Nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển quá trình gia nhiệt tại dây chuyền sản xuất nước dứa cô đặc

Òn th©n lµ N«ng tr−êng quèc doanh §ång Giao. Lµ mét doanh nghiÖp nhµ n−íc ®−îc thµnh lËp vµo ngµy 26 th¸ng 12 n¨m 1955, theo quyÕt ®Þnh cña bé N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n, n«ng tr−êng trùc thuéc Tæng c«ng ty rau qu¶ ViÖt Nam. Trô së chÝnh: Ph−êng Trung S¬n – ThÞ x· Tam §iÖp – Ninh B×nh C«ng ty cã tæng sè vèn kinh doanh lµ: 107.695.000.000®, ngµnh nghÒ s¶n xuÊt kinh doanh lµ: Trång døa qu¶, s¶n xuÊt vµ kinh doanh: ®å hép døa, n−íc døa c« ®Æc, d−a chuét, ng« bao tö, v¶i hép, n−íc l¹c tiªn, n−íc æi, … Tæng sè c¸n bé c«ng nh©n viªn hiÖn nay lµ 1.238 ng−êi, víi diÖn tÝch tù nhiªn 5.600ha, trong ®ã ®Êt canh t¸c c©y c«ng nghiÖp lµ 2.500ha. Do nhu cÇu cña s¶n xuÊt kinh doanh n¨m 1978 c«ng ty ®−îc Bé n«ng nghiÖp cho ®Çu t− x©y dùng mét nhµ m¸y døa ®«ng l¹nh xuÊt khÈu, thiÕt bÞ cña NhËt B¶n. §©y lµ m« h×nh s¶n xuÊt kinh doanh N«ng – C«ng nghiÖp – xuÊt khÈu khÐp kÝn ®Çu tiªn cña n−íc ta. §Õn n¨m 1999 ®−îc sù quan t©m cña Bé N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ®Çu t− n©ng cÊp d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®å hép hiÖn ®¹i cña Céng Hßa Liªn Bang §øc vµ Mü víi c«ng suÊt 10.000tÊn/n¨m. N¨m 2000 l¾p ®Æt mét d©y chuyÒn n−íc døa c« ®Æc víi c«ng suÊt 5.000tÊn/n¨m, mét d©y chuyÒn n−íc qu¶ tù nhiªn, mét d©y chuyÒn døa l¹nh IQF ®¸p øng tiªu thô hÕt s¶n phÈm døa qu¶ t−¬i vµ thÞ tr−êng chÝnh cña c«ng ty lµ kh¸ch hµng quèc tÕ khã tÝnh nh− T©y ¢u vµ thÞ tr−êng Mü. §Õn nay c«ng ty ®· cã b−íc tiÕn v−ît bËc, trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña m×nh ®· ®¹t doanh thu trªn 31 tû ®ång. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 46 Trong qu¸ tr×nh tån t¹i vµ ph¸t triÓn C«ng ty ®· lu«n tù hoµn thiÖn m×nh ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ s¶n xuÊt kinh doanh nh»m më réng thÞ tr−êng. NhÊt lµ ®å hép vµ n−íc døa c« ®Æc ®· ®øng v÷ng ®−îc thÞ tr−êng NhËt, Mü, T©y ¢u. Sù lín m¹nh cña C«ng ty ®−îc thÓ hiÖn qua tæng doanh thu lªn tíi gÇn 40 tû ®ång. L−¬ng c¸n bé c«ng nh©n b×nh qu©n ®¹t 600.000 ®/ng−êi/th¸ng. 3.1.2 Chøc n¨ng nhiÖm vô cña c«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao – Ninh B×nh. - C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao cã quyÒn ®Çu t−, liªn kÕt, gãp vèn cæ phÇn, kinh doanh xuÊt nhËp khÈu, du lÞch, dÞch vô x¨ng dÇu… - C«ng ty cã nghÜa vô vµ quyÒn sö dông cã hiÖu qu¶, b¶o toµn vµ ph¸t triÓn vèn. - C«ng ty thùc hiÖn chÕ ®é h¹ch to¸n ®éc lËp, tù chñ s¶n xuÊt vµ kinh doanh phï hîp víi luËt doanh nghiÖp vµ c¸c quy ®Þnh cña ph¸p luËt. - C«ng ty cã t− c¸ch ph¸p nh©n ®Çy ®ñ, cã tµi kho¶n t¹i ng©n hµng, cã con dÊu riªng ®Ó giao dÞch theo quy ®Þnh cña nhµ n−íc. C«ng ty cã quyÒn ®Çu t− c¸c vïng nguyªn liÖu, c¸c dù ¸n dµi, trung vµ ng¾n h¹n. §−îc quyÒn vay vèn ng©n hµng, hoÆc huy ®éng vèn vµ chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ tµi chÝnh. - NhËp khÈu vµ xuÊt khÈu c¸c hµng ho¸ mµ m×nh s¶n xuÊt ra mµ Nhµ n−íc khuyÕn khÝch.C«ng ty cã quyÒn qu¶n lý vµ sö dông vèn do Nhµ N−íc vµ c¸c nguån vèn kh¸c ®Ó thùc hiÖn c¸c môc tiªu, nhiÖm vô s¶n xuÊt kinh doanh do tæng c«ng ty rau qu¶ ViÖt Nam giao. - Th−¬ng m¹i chñ yÕu xuÊt khÈu ®å hép c¸c lo¹i n−íc døa c« ®Æc, b¸n bu«n, b¸n lÎ n−íc qu¶ tù nhiªn th«ng qua c¸c hîp ®ång víi c¸c b¹n hµng. 3.1.3 C¬ cÊu tæ chøc bé m¸y cña c«ng ty Tæ chøc bé m¸y qu¶n lý t¹i c«ng ty ®−îc bè trÝ theo s¬ ®å sau: Ban gi¸m ®èc B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 47 H×nh 3.1: S¬ ®å tæ chøc chØ ®¹o s¶n xuÊt t¹i “C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao” Theo ®iÒu luËt vÒ tæ chøc bé m¸y ho¹t ®éng cña doanh nghiÖp, c«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao – Ninh B×nh, cã bé m¸y qu¶n lý bao gåm: - Gi¸m ®èc c«ng ty: lµ ng−êi ®¹i diÖn ph¸p nh©n cña c«ng ty, chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ toµn bé kÕt qu¶ lao déng s¶n xuÊt kinh doanh vµ nghÜa vô ®èi víi Nhµ n−íc. Gi¸m ®èc lµ ng−êi ®iÒu hµnh mäi ho¹t ®éng cña c«ng ty theo chÕ ®é “mét thñ tr−ëng”. - C¸c phã gi¸m ®èc: Gióp gi¸m ®èc tæ chøc, ®iÒu hµnh mét sè lÜnh vùc cña c«ng ty theo sù ph©n c«ng cña Gi¸m ®èc c«ng ty. - Phßng kÕ ho¹ch ®Çu t− : Thùc hiÖn lËp kÕ ho¹ch s¶n xuÊt kinh doanh trªn c¬ së c¸c b¸o c¸o tµi chÝnh, thùc hiÖn viÖc giao kÕt ®Çu t− víi c¸c ®¬n vÞ trong vµ ngoµi n−íc. - Phßng tµi chÝnh kÕ to¸n: Gióp Gi¸m ®èc tæ chøc, qu¶n lý vµ thùc hiÖn c«ng t¸c kÕ to¸n, h¹ch to¸n thèng kª cña c«ng ty. Phßng kÕ ho¹ch ®Çu t−. Phßng kü thuËt Phßng tæ chøc hµnh chÝnh Phßng tµi chÝnh kÕ to¸n Phßng maketing V¨n phßng Ph©n x−ëng s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc. Ph©n x−ëng s¶n xuÊt ®å hép. Phßng b¶o vÖ. Phßng, ban nguyªn liÖu. C¸c ®éi s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 48 - C¸c phßng ban, kinh doanh, chuyªn m«n nghiÖp vô: Gióp gi¸m ®èc thùc hiÖn tæ chøc thùc hiÖn s¶n xuÊt kinh doanh cña c«ng ty theo sù ph©n c«ng cña gi¸m ®èc. - Phßng tæ chøc hµnh chÝnh: Ch¨m lo ®êi sèng cho CBCNV, chÞu tr¸ch nhiÖm tham m−u víi gi¸m ®èc vÒ c«ng t¸c nh©n sù, ®èi néi, ®èi ngo¹i cña C«ng ty, qu¶n lý th«ng tin, v¨n th− l−u tr÷, phôc vô ph−¬ng tiÖn ®i l¹i cña l·nh ®¹o, c¸n bé c«ng nh©n viªn c«ng ty. - Phßng kü thuËt :§¶m b¶o tèt viÖc tham m−u cho gi¸m ®èc c«ng ty. Bé phËn trùc tiÕp nghiªn cøu qu¶n lý vÒ lÜnh vùc khoa häc kü thuËt, ®æi míi c«ng nghÖ trong ho¹t ®éng s¶n xuÊt vµ qu¶n lý t¸t c¶ c¸c ho¹t ®éng vÒ khoa häc kü thuËt trong ho¹t ®éng s¶n xuÊt kinh doanh cña c«ng ty. - V¨n phßng :ChÞu tr¸ch nhiÖm th−êng xuyªn cËp nhËt c¸c th«ng tin tõ c¸c phßng ban trùc thuéc c«ng ty. Lµ n¬i thu nhËn c¸c d÷ liÖu xem xÐt vµ ®¸nh gi¸ s¬ bé tr×nh cho ban gi¸m ®èc. V¨n phßng lµ n¬i tæng hîp d÷ liÖu cña toµn c«ng ty, hoµn thµnh mäi hå s¬, chiÕn l−îc chÝnh s¸ch míi. Lµ n¬i l−u tr÷ vµ cung cÊp th«ng tin cho toµn c«ng ty. - Phßng b¶o vÖ: B¶o vÖ tµi s¶n, s¶n phÈm, phßng ch¸y ch÷a ch¸y, qu¶n lý vÒ c«ng t¸c an toµn lao ®éng. §¶m b¶o an ninh trËt tù trong toµn c«ng ty vµ trong khu vùc n¬i c«ng ty s¶n xuÊt kinh doanh. - Nhµ m¸y s¶n xuÊt døa hép n−íc c« ®Æc xuÊt khÈu: Cã nhiÖm vô s¶n xuÊt ®å hép døa, v¶i, d−a, n−íc døa c« ®Æc phôc vô xuÊt khÈu n−íc qu¶ tù nhiªn phôc vô néi tiªu. T¹o mÉu m· s¶n phÈm míi cã chÊt l−îng cao chiÕm thÞ phÇn trong n−íc vµ n−íc ngoµi. - C¸c ®éi s¶n xuÊt n«ng nghiÖp: Cã nhiÖm vô s¶n xuÊt vµ ®¸p