LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển ngày càng cao của khoa học kỹ thuật và công
nghệ của thời đại mới. Để theo kịp sự phát triển của thời đại trong quá trình hiện
đại hóa công nghiệp hóa đất nước, ngành điện-điện tử là mũi nhọn trong quá trình
phát triển này. Nhờ sự phát triển vượt bậc của ngành điện-điện tử trong thời gian
qua đã đêm lại hiệu quả sản xuất rất cao, đêm lại lợi nhuận lớn cho nhà sản xuất.
Trong công cuộc từng bước hòa nhập với sự phát triển của nền công nghiệp thế
giới. Để vấn đề này trở nên nhanh chóng và kịp thời thì trước tiên ta phải có đội
ngũ kỹ sư, công nhân tay nghề cao. Chính vì vậy từ bao năm qua tại các trường đại
học, cao đẳng,trung cấp và dạy nghề v v đã tạo ra biết bao con người có trình độ
kỹ thuật tay nghề và đầy năng lực sáng tạo để gốp phần đưa đất nước hòa nhập với
công cuộc phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa đât nước.
Bản thân tôi là sinh viên ngành điện-điện tử, được sự giúp đỡ của các thầy
cô,các bạn,các anh chị trường đại học SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM trong 4
năm vừa qua. Tôi đã học được nhiều kiến thức cơ bản, lý thuyết cũng như thực
hành. Để đi sau vào thực tế của việc học tập “Học đi đôi với hành”, được sự chấp
nhận của nhà trường và được sự chấp nhận của nhà máy Sữa Đậu Nành Việt Nam-
Vinasoy; tại đây tôi đã áp đụng những kiến thức vào thực tế và đã học hỏi được
nhiều điều bổ ích trong công việc để nâng cao tay nghề đồng thời qua đó biết được
tác phong công nghiệp của một kỹ sư, một quản lí, một nhân viên… với công việc
của nhà máy. Tuy thời gian thực tập không nhiều nhưng được sự quan tâm giúp đỡ
nhiệt tình hướng dẫn của các bậc đàn anh trong phòng kỹ thuật của nhà máy.Tại
đây tôi đã rút ra được nhiều kinh nghiệm quý bấu cho bản thân . Chính vì vậy hôm
nay tôi viết báo cáo này để tổng kết lại nhũng gì đã học và làm trong thời gian
thực tập tại nhà máy.Cũng trong quá trình thực tập tôi cũng có nhiều sai sót rất
mong sự đóng gốp của ban giam hiệu nhà trừơng , các thầy cô, ban giám đốc và
các bậc đàn anh trong tổ kỹ thuật của nhà máy sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Quảng ngãi, ngày tháng năm
Trần Nguyên Soái
1
LỜI CẢM ƠN
Để báo cáo thực tập hoàn thành đúng thời gian đề ra, tôi xin chân thành cảm ơn
cán bộ công nhân viên nhà máy Sữa Đậu Nành Việt Nam VinaSoy. Đặc biệt là
ban giám đốc và các anh chị tại phòng kỹ thuật đã tận tình hướng dẫn tôi. Trong
việc tiếp xúc với công nghệ sản xuất của nhà máy đồng thời cung cấp tài liệu để
tôi hoàn thành thực tập đúng với thời gian quy định. Tôi cũng xin chân thành cảm
ơn ban giam hiệu của ban giám hiệu và các thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP HCM.
Nếu thiếu một trong những sự giúp đỡ đó có lẽ kết quả thực thực tập của tôi
không hoàn thành được như hôm nay.
Trong thời gian thực tập tại nhà máy, được sự quan tâm giúp đỡ của ban kỹ
thuật cũng như ban quản lý nhà máy đã để lại cho tôi những tình cảm rất tốt đẹp.
Và những kỉ niệm này sẽ là hành trang cho bước vào đời.
Tôi xin chúc nhà máy ngày một đi lên, phát triển trở thành nhà máy sữa hàng
đầu Việt Nam và vươn xa thị trường quốc tế.
Một lần nữa tôi xin thành thật cảm ơn.
2
PHẦN I
GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY
SỮA ĐẬU NÀNH
VIỆT NAM-VINASOY
3
CHƯƠNG I:
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA
NHÀ MÁY SỮA VIÊT NAM VINASOY
Nhà máy sữa đậu nành Việt Nam-VinaSoy là đơn vị trực thuộc công ty cổ
phần đường Quảng Ngãi.
