Thiết Kế Hệ Thống Tự Động Điều Chỉnh Nhiệt Độ Và Thời Gian Cho Máy Uốn Ép Gỗ Tại Công Ty Sản Xuất Nội Thất Xuất Khẩu Shinec Hải Phòng

1

LỜI NÓI ĐẦU

Lịch sử phát triển của điều khiển tự động được ghi nhận từ trước công

nguyên, bắt đầu từ đồng hồ nước có phao điều chỉnh Ktesibios ở Hy Lạp. Hệ

điều chỉnh nhiệt độ đầu tiên do Cornelis Drebble (1572 - 1633) người Hà Lan

sáng chế. Hệ điều chỉnh mức đầu tiên là của Polzunou người Nga (1765). Hệ

điều chỉnh tốc độ được ứng dụng trong công nghiệp đầu tiên là của Jame Watt

(1769). Thế chiến lần thứ hai đòi hỏi sự phát triển về lý thuyết và ứng dụng để

có những máy bay lái tự động, những hệ điều khiển vị trí cúa loại pháo, điều

khiển tên lửa, điều khiển tự động các rađa, các loại vũ khí khác v.v… Những

năm 1950, các phương pháp toán học, phân tích và tổng hợp hệ thống tự động

đã phát triển và đưa vào ứng dụng nhanh chóng. Ở Mỹ thịnh hành hướng

nghiên cứu trong miền tần số với các công trình ứng dụng của Bode, Nyquist

và Black ở các trung tâm thí nghiệm điện tín. Trong khi ấy, ở Liên Xô (cũ) ngự

trị lĩnh vực lý thuyết và ứng dụng trong miền thời gian. Từ những năm 1980,

máy tính số bắt đầu được sử dụng rộng rãi, cho phép điều khiển với độ chính

xác cao các đối tượng khác nhau. Các phương pháp của Liapunou, Minorsky

cũng như lý thuyết điều khiển tối ưu hiện đại của L.S. Pontryagin (Liên Xô cũ),

của R.Belman (Mỹ) có ý nghĩa rất lớn. Các nguyên tắc điều khiển thích nghi,

điều khiển bền vững, điều khiển mờ, các “hệ thông minh” v.v… ra đời và được

áp dụng có hiệu quả vào thực tiễn.

Ngày nay, các công cụ để điều khiển đều biến đổi nhanh chóng và hoàn

thiện, nhưng những nguyên lý cơ bản vẫn không thay đổi hoặc thay đổi không

đáng kể.

Đối với Việt Nam trong giai đoạn hiện nay, việc áp dụng các thành tựu

của khoa học kỹ thuật đã làm nâng cao chất lượng sản phẩm, lao động, giảm

chi phí, giải phóng con người và nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm. Không

nằm ngoài xu hướng phát triển đó đối với ngành chế biến gỗ nói chung và công

nghệ uốn-ép gỗ nói riêng. Việc xây dựng các chương trình điều khiển tự động

cho các thiết bị công nghệ là một yêu cầu tất yếu. Vì vậy, tôi quyết định chọn

2

khóa luận “Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ và thời gian cho máy

uốn-ép gỗ tại công ty sản xuất nội thất xuất khẩu Shinec Hải Phòng”.

Qua quá trình nghiên cứu thu thập tài liệu cùng với sự giúp dỡ của thầy

giáo Trần Kim Khôi, thầy Hoàng Việt và các thầy, cô trong bộ môn tôi đã

hoàn thành bản luận văn này.

Do mới làm quen với công việc, khóa luận không thể tránh khỏi những

thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy,

cô và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn. Tôi xin thành cảm ơn!

Hà Tây, ngày tháng năm 2008

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

Hoàng Việt Phạm Thế Mạnh

3

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay Việt Nam đang bước vào tiến trình hội nhập toàn cầu với lộ

trình là đến năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện

đại. Cùng với sự phát triển của khoa hoc kỹ thuật là sự phát huy trí tuệ tài năng

của con người hướng vào việc tìm kiếm những kiến thức phục vụ cho nền công

nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nhanh chóng đưa Việt Nam từ một nước có

nền kinh tế kém phát triển thành một nước có nền kinh tế phát triển trong khu

vực cũng như trên trường quốc tế, vững bước xây dựng chủ nghĩa xã hội, thực

hiện tốt mục tiêu “Dân giàu nước mạnh xã hội công bằng dân chủ văn minh”.