øng ®Çy ®ñ nguyªn liÖu døa qu¶ t−¬i, ®¹t chÊt l−îng cho nhµ m¸y ho¹t ®«ng b×nh th−êng hÕt c«ng suÊt t¹o nhiÒu s¶n phÈm xuÊt khÈu. - C¸c phßng nguyªn liÖu bªn ngoµi c«ng ty: Cã nhiÖm vô t×m hiÓu, vËn ®éng khuyÕn khÝch bµ con n«ng d©n trong vµ ngoµi tØnh Ninh B×nh vµ c¸c tØnh l©n cËn trång nhiÒu nguyªn liÖu døa qu¶ cã chÊt l−îng ®Ó ®−a vÒ nhµ m¸y cña c«ng ty ®Ó B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 49 chÕ biÕn ®å hép, n−íc døa c« ®Æc ®¸p øng xuÊt khÈu ra n−íc ngoµi vµ tiªu thô trong n−íc. 3.1.4 C¸c ®Æc ®iÓm kinh doanh cña c«ng ty - §Æc thï vÒ ngµnh nghÒ kinh doanh cña c«ng ty lµ trång c©y c«ng nghiÖp, chÕ biÕn vµ kinh doanh thùc phÈm xuÊt khÈu. - §Æc thï vÒ s¶n phÈm lµ ®å hép : Døa, ng«, d−a, n−íc qu¶ tù nhiªn vµ n−íc døa c« ®Æc phôc vô theo nhu cÇu, thi hiÕu cña thÞ tr−êng vµ ng−êi tiªu dïng trong n−íc còng nh− quèc tÕ. - §Æc thï vÒ tÝnh thêi vô cña ho¹t ®éng kinh doanh th−êng vµo th¸ng 5, 6, 7 lµ thêi ®iÓm chÝnh vô vµ c¸c th¸ng 11, 12, 1, 2, 3, 4 lµ døa xö lý tr¸i vô. - C«ng nghÖ kinh doanh lµ tr×nh ®é chuyªn m«n nghiÖp vô, kinh nghiÖm s¶n xuÊt, kinh doanh, kÕt hîp víi c¸c thiÕt bÞ hiÖn ®¹i cña th«ng tin. - Nh×n chung c«ng ty tõ khi ®i vµo c¬ chÕ kinh tÕ thÞ tr−êng, kh«ng ngõng ®æi míi trang, thiÕt bÞ hiÖn ®¹i, ®· vµ ®ang æn ®Þnh, ph¸t triÓn n¨m sau cao h¬n n¨m tr−íc vµ nhÊt lµ ph¸t triÓn cã chiÒu réng vµ chiÒu s©u vÒ mäi mÆt ho¹t ®éng. - ThÞ tr−êng cña c«ng ty kh«ng nh÷ng ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña ®Êt n−íc mµ cßn xuÊt khÈu sang nhiÒu n−íc ®Æc biÖt thÞ tr−êng Mü chiÕm 65% s¶n phÈm xuÊt khÈu cña c«ng ty. C«ng ty cßn xuÊt khÈu sang mét sè n−íc Ch©u ¢u. - M«i tr−êng kinh doanh cña c«ng ty chñ yÕu lµ ph¶i tù t×m kiÕm thÞ tr−êng, t×m ®èi t¸c vµ hoµn toµn tù t¹o nguån kh¸ch hµng, ho¹t ®éng chñ yÕu theo c¬ chÕ thÞ tr−êng. - Kh¸ch hµng cña c«ng ty lµ c¸c doanh nghiÖp Nhµ N−íc, c¸c doanh nghiÖp t− nh©n, c¸c thµnh phÇn kinh tÕ kh¸c thuéc ph¹m vi c¶ n−íc vµ c¸c c«ng ty, c¸c tËp ®oµn kinh tÕ n−íc ngoµi. - C¸c nhµ cung cÊp cña c«ng ty: TÊt c¶ c¸c thµnh phÇn kinh tÕ cã chøc n¨ng s¶n xuÊt, kinh doanh, song chñ yÕu lµ c¸c ®¬n vÞ sau: + C«ng ty Tetra pak – Thuþ §iÓn + Tæng c«ng ty rau qu¶ ViÖt Nam + Tæng c«ng ty ho¸ chÊt ViÖt Nam B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 50 + Tæng c«ng ty b¶o vÖ thùc vËt ViÖt Nam + C«ng ty ph©n l©n L©m Thao – Phó Thä + C«ng ty bao b× Hµ Néi… 3.1.5 §Æc ®iÓm vÒ m«i tr−êng vµ nguån lùc cña c«ng ty 1. §iÒu kiÖn ®Þa lý vµ tù nhiªn Nh÷ng yÕu tè ®ãng gãp vai trß quan träng, t¸c ®éng tíi hiÖu qu¶ s¶n xuÊt kinh doanh. C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao ®Æt trô së t¹i: Ph−êng Trung S¬n – thÞ x· Tam §iÖp – tØnh Ninh B×nh. C«ng ty n»m c¸ch Hµ Néi 100Km, víi mét vÞ trÝ thuËn lîi vÒ giao th«ng, trªn quèc lé 1A B¾c vµo Nam, ®ã lµ thuËn lîi rÊt lín cho qu¸ tr×nh ho¹t ®éng s¶n xuÊt kinh doanh vµ qu¸ tr×nh quan hÖ víi kh¸ch hµng. C¸c kh¸ch hµng trong n−íc vµ quèc tÕ ngµy nay cµng ngµy cµng biÕt nhiÒu ®Õn C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao. §èi víi c¸n bé c«ng nh©n viªn, c«ng ty t¹o mäi ®iÒu kiÖn ®Ó mäi ng−êi ph¸t huy hÕt kh¶ n¨ng, n¨ng lùc cña m×nh, ®Ó s¶n xuÊt trªn m¶nh ®Êt ®Çy tiÒm n¨ng vµ thÕ m¹nh mµ thiªn nhiªn ban tÆng. Tõ ®ã ®· thóc ®Èy s¶n xuÊt, kÝch thÝch kinh doanh t¹o tiÒn ®Ò cho mäi th¾ng lîi cña C«ng ty. 2. §Æc ®iÓm vÒ vèn: §èi víi bÊt kú C«ng ty nµo muèn ho¹t ®éng xuÊt khÈu, kinh doanh ®Òu ph¶i cã vèn vµ cÇn vèn. Vèn lµ nhu cÇu kh«ng thÓ thiÕu ®−îc cña c¸c doanh nghiÖp. §Ó xÐt mét C«ng ty m¹nh hay yÕu, mét yÕu tè ®ã lµ ph¶i xem xÐt ®Õn c¬ cÊu vèn cña nã. C¬ cÊu vèn thÓ hiÖn n¨ng lùc cña c«ng ty. Cô thÓ c¬ cÊu vèn cña C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao ®−îc thÓ hiÖn qua b¶ng sau: B¶ng 1: T×nh h×nh biÕn ®éng vèn cña C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao N¨m 2000 N¨m 2001 So s¸nh ChØ tiªu Sè tiÒn TT Sè tiÒn TT Sè tiÒn TT B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 51 1.Vèn kinh doanh 15600 17,59 20800 19,31 5200 1,73 - Vèn l−u ®éng 4600 5,18 5800 5,39 200 0,21 - Vèn cè ®Þnh 11000 12,41 15000 13,93 4000 1,52 2.Vèn vay 73066 82,40 86895 80,68 13828 -1,72 - Vay ng¾n h¹n 68030 76,73 65331 60,66 -2699 -16,07 - Vay dµi h¹n 5036 5,67 21564 20,02 16528 14,35 3.Tæng vèn kinh doanh 88666 100 107695 100 19029 Qua sè liÖu ë trªn ta thÊy: Nguån vèn kinh doanh n¨m 2001 t¨ng h¬n n¨m 2000 lµ 1,73%, møc t¨ng lµ: 5200 triÖu ®ång. §Õn n¨m 2004 doanh thu cña c«ng ty ®¹t 92 tû ®ång §iÒu nµy cho thÊy C«ng ty t¨ng quy m« nguån vèn kinh doanh cña m×nh lªn. Tû träng vèn vay cña C«ng ty n¨m 2000 lµ 82,40%, n¨m 2001 lµ 80,68%, chøng tá vèn vay cña C«ng ty n¨m 2001 gi¶m so víi n¨m 2000 lµ 1,72%. Nh−ng tæng sè vèn vay cña C«ng ty n¨m 2001 t¨ng so víi n¨m 2000 lµ 19029 triÖu ®ång. §iÒu ®ã chøng tá mét dÊu hiÖu tèt vÒ tÝnh tù chñ trong kinh doanh, C«ng ty ®· më réng s¶n xuÊt trong kinh doanh, ®ã lµ c¬ së mang l¹i hiÖu qu¶ cña C«ng ty trong s¶n xuÊt kinh doanh. Gi¶m bít l−îng tiÒn vay nhÊt lµ vay ng¾n h¹n phÇn nµo gi¶m bít l·i vay, gãp phÇn t¨ng lîi nhuËn cho C«ng ty ®iÒu ®ã thÓ hiÖn kh¶ n¨ng tù chñ vÒ tµi chÝnh tèt h¬n n¨m 2000. 3. VÒ tµi s¶n C«ng ty ®Õn nay ®· cã mét khu chÕ xuÊt khÐp kÝn t−¬ng ®èi hoµn chØnh. §ã lµ d©y truyÒn s¶n xuÊt lín: §å hép víi c«ng suÊt 10000 tÊn SP/n¨m, c« ®Æc víi c«ng suÊt 5000 tÊn SP/n¨m, l¹nh víi c«ng suÊt 5000 tÊn SP/n¨m vµ n−íc qu¶ víi c«ng suÊt 2500 tÊn SP/n¨m. C«ng ty cßn cã h¬n 2500ha ®Êt canh t¸c cã thÓ chñ B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 52 ®éng trong s¶n xuÊt vµ kÝ kÕt hîp ®ång víi kh¸ch hµng vÒ chÊt l−îng còng nh− vÒ sè l−îng. 4. VÒ con ng−êi C«ng ty TPXK §ång Giao vèn tiÒn th©n lµ n«ng tr−êng §ång Giao víi bÒ dµy truyÒn thèng h¬n 40 n¨m x©y dùng vµ tr−ëng thµnh lu«n gi÷ v÷ng truyÒn thèng ®oµn kÕt g¾n bã tõ Gi¸m ®èc ®Õn c«ng nh©n. Cã mét tËp thÓ l·nh ®¹o trÎ khoÎ ®Çy s¸ng t¹o vµ nhiÖt t×nh, ®· v÷ng b−íc v−ît qua nhiÒu khã kh¨n thö th¸ch tr−íc sù thay ®æi c¬ chÕ, sù nghiÖt ng· cña c¬ chÕ thÞ tr−êng. §ã chÝnh lµ truyÒn thèng, lµ tµi s¶n v« gi¸ cña C«ng ty mµ kh«ng dÔ g× mua næi. 5.VÒ vïng nguyªn liÖu. C«ng ty ®· chó träng rÊt nhiÒu vÒ vÊn ®Ò nguyªn liÖu cña c«ng ty ®Ó cã mét th−¬ng hiÖu bÒn v÷ng trªn thÞ tr−êng. Do ®ã c«ng ty d· chñ ®éng víi nguyªn liÖu s¶n xuÊt, mét lo¹t nh÷ng biÖn ph¸p hÊp dÉn ®−îc C«ng ty ®−a ra nh»m khuyÕn khÝch ph¸t triÓn c©y døa, t¹o vïng nhiªn liÖu c¸n bé c«ng nh©n ®−îc nhËn quü ®Êt, h−ëng theo n¨ng lùc. §èi víi bµ con n«ng d©n C«ng ty ®· gióp ®ì gièng, ph©n bãn, h−íng dÉn kü thuËt vµ cã chÕ ®é th−ëng hîp lý. Toµn bé døa cña nh©n d©n ®· kÝ hîp ®ång ®−îc c«ng ty thu mua víi gi¸ phï hîp víi thÞ tr−êng. Ngoµi 1500ha døa cña c«ng ty, c«ng ty cßn më réng vïng nguyªn liÖu døa t¹i tØnh Thanh Ho¸, Hoµ B×nh, VÜnh Phóc, Lµo Cai…Hai lo¹i døa ®−îc c«ng ty chó träng ®Çu t− vµ ph¸t triÓn khuyÕn khÝch nh©n d©n trång nhiÒu ®ã lµ døa Cayen vµ døa Queen. Ngoµi døa cßn cã ng« ngät, d−a bao tö, vµ c¸c lo¹i c©y trång kh¸c cña nh©n d©n. 3.2. Quy tr×nh c«ng nghÖ vµ ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn chÕ biÕn n−íc døa c« ®Æc 3.2.1. Quy tr×nh c«ng nghÖ S¬ ®å quy tr×nh c«ng nghÖ nh− S¬ ®å 3.2 3.2.2. Ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn 1. Khu vùc trÝch Ðp a. S¬ ®å nh− S¬ ®å 3.3 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 53 b. Nguyªn liÖu: Nguyªn liÖu s¶n xuÊt lµ døa qu¶, cã kÝ hiÖu lµ HD.75 – 03.C§. c. Bån röa: Døa ®−îc tËp trung t¹i n¬i tËp kÕt sau ®ã ®−îc ®−a vµo bån röa. Tr−íc khi tiÕn hµnh röa ph¶i chuÈn bÞ n−íc ®Çy ®ñ, kiÓm tra ®é s¹ch cña n−íc theo tiªu chuÈn (TCVN 5945 – 1995). Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cho n−íc ch¶y lu©n l−u ®¶m b¶o l−u l−îng cña n−íc ®¹t 5 m3/ h. d. B¨ng t¶i qu¶: Døa tõ bån röa ®−îc ®−a vµo b¨ng t¶i qu¶. T¹i ®©y 4 dµn phun n−íc röa ®−îc më ra víi ¸p lùc cña n−íc ®¹t 6 bar. Víi hÖ thèng röa nµy ®iÒu kiÖn ®Æt ra lµ døa sau khi röa ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kh«ng cßn bôi phÊn vµ bïn ®Êt. e. B¨ng t¶i chän: Tõ b¨ng t¶i qu¶ ®øa ®−îc ®−a ®Õn b¨ng t¶i chän. T¹i ®©y cã 8 c«ng nh©n sÏ cã nhiÖm vô lo¹i bá c¸c qu¶ s©u, thèi, ñng dËp, cã mïi men, t¹p chÊt… f. TrÝch Ðp lÇn 1 (Polyfruit): sau khi døa ®−îc röa s¹ch sÏ ®−îc vËn chuyÓn tíi thiÕt bÞ Extractor. T¹i ®©y qu¶ døa ®−îc bæ ®«i, Ðp n¹o phÇn thÞt sau ®ã b¬m sang m¸y läc Ðp s¬ bé. PhÇn vá ®−îc ®−a ®i trÝch Ðp lÇn 2 nhê vÝt t¶i. g. TrÝch Ðp lÇn 2 (polypress): ë giai ®o¹n nµy phÇn vá ®−îc Ðp l¹i mét lÇn n÷a, n−íc døa ®−îc ®−a xuèng m¸y läc s¬ bé nhê b¬m piston cßn b· ®−îc th¶i ra ngoµi. h. M¸y läc s¬ (Brown): m¸y läc nµy cã nhiÖm vô Ðp läc s¬ bé thÞt qu¶ trong n−íc døa ®¶m b¶o % thÞt qu¶ kh«ng qu¸ 30%. N−íc døa sau khi läc ®−îc ®−a vµo bån chøa 300lÝt. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 54 S¬ ®å 3.2: S¬ ®å quy tr×nh c«ng nghÖ cña d©y chuyÒn chÕ biÕn n−íc døa c« ®Æc Khu Vùc trÝch Ðp Khu vùc tinh läc Khu vùc c« - tank chøa 3,4,5 KHU vùc tiÖt trïng Khu vùc rãt B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 55 S¬ ®å 3.3: khu vùc trÝch Ðp Nguyªn liÖu Bån röa B¨ng t¶i ch¶i qu¶ B¨ng t¶i chän M¸y läc s¬ bé TrÝch Ðp lÇn 1 TrÝch Ðp lÇn 2 Bån chøa 300lit Thïng ch−a b· B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 56 S¬ ®å 3.4: Khu vùc tinh läc Bån chøa 300lit B×nh chøa1 B×nh chøa 2 Gia nhiÖt Ly t©m B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 57 S¬ ®å 3.5 : Khu vùc c« - B×nh chøa 3,4,5 Gia nhiÖt B×nh chøa 2 HiÖu øng 1 Thïng chøa b· M¸y lµm l¹nh B×nh chøa 3, 4,5 HiÖu øng 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 58 2. Khu vùc tinh läc (Decanter) a. S¬ ®å d©y chuyÒn nh− S¬ ®å 3.4 b. Gia nhiÖt: §Ó t¨ng hiÖu qu¶ ly t©m, gi¶m ®é nhít, ®ång thêi diÖt trïng s¬ bé n−íc døa ®−îc gia nhiÖt s¬ bé tr−íc khi ®−a vµo ly t©m. ThiÕt bÞ gia nhiÖt lµ thiÕt bÞ kiÓu èng lång èng ( èng chøa n−íc døa ë bªn trong cßn èng chøa n−íc nãng ë bªn ngoµi). N−íc nãng vµ n−íc døa chuyÓn ®éng ng−îc chiÒu nhau. NhiÖt ®é gia nhiÖt lµ 65o C. c. B×nh chøa 1: DÞch qu¶ sau khi gia nhiÖt ®−îc chøa vµo b×nh chøa 1. Khi ngõng m¸y, thêi gian l−u dÞch qu¶ kh«ng ®−îc lín h¬n 2h, nÕu thêi gian l−u lín h¬n 2h th× ph¶i lÊy mÉu kiÓm tra tr−íc khi tiÕp tôc s¶n xuÊt. d. M¸y ly t©m – B×nh chøa 2: DÞch qu¶ tõ b×nh chøa 1 ®−îc b¬m sang m¸y ly t©m, t¹i ®©y m¸y sÏ t¸ch phÇn lín thÞt qu¶ ra khái dÞch qu¶ sao cho phÇn thÞt qu¶ trong dÞch qu¶ ®¹t tiªu chuÈn ®Æt hµng. DÞch läc xong ®−îc chøa vµo b×nh chøa 2, phÇn b· läc ra ®−îc ®−a ra thïng chøa b· th«ng qua b¬m ®Èy. Khi ngõng m¸y ta còng chó ý ®Õn thêi gian l−u gi÷ nh− ®èi víi b×nh chøa 1. 3. Khu vùc c« - B×nh chøa 3, 4, 5 a. S¬ ®å d©y chuyÒn nh− S¬ ®å 3.5 b. Gia nhiÖt :DÞch qu¶ ®−îc b¬m tõ Tank 2 ®Õn bé gia nhiÖt, gia nhiÖt ®Õn 92o C tr−íc khi ®−a vµo c« vµ l−u gi÷ 30 gi©y, ®©y lµ b−íc thanh trïng lÇn thø nhÊt. Sau ®ã h¹ nhiÖt ®é dÞch qu¶ xuèng 72o C. c. HiÖu øng 1 – HiÖu øng 2: DÞch qu¶ ë nhiÖt ®é 72o C ®−îc b¬m sang hÖ thèng c«, t¹i ®©y dÞch qu¶ ®−îc gia nhiÖt nhê hÖ thèng c« d¹ng tÊm b¶n kiÓu mµng d©ng. Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt diÔn ra nh− sau: + H¬i ®i tõ trªn xuèng + DÞch qu¶ ®i tõ d−íi lªn Trong giai ®o¹n nµy yªu cÇu l−u l−îng dÞch qu¶ lµ 6000l/h, ®é ch©n kh«ng ®¹t 16 Kpa B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 59 * HiÖu øng 1: + T¸c nh©n sö dông ®Ó gia nhiÖt lµ h¬i (d¹ng Steam) + DÞch qu¶ sau khi ®−îc bèc h¬i nhê hiÖu øng 1 ®é ®−êng (BX) sÏ t¨ng lªn tõ 12oBX ®Õn 25oBX. + NhiÖt ®é h¬i : t < 100 oC + ¸p suÊt h¬i : P < 700KPa *HiÖu øng 2: + T¸c nh©n sö dông ®Ó gia nhiÖt lµ h¬i thø (d¹ng Vapour) + DÞch qu¶ sau khi ®−îc bèc h¬i nhê hiÖu øng 2 ®é BX t¨ng tõ 25o BX ®Õn 65o BX. + NhiÖt ®é h¬i : t < 78 oC + H¬i ®−îc bèc lªn tõ s¶n phÈm trong qu¸ tr×nh c« ®Æc chøa h−¬ng døa vµ h¬i n−íc. H¬i n−íc ®−îc ng−ng tô nhê hÖ thèng n−íc m¸t Cooling Tower. N−íc ng−ng tô ®−îc b¬m håi vÒ bé gia nhiÖt ®Ó tËn dông nhiÖt. H−¬ng døa ®−îc tinh läc b»ng hÖ thèng Aroma. Sau khi tinh läc h−¬ng ®−îc phèi trén trë l¹i víi s¶n phÈm . S¶n phÈm sau khi phèi h−¬ng ®−îc ®−a ®i lµm l¹nh nhanh xuèng kho¶ng 25o C – 30oC vµ ®−îc b¬m tr÷ vµo c¸c b×nh chøa b¸n thµnh phÈm 3, 4, 5. 