1. Nhà máy được thành lập năm 1996 và đưa vào hoạt động chính thức
tháng 5/1997 theo quyết định thành lập số 347/ĐQN-TCKLĐ/QĐ năm
1997 về việc thành lập và giao nhiệm vụ cho phân xưởng sữa, kem và
sữa chua.
2. Đến tháng 3/1999 đổi tên thành nhà máy sữa Trường Xuân theo giấy
phép thành lập số 750/QĐ/ĐQN-TCLĐ ngày 12/3/1999 về việc đổi tên
phân xưởng nhà máy và thành lập đơn vị hoạch toán phụ.
3. Đến tháng 8/1999 nhà máy sữa Trường Xuân sát nhập vào nhà nước
khoáng thạch bích theo quyết định số 448/ĐQN-TCLĐ/QĐ ngày
19/8/1999 về việc sát nhập nhà máy sữa và nhà máy nước khoáng
Thạch Bích, thời gian sát nhập là ngày 1/9/1999. Lễ bàn giao sát nhập
nhà máy sữa vào nhà máy nước khoáng thạch bích vào ngày 11/9/1999
tại nhà máy sữa theo thông báo số 502/ĐQN-TCLĐ/QĐ ngày 10/9/1999
về việc tổ chức lễ bàn giao về việc sát nhập nhà máy sữa Trường Xuân
và nhà máy nước khoáng Thạch Bích.
4. Đến tháng 1/2003 nhà máy sữa Trường Xuân tách ra khỏi nhà máy nước
khoáng Thạch Bích theo quyết định số 15/QĐ-ĐQN-TCLĐ/QĐ ngày
06/01/2003 về việc tách nhà máy nước khoáng Thạch Bích thành hai
nhà máy: nhà máy nước khoáng Thạch Bích và nhà máy sữa Trường
Xuân, thời gian tách là ngày 06/01/2003.
5. Đến tháng 5/2005 đổi tên thành nhà máy Sữa Đậu Nành VinaSoy theo
quyết định số 265QĐ/ĐQN-TCLĐ ngày 16/05/2005 về việc đổi tên nhà
máy Sữa.
6. Đến tháng 1/2006 thành lập nhà máy Sữa Đậu nành Việt Nam-VinaSoy
theo quyết định số 026QĐ/ĐQN-TCLĐ ngày 04/01/2006 về việc thành
lập tên nhà máy Sữa Đậu Nành Việt Nam-Vinasoy.
7. Đến tháng 06/2009 Nhà Máy tiếp tục phát triển đi lên.
4
CHƯƠNG II:
TÌNH HÌNH SẢN XUẤT
I. SẢN XUẤT:
Từ năm 2005 nhà máy đã triển khai áp dụng có hiệu quả hệ thống quản lí
chất lượng theo tiêu chuẩn HACCP và được chứng nhận HACCP đầu năm
2006. Do đó sản phẩm sản xuất a ngày càng ổn định, tỉ lệ sản phảm hỏng khi
lưu kho nhỏ hơn 0,5%.
Năm 2004 lắp đặt thêm máy chiết rót TBA/3 đưa vào hoạt động có hiệu
quả, tăng công xuất từ 5 triệu/lit/năm lên 10 triệu lít/năm.
Năm 2006 lắp đặt thêm máy chiết rót TBA/3 đưa vào hoạt động có hiệu
quả, tăng công xuất từ 10 triệu/lit/năm lên 15 triệu lít/năm.
Năm 2007 đầu tư Decanter kiểu Foodec 210, trích ly lần 2 nâng cao công
suất lên 18 triệu lít/năm
Năm 2009 đầu tư nâng cao sản xuất lên 40 triệu lít/năm
Năm 2010 đầu tư nâng cao sản xuất lên 60 triệu lít/năm
Năm 2011 đầu tư nâng cao sản xuất lên 120 triệu lít/năm
II. KINH DOANH:
Từ trước năm 2008 thị trường phía Bắc, Miền Trung, Tây Nguyên là
chính. Thị trường miền Nam chưa đầu tư phát triển.
Từ năm 2008 đầu tư phát triển thị trường TP.HCM và Tây Nam Bộ.
Đến tháng 6/2009 thị trường trên cả nước đều phát triển.
