s 50- 60Hz.
Nút nh khng, do chiu quay c
n bt các mch cun dây ca contactor, khng t mc 
mng lc c

Hình 1.1 Mt s nút nhn và switch
1.1.2 Thông số lựa chọn
- các cp tim
- ng kính nút nhn và switch (Ø)
- Màu sc nút nhn
1.2 Đèn báo
1.2.1 Giới thiệu chung
6


t b n bii tin hin thành tín hi
báo hii s dng.

Hình 1.2 Các lo
1.2.2 Các thông số lựa chọn
- nh mc
- 
- 
1.3 Cảm biến
1.3.1 Giới thiệu chung
Cm bin là thit b  cm nhn nhng bin i cng vt lý
và ng không có tính chn cthành n có th 
x c. Cm bin là mt trong ba thành phn ca h thu khin.
7



Hình 1.3 Mt s cm bin

1.3.2 Cấu tạo cảm biến quang và cảm biến cảm ứng từ

Hình 1.4 Cu tu dây

1.3.3 Các thông số lựa chọn
- Khong cách phát hin vt
- n áp ngõ vào
- Ngõ ra cm bin (NPN hay PNP)
- Tn s ng
- ng cm bin

8


1.4 Aptomat
1.4.1 Giới thiệu chung
Aptomat hay CB (Circuit Breaker ) hay cu dao t ng là mt khí c n
dùng trong công nghi t mng lc h th.
CB là mt khí c  t mn (bkhông t
 t mch t ng ), có bo v ngt mch và quá ti khi các
tim cn lc ch




Hình 1.5 Mt s loi aptomat

9



1.4.2 Cấu tạo


Hình 1.6 Cu to aptomat
- Ti m:     n 3 loi ti m, ti m chính, tip
m ph và h quang.
- Bung dp h quang: ng s dng nhng tm thép chia hp thành nhiu
t h quang thành nhiu n ng dp tt.
- Móc bo v
1.4.3 Các thông số lựa chọn

- 
 
- 
dòng  -1.5 l

- 
tính 
sóc thì 
td
=1.2-1.5 I
t
.

10

1.5 Động cơ
1.5.1 Giới thiệu chung
 chuyng


Hình 1.7 Mt s lo
1.5.2 Cấu tạo

Hình 1.8 Cu t
1.5.3 Các thông số để lựa chọn động cơ
- Công sunh mc P

(KW) hoc (HP)
- inh mc U

(V)
- nh mc I

(A)
11


- Tn s n f (Hz)
- T quay roto n

(vòng/phút ) hoc (rpm)
- H s công sut cos
- Long c 3 pha hoc 1 pha
1.6 Encoder

1.6.1 Giới thiệu chung
ng dch chuyn thng hoc góc. ng thi chuyi v trí
góc hoc v trí thng thành tín hiu nh phân và nh tín hiu này có th c
v trí trc hoc bàn máy. Tín hiu ra ci dng tín hiu s. Encoder
c s dng làm phn t chuyi tín hiu phn hi trong các máy CNC và robot.
Trong máy công c u khin s, chuyng cc dng t mt
c bi ti bàn máy. V trí ca bàn máy có th c nh
encoder lp trong cm truyn dn.




Hình 1.9 Encoder trên thc t

12


1.6.2 Cấu tạo

Hình 1.10 Cu to ca encoder
- Gm b phát và thu ca cm bin quang
- u l
1.6.3 Các thông số lựa chọn
-  phân gii encoder
- n áp ngõ vào, ngõ ra
1.7 Contactor
1.7.1 Giới thiệu chung
Contactor là mt loi khí c n dùng  t t xa, t ng hoc bng
nút nhn các m ng lc có ph t       n 600A.
Contactor có hai v t. Contactor hong da trên nguyên tc hút

nh c t các tiu khin các kiu dây và
t ngun cho ph ti. Tn s  ti 1500 ln mt gi.
13





Hình 1.11 Mt s loi contactor

1.7.2 Cấu tạo

Hình 1.12 Cu to Contactor
Cun dây và mch t: Có th s dn áp mt chiu hoc xoay chiu. Cun
dây có tác dng hútt mch t n.
14


Các tim: Bao gm các ting
dn khi hai tii.
Lò xo: Có tác dng làm h mch ra khi cun dây không còn cn.
1.7.3 Các thông số lựa chọn contactor
- nh mc (In)
- nh mc ca cun coil
- Tn s t ca tim
- Loi contactor (1 pha hay 3 pha)
1.8 Biến tần
1.8.1 Giới thiệu chung
     dùng      quay    dòng
 xoay   cách        cung  cho  