4. Khu vùc tiÖt trïng - B¸n thµnh phÈm ®−îc b¬m vµo m¸y thanh trïng víi l−u l−îng 1500l/h. - ThiÕt bÞ thanh trïng lµ lo¹i èng lång èng, t¸c nh©n sö dông ®Ó thanh trïng lµ n−íc nãng . - S¶n phÈm ®−îc thanh trïng ë nhiÖt ®é 95oC, l−u gi÷ kho¶ng 30 gi©y sau ®ã ®−îc h¹ dÇn nhiÖt ®é b»ng n−íc m¸t Cooling tower (32oC) vµ n−íc ®¸ Shiller (2oC) xuèng 30oC. - Ngoµi ra khu vùc nµy cßn cã nhiÒu chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cô thÓ nh− sau: + ChÕ ®é gia nhiÖt cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau t0C 1100 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 60 920 300 1800s t(gi©y) + ChÕ ®é s¶n xuÊt cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 950 300 30s t(gi©y) + ChÕ ®é vÖ sinh b»ng NaOH (CIP) cã biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 800 300 1200s t(gi©y) + ChÕ ®é vÖ sinh b»ng HNO3 co biÓu ®å lµm viÖc nh− sau: t0C 700 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 61 300 1200s t(gi©y) 5. Khu vùc rãt - S¶n phÈm sau khi tiÖt trïng ®−îc ®−a ®i rãt (nhiÖt ®é s¶n phÈm kh«ng v−ît qu¸ 40oC). - ThiÕt bÞ rãt cã hai ®Çu rãt. - Tr−íc khi rãt s¶n phÈm vµo tói Aseptic ®Çu rãt ®−îc tiÖt trïng b»ng h¬i ®Õn nhiÖt ®é 140oC. - Sau khi rãt xong träng l−îng s¶n phÈm ®¹t 260kg hoÆc 265kg (sai lÖch kho¶ng 1kg). - Quy c¸ch ®ãng s¶n phÈm : +Tói Aseptic lo¹i 265lÝt : 01 tói. + Tói PE lo¹i 250lÝt : 01 tói. + Thïng phi s¾t lo¹i 200lit : 01 thïng( thïng phi cã n¾p kho¸). 6. B¶o qu¶n S¶n phÈm ®· ®−îc ®ãng vµo phi hoµn chØnh cã träng l−îng ®¹t yªu cÇu sÏ ®−îc vËn chuyÓn vµo kho l¹nh gi÷ b¶o qu¶n ë nhiÖt ®é tõ 0oC ®Õn 10oC. Ch−¬ng 4. Nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ lËp tr×nh cho m« h×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i kh©u tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt. 4.1. Lùa chän ®èi t−îng. D©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc ®−îc c«ng ty “Thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao” ®Çu t− lµ mét d©y chuyÒn hiÖn ®¹i trong nghµnh thùc phÈm cña n−íc B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 62 ta. Víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt khÐp kÝn víi nhiÒu kh©u kh¸c nhau trong ®ã mçi kh©u ®−îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c ch−¬ng trinh ®iÒu khiÓn kh¸c nhau. Mçi kh©u ®−îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn riªng biÖt. Trong ®ã kh©u tiÖt trïng gi÷ mét vai trß quan träng ®èi víi s¶n phÈm nã ¶nh h−ëng trùc tiÕp tíi chÊt l−îng s¶n phÈm, vÖ sinh an toµn thùc phÈm vµ b¶o qu¶n. 4.1.1. §èi t−îng Trong thêi gian thùc tËp vµ t×m hiÓu d©y chuyÒn c«ng nghÖ t¹i c«ng ty “Thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao”, tõ thùc tÕ cung nh− c¸c ®iÒu kiÖn kh¸ch quan, cïng víi sù lùa chän sao cho phï hîp víi ®Ò tµi vµ nhiÖm vô cña ®Ò tµi. Do vËy,®èi t−îng ®−îc lùa chän ®Ó thùc hiÖn x©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn lµ qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i kh©u tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc. Cô thÓ: - Qu¸ tr×nh gia nhiÖt thanh trïng cho s¶n phÈm. -Qu¸ tr×nh h¹ nhiÖt cho s¶n phÈm ®Ó ®−a ®i b¶o qu¶n. 4.1.2.Môc ®Ých lùa chän ®èi t−îng. Kh©u tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt lµ mét kh©u ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng hoµn toµn,nhiÖt ®é cña s¶n phÈm ®−îc ®iÒu khiÓn mét c¸ch chÝnh x¸c ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu cña s¶n phÈm. §Ó ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é cña s¶n phÈm c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®−îc sö dông lµ c¸c PLC. Do ®ã kh©u tiÖt trïng ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ®iÒu khiÓn cña thiÕt bÞ lËp tr×nh. MÆt kh¸c, trong kh©u tiÖt trïng nhiÖt ®é ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õ chÊt l−îng thanh trïng cña s¶n phÈm. NhiÖt ®é thay ®æi liªn tôc kh«ng æn ®Þnh. ViÖc ®iÒu khiÓn c¸c van h¬i n−íc nãng, van n−íc ®¸ còng ph¶i thùc hiÖn mét c¸ch liªn tôc vµ linh ho¹t. Mµ viÖc ®iÒu khiÓn dùa vµo sù thay ®æi cña nhiÖt ®é.Tõ ®ã ta chän ®èi t−îng lµ c¸c qu¸ tr×nh gia nhiÖt trong kh©u tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc. 4.2 c«ng nghÖ cña kh©u tiÖt trïng. 4.2.1.Yªu cÇu kü thuËt. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 63 TÞªt trïng lµ m«t trong nh÷ng ph−¬ng ph¸p b¶o qu¶n s¶n phÈm b»ng c¸ch tiªu diÖt vi khuÈn cã trong s¶n phÈm, lµ kh©u quan träng cã t¸c dông quyÕt ®Þnh tíi kh¶ n¨ng b¶o qu¶n vµ chÊt l−îng s¶n phÈm. TiÖt trïng ®−îc ¸p dông phæ biÕn trong c¸c ngµnh s¶n xuÊt ®å hép rau qu¶, thÞt c¸ s÷a …HiÖn nay cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p tiÖt trïng: tiÖt trïng b»ng ph−¬ng ph¸p n©ng cao nhiÖt ®é, tiÖt trïng b»ng thuèc s¸t trïng, b»ng siªu ©m … nh−ng trong d©y chuyÒn mµ ta nghiªn cøu sö dông ph−¬ng ph¸p tiÖt trïng b»ng nhiÖt ®é. Víi ph−¬ng ph¸p tiÖt trïng ®ã th× cã c¸c yªu cÇu kü thuËt sau: - Ph¶i tiªu diÖt ®−îc tÊt c¶c c¸c lo¹i vi khuÈn cã h¹i trong s¶n phÈm, ®¶m b¶o l−îng vi khuÈn cßn sèng sãt thÊp ®Õn møc kh«ng thÓ ph¸t triÓn ®Ó lµm háng s¶n phÈm. - Kh«ng ®−îc lµm gi¶m gi¸ trÞ s¶n phÈm bao gåm c¶ vÒ dinh d−ìng vµ gi¸ trÞ c¶m quan. - C¸c bé phËn lµm viÖc cña m¸y khi tiÕp xóc víi s¶n phÈm kh«ng g©y h¹i cho s¶n phÈm vµ ng−îc l¹i kh«ng bÞ s¶n phÈm ¨n mßn. 4.2.2. s¬ ®å c«ng nghÖ. Trong thùc tÕ th× m¸y tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt rÊt hiÖn ®¹i vµ phøc t¹p víi rÊt nhiÒu chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau vµ lµm viÖc mét c¸ch tuÇn tù vµ lµm viÖc linh ho¹t tuÇn hoµn liªn tôc kh«ng gi¸n ®o¹n. C¸c chÕ ®é lµm viÖc nh− chÕ ®é gia nhiÖt cho hÖ thèng chÕ ®é chê lµm viÖc chÕ ®é lµm viÖc vµ chÕ ®é vÖ sinh ®−êng èng. Tõ thùc tÕ cña m¸y tiÖt trïng ta cã s¬ ®å chøc n¨ng cña tõng khèi lµ: Thïng chøa §éng c¬ HÖ thèng gia nhiÖt HÖ thèng h¹ nhiÖt 1 HÖ thèng h¹ nhiÖt 2 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 64 H×nh 4.1: S¬ ®å khèi chøc n¨ng cña kh©u tiÖt trïng. Mçi khèi trªn cã nhiÖm vô kh¸c nhau nh− sau: -Thïng chøa cã nhiÖm vô chøa s¶n phÈm b¸n thµnh phÈm tõ kh©u c« ®em ®i thanh trïng vµ cã t¸c dung gióp c«ng nh©n kiÓm tra xem n−íc døa c« cã ®ñ ®é ®−êng so víi yªu cÇu cña kh¸ch hµng. - §éng c¬ cã nhiÖm vô hót n−íc døa tõ thïng chøa tíi thiÕt bÞ thanh trïng. - HÖ thèng gia nhiÖt cã nhiÖm vô n©ng nhiÖt ®é cña s¶n phÈm lªn nhiÖt ®é thanh trïng lµ 950C vµ l−u gi÷ s¶n phÈm trong kho¶ng 30 gi©y. - HÖ thèng h¹ nhiÖt 1 lµ dïng n−íc th¸p ®Ó h¹ nhiÖt s¶n phÈm khi ®· thanh trïng xuèng cßn 320C. - HÖ thèng h¹ nhiÖt 2 lµ dïng n−íc ®¸ ®Ó h¹ nhiÖt cña s¶n ph¶m xuèng 300C lµ nhiÖt ®é ®−îc ®em ®i b¶o qu¶n cña s¶n phÈm. -§éng c¬ 2 dïng ®Ó hót n−íc døa sau khi ®· thanh trïng xong tíi m¸y rãt ®ãng vµo tói ®Ó b¶o qu¶n. - M¸y rãt lµm nhiÖm vô rãt s¶n phÈm vµo tói ®Ó ®em b¶o qu¶n vµ ®−a ra thÞ tr−êng. Tõ s¬ ®å chøc n¨ng ë trªn ta cã s¬ ®å m« h×nh c«ng nghÖ cña qu¸ tr×nh gia nhiÖt cña kh©u tiÖt trïng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt vµ s¬ ®å trªn h×nh 4.2 chØ m« t¶ mét phÇn c¸c thiÕt bÞ cña kh©u chØ ë chÕ ®é lµm viÖc vµ ®å mang tÝnh chÊt m« pháng vµ t−îng tr−ng. M¸y rãt§éng c¬ B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 65 H×nh 4.2: S¬ ®å c«ng nghÖ qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i m¸y tiÖt trïng S¬ ®å gåm cã: - Thïng chøa n−íc døa b¸n thµnh phÈm sau khi c«. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 66 - C¸c m¸y b¬m: §C1, §C2, §C3, §C4, §C5 . - C¶m biÕn x¸ ®Þnh nhiÖt ®é s¶n phÈm. - ThiÕt bÞ gia nhiÖt kiÓu èng lång èng. - Van h¬i n−íc nãng vµ van n−íc ®¸. - Nåi h¬i cÊp nhiÖt, th¸p n−íc, m¸y lµm l¹nh. - M¸y rãt. 4.2.3.ThiÕt bÞ gia nhiÖt. Ta biÕt trong kh©u tiÖt trïng bao gåm cã c¸c bé phËn chÝnh lµ bé phËn t¹o nhiÖt, bé phËn tiÖt trïng, bé ph©n h¹ nhiÖt b»ng n−íc th¸p vµ n−íc ®¸. - Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt th× bé phËn t¹o nhiÖt ®−îc dïng lµ thiÕt bÞ t¹o nhiÖt b»ng n−íc nãng gåm cã lß t¹o h¬i, hÖ thèng ®−¬ng èng dÉn. HÖ thèng nµy ®−îc nèi víi bé phËn tiÖt trïng nhê van ¸p suÊt, cã ®ång hå kiÓm tra ¸p suÊt. NhiÖt ®é tiÖt trïng phô thuéc chñ yÕu vµo ¸p suÊt h¬i n−íc nãng do thiÕt bÞ t¹o ra. Khi ¸p suÊt cao th× nhiÖt ®é tiÖt trïng cao vµ ng−îc l¹i. - Bé phËn tiÖt trïng, bé phËn h¹ nhiÖt trong kh©u tiÖt trïng ®Òu sö dông thiÕt bÞ gia nhiÖt kiÓu èng lång èng Alfa – Laval lµm viÖc liªn tôc ë ¸p suÊt h¬i n−íc cao h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. C¸c khoang chøa n−íc qu¶ th«ng víi nhau, cßn c¸c khoang mang chÊt t¶i nhiÖt hay n−íc lµm nguéi ®−îc th«ng víi nhau. Do n−íc døa ch¶y qua trong khoang kÝn b»ng mét líp máng, l¹i ®−îc truyÒn nhiÖt tõ hai mÆt nªn thêi gian thanh trïng rÊt nhanh. Nh− vËy, víi thiÕt bÞ thanh trïng nhanh nh− vËy míi ®¸p øng ®−îc yªu cÇu lµm viÖc liªn tôc cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt vµ víi n¨ng suÊt cao. 4.3.nguyªn lý ho¹t ®éng. N−íc døa sau khi c« ®−îc phèi trén h−¬ng døa sau ®ã ®em lµm l¹nh nhanh xuèng kho¶ng 25 – 30oC ®−îc b¬m tr÷ vµo b×nh chøa b¸n thµnh phÈm. Khi n−íc B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 67 døa ®−îc b¬m vµo binh chøa ta Ên nót start b¸o hiÖu n−íc døa ®· s½n sµng ®ång thêi nåi h¬i cÊp nhiÖt, th¸p n−íc, m¸y lµm l¹nh còng ®· s½n sµng ho¹t ®éng. M¸y b¬m 1 vµ m¸y b¬m 2 ho¹t ®éng. M¸y b¬m 1 b¬m n−íc døa tõ b×nh chøa qua hÖ thèng gia nhiÖt kiÓu èng lång èng. §ång thêi lóc ®ã, m¸y b¬m 2 ho¹t ®éng hót n−íc nãng tuÇn hoµn qua hÖ thèng gia nhiÖt kiÓu èng lång èng. §Ó t¨ng hiÖu qu¶ gia nhiÖt hai dßng n−íc nãng vµ n−íc døa chuyÓn ®éng ng−îc chiÒu nhau. NhiÖt ®é cña s¶n phÈm ®¶m b¶o ë 95oC t¹i ®Çu ra thiÕt bÞ gia nhiÖt kiÓu èng lång èng nµy ta ®Æt mét c¶m biÕn nhiÖt ®é ®Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é s¶n phÈm vµ göi tÝn hiÖu vÒ PLC. Khi nhiÖt ®é s¶n phÈm nhá h¬n 95oC, PLC sÏ t¸c ®éng më van h¬i cÊp nhiÖt lµm nãng n−íc, n−íc nãng lªn sÏ ®−îc ®i gia nhiÖt cho s¶n phÈm. Ng−îc l¹i khi nhiÖt ®é lín h¬n 95oC th× PLC sÏ t¸c ®éng ®ãng van h¬i cÊp nhiÖt cho n−íc, lµm gi¶m nhiÖt ®é s¶n phÈm xuèng. Qu¸ tr×nh ®ã ®−îc diÔn ra mét c¸ch liªn tôc nhê c¶m biÕn nhiÖt vµ sù ®iÒu khiÓn cña PLC, ®¶m b¶o cho nhiÖt ®é cña s¶n phÈm ®óng yªu cÇu. Qu¸ tr×nh nµy diÔn ra liªn tôc d−îc l−u gi÷ trong kho¶ng 30 gi©y sau ®ã m¸y b¬m 3 ho¹t ®éng hót n−íc th¸p tõ th¸p n−íc vµo thiÕt bÞ gi¶m nhiÖt ®é cho s¶n phÈm h¹ nhiÖt s¶n phÈm xuèng cßn kho¶ng 32oC qu¸ tr×nh nµy ®−îc ch¶y mét c¸ch tuÇn hoµn mµ kh«ng cÇn sù ®iÒu khiÓn cña PLC . Sau ®ã m¸y b¬m n−íc ®¸ lµ m¸y b¬m 4 ho¹t ®éng b¬m n−íc ®¸ vµo thiÕt bÞ h¹ nhiÖt cho s¶n phÈm xuèng cßn kho¶ng 30oC. ThiÕt bÞ h¹ nhiÖt cña s¶n phÈm b»ng n−íc th¸p vµ n−íc ®¸ còng lµ thiÕt bÞ kiÓu èng lång èng. T¹i ®Çu ra cña thiÕt bÞ èng lång èng h¹ nhiÖt ®é cña s¶n phÈm b»ng n−íc ®¸ ta cung ®Æt mét c¶m biÕn nhiÖt ®é. Nh− ë qu¸ tr×nh gia nhiÖt c¶m biÕn nhiÖt nµy cung lµm nhiÖm vô lµ cung cÊp tÝn hiÖu vÒ cho PLC ®iÒu khiÓn van n−íc ®¸ thay cho van h¬i n−íc nãng. NhiÖt ®é s¶n lín h¬n 30oC th× PLC sÏ t¸c ®éng më van n−íc ®¸ lµm n−íc l¹nh lªn råi ®i h¹ nhiÖt cho s¶n phÈm. Ng−îc l¹i nÕu nhiÖt ®é nhá h¬n 30oC th× PLC t¸c ®éng ®ãng van n−íc ®¸ ngõng lµm l¹nh cho n−íc. Qu¸ tr×nh nµy còng diÔn ra mét c¸ch liªn tôc vµ kh«ng bi gi¸n ®o¹n. Khi kÕt thóc ch−¬ng qu¸ tr×nh thanh trïng nµy th× m¸y b¬m 5 ho¹t ®éng vµ hót n−íc døa ra m¸y rãt ®Ó rãt vµo tói mang ®i b¶o qu¶n B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 68 4.4 X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n §Ó x©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i kh©u gia nhiÖt cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc ta x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n: T > 950C T< 950C T > 300C T < 300C B×nh chøa, th¸p n−íc, m¸y l¹nh §C1, §C2 ho¹t ®éng HÖ thèng ®Ìn 1 s¸ng Van t¾t §ãng T = 950C Van s¸ng Më §C3 ho¹t ®éng HÖ thèng ®Ìn 2 s¸ng §C4 ho¹t ®éng HÖ thèng ®Ìn 3 s¸ng T = 300C Van t¾t §ãng Van s¸ng Më §C5 ho¹t ®éng §Ìn m¸y giãt s¸ng B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 69 H×nh4.3: S¬ ®å thuËt to¸n c«ng nghÖ qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i kh©u tiÖt trïng 4.5 §iÒu khiÓn lËp tr×nh b»ng PLC ThiÕt bÞ lËp tr×nh ta sö dông lµ Simatic S7 - 200 CPU224. Tõ s¬ ®å thuËt to¸n cña qu¸ tr×nh gia nhiÖt ta lËp ®−îc ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m« h×nh. §Ó thuËn lîi trong viÖc viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ta sö dông c¸c ký hiÖu cho c¸c phÇn tö vµ ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra nh− trong b¶ng sau: Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo §Þa chØ PhÇn tö I0.0 I0.1 Aiw0 AIW2 Khëi ®éng hÖ thèng (Start) Dõng hÖ thèng (Stop) C¶m biÕn nhiÖt ®é C¶m biÕn nhiÖt ®é Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra §Þa chØ PhÇn tö Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 S¶n phÈm ®−a tíi thïng ®−a ®i thanh trïng M¸y l¹nh, th¸p n−íc lµm viÖc. M¸y hót n−íc døa, n−íc nãng ho¹t ®éng S¶n phÈm ®−îc ®−a gia nhiÖt §iÒu khiÓn van h¬i M¸y hót n−íc th¸p ho¹t ®éng, n−íc døa ®−îc h¹ nhiÖt §iÒu khiÓn van n−íc ®¸ M¸y hót n−íc ®¸ ho¹t ®éng,n−íc døa ®−îc h¹ nhiÖt M¸y hót n−íc døa ®Õn m¸y rãt N−íc døa ®Õn m¸y rãt B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 70 Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m« h×nh ®−îc viÕt nh− sau: NETWORK 1 LD I0.0 AN I0.1 O Q0.0 S Q0.0, 1 TON T37, +50 NETWORK 2 LD T37 S Q0.1, 1 TON T38, +100 NETWORK 3 MOVW +0, AC0 AENO MOVW AIW0, AC0 AENO ITD AC0, AC0 AENO DTR AC0, AC1 AENO DIV +32767, AC1 AENO MUL +10, AC1 AENO AR<= AC1, 1.0 S Q0.2, 1 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 71 NETWORK 4 LD T38 S Q0.3, 1 TON T39, +100 NETWORK 5 LD T39 S Q0.4, 1 TON T40, +100 NETWORK 6 MOVW +0, AC0 AENO MOVW AIW0, AC0 AENO ITD AC0, AC0 AENO DTR AC0, AC1 AENO DIV +32767, AC1 AENO MUL +10, AC1 AENO AR>= AC1, 1.0 S Q0.5, 1 NETWORK 7 LD T40 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 72 S Q0.6, 1 TON T41, +20 NETWORK 8 LD T41 S Q0.7, 1 4.6. ThiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m« h×nh 4.6.1 Môc ®Ých cña viÖc thiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m« h×nh Khi nghiªn cøu c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt, ®Æc biÖt lµ c¸c d©y chuyÒn ®· ®−îc tù ®éng ho¸. ViÖc nghiªn cøu c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt lµ rÊt quan träng vµ cÇn thiÕt. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng ra sao, cÊu t¹o cña c¸c thiÕt bÞ ®ã nh− thÕ nµo, ho¹t ®éng vµ sù phèi hîp cña c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt … nh− thÕ nµo? TÊt c¶ nh÷ng ®iÒu ®ã sÏ trë lªn ®¬n gi¶n h¬n rÊt nhiÒu khi ta thiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®ã. Tõ viÖc thiÕt kÕ nµy còng gióp cho chóng ta s¸ng t¹o h¬n vµ häc hái ®−îc nhiÒu kiÕn thøc thùc tÕ h¬n. §Æc biÖt lµ sù kh¸c nhau gi÷a lý thuyÕt vµ thùc tÕ vÒ tù ®éng ho¸. 4.6.2 ThiÕt kÕ c¸c thiÕt bÞ trong m« h×nh Do ®iÒu kiÖn c¸c thiÕt bÞ cña d©y chuyÒn kh¸ hiÖn ®¹i vµ phøc t¹p nªn m« h×nh chØ cã thÓ ®−îc thiÕt kÕ d−íi d¹ng b¶ng ®iÒu khiÓn. Trong ®ã c¸c thiÕt bÞ ®−îc m« pháng b»ng ®Ìn hoÆc m« t¬ nhá. Cô thÓ: - C¸c m¸y b¬m ®−îc m« pháng b»ng c¸c m« t¬ ®iÖn mét chiÒu víi ®iÖn ¸p 12V. - C¸c thiÕt bÞ kh¸c nh− thïng chøa, b×nh cÊp nhiÖt, th¸p n−íc, m¸y lµm l¹nh ®−îc m« pháng b»ng c¸c hÖ thèng ®Ìn led. - Van h¬i vµ thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ®−îc m« pháng b»ng ®Ìn Led. - §Ó t¹o nhiÖt ®é cho c¶m biÕn nhiÖt ta sö dông c¸c ®Ìn 220V c«ng suÊt 40W. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 73 - C¸c ®−êng biÓu diÔn s¶n phÈm vµ n−íc nãng ®−îc m« pháng b»ng c¸c ®Ìn LED mµu kh¸c nhau trªn m« h×nh. 4.6.3 ThiÕt kÕ c¶m biÕn nhiÖt 1. C¸c ®Þnh nghÜa vµ ®¹c tr−ng cña c¶m biÕn C¸c ®¹i l−îng vËt lý lµ c¸c ®èi t−îng ®o l−êng nh− nhiÖt ®é ¸p suÊt gäi lµ c¸c ®¹i l−îng cÇn ®o m. Sau khi tiÕn hµnh c¸c c«ng ®o¹n thùc hiÖn ®Ó ®o m (cïng c¸c ph−¬ng tiÖn ®iÖn tö ®Ó xö lý). Ta nhËn ®−îc c¸c ®¹i l−îng t−¬ng øng ®Çu ra. §¹i l−îng ®iÖn nµy cïng víi sù biÕn ®æi cña nã chøa ®ùng tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó nhËn biÕt m. viÖc ®o ®¹c ®−îc m lµ nhê c¸c c¶m biÕn. C¶m biÕn lµ mäi thiÕt bÞ chÞu t¸c ®éng cña ®¹i l−îng cÇn ®o m kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn vµ cho mét ®Æc tr−ng mang b¶n chÊt ®iÖn (nh− ®iÖn tÝch , ®iÖn ¸p), dßng ®iÖn trë kh¸ng ký hiÖu lµ δ .§Æc tr−ng cña δ lµ ®¹i l−îng cÇn ®o m. δ = F(m) Trong ®ã δ lµ ®¹i l−îng ®Çu ra hoÆc lµ ph¶n øng cña c¶m biÕn. m lµ ®¹i l−îng ®Çu vµo hay kÝch thÝch. ViÖc ®o ®¹i l−îng δ cho phÐp nhËn biÕt gi¸ trÞ m. BiÓu thøc (*) trªn lµ d¹ng lý thuyÕt vËt cña ®Þnh luËt vËt lý biÓu diÔn sù ho¹t ®éng cña c¶m biÕn ®ång thêi lµ d¹ng sè cña biÓu diÔn sù phô thuéc cña nã vµo cÊu t¹o (h×nh häc vµ kÝch th−íc), vËt liÖu c¶m biÕn ®«i khi cßn phô thuéc vµo m«i tr−êng vµ chÕ ®é sö dông (nhiÖt ®é, nguån nu«i). §èi víi mäi c¶m biÕn, ®Ó cã thÓ khai th¸c biÓu thøc trªn cÇn ph¶i chuÈn bÞ c¶m biÕn víi mét lo¹t c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt chÝnh x¸c cña m. §Ó sö dông, ng−êi ta chÕ t¹o c¶m biÕn sao cho cã sù liªn hÖ tuyÕn tÝnh gi÷a biÕn thiªn ®Çu ra δΔ vµ biÕn thiªn ®Çu vµo mΔ . δΔ = δ . mΔ (**) Trong ®ã δ : lµ ®é nh¹y c¶m biÕn §¹i l−îng cÇn ®o (m) C¶m biÕn B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 74 §¹i l−îng ®iÖn (S) Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng khi thiÕt kÕ vµ sö dông c¶m biÕn lµ lµm sao cho ®é nh¹y δ cña chóng kh«ng ®æi nghÜa lµ δ Ýt phô thuéc vµo yÕu tè sau: - Gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng cÇn ®o (®é tuyÕn tÝnh) vµ gi¶i th«ng. - Thêi gian sö dông - ¶nh h−ëng cña c¸c ®¹i l−îng vËt lý kh¸c cña m«i tr−êng xung quanh v× c¶m biÕn lµ mét phÇn tö cña m¹ch ®iÖn, cã thÓ coi c¶m biÕn: + HoÆc nh− mét m¸y ph¸t trong ®ã δ lµ ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn gäi lµ c¶m biÕn tÝch cùc. + HoÆc nh− mét trë kh¸ng, trong ®ã δ lµ ®iÖn trë, ®é tù c¶m hoÆc ®iÖn dung gäi lµ c¶m biÕn thô ®éng. 2. C¶m biÕn nhiÖt. Do néi dung cña ®Ò tµi chóng ta chi sö dông c¶m biÕn nhiÖt do vËy chung ta cÇn t×m hiÓu râ vÒ nguyªn lý vµ s¬ ®å ®iÖn cña c¶m biÕn nhiÖt. - Vai trß cña c¶m biÕn nhiÖt. Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc mµ chung ta nghiªn cøu th× nhiÖt ®é lu«n ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm cña ®Çu ra. Mµ ta ®· biÕt trong tÊt c¶ c¸c ®¹i l−îng vËt lý, nhiÖt ®é ®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt v× nhiÖt ®é ®−îc ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh ®Õn nhiÒu tÝnh chÊt cña vËt chÊt. Dông cô ®o nhiÖt ®é ®¬n gi¶n nhÊt lµ sö dông nhiÖt kÕ sö dông hiÖn t−îng d·n në nhiÖt. §Ó chÕ t¹o c¸c bé c¶m biÕn nhiÖt ®é ng−êi ta sö dông nhiÒu c¸c nguyªn lý c¶m biÕn kh¸c nhau nh−: C¸c nhiÖt ®iÖn trë, nhiÖt ngÉu, ph−¬ng ph¸p dùa trªn sù gi·n në cña vËt r¾n, chÊt láng hoÆc khÝ hoÆc dùa trªn tèc ®é ©m. §Ó ®o ®−îc trÞ sè chÝnh x¸c cña nhiÖt ®é lµ vÊn ®Ò kh«ng ®¬n gi¶n. §a sè c¸c ®¹i l−îng vËt lý ®Òu cã thÓ x¸c ®Þnh trùc tiÕp nhê so s¸nh chóng víi cïng mét ®¹i l−îng cïng b¶n chÊt. Nh÷ng ®¹i l−îng nh− vËy gäi lµ ®¹i l−îng më réng bëi v× chóng cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng béi sè hoÆc −íc sè cña ®¹i B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 75 l−îng chuÈn (®¹i l−îng so s¸nh). Ng−îc l¹i, nhiÖt ®é lµ ®¹i l−îng gia t¨ng: viÖc nh©n hoÆc chia nhiÖt ®é kh«ng cã mét ý nghÜa vËt lý râ rµng. NhiÖt ®é lµ ®¹i l−îng chØ cã thÓ ®o gi¸n tiÕp trªn c¬ së tÝnh chÊt cña vËt phô thuéc vµo nhiÖt ®é. Cã nhiÒu c¸ch ®o nhiÖt ®é, trong ®ã cã thÓ liÖt kª c¸c ph−¬ng ph¸p chÝnh sau ®©y: + Ph−¬ng ph¸p quang dùa trªn sù ph©n bè phæ bøc x¹ nhiÖt ®é do dao ®éng nhiÖt ( hiÖu øng Doppler). + Ph−¬ng ph¸p c¬ dùa trªn sù gi·n në cña vËt r¾n, cña chÊt láng hoÆc khÝ (víi ¸p suÊt kh«ng ®æi), hoÆc dùa trªn tèc ®é ©m. + Ph−¬ng ph¸p ®iÖn dùa trªn sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo nhiÖt ®é, hiÖu øng Seebeck, hoÆc dùa trªn sù thay ®æi tÇn sè dao ®éng cña th¹ch anh. Trong d©y truyÒn s¶n xuÊt c¶m biÕn nhiÖt ®−îc sö dông mét rÊt nhiÒu hÇu hÕt ë c¸c kh©u nh− gia nhiÖt s¬ bé, kh©u c«, kh©u tiÖt trïng. Trong m¸y tiÖt trïng th× khi s¶n phÈm ®−îc gia nhiÖt qua hÖ thèng gia nhiÖt, nhiÖt ®é cña s¶n phÈm sÏ ®−îc thu nhËn qua Sensor. NhiÖt ®é do sensor thu nhËn ®−îc sÏ chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn lµ tÝn hiÖu Analog vµ ®−îc ®−a tíi cæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµo vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn, t¸c ®éng lªn ®èi t−îng th«ng qua m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh ®iÒu khiÓn c¸c van h¬i n−íc nãng vµ van n−íc ®¸ ®Ó ®¶m b¶o nhiÖt ®é cña s¶n phÈm ®óng víi yªu cÇu kü thuËt cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt. ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hµnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt nh−: + CÆp nhiÖt ®iÖn. + NhiÖt kÕ ®iÖn kÕ kim lo¹i. + NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i. + NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn. + C¶m biÕn th¹ch anh. Do trong ®Ò tµi nhiÖt ®é chØ biÕn thiªn trong kho¶ng tõ 00C ®Õn 1000C lªn viÖc sö dông c¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng ph¸p th«ng dông B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 76 ®−îc dïng trong ®Ò tµi nµy tiªu biÓu lµ c¶m biÕn nhiÖt LM335, nªn ë ®©y ta chØ t×m hiÓu vµ giíi thiÖu vÒ IC c¶m biÕn nhiÖt. - Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña IC ®o nhiÖt ®é. IC ®o nhiÖt ®é lµ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu lµ nhiÖt ®é chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn®−íi d¹ng dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p. Dùa vµo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y cña c¸c b¸n dÉn víi nhiÖt ®é, t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn, tØ lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt ®èi. §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vµ c¸c lç trèng trong chÊt b¸n dÉn. B»ng sù ph¸ vì c¸c phÇn tö, bøt c¸c electron thµnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu tróc m¹ng tinh thÓ t¹o sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng. Lµm cho tØ lÖ ®iÖn tö tù do vµ lç trèng t¨ng lªn theo quy luËt hµm sè mòvíi nhiÖt ®é. §Ó ®o nhiÖt ®é ®−îc chÝnh x¸c, tÊt nhiªn cÇn cã mét ®Çu dß thÝch hîp. §Çu dß lµ mét c¶m biÕn nhiÖt ®é cã nhiÖm vô chuyÓn ®æi tÝn hiÖu tõ nhiÖt ®é sang tÝn hiÖu ®iÖn ¸p. Cã rÊt nhiÒu lo¹i c¶m biÕn, nh−ng dùa vµo lý thuyÕt vµ thùc tÕ cña m¹ch cÇn thiÕt kÕ ta dïng ph−¬ng ph¸p ®o b»ng IC c¶m biÕn nhiÖt ®é. C¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®é cã ®é chÝnh x¸c cao, dÔ t×m trªn thÞ tr−êng hiÖn nay, ®ång thêi nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh phï hîp víi thiÕt kÕ chi tiÕt cña m¹ch, vµ trong m¹ch nµy ta dïng lo¹i LM335. D−íi ®©y lµ mét sè th«ng sè kü thuËt vÒ LM 335. - §Æc tÝnh kü thuËt + H×nh d¹ng bªn ngoµi nh− sau: H×nh 4.4: H×nh d¸ng bªn ngoµi cña LM335 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 77 + S¬ ch©n nèi cña LM335 nh− sau: H×nh 4.5: S¬ ®å nèi ch©n cña LM335 V+ vµ V- lµ hai ®Çu nguån ®Æt cña c¶m biÕn ADJ lµ ch©n chuÈn ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®Çu ra cña c¶m biÕn + S¬ ®å nguyªn lý m¹ch cña LM335 nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 78 H×nh 4.6: CÊu tróc bªn trong cña LM335 - TÝnh chÊt c¬ b¶n cña LM335: + LM335 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é lµ: 10mV / 10C + §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi tÇm ®o tõ 00C – 1280C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo. + Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp + Dßng lµm viÖc tõ 450m A – 5mA + Dßng ®iÖn ng−îc 15mA +Dßng ®iÖn thuËn 10mA + §é chÝnh x¸c : khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V – 3,04V. Víi th«ng sè kü thuËt trªn mµ nhµ s¶n xuÊt ®−a ra LM335 cã ®Æc tÝnh ®iÖn: Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt LM335, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: Vout = 0,01xT 0K B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 79 = 2,73 + 0,01xT0C VËy øng víi tÇm ho¹t ®éng tõ 00C – 1000C ta cã sù biÕn thiªn ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: ë 00C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,73 (V) ë 50C th× ®iÖn ¸p ngâ ra lµ Vout = 2,78 (V) ........................... ë 1000C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout =3,73 (V) TÇm biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng lµ 1V víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 00C -1000C §Ó t¹o kho¶ng so s¸nh tÝn hiÖu lÊy ra øng víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m«i tr−êng ta cÇn mét m¹ch khuÕch ®¹i kho¶ng biÕn thiªn cña tÝn hiÖu ra. §©y lµ m¹ch so s¸nh tÝn hiÖu ra cña c¶m biÕn víi tÝn hiÖu ®Æt ®iÖn ¸p øng víi ®iÖu kiÖn lµm viÖc nhiÖt ®é m«i tr−êng ngoµi. V× kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p cña bé c¶m biÕn lµ 1V víi kho¶ng biÕn thiªn nhiÖt ®é tõ 00C – 1000C. Trong khi ®ã, yªu cÇu m¹ch ®Çu vµo cña PLC cã møc ®iÖn ¸p tõ 0V – 10V, v× vËy ta sö dông m¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn ¸p, víi hÖ sè khuÕch ®¹i 2 lÇn gióp cho viÖc lËp tr×nh ®−îc ®¬n gi¶n h¬n. - M¹ch khuyÕch ®¹i Sö dông IC b¸n dÉn LM335 cã ®é nh¹y lµ 10mV/0K ta cã m¹ch khuyÕch ®¹i ®iÖn ¸p ra vµ chuÈn ho¸ ®iªn ¸p ®Çu ra. Ta cã s¬ ®å m¹ch nh− sau: -5V +5V -5V +5V +5V -5V +5V JH1 Analog Output 1 1 + - U2 OP07CP 3 2 1 8 6 7 4 R1 2.2K + - U1 OP07CP 3 2 1 8 6 7 4 C1 10u R4 10k 1 3 2 R3 2.2K R7 RESISTOR R8 RESISTOR C4 10u JP1 Nguon 1 2 3 C3 10u C2 10u R2 10k 1 3 2 + - U3 OP07CP 3 2 1 8 6 7 4 R6 RESISTOR D1 LM335 1 3 2 R5 RESISTOR B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 80 H×nh 4.6: S¬ ®å m¹ch ®iÖn khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu cña LM335 M¹ch gia c«ng thùc hiÖn hai chøc n¨ng lµ khuyÕch ®¹i vµ hiÖu chØnh ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p lµ 0V khi ®o ë 00C. XÐt m¹ch ta thÊy: C¸c khuyÕch ®¹i thuËt to¸n ta sö dông lo¹i OP07 lµ lo¹i OA cã phÇn bï thÊp. U1 vµ U2 ®ãng vai trß lµ c¸c bé c¸c bé ®Öm ®iÖn ¸p lý t−ëng: cã trë kh¸ng vµo rÊt lín vµ trë kh¸ng ra rÊt nhá, kh«ng ®Ó c¸c ®Çu vµo ¶nh h−ëng lÉn nhau. C¸c tô C1, C2, C3 vµ C4 cã t¸c dông chèng nhiÔu vµ æn ®Þmh nguån nu«i cho m¹ch. Ta cã ¸p t¹i ch©n 2 cña