5
CHƯƠNG III:
CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY
I. SƠ ĐỒ TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY:
II. SƠ ĐỒ TỔ CHỨC CỦA PHÒNG KỸ THUẬT:
6
GIÁM ĐỐC
Kiêm trưởng ban quản lí và điều hành
hệ thống chất lượng, môi trường
PHÓ GIÁM ĐỐC KỸ
THUẬT
(đội trưởng HACCP)
TRƯỞNG PHÒNG KỸ
THUẬT SẢN XUẤT
PP KỸ THUẬT
SẢN XUẤT
PP KỸ HUẬT
BẢO TRÌ
BỘ PHẬN
BẢO TRÌ
TRƯỞNG CA
SẢN XUẤT
PHÓ PHÒNG
NGHIÊM
CỨU -PHÁT
TRIỂN VÀ
PHÂN TÍCH
SẢN PHẢM
TRƯỞNG BỘ PHẬN
TỔ CHỨC HÀNH
CHÍNH
TRƯỞNG PHÒNG
TÀI CHÍNH KẾ
TOÁN
TRƯỞNG PHÒNG
KẾ HOẠCH KINH
DOANH
PHÓ PHÒNG TÀI
CHÍNH KẾ TOÁN
PHÓ PHÒNG KẾ
HOẠCH KINH
DOANH
TỔ TRƯỞNG BÁN
HÀNG –TIẾP THỊ
TRƯỞNG PHÒNG
KỸ THUẬT
PHÓ PHÒNG PHỤ
TRÁCH SẢN XUẤT
PHÓ PHÒNG PHỤ
TRÁCH BẢO TRÌ
TRƯỞNG
CA SẢN
XUẤT
A
KỸ SƯ PHỤ
TRÁCH KHU
ĐỘNG LỰC
TRƯỞNG CA
SẢN XUẤT
B
TRƯỞNG CA
SẢN XUẤT
C
KỸ SƯ BẢO
TRÌ HỔ TRỢ
KỸ SƯ PHỤ
TRÁCH KHU
MÁY CHIẾT
KỸ SƯ PHỤ
TRÁCH KHU
CHẾ BIẾN
NHÂN
VIÊN
NHÂN VIÊN NHÂN VIÊN NHÂN VIÊN
BẢO TRÌ
NHÂN VIÊN
BẢO TRÌ
NHÂN VIÊN
BẢO TRÌ
NHÂN VIÊN
BẢO TRÌ
PHẦN II
AN TOÀN VÀ NỘI QUY
I. AN TOÀN ĐIỆN:
1. Khái niệm chung:
• Khi có dòng điện chạy qua người thì gây ra hiện tượng giật.
• Khi hiện tượng giật điện gây ra những hậu quả sinh học làm ảnh
hưởng đến chức năng thần kinh, tuần hoàn, hô hấp hoặc gây ra bỏng cho
người bị nạn.
• Khi dòng điện đủ lớn( >=10mA) và nếu không được cắt điện kịp thời
thì có thể gây nguy hiểm đến tính mạng.
2. Các tác hại khi có dòng điện qua người:
• Khi dòng điện qua cơ thể người sẽ gây ra những phản ứng hóa học
phức tạp.
• Mức độ nguy hiểm đối với nạn nhân bị tai nạn điện phụ thuột vào
nhiều yếu tố sau:
+ Biên độ dòng điện.
+ Đường đi của dòng điện .
+ Thời gian tồn tại của dòng điện.
+ Tần số của dòng điện.
+ Tình trạng sức khỏe.
• Ngưỡng giá trị Ing giơi hạn gây tác haị cơ thể người:
Ing(mA
)
Tác hại đối với người Tác hại đối với người
Điện AC ( f= 50-60Hz) Điện DC
0,6-1,5 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác
2-3 Tê tăng mạnh Chưa có cảm giác
5-7 Bắp thịt bắt đầu co Đâu như bị kim châm
8-10 Tay không rời vật có điện Nóng tăng dần
20-25 Tay không rời vật có điện, bắt
đầu khó thở
Bắp thịt co và rung
50-80
90-100
Tê liệt hô hấp, tim bắt đầu đập
mạnh
Nếu kéo dài(t>=3s)tim ngừng
đập
Tay khó rời vật có điện bắt
đầu khó thở
Hô hấp tê liệt
• Các giới hạn dòng điện nguy hiểm đối với người như sau:
7
+ I giới hạn nguy hiểm AC <= 10mA
+ I giới hạn nguy hiểm DC <= 50 mA
• Các giới hạn điện áp nguy hiểm đối với người như sau:
+ U giới hạn nguy hiểm AC
<= 24 V ( ẩm ướt )
<= 50 V ( khô ráo)
+ U giới hạn nguy hiểm DC
<= 50 V (ẩm ươt)
<= 80 V ( khô ráo)
3. Nguyên nhân xảy ra tai nạn điện:
• Do trình độ tổ chức, quản lý công tác lắp đặt, xây dựng xữa chữa công trình
điện chưa tốt.
