Nghiên cứu thiết kế hệ thống chiết rót nước tinh khiết tư động

Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

LỜI NÓI ĐẦU
Nguồn nước sạch hiện là một vấn đề đang được quan tâm hàng đầu trên toàn thế giới
vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ và cuộc sống cũng như sinh hoạt của mọi người,
mọi gia đình. Nước sạch cũng không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp,nông nghiệp…và
các ngành nghề khác.Với sự phát triển như hiện nay (bao gồm cả nông nghiệp, công nghiệp,
sự gia tăng dân số …) đã làm cho nguồn nước bị ô nhiễm ảnh hưởng không nhỏ đến sức
khỏe đời sống của chúng ta Bảo vệ và xử lý nguồn nước sạch là trách nhiệm của mọi người
để giữ mãi màu xanh cho cuộc sống của chúng ta.
Sau một thời gian dài học tập tại trường Đại Học Bách Khoà Hà Nội em được các
thầy cô giáo cho phép làm đồ án tốt nghiệp với đề tài được mang tên: Nghiên cứu thiết kế
hệ thống chiết rót nước tinh khiết tư động
Đồ án tốt nghiệp của em được các thầy giao cho là một trong những ứng dụng của tự
động hóa quá trình xản xuất. Đó là ứng dụng của bộ điều khiển chương trình hoá PLC. PLC
là chữ viết tắt của chữ tiếng anh: Programmable Logic Controller nghĩa là bộ Điều khiển
Logic lập trình được.
Qua một thời gian tìm hiểu công nghệ, theo dõi quá trình sản xuất, được sự giúp đỡ
hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Cường và các bạn trong lớp em đã hoàn
thành đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên do trình độ có hạn, tiếp xúc thực tế chưa nhiều, bản
đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn.
Hà nội, ngày 6 tháng 12 năm 2012
Sinh viên

NGUYỄN VIẾT HƯNG


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

CHƯƠNG 1

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CHIẾT RÓT NƯỚC TINH KHIẾT
1.1.Quy trình sản xuất nước sạch
Quy trình xử lý nước
Nguồn nước:
Tùy theo quy mô sản xuất, nhà đầu tư có thể chọn nguồn nước thích hợp. Nếu sản
xuất với khối lượng lớn, nên chọn nguồn nước giếng ngầm. Nước ngầm thường có chất
lượng ổn định, thuận tiện cho việc xử lý và chi phi thấp hơn so với xử lý các nguồn nước
khác.
Để có nguồn nước ngầm không bị nhiểm khuẩn, hàm lượng kim loại nặng, phenol,
chất phóng xạ… nằm trong tiêu chuẩn nước sinh hoạt là rất khó nên trước khi đưa vào sản
xuất, bắt buộc phải làm xét nghiệm tổng thể và tùy theo kết quả, có thể phải qua một hoặc
nhiều công đoạn xử lý sau:
Khử sắt, mangan:
Nước được chảy qua bộ lọc với vật liệu là các chất có khả năng ô xy hóa mạnh để
chuyển sắt 2 thành sắt 3, kết tủa và được xả ra ngoài. Quá trình này cũng đồng thời xử lý
mangan và mùi hôi của khí H2S (nếu có). Sau đó, nước được đưa vào sản xuất hoặc tiếp tục
phải xử lý:
Làm mềm, khử khoáng
Nước thô được xử lý lọc qua hệ trao đổi ion (Cation–Anion), có tác dụng lọc những
ion dương (Cation): Mg2+, Ca2+, Fe3+, Fe2+, … Và những ion âm (Anion) như: Cl -, NO3-,
NO2-,... Nước được xử lý qua hệ thống này sẽ được đưa vào bồn chứa hoặc tiếp tục được xử
lý:
Lọc thô, khử mùi khử màu
Dùng bộ lọc tự động xúc xả với nhiều lớp vật liệu để loại bỏ bớt cặn thô trên 5
micron, khử mùi và màu (nếu có):
Các giai đoạn trên thực chất là để bảo vệ, tăng tuổi thọ của hệ thống màng RO trong
công đoạn sản xuất chính sau đây:
Lọc thẩm thấu ngược
Nước được bơm (cao áp) qua hệ thống màng thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis).
1

Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Tùy theo chế độ điều chỉnh, màng RO sẽ cho khoảng 25 - 75% lượng nước tinh khiết
đi qua những lỗ lọc cực nhỏ, tới 0.001 micron.
Phần nước còn lại, có chứa những tạp chất, những ion kim loại ... sẽ được xả bỏ hoặc
được thu hồi để quay vòng. Phần nước tinh khiết không còn vi khuẩn, virus và các loại
khoáng chất đạt tiêu chuẩn nước đóng chai sẽ được tích trữ trong bồn chứa kín.
Tái diệt khuẩn bằng tia cực tím:
Trong quá trình lưu trữ, nước tinh khiết có khả năng bị nhiễm khuẩn từ không khí
nên trước khi đóng chai rất cần tái tiệt trùng bằng tia UV (Ultra-violet light) để diệt khuẩn.
Sau đó đưa qua hệ thống lọc tinh 0,2µm để loại bỏ xác vi khuẩn (nếu có).
Giai đoạn cuối: Đóng chai
Sau khi qua tất cả các quy trình trên, nước được bơm ra hệ thống chiết rót để đóng
chai.

2


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.1. Công nghệ lọc nước lọc nước tinh khiết

3


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.2. Bể lắng lọc và ngưng tụ.

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách
được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước
quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích
thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các
hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng. Khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng cần theo 2 bước:
Bước 1: trung hòa điện tích của chúng gọi là quá trình đông tụ
Bước 2: liên kết chúng lại với nhau gọi là quá trình keo tụ
Các chất đông tụ thường dùng: các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng.

4


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

5


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.3. Hệ thống lọc cát.
Nước được bơm từ bể lắng lọc và ngưng tụ vào hệ thống lọc cát để xử lý. Tại đây
nước được lọc các bụi bẩn và tạp chất và mùi tanh của nguồn nước giếng khoan sau đó được
bơm và bồn chứa và xử lý các công đoạn tiếp theo.

6


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.4. Hệ thống điều khiển và lọc RO.

Hệ thống lọc RO (Reverse Osmosis) là hệ thống lọc nước hiện đại nhất hiện nay, đây
là hệ thống sử dụng màng thẩm thấu ngược, nước đi qua những lỗ lọc cực nhỏ tới
0,001micron. Phần nước còn lại, chứa các tạp chất, những ion kiêm loại được xả bỏ hoặc
thu hồi để quay vòng.

5


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.5. Hệ thống lọc và xử lý tia cực tím.
Sau khi được xử lý qua hệ thống RO, nước tinh khiết được đưa vào hệ thống xử lý tia
cực tím để diệt sạch vi khuẩn. Nước đã được xử lý đạt tiêu chuẩn nước uống tinh khiết
TCVN 6096:2004.

6


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.6. Hệ thống chiết rót và đóng bình tự động.
Nước được chiết rót vào bình theo một dây chuyền hoàn toàn tự động, nhanh gọn,
chính xác, vệ sinh.

7


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết
1.2 Quy trình đóng bình 5 garlon

Hình 1.7 Quy trình đóng bình 5garlon

8


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết
Bình 20 lít được thu gom, tận dụng các bình đã dùng hết nước được mang về tập
trung tại kho, các công nhân phân loại các vỏ bình, loại bỏ các bình bị thủng, méo, các dị
vật có trong bình đồng thời bóc nhãn, nilon, vệ sinh vỏ bình, trước khi chuyển đến vị trí
máy giật nắp bình.
Máy giật nắp bình có nhiệm vụ làm bật nắp bình cũ trước khi đưa bình sang cọ rửa
bằng hoá chất. Bình nước được đặt úp lên máy, hơi được bơm vào bình dưới áp
suất ≥ 0.6 Mpa nắp bình được mở ra.

