Đề tài Cân bằng tải và điều khiển dòng vật liệu - Nguyễn Thanh Bình

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚNMÔN ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆPĐề tài:CÂN BẰNG TẢI VÀ ĐIỀU KHIỂN DÒNG VẬT LIỆUGVHD: Lê Ngọc ĐìnhTHÀNH VIÊNNguyễn Thanh Bình	41100306Lê Văn Khang Huy	41101345Trần Nhật Trường	41103937NGUYÊN LÝ CHUNG6.I.1 PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT 6.I.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝHÌNH DẠNG CƠ KHÍ6.II.1 ĐIỀU KIỆN TIÊN QUYẾTĐiều kiện để cân là băng tải phải uốn đượcLực tác dụng lên bộ đệm I3 là: P1 = q.g.w (N)q là khối lượng trên một đơn vị chiều dài của băngw là một nửa khoảng cách giữa 2 bộ đệm liền kề I3 6.II.3 TÍNH TOÁN LỖI DỰA TRÊN SAI LỆCHTải phân bố đều gây ra một lực P = q.g. α (N)Áp lực băng gây ra một lực dọc R = 2.K.T.d/a (N)Trong đó:K là độ cứng, là hàm theo khoảng cách bộ đệm a6.II.3 TÍNH TOÁN LỖI DỰA TRÊN SAI LỆCHVới bộ đệm đơn, lực tác dụng trên cảm biến là:	PRES = q.g.a + 2.K.T.d/a	(N)Lỗi tương đối là 	ERES = ± 2.K.T. d/(q.g.a2).100 %Với bộ đệm bội, lực tác dụng	PRES = n.q.g.a + 2.K.T.d/a	(N)Lỗi tương đối là	EREL = ± 2.K.T.d/(n.q.g.a2).100	%	với n là số bộ đệm6.II.4 CÂN TRÊN BĂNG TẢI DỐCCân băng tải đặt càng gần đỉnh dưới càng tốtĐộ dốc α không được vượt quá góc nghỉ Φ của vật liệuHệ số ma sát μ giữa băng và vật liệu chống lại sự trượt của vật liệu	μ ≥ tan α 6.II.5.BĂNG CHUYỀN CHẤT TẢI TRƯỚCÁp lực băng tải trong một băng tải ngang là	TH = C.g/2 + FR	(N) trong đó: C là bộ đêm khối lượng (kg), FR là ma sát lănTrong băng tải dốc, áp lực băng tải trở thành	TI = C.g/2 + (q+b).g.x.sin α + FR 	(N)với (q+b) là khối lượng trên một đơn vị chiều dài, x là khoảng cách từ đỉnh dưới theo dọc băng tải tới bộ phận cân và α là độ dốc băng chuyền.CÂN BĂNG TẢI DÙNG PHÓNG XẠSử dụng ống phát tia gammaBộ phát hiện treo phía trên sẽ đo cường độ phóng xạ, cường độ này tùy thuộc vào tải trọngĐộ suy hao phóng xạ chỉ phụ thuộc vào tải trọng. Độ hấp thụ phóng xạ là phi tuyến, tùy vào tải trọng, vật liệu.TÍNH TOÁN TẢI TRÊN CẢM BIẾNTải tối đa đặt lên băng tải là: PM = PN + PB + PD Các kí hiệuPN = tải ảnh hưởng do dòng vật liệu trên cảm biến 	kgM – lưu lượng cân tối đa	t/hV = tốc độ băng tải	m/seca,b,c = khoảng cách giữa các bộ đếm	mBỘ ĐỆM ĐƠNBỘ ĐỆM BỘIĐIỀU KHIỂN DÒNG VẬT LIỆU DÙNG CÂN BĂNG TẢI6.6. ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG VẬT LIỆU BẰNG CÂN BĂNG TẢI	Dòng lưu lượng vật liệu được đo lường bằng cân băng tải còn có thể được điều khiển thông qua các thiết bị điện gắn kèm kiểm soát dòng vật liệu.	Các thiết bị điều khiển này được dùng trong công nghiệp giữ cho tốc độ dòng vật liệu không đổi, hoặc trộn nhiều loại vật liệu theo tỉ lệ, gồm cả trộn chất lỏng và vật liệu rắn.Cân băng tải đo lưu lượng vật liệu còn có thể được lắp ráp trở thành băng chuyền cung cấp (feeder) cho phễu, hầm chứa, hoặc có thể được lắp đặt trên băng tải để cung cấp nhiều loại vật liệu khác nhau của một cách riêng rẽ Bộ cung cấp với dòng không đổi. Điều khiển dòng không đổi với những bộ cung cấp riêng rẽ Bộ điều chỉnh dòng Trộn theo tỉ lệ hai vật liệu. Trộn nhiều vật liệu Trộn theo tỉ lệ bột và chất lỏngBĂNG TẢI CUNG CẤP VỚI TỐC ĐỘ DÒNG KHÔNG ĐỔIBăng tải cung cấp là một băng tải với băng chuyền có sẵn và một bộ điều khiển, điều khiển tốc độ cung cấp vật liệu được đưa ra khỏi bồn chứa, điều chỉnh, kiểm soát tốc độ băng chuyền	Trong công nghiệp nặng với các vật liệu có tỉ trọng cao băng tải cung cấp phải hoạt động với sức căng lớn hơn, tùy thuộc vào tốc độ băng chuyền cung cấp. Ở những điều kiện như vậy, rất khó để có được phép cân với độ chính xác cao tổng sai số hệ thống là (1-2)%.	Để khắc phục những trở ngại khi sức căng của băng tải ở mức cao và hay thay đổi, có thể lắp thêm các băng tải cung cấp khác bên dưới các bồn chứa cung cấp, nơi có sức căng băng tải khá ổn định và điều kiện cân tốt.	