• Do vi phạm quy trình an toàn kỹ thuật, đóng điện khi có người dang sửa
chữa, công tác vận hành thiết bị điện không đúng quy trình.
• Tai nạn do chạm trực tiếp, chạm trực tiếp ở điện áp U<=1Kv.
• Tai nạn do phóng điện hồ quang.
• Tai nạn xảy ra do “điện áp bước”.
4. Các biện pháp bảo vệ an toàn.
• Sử dụng các thiết bị bảo vệ khi tiếp xúc, sửa chữa điện.
• Dùng các biện pháp tiếp đất bảo vệ kết hợp với các thiết bị như cầu dao
chống giật.
• Sơ đồ bảo vệ an toàn điện kiểu TT:
Trung tính MBA nối đất, vỏ thiết bị nối đất.
Dung APTOMAT có bảo vệ so lệch.
• Sơ đồ bảo vệ an toàn kiểu TN_C:
Trung tính MBA nối đất, vỏ thiết bị nối trung tính.
Trung tính vỏ nối vỏ.
• Sơ đồ bảo vệ an toàn kiểu TN_S:
Trung tính MBA nối đất, vỏ thiết bị nối trung tính nguồn.
Trung tính tải nối trung tính nguồn.
• Sơ cứu khi bị điện giật.
Cách ly nguồn điện.
Dùng các biện pháp sơ cứu.
Đưa đến trạm y tế gần nhất.
II. NỘI QUY RA VÀO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT.
• Cất giữ quần áo và đồ dùng cá nhân tại phòng thay quần áo trước khi vào
phân xưởng sản xuất.
8
• Mặt bảo hộ lao động, đội mũ, mang ủng… theo đúng quy định của từng
khu vực sản xuất trước khi vào phân xưởng làm việc. Không mặc BHLĐ ra
ngoài khu vực sản xuất hoặc đi vệ sinh.
• Rửa và vệ sinh tay thật sạch trước khi làm việc, sau khi đi vệ sinh hoặc bất
kì khi nào tay dính bẩn.
• Không được ăn uống, nhai kẹo cao su, hút thuốc, ngậm tăm, ngậm thuốc
chữa bệnh …. khạc nhổ trong khu vực làm việc.
• Không được giắt bút, thuốt lá, hoặc các vật dụng khác trên tai, trong áo sơ
mi, áo khoác cao trên thắt lưng.
• Các loại nhẫn, trang sức, bông tai, đồng hồ và các nữ trang khác không
được đeo khi làm việc.
• Không sử dụng bất kỳ loại sơn móng tay, các loại móng tay giả, lông mi giả
hoàn toàn bị nghiêm cấm khi sử dụng.
• Khi vào xưởng phải sát trùng ủng tối thiểu 5s trong dung dịch Chlorine và
theo đúng lối đi đã quy định để tránh nhiễm chéo. Người không phận sự không
được vào khu vực sản xuất.
• Các nhân viên bị truyền nhiễm( cảm cúm, bệnh đường ruột…), bị bỏng, có
vết thương hở, nhiếm trùng không được phép làm việc trong phân xưởng sản
xuất.
• Khách tham quan phải được trang bị các BHLD cần thiết ( áo choàng trắng,
mũ, ủng…) và chấp hành đúng các yêu cầu, quy định vệ sinh khu vực sản xuất.
9
PHẦN III
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
CỦA NHÀ MÁY SỮA ĐẬU NÀNH
VIỆT NAM –VINASOY
Nhà máy được trang bị dây chuyền sản xuất khếp kín và hoàn toàn tự động của
hãng TETRA PAK –THỤY ĐIỂN. Sản phẩm chính của nhà máy là sữa đậu nành.
I. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SỮA:
• Đậu nành hạt: là nguyên liệu có hàm lượng dinh dưỡng cao, đậu
nành hạt đóng vai trò quan trọng trong sản xuất sữa đậu nành. Đậu dùng để sản
xuất sữa đậu nành phải có màu vàng sáng, da bóng căng, kích thướt hạt đều, ít
lẫn tạp chất, ít bị sâu mọt và tuyệt đối không bị mốc, meo, độ ẩm đậu nành hạt
thấp (dễ dàng cắn vỡ, không dai, dẻo khi cắn thử ) nhằm hạn chế sự hư hỏng đậu
trong quá trình bảo quản.