Hình 1.13 Bin tn ca mt s hãng



15


1.8.2 Cấu tạo

Hình 1.14 Cu to ca bin tn


Hình 1.15 S kt ni nguyên lý

1.8.3 Phương pháp điều khiển
- Multi-speed: vu khiu khin 16 cp t.
- V/f control:
16



Hình 1.16 c tuyn V/f
1.8.4 Các module biến tần
- Kinco:
+ MV100-2S-0004-G: 1P/3P AC 220V 50/60Hz, P = 0,4KW, I


=2,5A.
+ MV100-4T-0007-G: 3P AC 380V 50/60Hz, P = 0,75KW, I

= 2,7A.
+ MV100-4T-0022-G: 3P AC 380V 50/60Hz, P = 2,2KW, I

= 5A.
+ EV100-2S-0004-G: 1P/3P AC 220V 50/60Hz, P = 0,4KW, I

=2,5A.
+ EV100-2S-0037-G: 1P/3P AC 220V 50/60Hz, P = 3,7 KW, I

=16,5A.
+ EV100-4T-0037-G: 3P AC 380V 50/60Hz, P = 3,7 KW, I

=8,6A.
+ EV100-4T-300-G: 3P AC 380V 50/60Hz, P = 30 KW, I

=65A.
+ EV100-4T-1600-G: 3P AC 380V 50/60Hz, P = 160 KW, I

=305A.
- Mitsubishi:
+ FR-A740-0.4K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=0.4KW, I

=1,5A.
+ FR-A740-0.75K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=0.75KW, I

=2,5A.

+ FR-A740-3.7K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=3.7KW, I

=9A.
+ FR-E740-0.75K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=0.75KW, I

=1,5A.
+ FR-E740-7.5K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=7.5KW, I

=17A.
+ FR-D740-0.75K: 3P 380-480VAC 50/60Hz, P=0.75KW, I

=2,2A.
+ FR-A720-15K: 3P 220-240VAC 50/60Hz, P=15KW, I

=61A.
+ FR-E720-0.75K: 3P 220-240VAC 50/60Hz, P=0.75KW, I

=5A.

17


- Siemens:
+ SJ300  007 HFE: 3P 400VAC 50/60Hz, P=0.75KW.
+ L300P- 1100HFE2: 3P 400VAC 50/60Hz, P=110 KW.
+ L300P- 150HFE2: 3P 400VAC 50/60Hz, P=15KW.
+ L300P- 110LFU2: 3P 200VAC 50/60Hz, P=11KW.
+ L300P- 750LFU2: 3P 200VAC 50/60Hz, P=75KW.
+ L200-007NFE: 1P/3P 200VAC 50/60Hz, P=0.75KW.
+ SJ200  007 HFEF: 1P/3P 200VAC 50/60Hz, P=0.75KW.

- Omron:
+ 3G3JX-A2004: 1P/3P 200VAC 50/60Hz, P=0.4KW.
+ 3G3JX-A2007: 1P/3P 200VAC 50/60Hz, P=0.7KW.
+ 3G3MX-A4007: 3P 400VAC 50/60Hz, P=0.7KW.
+ 3G3MX-A4075: 3P 400VAC 50/60Hz, P=7.5KW.
+ 3G3RX-A4055: 3P 400VAC 50/60Hz, P=5.5KW.
+ 3G3RX-A4220: 3P 400VAC 50/60Hz, P=22KW.

1.9 PLC
1.9.1 Giới thiệu chung
PLC vit tt ca Programmable Logic Controller, là thit b u khin lp trình
c (kh trình) cho phép thc hin linh hot các thuu khin logic thông qua
mt ngôn ng li s dng có th l thc hin mt lot trình t
các s kin. Các s kic kích hot bi tác ng vào PLC hoc
qua các hong có tr nh thì hay các s kim.
Mt khi s kic kích hot tht s, nó bt ON hay OFF thit b u khin
c gi là thit b vt lý. Mt b u khin lp trình s liên t
i s dng l tín hiu  ngõ vào và xut tín hiu  ngõ
ra ti các thp trình.

18





Hình 1.17 Mt s loi PLC

1.9.2 Cấu tạo

Hình 1.18 Cu to PLC