Hình 1.8. Máy giật nắp bình
Thông số kỹ thuật:
- Áp suất khí nén: P≥ 0.6Mpa
-

Mã:
Kích

BG

thước

Kích

bình:
thước

Năng

-

Ø
nắp:

suất:

270

x
Ø
100

- Trọng lượng máy: 50 kg
9

10
490

x

56

Ø
x

bình/h

56
40


Chương 1 Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hình 1.9. Hệ thống xúc rửa, chiết rót và đóng nắp bình 5 Gallon tiêu chuẩn.
1.2.1 Trình tự các giai đoạn trong dây truyền chiết rót
Chuẩn bị nắp:
Nắp được lấy từ kho đưa vào khu vực rửa nắp để rửa bằng nước thành phẩm qua 04
giai đoạn như:
Giai đoạn 1: Kiểm tra, rửa lần 01 loại bỏ cặn trong quá trình vận chuyển, lần 2 rửa
sạch chuyển qua giai đoạn 2.
Giai đoạn 2: Ngâm nắp đã rửa bằng dung dịch tiệt trùng.
Giai đoạn 3 và 4: Tương tự như giai đoạn 1 và 2. Sau đó đưa vào ngăn chứa nắp
trong hệ thống để chuẩn bị sản xuất.
Chuẩn bị vỏ bình 5 Gallon (18,9 lít).
Giai đoạn 1: Vỏ bình được tập trung tại phòng sơ chế để chà rửa sạch sẽ, xúc rửa lần
thứ nhất bằng hóa chất tiệt trùng dùng cho thực phẩm.
Giai đoạn 2: Tiệt trùng vỏ bình.
Vỏ bình tiếp tục được đưa vào máy tự động xúc rửa và phải tráng lại bằng nước
thành phẩm (nước tinh khiết).
12


Chương 1 Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Hóa chất tiệt trùng phải là loại được kiểm nghiệm, có tính sát trùng mạnh nhưng
không để lại mùi, phân hủy nhanh, không ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Giai đoạn 3: Vỏ bình được chuyển qua máy chiết nước, đóng nắp tự động.
Giai đoạn 4: Bình được đưa qua băng tải, lúc này bộ phận kiểm tra chất lượng sản
phẩm (KCS) sẽ kiểm tra bình lần cuối trước khi đưa ra thành phẩm.

12


Chương 1. Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết
Giai đoạn cuối: Bình thành phẩm được chuyển qua kho trung chuyển. Bộ phận đảm
bảo chất lượng kiểm tra lần cuối. Sau hai ngày có kết quả kiểm nghiệm chuyển qua kho bảo
quản và phân phối.
Qua tìm hiểu và nghiên cứu em nhận thấy giai đoạn chiết rót nước vào bình kéo dài
khoảng 30 giây và được chia làm 2 lần:
Lần 1: bơm nước vào bình trong 25 giây máy bơm lưu lượng của máy bơm được giữ
không đổi.
Lần 2: bơm nước vào bình trong 5 giây. Lưu lượng nước bơm của máy không đổi
nhưng lượng nước chiết rót vào bình thay đổi được
Mục đích của việc chia nhỏ số lần bơm đển bình được rót đầy một cách chính xác và
tiết kiệm, nước không bị trào ra ngoài, không cần điều chỉnh tốc độ bơm nên tiết kiệm khinh
phí đầu tư.
Van 4
Voi bom
Van co
B3

Ket nuoc

Hình 1.10. Sơ đồ thay đổi lưu lượng dùng van điện

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ

Ban đầu van4 la van diện khi chưa có điện vẫn khóa lại. Máy bơm B3 hút nước từ
két nước chẩy ra với lưu lượng cố định. Khi cuộn hút van4 có điện làm van4 mở ra sẽ trích
một phần lưu lượng ở đầu ra của máy bơm quay về két nước làm cho lưu lượng nước ở đầu
ra vòi máy bơm giảm đi. Van co làm nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng nước
1.3 Một số tiêu chuẩn để sản xuất nước tinh khiết
1.3.1 TIỂU CHUẨN THỰC HÀNH SẢN XUẤT TỐT GMP
Khu vực sản xuất được thiết kế theo tiêu chuẩn GMP (Good