• Đường: Đường sản xuất đậu nành là đường RS ( loại đường mà công
ty đường Quảng Ngãi đang sản xuất). Đường khi đem vào sản xuất phải có bao
bì nguyên vẹn, không vốn cục, chảy nước, tuyệt đối không bị meo, mốc, trộn lẫn
côn trùng, tạp chất…
• Nước công nghệ: Nước chiếm >80% trong sản phẩm sữa do đó chất
lượng nước cũng đặc biệt quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản
phẩm . Ngoài những yêu cầu hóa lý, vi sinh, nước phải đảm bảo cảm quan sau:
Trong suốt, không có mùi lạ, không phân lớp, lắng cặn.
Nhằm hạn chế sự lây nhiễm vi sinh vật, thùng chứa nước phối liệu phải
được vệ sinh bằng hóa chất P3 Oxonia 1% 3 mẻ /lần.
• Chất phụ gia: Nhằm mục đích nâng cao chất lượng sữa đậu nành. Yêu cầu
chất phụ gia phải có cảm quan tốt, màu trắng đục, kích thướt hạt đều, tan
rời, không vón cục, không có vật thể lạ, tạp chất, côn trùng…không quá
ngày sử dụng.
• Hương: Phải ở trạng thái lỏng, trong suốt, không phân lớp, không kết tủa,
đúng mã số sử dụng và không quá hạn sử dụng. Không dùng chung một
loại bao bì để chứa nhiều loại hương khác nhau vì vậy sẽ dẫn đến giảm chất
10
lượng sản phẩm, gây ra mùi vị sản phẩm không ổn định giữa các lô sản
xuất.
II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA ĐẬU NÀNH:
11
Đậu nành
hạt
Làm sạch đậu Tạp chất
Nghiền đậu
Trích ly 1
Trích ly 2
Xử lí hoạt tính
ENZIME
Rửa bả
Xử lí nước
Nước
Gia nhiệt nước
Đường Phụ gia Hương
Thùng trộn
10.000
Làm lạnh
Làm mát
Tiệt trùng
Đông hóa
Thùng trữ
Thùng chứa
vô trùng
Co lốc
Đóng gói
Kho chứa
Dán ống hút
Bao bì giấy
Chiết rót vô
trùng
III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA ĐẬU NÀNH
1. Làm sạch đậu:
Đậu nành khô, sạch được đổ vào phiễu tới hệ thống gàn tải đưa vào thiết bị
phân loại. Tại đây, đậu nành được lựu chọn kích thích phù hợp để chuyển qua
công đoạn xử lý tiếp theo tại công đoạn này đậu được trách kim loại nhiễm từ,
tách đá, sạn. Kết quả là ta thu được đậu nành sạch, đồng đều cung cấp cho công
đoạn nghiền.
2 . Nghiền:
Hạt đậu sau khi được làm sạch được đưa vào máy nghiền kín 2 cấp. Tại đây
nước nóng và Sodiumbicarbonate được đưa vào theo tỷ lệ nhất định nhằm mục
đích tăng hương vị sản phảm.
3. Trích ly:
Dịch sữa sau khi nghiền được bơm qua một bộ phận trích ly lần 1 theo kiểu ly
tâm liên tục để tách bã không hòa tan. Bã được pha lỏng với nước với tỷ lệ bã:
nước = 1:2 và bơm tới thiết bị ly tâm lần 2, bã sau khi ly tâm lần 2 được chuyển
ra tan sau khi trích ly lần 1 được đưa đến thiết bị khử hoạt tính ENZIME. Phần
dịch sau khi trích ly lần 2 được đưa đến thiết bị nghiền.
4. Khử hoạt tính ENZIME:
Dịch sữa đậu nành được đưa qua 1 van hơi kiểu Injector làm nhiệt độ dịch
tăng lên tức thời 120°C và được giữ trong ống giữ nhiệt để khử hoạt tính Enzime
trypsin, lypoxydaza… Sau đó đưa vào thùng chân không để tách mùi. Dịch sữa
sau đó được làm lạnh 18-20°C có độ Bx = 11-12° và chuyển đến thùng chứa, kết
thúc công đoạn sơ chế.
5. Hòa trộn:
Gồm 2 thùng trộn, máy trộn, các bộ lọc và bơm vận chuyển. Sữa, đường, chất
phụ gia được bổ xung vào thùng trộn theo đúng khối lượng xác định nhằm tạo ra
một dịch sữa mong muốn trước khi qua hệ thống sử lí nhiệt và bao gói.