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay, việc

tự động hoá là vấn đề cấp thiết đối với tất cả các ngành sản xuất nói chung và

các ngành sản xuất lâm nghiệp nói riêng. Trong thời điểm kinh tế thị trường

hiện nay, việc cạnh tranh hàng hoá phụ thuộc rất nhiều vào giá cả và chất lượng

sản phẩm. Vì thế muốn có được chỗ đứng trên thị trường hiện nay, thì việc

nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất lao động bằng cách áp dụng

khoa học kỹ thuật vào sản xuất đã trở thành xu hướng tất yếu đối với tất cả các

ngành.

Nắm bắt được tình hình các doanh nghiệp Việt Nam đã áp dụng những

thành tựu đó vào sản xuất (mặc dù chưa áp dụng triệt để). Nhưng chính việc

này đã tạo ra hiệu quả kinh tế cao hơn. Theo thống kê chính thức của Tổng cục

Hải quan, trong tháng 1/2008, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt

Nam đạt 280,9 triệu USD, tăng 7,5% so với tháng trước và tăng 24,1% so với

cùng kỳ năm 2007 (tại cùng một thời điểm thì năm sau tăng so năm trước).

Trong tháng đầu của năm 2008, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của

Việt Nam tới hầu hết các thị trường chính (trừ thị trường Nhật Bản và Đài

Loan) đều tăng, trong đó đáng chú ý nhất là xuất khẩu sản phẩm gỗ của Việt

Nam vào một số thị trường trong khối EU đã tăng khá mạnh, cụ thể là: Xuất

khẩu vào thị trường Anh đạt 25,7 triệu USD, tăng 30,18%; Đức đạt 19,9 triệu

USD, tăng 61,52%; Pháp đạt 17,8 triệu USD, tăng 32,45%; Hà Lan đạt 9,7 triệu

4

USD, tăng 55,38%; Italia đạt 7,6 triệu USD, tăng 68,12%; Tây Ban Nha đạt 6,5

triệu USD, tăng 64,52%; Đan Mạch đạt 3,3 triệu USD, tăng 29,78%; Phần Lan

đạt 3,2 triệu USD, tăng 34,98%; Thuỵ Điển đạt 3,2 triệu USD, tăng 61,78%; Ai

Len đạt 2,8 triệu USD, tăng 32,26%...

Kim ngạch xuất khẩu gỗ & sản phẩm gỗ của Việt Nam qua các tháng (106USD)

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2006

2007

2008

Trong ngành kỹ thuật nói chung thì ngành tự động hoá đóng vai trò hết

sức quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật. Kỹ thuật tự động được

ứng dụng vào sản xuất trong những điều kiện khắc nghiệt nhưng vẫn đạt được

độ chính xác cao. Vì tự động hoá là quá trình tác động lên đối tượng theo một

chương trình xác định mà không cần có sự tham gia trực tiếp của con người.

Muốn thay đổi hoạt động của nó con người chỉ cần tác động vào chương trình

và làm thay đổi chương trình thì cả hệ thống sẽ làm việc theo chương trình mới.

Nhưng tính năng nổi bật là sự làm việc mềm dẻo, khả năng mở rộng ứng dụng,

độ tin cậy và tốc độ xử lý cao. Vì thế mà các hệ thống tự động tiên tiến đã

nhanh chóng được ứng dụng vào các ngành sản xuất không chỉ một quốc gia

nào mà trên quy mô toàn cầu.

Ngành chế biến gỗ trong những năm gần đây đã ứng dụng nhiều kỹ thuật

tiên tiến, máy móc thiết bị hiện đại vào sản xuất nhằm tăng năng suất lao động,

hạ giá thành sản phẩm và giảm công việc nặng nhọc cho con người. Nhưng

việc ứng dụng kỹ thuật, máy móc thiết bị hiện đại vẫn còn bị hạn chế, thiết bị

máy móc, các khâu công nghệ còn nhiều tồn tại, áp dụng không đúng quy trình

kỹ thuật. Dẫn đến năng suất, chất lượng sản phẩm không cao, không có tính

cạnh tranh nhiều trên thị trường, đặc biệt là trên trường quốc tế. Vì thế chưa cải

5

thiện được nhiều điều kiện làm việc của con người và năng suất lao động chưa

cao theo đúng nghĩa của nó.