11


Chương 1 Tìm hiểu công nghệ chiết rót nước tinh khiết

Manufacturing Practice).
Khu vực sản xuất có lối ra vào riêng biệt cho người vận hành, có lối vào, ra riêng biệt
dùng để chuyển nguyên vật liệu sản xuất, hàng hóa thành phẩm.
Lối vào, ra dành cho người có phận sự, được trang bị đèn diệt côn trùng. Khu vực
sản xuất đảm bảo thông thoáng, vô trùng. Hệ thống máy điều hòa nhiệt độ (nếu cần thiết)
phải có khả năng diệt khuẩn. Nếu có điều kiện, nên trang bị hệ thống cảnh báo rủi ro...
1.3.2 QUY TRÌNH VỆ SINH CÔNG NGHIỆP SSOP
Trước khi vào khu vực sản xuất để làm việc, công nhân bắt buộc phải qua các thao
tác sau:
Bước 1 : Phòng thay trang phục
Có phòng riêng cho nhân viên thay trang phục bảo hộ lao động trước khi vào khu
vực sản xuất.
Bước 2 : Phòng khử trùng
Người có phận sự khi vào khu vực sản xuất bắt buộc phải qua phòng có hệ thống khử
trùng.
Bước 3: Vệ sinh tay
Thực hiện thao tác rửa tay theo tiêu chuẩn bắt buộc. Làm khô tay bằng máy hong

khô, mang khẩu trang và găng tay y tế tiệt trùng.
Bước 4 : Tiệt trùng ủng
Nhúng ủng vào hồ nước khử trùng trước khi vào phòng sản xuất.
1.3.3 TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ SQF 2000CM /HACCP/ISO 9001 “Thực phẩm –
Chất lượng – An toàn”
SQF 2000CM (SAFE QUALITY FOOD) Là bộ tiêu chuẩn được thiết kế để quản lý
và thực hiện một cách hiệu quả các nguyên tắc về :
“Thực phẩm Chất lượng Vệ sinh An toàn” được dựa trên nguyên tắc HACCP.
HACCP (Hazard Analysis Critical Controll Point) : Là kỹ thuật được dùng để nhận
dạng, ngăn ngừa và giảm thiểu các mối nguy hại về An toàn thực phẩm đến một mức tối
thiểu có thể chấp nhận được. Bộ tiêu chuẩn này tương đồng với Bộ luật hướng dẫn của Ủy
Ban Thực phẩm Quốc Tế (CODEX) ban hành. Chú trọng đến những vấn đề an toàn chất
lượng thực phẩm, tương thích với tiêu chuẩn ISO 9001.

12


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ
2.1 Sơ đồ điện
2.1.1 Sơ đồ mạch lực
ĐC B.Tải: là động cơ chuyển động băng tải.
Bơm 1: là động cơ bơm tráng hoá chất.
Bơm 2: là động cơ bơm tráng nước tinh khiết.
Bơm 3: là động cơ bơm nước tinh khiết vào bình.

.

K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 là các tiếp điểm thường mở của rơ le trung gian.
Các aptomat bảo vệ động cơ có giá trị bảo vệ 16A.
VAN 1, VAN 2, VAN 3 là các van điện từ điều khiển các piston.
VAN 4 là các van điện điều khiển lưu lượng nước
AC 220V