6. Hệ thống làm lạnh:
Hỗn hợp dịch sữa sau khi hòa trộn được lọc và bơm đi làm lạnh qua hệ
thống trao đổi nhiệt xuống còn 15°C.
7. Thùng chứa:
Hỗn hợp sữa lạnh 15°C được chứa tại thùng đệm trước khi tiệt trùng.
8. Đồng hóa:
Hỗn hợp sữa tại thùng đệm được bơm đi gia nhiệt và đồng hóa ở áp lực
P=200-250 bar nhằm làm tăng sự đồng chất dịch sữa nâng cao chất lượng sản
phảm cuối.
9. Tiệt trùng:
12
Hỗn hợp sữa sau khi đồng hóa, được đưa vào hệ thống tiệt trùng tự động để
tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn gây hại súc khỏe cho người tiêu dùng, sau đó được
làm nguội đến 25°C trước khi đưa vào thùng chứa vô trùng.
10. Chứa vô trùng:
Sữa sau khi tiệt trùng được chứa tạo thùng vô trùng trước khi bơm vào máy
chiết. Tại chứa vô trùng được đưa vào trên đỉnh thùng để duy trì áp suất chiết.
11. Chiết rót vô trùng:
Máy chiêt rót sẽ thực hiện đóng gói sữa một cách tự động vào hộp giấy và
bịch giấy đã được tiệt trùng trước bằng H
2
O
2
ngay trên máy. Dịch sữa cung cấp
cho máy chiết có thể từ thiết bị tiệt trùng học thùng chứa vô trùng.
12. Dán ống hút:
Ống hút tiệt trùng được bọc nilon và được dán vào hộp tự động đảm bảo vệ
sinh và thuận tiện cho việc tiêu trùng.
13. Co lốc:
Sau khi dán ống hút sản phẩm được co lốc trên thiết bị co lốc tự động sử
đụng màng co PE.
14. Đóng gói, lưu kho:
Sản phảm sau khi dán ống hút sẽ được đóng vào thùng carton, vận chuyển
vào kho lưu trữ chờ KCS kiểm tra trước khi xuất ra thị trường.
13
PHẦN IV:
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN SERVO
MOTOR TẠI MÁY RÓT A3/SPEED.
1. Giới thiệu về hệ thống Servo Motor.
1.1 Hệ thống servo là gì?
Nó là một hệ thống để kiểm soát dụng cụ cơ khí phù hợp với biến đổi vị trí
hoặc tốc độ mục tiêu giá trị.
- Cơ cấu định vị:
Hệ thống servo không đơn giản chỉ là một phương pháp thay thế điều khiển vị
trí
và tốc độ của các cơ cấu cơ học, ngoài những thiết bị cơ khí đơn giản, hệ thống
servo bây giờ đã trở thành một hệ thống điều khiển chính trong phương pháp điều
khiển vị trí và tốc độ. Sau đây là một số ví dụ về các cơ cấu định vị:
- Cơ cấu định vị đơn giản :
Các ví dụ về cơ cấu này đó là xy lanh hay trục cam hay bộ ly hợp và phanh hãm
14
Ưu điểm của cơ cấu này đó là đơn giản, rẻ tiền, và có thể hoạt động ở tốc độ cao.
Cơ cấu định vị linh hoạt điều khiển bởi servo motor.
Cơ cấu này có thể được điều khiển vòng hở, nửa kín hay vòng kín.
15
Ưu điểm của cơ cấu này đó là độ chính xác và đáp ứng tốc độ cao, có thể dễ dàng
thay đổi vị trí đích và tốc độ của cơ cấu chấp hành.
- Cơ cấu chuyển động định hướng
Cơ cấu này chuyển động theo hướng nhất định được chỉ định từ bộ điều khiển.
Chuyển động có thể là chuyển động tịnh tiến hay quay.
Ưu điểm là cơ cấu chấp hành đơn giản và nâng cao tuổi thọ hộp số truyền động
(do truyền động khá êm).