Cân băng chuyền ở các băng tải riêng rẽ cân tải trọng, sau đó tín hiệu ra sẽ được so sánh với các giá trị đặt trước. Độ lệch giữa hai giá trị được đặt vào các thiết bị điều chỉnh để điều khiển.	Trong công nghiệp hóa chất, thông thường các vật liệu khá nhẹ và tốc độ cung cấp thấp. Trong nhiều trường hợp với vật liệu quá nhẹ, không thể đưa vật liệu chỉ thông qua băng tải, thế nên các van cung cấp hoặc vít cung cấp độc lập được lắp thêm vào giữa bồn chứa vật liệu và băng chuyền với cân băng tải.Với các hệ thống có cân băng tải và bộ phận cung cấp riêng biệt thì sai số thông thường là (0.5 -1)% trong đó sai số phép cân là (0.3-0.5)%.BĂNG CHUYỀN CUNG CẤP VỚI CÂN BĂNG TẢI RIÊNG BIỆT CHO DÒNG KHÔNG ĐỔI(B) Băng chuyền cung cấp(W) Băng chuyền cânM1, M2: động cơ AC với hộp số G1, G2(BS) Cân băng chuyền(uC) Máy tính(TC) Thyristor điều khiển(T2) TachometerMột cân băng chuyền như thế này hoạt động với sức căng thấp trong những điều kiện tốt nhất có thể và có thể đạt được độ chính xác trong phép cân thấp hơn (0.3-0.4)% và máy tính xử lý dữ liệu cân để thực hiện bộ PID điều khiển băng chuyền cung cấp (B) với tồng sai số toàn hệ thống thấp hơn (0.4 - 0.5)%.	Hệ thống có thể được lập trình để có những tín hiệu cảnh báo, thí dụ như khi dòng lưu lượng vật liệu quá thấp hay quá caoHỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG ĐƯỢC TÍCH HỢP VỚI BĂNG CHUYỀN CUNG CẤPKIỂM TRA CÂN BĂNG TẢI	Băng chuyền cung cấp với tốc độ không đổi thường hoạt động trong các quá trình liên tục, nơi thiết bị phải hoạt động liên tục mà không được gián đoạn 	Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, để kiểm tra độ chính xác của băng chuyền cung cấp, cần phải cân số lượng của vật liệu vào những lúc cố định. Điều này có thể thực hiện bằng cách dừng quá trình và chuyển vật liệu vào trong phễu chứa hoặc thùng để cân trên các cân cố định.	Những phép kiểm tra như vậy phần lớn được thực hiện khi quá trình sản xuất được ngừng hẳn bởi các lý do khác như bảo trì ,v.v...	Tuy nhiên, nếu độ chính xác hệ thống bị mất đi, vì một số lý do nào đó, giữa các cuộc kiểm tra như vậy có thể dẫn đến sản xuất kém chất lượng với với những hậu quả không tính trước.	Tuy vậy, có 2 phương pháp để kiểm tra trực tiếp mà không cần phải ngưng quá trình sản xuất. Băng chuyền cung cấp đưa vật liệu ra khỏi phễu chứa theo từng đơn vị một và đặt trên load cell được nối với cân cố định, trọng lượng của phễu chứa, băng chuyền được offset sẵn để chỉ có trọng lượng của vật liệu được hiển thị.	Khi khối lượng đặt trước, như mức (5) được đạt tới, đơn vị phân lượng sẽ ngắt kết nối giữa bộ đếm tổng và cân băng tải, như thế sai khác giữa trọng lượng (QT) trên bộ đếm tổng và trọng lượng đọc trên cân cố định (WT) sẽ cho ta sai số cuối cùng hay là hệ số chỉnh sửa (CF) trong băng chuyền cung cấp:	 	Hệ số chỉnh sửa còn có thể được dùng cho chỉnh sửa bằng tay việc hiệu chuẩn cân băng tải, hay máy tính có thể tự động liên tục chỉnh sửa lưu lượng dòng hiện tại như sau:	 Việc kiểm tra có thể được lập trinh để diễn ra tại những chu kỳ định trước, như thế đô chính xác của băng chuyền cung cấp có thể giống với của cân cố định, là khoảng (0.1 - 0.2)%	Các loadcell được nối tới thành phần điện tử có ngõ ra nối tới uC trong hệ thống điều khiển beltfeeder. Tải chết được bỏ qua nên khối lượng tịnh 17t của quặng sắt nằm trên beltfeeder (B) và nằm trong phễu cân (WH) được hiển thị lên bộ hiển thị (D)	Khối lượng tịnh được so sánh với 2 điểm đặt của uC: Mức “cao” ở 18t và mức “thấp: ở c:a 3t trong phễu cân (WH). Khi ở mức “thấp” uC tạo ra tín hiệu khởi động tới relay mở feeder rung (VF) để lấp đầy phễu cân tù bồn chứa (SB) và khi ở mức “cao” thì tạo tín hiệu dừng