c¶m biÕn LM335 lµ: Vs = K*Ta[ oK] = K*(273 + ta[ oC]) víi K = 10mV/0K T¹i 00K, Vs = 0V, nªn t¹i 0 0C => Vs = 2,73V. Ö Vs = 2,73 + K*ta[oC]. ®Ó cã gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra cña LM335 t¹i 00C lµ 2,73V, trong thùc tÕ ta nhóng c¶m biÕn vµo n−íc ®¸ vµ hiÖ chØnh R4 cho ®Õn khi ®iÖn ¸p ra cña LM335 lµ 2,73V th× dõng. Do ®ã nh»m t¹o ra ®iÖn ¸p ®Çu ra lµ 0V t¹i 0oC ta cÇn cã khèi trõ phÇn ®iÖn ¸p 2,73V t¹i 00C mµ LM335 t¹o ra. BiÕn trë R2 chÝnh lµ phÇn bï trõ ®iÖn ¸p mµ ta nãi ë trªn. U3 ®ãng vai trß lµ bé céng cã khuyÕch ®¹i. XÐt tr−êng hîp nã tuyÕn tÝnh, ¸p dông ph−¬ng ph¸p xÕp chång cho tõng ngâ vµo, ng¾n m¹ch ngâ vµo cßn l¹i. Gäi Vout1 lµ ngâ ra cña U3 øng víi ngâ vµo ®¶o, Vout2 lµ ¸p ngâ ra cña U3 øng víi ngâ vµo kh«ng ®¶o. Hai th«ng sè nµy ®−îc tÝnh nh− sau: 21 *5 6 Uout VR RV −= 12 *)87(*5 )65(*8 Uout VRRR RRRV + += B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 81 Nh− vËy ®iÖn ¸p ®Çu ra cña U3 lµ: Vout = Vout1 + Vout2 = 21 *5 6* )87(*5 )65(*8 UU VR RV RRR RRR −+ + Chän R5 = R7, R6 = R8 ta ®−îc: Vout = )(*)(*5 6 2121 UUVUU VVAVVR R −=− Suy ra ®iÖn ¸p t¹i ®Çu ra cña m¹ch (JH1) sÏ thay ®æi AV*10mV khi nhiÖt ®é thay ®æi 10C . Ta chon R6 = 22K vµ R5 = 10 K. §Ó tÝnh chän R3, ta xÐt ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng cña cña LM335 ë nhiÖt ®é ta = 25 0C, IR = 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra cña LM335 lµ 2,98V. Ö R3 = Ω=− K mA VV 02,2 1 98,25 Chän R3 = 2,2 K. ta còng chän R1 = 2,2K. 4.7.kÕt nèi vµ ch¹y thö m« h×nh .4.7.1 S¬ ®å kÕt nèi chøc n¨ng cña m« h×nh. H×nh4.7: S¬ ®å kÕt nèi chøc n¨ng cña m« h×nh C¶m biÕn nhiÖt PLC M¹ch ®iÒu khiÓn b»ng R¬le PhÇn tö chÊp hµnh B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 82 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 83 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 84 B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 85 C¶m biÕn nhiÖt cã chøc n¨ng ®o nhiÖt ®é cña s¶n phÈm vµ khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu ®Ó ®−a vµo PLC ®Ó PLC thùc hiÖn chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña m×nh ®−a ra c¸c tÝn hiÖu tíi c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh PLC cã nhiÖm vô thu nhËp tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn, sau ®ã xö lý vµ ®−a quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh trong d©y chuyÒn. M¹ch ®iÒu khiÓn b»ng R¬le chÝnh lµ c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh nh»m t¸c ®éng c¸c phÇn tö chÊp hµnh lµm viÖc. PhÇn tö chÊp hµnh chÝnh lµ c¸c phÇn tö lµm nhiÖm vô thùc hiÖn c¸c thao t¸c mµ PLC ®iÒu khiÓn. 4.7.2.GhÐp nèi vµ ch¹y thö m« h×nh. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 86 Tõ viÖc nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ cña ®Ò tµi, ta ®i thùc hiÖn ghÐp nèi m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh gia nhiÖt. Cho m« h×nh ch¹y theo ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt cho PLC ë trªn. Do m« h×nh chØ cã tÝnh chÊt m« pháng l¹i qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i kh©u tiÖt trïng lªn kh«ng cã tÝnh chÊt øng dông trong thùc tÕ. M« h×nh ®· ®¸p øng ®−îc víi yªu cÇu cña ®Ò tµi lµ m« pháng l¹i c«ng nghÖ trong s¶n xuÊt. Ch−¬ng 5. kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ 5.1. KÕt luËn. Sau mét thêi gian nghiªm tóc nghiªn cøu vµ tim hiÓu tµi liÖu, mÆc dï gÆp kh«ng Ýt khã kh¨n nh−ng víi sù tËn t×nh gióp ®ì cña thÇy gi¸o ThS. Phan V¨n Th¾ng cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n ®Õn nay t«i ®· c¬ b¶n hoµn thµnh ®Ò tµi “ Nghiªn cøu thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh gia nhiÖt t¹i d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc ” . Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi t«i cã mét sè kÕt luËn nh− sau: * MÆt tÝch cùc - B¸o c¸o ®· nªu ®−îc vai trß cña tù ®éng ho¸ còng nh− c¸c øng dông cña nã trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, ®Æc biÖt lµ trong ®iÒu kiÖn n−íc ta hiÖn nay. - Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi nµy chóng ta ®· biÕt c¸ch sö dông phÇn mÒm lËp tr×nh ®Ó lËp tr×nh ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸ trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt. - §Ò tµi nµy cßn gióp cho chóng ta hiÓu ®−îc sù kh¸c nhau gi÷a lý thuyÕt ®iÒu khiÓn vµ thùc tÕ cña nã khi ®em øng dông trong s¶n xuÊt thùc tÕ. - §Ò tµi còng nªu ®−îc vai trß vµ øng dông cña c¶m biÕn trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn, ®ång thêi còng ®−a ra ®−îc c¸ch thiÕt kÕ, chÕ t¹o mét c¶m biÕn ®¬n gi¶n. - Tõ thùc tÕ s¶n xuÊt vµ nghiªn cøu phÇn mÒm Simatic S7 – 200 ®Ò tµi ®· x©y dùng ®−îc m« h×nh qu¸ tr×nh gia nhiÖt trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc. * MÆt h¹n chÕ - §Ò tµi míi chØ x©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn d−íi d¹ng b¶ng ®iÒu khiÓn nªn míi chØ thÓ hiÖn mét c¸ch t−¬ng ®èi d©y chuyÒn ho¹t ®éng cña nã trong thùc tÕ. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 87 - §Ò tµi chØ dõng l¹i viÖc x©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh s¶n xuÊt do ®ã ®Ò tµi kh«ng ®−îc øng dông trong thùc tÕ ®©y lµ mét h¹n chÕ lín nhÊt cña ®Ò tµi. - D©y chuyÒn s¶n xuÊt trong thùc tÕ lµ mét d©y chuyÒn kh¸ hiÖn ®¹i vµ míi ë n−íc ta, ®Ò tµi míi chØ nªu ®−îc sù ¶nh h−ëng cña yÕu tè nhiÖt ®é ®Õn s¶n phÈm mµ ch−a kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè kh¸c nh− ¸p suÊt, l−u l−îng… 5.2 §Ò NGHÞ - T¨ng c−êng l−îng ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc ®Ó sinh viªn cã ®iÒu kiÖn tiÕp xóc nhiÒu h¬n víi c¸c phÇn mÒm tù ®éng ho¸ vµ lËp tr×nh. - CÇn t¹o cho sinh viªn c¸c ®iÒu kiÖn thuËn lîi trong qu¸ tr×nh lµm b¸o c¸o nh− trang thiÕt bÞ, kh«ng gian vµ ®Þa ®iÓm phï hîp. B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN 88 Tµi liÖu tham kh¶o 1. Phan Xu©n Minh H−íng dÉn lËp tr×nh S7 – 200 Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt 2. NguyÔn Do·n Ph−íc, Phan Xu©n Minh, Vò V¨n Hµ Tù ®éng ho¸ víi Simatic S7 – 300 Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt 3. NguyÔn TÊn Ph−íc øng dông PLC SIEMENS Vµ MOELLER trong tù ®éng ho¸ Nhµ xuÊt b¶n TP Hå CHÝ MINH 4. T¨ng V¨n Mïi, NguyÔn TiÕn Dòng §iÒu khiÓn logic lËp tr×nh PLC Nhµ xuÊt b¶n thèng kª 5. Bïi H¶i, D−¬ng §øc Hång, Hµ M¹nh Thø ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt 6. http//:www.Siemens.de/Automation