- Backlash và hiệu chỉnh:
Backlash hiểu nôm na đó là giới hạn chuyển động của một hệ thống servo.Tất
cả các thiết bị cơ khí đều có một điểm trung tính giữa chuyển động hoặc quay theo
chiều dương và âm (cũng giống như động cơ trước khi đảo chiều thì vận tốc phải
giảm về 0). Xét một chuyển động tịnh tiến lui và tới như trong hình sau:
16
Chuyển động tính tiến này được điều khiển bởi một động cơ servo. Chuyển động
tới và lui được giới hạn bởi một khoản trống như trong hình. Như vậy động cơ sẽ
quay theo chiều dương hoặc chiều âm theo một số vòng nhất định để chuyển động
của thanh quét lên toàn bộ khoản trống đó nhưng không được vượt quá khoản
trống (đây là một trong những điều kiện cốt lõi của việc điều khiển động cơ
servo). Giới hạn này được gọi là backlash. Tuy nhiên trong thực tế độ động cơ
quay những vòng chính xác để con trượt trựơt chính xác và quét lên toàn bộ khoản
trống trên là rất khó thực hiện nếu không có một sự bù trừ cho nó. Và trong hệ
thống servo nhất thiết có những hàm lệnh thực hiện việc bù trừ, hiệu chỉnh này.
Như trong hình vẽ trên, hệ thống servo gởi xung lệnh hiệu chỉnh cộng/trừ số lượng
xung lệnh điều khiển và các xung lệnh hiệu chỉnh này sẽ không được tính đến
trong bộ đếm xung.
-Hệ thống điều khiển
Có ba dạng :
Điều khiển vòng hở:
17
Nghĩa là bộ điều khiển vị trí chỉ đặt lệnh cho động cơ quay mà thôi.
Điều khiển nửa kín:
Ở đây số vòng quay của step motor được mã hóa và hồi tiếp về bộ điều khiển vị
trí. Nghĩa là đến đây thì động cơ step chỉ quay một số vòng nhất định tùy thuộc
vào “ lệnh” của bộ điều khiển vị trí, nói cách khác bộ điều khiển vị trí có thể ra
lệnh cho chạy hoặc dừng động cơ theo một lập trình sẵn có tùy thuộc vào ý đồ của
người thiết kế.
Điều khiển vòng kín:
Vòng hồi tiếp lúc này không phải hồi tiếp từ trục động cơ về mà vòng hồi tiếp
lúc này là hồi tiếp vị trí của bàn chạy thong qua một thướt tuyến tính. Lúc này bộ
điều khiển vị trí không điều khiển số vòng quay của motor nữa mà nó điều khiển
trực tiếp vị trí của bàn chạy. Nghĩa là các sai số tĩnh do sai khác trong các bánh
răng hay hệ thống truyền động được loại bỏ.
- Cấu hình của hệ thống servo:
18
- Động cơ Servo.
Sự khác biệt của động cơ servo so với những động cơ sử dụng cảm ứng từ nói
chung là nó có một máy dò để phát hiện tốc độ quay và vị trí.
- Bộ điều khiển (Tính hiệu đầu vào)
Điều khiển tốc độ đông cơ servo quay với một tốc độ tương ứng với tính hiệu
điện áp đầu vào. Vì vậy nó giám sát tốc độ quay của đông cơ trong mọi thời
điểm.
19
- Sơ đồ khối điều khiển động cơ servo với 2 vòng hồi tiếp vị trí và tốc độ:
Trong đó phần A B C là phần so sánh xử lý tín hiệu hồi tiếp và hiệu chỉnh
lệnh. Phần D E là cơ cấu thực thi và hồi tiếp. Các phần A B C thì khá phổ dụng
trong các sơ đồ khối điều khiển, phần D E thì tùy các thiết bị sử dụng mà chúng
có khác nhau đôi chút nhưng về bản chất chúng hoàn toàn giống nhau. Sau đây
là một số ví dụ về phần D E thường gặp.
20
1.2. Servomotor .
Hình thức bên ngoài và tên .
21
22
Sự khác biệt so với motor thường:
Về kết cấu và hoạt đông của động cơ servo về cơ bản giống động cơ thường.
Nhưng nó được thiết kế để đáp ứng độ chính xác cao, tốc độ cao, tần số cao
kiểm soát tốc độ và vị trí của các phương tiên cơ khí.
Không phải bất kì động cơ nào cũng có thể dùng làm động cơ servo. Động
cơ servo là động cơ hoạt động dựa theo các lệnh điều khiển vị trí và tốc độ.