16A

16A

K1

ĐC
B.Tai

16A

K2

Bom 1

16A

K3

Bom 2

K5

K6

K7

VAN 1

VAN 2

VAN 3

PT1

PT2

PT3

K4

Bom 3

Hình 2.1. Sơ đồ mạch lực

13


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

2.1.2 Thiết kế mạch điều khiển
nguån cÊp
220v ac

aptomat
2 cùc - 10a

220vac

24vdc

khiÓn B»NG tay

+

-

B¶NG ®iÒu

c¶m biÕn g¾n trªn
D¢Y CHUYÒN
1m

start
stop

cb I0.2
Cb I0.3
Cb I0.4
Cb I0.5
Cb I0.6
Cb I0.7
Cb I1.0
Cb I1.1

Cb I1.2
N1
N2

1l

i0.0

q0.0

i0.1

q0.1

i0.2

q0.2

i0.3

q0.3

i0.4

2l

i0.5

q0.4

i0.6

q0.5

i0.7

q0.6

i1.0

q0.7

i1.1

q1.0

i1.2

3l

i1.3

q1.1

i1.4

2m

plc s7
200

cpu226

q1.2
q1.3
q1.4
q1.5
q1.6

N3

i1.5

N4

i1.6

N5

i1.7

N6

i2.0

N7

q1.7

i2.1

N8

i2.2
i2.3

T? d?ng / B?ng tay

i2.4
i2.5
220vac
i2.6
i2.7

Hình 2.2. Sơ đồ mạch điều khiển

14

n
l1

lv
B.T
B1
B2

B3
VAN 1
VAN 2
VAN 3
VAN 4

Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

2.3 Chọn các trang thiết bị dùng trong sơ đồ
Trong sơ đồ gồm có 4 động cơ, 4 rơ le trung gian, 4 công tắc hành trình và 4
aptomat. Mạch lực sử dụng điện áp 220V
Chọn các cảm biến đặt các vị trí để phát hiện bình nước, piston
2.3.1 Chọn động cơ bơm nước
Động cơ được sử dụng trong hệ thống chiết rót nước tinh khiết của đề tài này em
chọn là loại động cơ roto lồng sóc, không cần điều chỉnh tốc độ, công suất động cơ nhỏ, làm
việc trong điều kiện ngắn hạn lặp lại được lựa chọn theo công suất sử dụng và theo kinh
nghiệm. Như thế hệ thống vận hành ở đây sẽ bao gồm 4 động cơ, trong đó có 1 động cơ
bơm rửa hoá chất, 1 động cơ bơm tráng nước tinh khiết, 1 động cơ bơm nước vào bình và 1
động cơ vận hành băng chuyền.
Động cơ bơm nước tinh khiết là động cơ li tâm.

Thông số kỹ thuật:
• Máy bơm GP - 200JX
• Công suất 200W
• Lưu lượng 45l/phút
• Chiều sâu hút 9m
Tổng chiều cao hút đẩy 35m

Hình 2.3. Máy bơm nước
2.3.2 Chọn rơ le trung gian
Rơ le tiếp điểm được sử dụng trong hệ thống nhằm mục đích đóng, mở các tiếp điểm
cho máy bơm, công tắc hành trình, cảm biến, van điện khí nén thực hiện lệnh từ PLC.
Chọn rơ le trung gian: là rơ le loại LYX AC220/380 (của hãng Ormon)

15


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

15


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

Các thông số kỹ thuật:
• Tiếp điểm chịu được điện áp tới 2000 VAC
• Tuổi thọ cao
• Kích thước 36x28x1,5mm
• Có 14 chân
• Số tiếp điểm: 2-3-4-6 ( gồm cả thường đóng
và thường mở)
• Có đèn hiển thị
Hình 2.4. Rơ le trung gian

• Nguồn 220/380VAC
• Dòng điện qua cuộn dây: 5 (A)

2.3.3 Chọn nút ấn
a: Nút ấn.
Được sử dụng trong hệ thống nhằm mục đích khởi động, dừng hệ thống
Chọn 3 nút ấn loại có đèn YW1L của IDEC (Nhật Bản) dùng cho mở máy (nút ấn
M), nút reset (nút ấn RE) và nút dừng (nút ấn D).
Thông số kỹ thuật
• Có thể sử dụng tối đa 2 cặp tiếp điểm

• Dải điện áp rộng : 6VDC- 240VAC/DC
• Kích thước 41x41 mm

Hình 2.5. Nút ấn
2.3.4 Lựa chọn cảm biến
Trong công nghiệp thường dùng các cảm biến công nghiệp của omron hay siemes.
Các loại cảm biến này có độ nhạy, chính xác cao và độ ổn định cao nhưng giá thành chúng
lại cao. Trong phạm vi mô hình này, cảm biến được sử dụng là cảm biến quang điện.

16


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

• Cảm biến quang điện
• Khoảng đo: 0 - 1 m.
• Nguồn cấp: 10 - 30 VDC.
• Ngõ ra: PNP cực thu hở.
• Chế độ hoạt động: Light-ON
Dark-ON.
• Điều chỉnh độ nhạy: Một chiếp áp
xoay.
• Bảo vệ vọt áp, ngắn mạch, nối

Hình 2.6Cảm biến quang điện

ngược cực.
• Kiểu kết nối: Cáp nối sẵn dài 2 m.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang
Bộ phát sáng:

Cảm biến quang sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode).
Ánh sáng được phát ra theo xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt
được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc
ánh sáng trong phòng).
Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED laze, một số
dòng cảm biến dùng LED trắng hoặc xanh lá. Ngoài ra cũng có LED vàng.
Bộ thu sáng:
Thông thường bộ thu sáng là một phototransitor (transitor quang). Bộ phận này cảm
nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ. Hiện nay nhiều loại cảm biến quang
sử dụng mạch ứng dụng tíc hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Intergrated
Cỉcuit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào
một vi mạch (IC). Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát hoặc ánh sáng phản
xạ lại từ vật bị phát hiện.
Mạch tín hiệu ra:
Mạch đầu ra tín hiệu tỉ lệ từ tranzito quang/ ASIC thành tín hiệu ON/OFF được
khuếch đại. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra
của cảm biến được kích hoạt nhận biết sản phẩm.
21


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

2.3.5.Chọn piston thủy khí
Piston được sử dụng trong hệ thống piston một chiều tự phục hồi trạng thái ban đầu
nhờ lò xo, piston được lắp đặt ở 3 vị trí:

Hình 2.7. Piston thuỷ khí

+ Vị trí 1: Piston gạt vỏ bình, khi bình được xích tải lật và rơi xuống, cảm biến phát
hiện có bình đưa tín hiệu về PLC điều khiển cánh tay đòn gạt bình về vị trí của vòi bơm

nước sau đó lại trở về vị trí ban đầu chuẩn bị cho lần gạt tiếp theo.
Bảng 2.1.Các thông số cơ bản của thiết bị
Chiều dài toàn bộ pittông

734
mm

Chiều dài chu trình làm việc

500
mm

Đường kính trục

25m
m

Dải áp suất làm việc

0,5÷
12bar

Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
Lượng khí tiêu tốn trong chu trình

20÷80oC
29,5l

+ Vị trí 2: Piston hạ vòi bơm, khi nhận được tín hiệu điều khiển từ PLC piston hạ vòi bơm
hoạt động đưa vòi bơm hạ xuống miệng bình chuẩn bị bơm nước vào bình.

21


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

Bảng 2.2.Các thông số cơ bản của thiết bị
Chiều dài toàn bộ pittông

335
mm

Chiều dài chu trình làm việc

100
mm

Đường kính trục

25m
m

Dải áp suất làm việc

0,5÷
12bar

Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
Lượng khí tiêu tốn trong chu trình

20÷80oC
29,5l

+ Vị trí 3: Piston đóng nắp bình, khi bình đã được bơm đầy nước, piston gạt bình vào
vị trí đóng nắp, nhận được tín hiệu piston đóng nắp hoạt động đóng chặt nắp bình.
Trong cơ cấu truyền động, ta sẽ sử dụng 3 pittông một chiều tác dụng DNU-100500PPV-A (có hình vẽ dưới) của tập đoàn Festo (Đức).
Bảng 2.3.Các thông số cơ bản của thiết bị
Chiều dài toàn bộ pittông

335
mm

Chiều dài chu trình làm việc

100
mm

Đường kính trục

25m
m

Dải áp suất làm việc

0,5÷
12bar

Dải nhiệt độ xung quanh cho phép
Lượng khí tiêu tốn trong chu trình
21

20÷80oC
29,5l


Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng của hệ

2.3.6 Chọn van điện từ
Nguyên lý hoạt động của van điện từ:
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây của van, trong nó xuất hiện một từ trường, từ
trường này sinh lực điện từ tác động lên lõi thép bằng vật liệu sắt từ mềm, kéo lõi thép vào
lòng cuộn dây, lõi được gắn với các cơ cấu đóng mở van trực tiếp hoặc gián tiếp qua van
phụ trợ. Độ lớn của lực điện từ phụ thuộc vào:
+ Số lượng vòng dây
+ Cường độ dòng điện qua cuộn dây
+ Kích thước hợp lý của cuộn dây.

Chọn van điện từ:
Thông số của van:
Van điện từ do FESTO của Đức sản xuất.
Van 3 lỗ, 2 trạng thái làm việc
Điện áp 220V

Hình 2.8. Van điện từ và cấu tạo kí hiệu trên sơ đồ
2.3.7 Nguồn khí được sử dụng trong hệ thống
21