Đối với việc điều chỉnh nhiệt độ và thời gian ép của máy uốn-ép gỗ hiện

nay ở nước ta cũng như tại công ty cổ phần nội thất xuất khẩu Shinec vẫn còn

sử dụng lao động thủ công là chủ yếu, với dụng cụ lao động còn đơn giản và

thô sơ. Từ đó việc điều chỉnh nhiệt độ và thời gian còn gặp nhiều khó khăn. Để

khắc phục khó khăn trên, giải pháp đưa ra kinh tế hiện nay là áp dụng khoa học

kỹ thuật vào sản xuất, lựa chọn hệ thống điều chỉnh trên cơ sở tích hợp hệ

thống, ứng dụng các rơle thời gian và cảm biến nhiệt độ để tự động hoá các quá

trình làm việc này.

Để phục vụ tốt hơn cho việc điều khiển nhiệt độ và thời gian ép thì ta

phải tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu thực tế đặt ra cho quá trình điều khiển. Đối

với mỗi loại gỗ thì phương pháp cũng phải khác nhau. Từ những yêu cầu về kỹ

thuật điều khiển chúng ta xây dựng hệ thống điều khiển nhờ ứng dụng kỹ thuật

tự động. Hệ thống được xây dựng với mục tiêu là điều khiển nhiệt độ và thời

gian ép cho máy uốn-ép gỗ, thực hiện tốt các chế độ điều khiển mức độ nhiệt

khác nhau trong từng điều kiện cụ thể.

Đứng trước vấn đề cấp thiết và thời sự đó tôi tiến hành thực hiện khóa

luận: “Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ và thời gian ép của máy

uốn-ép gỗ tại công ty sản xuất nội thất Shinec - Hải Phòng”. Kết quả nghiên

cứu có thể được áp dụng vào thực tế, góp phần cải thiện điều kiện lao động,

tăng năng suất, chất lượng sản phẩm cũng như trình độ công nghệ của các cở sở

sản xuất.

6

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Công nghệ và thiết bị trên thế giới

Trong thời đại hiện nay, cùng với xu hướng toàn cầu hoá, khoa học công

nghệ không ngừng phát triển, nó tham gia vào tất cả các ngành kinh tế của các

quốc gia trên thế giới. Cùng với nó là sự ra đời của ngành tự động hoá đã góp

phần thúc đẩy phát triển kinh tế ngành, nâng cao năng xuất, chất lượng sản

phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động của con người. Sự ra đời của

ngành tự động hoá đã đáp ứng được yêu cầu và su thế hội nhập, phát triển

chung của toàn cầu. Song song với nó là sự xuất hiện của các công nghệ và

thiết bị mới. Chính sự có mặt của các thiết bị công nghệ này đã thúc đẩy xu

hướng phát triển chung của ngành tự động hoá. Có thể tổng hợp quá trình phát

triển của cộng nghệ và thiết bị như sau:

Bảng 1.1. Các giai đoạn phát triển cơ bản của tự động hóa quá trình sản xuất

Các giai đoạn Đặc điểm đặc trưng Ví dụ Thời điểm

xuất hiện

Cơ khí hóa Thay thế lao động cơ bắp

của con người bằng máy

Động cơ máy

tiện, băng tải

1775

Tự động hóa

từng phần

Thay thế công việc điều

khiển thiết bị của công nhân

bằng máy

NC, CNC,

MRP

1956 – 1960

Tự động hóa

ở mức độ cao

Sản xuất tự động hóa tích

hợp có tính đến môi trường

của từng phần riêng biệt

MRPH, FMS,

CAD, CAM

1970 - 1975

Sản xuất tích

hợp

Trên cơ sở tự động hóa với

sự trợ giúp của các hệ thống

máy tính để thực hiện các

quá trình sản xuất tích hợp

Nhà máy tự

động hóa hoàn

toàn và nhà

máy tương lai

1985 – 1990