Chính vì thế nó phải được thiết kế sao cho các đáp ứng là phù hợp với nhu cầu
điều khiển. Về cơ bản thì một servo motor và một động cơ bình thường giống
nhau về mặc cấu tạo và nguyên lý hoạt động ( cũng có phần cảm phần ứng, khe
hở từ thông, cách đấu dây … ). Tuy nhiên tuỳ theo nhu cầu điều khiển mà nó có
một số điểm cải tiến hơn (dành cho những mục đích đặc biệt) so với động cơ
thường. Sau đây là một vài ví dụ về nét đặt trưng của động cơ servo:
1.Tăng tốc độ đáp ứng tốc độ:
Các động cơ bình thường, muốn chuyển từ tốc độ này sang tốc độ khác thì
cần có một khoảng thời gian quá độ. Trong một số nhu cầu điều khiển, đòi hỏi
động cơ phải tăng/giảm tốc nhanh chóng để đạt được một tốc độ mong muốn
trong thời gian ngắn nhất, hoặt đạt được một vị trí mong muốn nhanh nhất. Ví dụ
muốn điều khiển một cơ cấu từ vị trí X đến vị trí X’, ban đầu khi ở xa vị trí X’
thì động cơ quay với vận tốc lớn để tăng tốc, tuy nhiên khi đến gần X’ đòi hỏi
động cơ cần giảm tốc tức thì để có thể đạt được vị trí mong muốn một cách
chính xác và loại trừ sự vọt lố vị trí. Các động cơ thường không thể đáp ứng
được điều này. Để động cơ đáp ứng được những yêu cầu trên thì nó phải được
thiết kế sao cho rút ngắn đáp ứng tốc độ của động cơ.
23
Muốn như vậy ta cần giảm moment quán tính và tăng dòng giới hạn cho
động cơ. Để giảm moment quán tính thì động cơ servo được giảm đường kính
rotor và loại bỏ các cơ cấu sắt không cần thiết. Để tăng dòng giới hạn, động cơ
servo có thể sử dụng sắt Ferrit để làm mạch từ và thiết kế hình dạng lõi sắt cho
phù hợp. Đối với động cơ nam châm vĩnh cữu thì nó cần được thiết kế sao cho
ngăn cản được sự khử từ (hình dạng mạch từ) và tăng khả năng từ tính của nam
châm (sử dụng nam châm đất hiếm rare earth magnet).
2.Tăng khả năng đáp ứng:
Đáp ứng ở đây cần được hiểu đó là sự tăng/giảm tốc cần phải “mềm” nghĩa là
gia tốc là một hằng số hay gần như là một hằng số.
Một số động cơ như thang máy hay trong một số băng chuyền đòi hỏi đáp
ứng tốc độ của cơ cấu phải “mềm”, tức là quá trình quá độ vận tốc phải xảy ra
một cách tuyến tính. Để làm được điều này thì cuộn dây trong động cơ phải có
điện cảm nhỏ nhằm loại bỏ khả năng chống lại sự biến đổi dòng điện do mạch
điều khiển yêu cầu. Các động cơ servo thuộc loại này thường được thiết kế giảm
thiểu số cuộn dây trong mạch và có khả năng thu hẹp các vòng từ trong mạch từ
khe hở không khí.
3.Mở rộng vùng điều khiển (control range):
Một số yêu cầu trong điều khiển cần điều khiển động cơ ở một dải tốc độ lớn
hơn định mức rất nhiều. Động cơ bình thường chỉ cho phép điện áp đặt lên nó
phải bằng điện áp chịu đựng của động cơ và thông thường không quá lớn so với
điện áp định mức.
24
Động cơ servo thuộc loại này có thiết kế đặt biệt nhằm gia tăng điện áp chịu
đựng hoặc tăng khả năng bão hoà mạch từ trong động cơ .Như vậy động cơ
servo thuộc loại này phải được tăng cường cách điện và sử dụng sắt Ferrit hoặc
nam châm đất hiếm (rare earth).
4. Khả năng ổn định tốc độ:
Động cơ servo loại này thường được thiết kế sao cho vận tốc quay của nó rất
ổn định.
Như các ta biết là không có mạch điện hoàn hảo, không có từ trường hoàn
hảo trong thực tế. Chính vì thế một động cơ quay 1750 rpm không có nghĩa là nó
luôn luôn quay ở 1750 rmp mà nó chỉ dao động quanh giá trị này. Động cơ servo
khác biệt với động cơ thường là ở chỗ độ ổn định tốc độ khác cao. Các động cơ
servo loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ chính xác
(như robot). Nó được thiết kế sao cho có thể gia tăng được dòng từ trong mạch
từ lên khá cao và giatăng từ tính của cực từ. Các rãnh rotor được thiết kế với
hình dáng đặc biệt và các cuộn dây rotor cũng được bố trí khác đặc biệt để có thể
đáp ứng được yêu cầu này.
Tăng khả năng chịu đựng của động cơ:
25