HD1 hà thanh hải nghiên cứu, thiết kế hệ thống cấp nước và đóng nắp chai tự động điều khiển bằng PLC

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Giáo viên hướng dẫn: TS HÀ THANH HẢI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC ANH NGUYỄN ĐỨC ANH Hà Nội – 2022 2018606024 2018606647 LỜI CẢM ƠN Nhóm em xin chân thành cảm ơn đến thầy, cô môn Cơ Điện Tử Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp tài liệu để hoàn thành đề tài tốt nghiệp Đồng thời, nhóm em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn thầy Hà Thanh Hải, thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ nhóm suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè hỗ trợ chia sẻ kinh nghiệm cho nhóm thời gian qua Mặc dù cố gắng với khả năng, thời gian có hạn kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên nhóm khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Nhóm em mong nhận đóng góp ý kiến bổ sung thầy, cô để đồ án hồn thiện Vậy nên nhóm em mong góp ý dẫn nhiều thầy Cuối nhóm em xin chúc thầy toàn thể bạn lớp nhiều sức khỏe thành công công việc Xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Anh Nguyễn Ngọc Anh MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Lời nói đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Các vấn đề đặt 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG CHIẾT RÓT 2.1 Cấu trúc nguyên lí hoạt động hệ thống 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 2.1.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống 2.1.3 Yêu cầu thiết kế 2.2 Tổng quan PLC 2.2.1 Giới thiệu PLC 2.2.2 Cấu trúc PLC 2.2.3 Cấu trúc bên PLC 10 2.3 Bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200 11 2.4 Tổng quan phần mềm Tia Portal V15 16 2.5 Các thiết bị, cấu sử dụng hệ thống 19 2.5.1 Thiết bị điều khiển trung tâm 19 2.5.2 Băng tải 21 2.5.3 Động DC 21 2.5.4 Van điện từ khí nén 23 2.5.5 Xylanh khí nén 24 2.5.6 Cảm biến tiệm cận 25 2.5.7 Công tắc nguồn 26 2.5.8 Động bơm nước 27 2.5.9 Relay trung gian 28 2.5.10 Bộ nguồn điện 30 2.5.11 Bộ nguồn khí 32 2.5.12 Bộ chia khí 32 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG 33 3.1 Tính tốn hệ thống 33 3.1.1 Tính toán hệ thống băng tải 33 3.1.2 Tính chọn xylanh 37 3.1.3 Tính chọn động xốy nắp 39 3.1.4 Tính chọn động bơm nước 40 3.2 Thiết kế hệ thống 41 3.2.1 Thiết kế hệ thống khí 41 3.2.2 Thiết kế hệ thống khí nén 43 3.2.3 Thiết kế sơ đồ mạch điều khiển 44 3.2.4 Thiết kế mô hệ thống điều khiển phần mềm 45 3.3 Lưu đồ thuật toán 50 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 51 4.1 Chế tạo hệ thống 51 4.1.1 Chế tạo hệ thống khí 51 4.1.2 Chế tạo hệ thống điện điều khiển 52 4.1.3 Mơ hình hệ thống thực tế 53 4.2 Thực nghiệm 54 4.3 Đánh giá 55 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống sản xuất nước có gas cơng ti Bidrico Hình 1.2 Hệ thống chiết rót cơng ti nước khống Vĩnh Hảo Hình 1.3 Một đoạn hệ thống sản xuất Asptic Tân Hiệp Phát Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc PLC Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc bên PLC 11 Hình 2.4 Tổng quan PLC S7-1200 12 Hình 2.5 Tín hiệu PLC S7- 1200 15 Hình 2.6 Các Module tín hiệu PLC S7- 1200 15 Hình 2.7 Các module truyền thơng PLC S7- 1200 16 Hình 2.8: Giao diện chọn CPU 17 Hình 2.9 Giao diện làm việc TIA PORTAL 18 Hình 2.10 PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC 19 Hình 2.11 Sơ đồ ngõ vào, nguồn hoạt động PLC S7-1200 CPU 1212C 19 Hình 2.12 Băng tải PVC mini 21 Hình 2.13 Động DC 22 Hình 2.14 Cấu tạo động DC 22 Hình 2.15 Ngun lí hoạt động động điện chiều 23 Hình 2.16 Van điện từ SMC 5/2 SY3120-5LZD-M5 23 Hình 2.17 Cơ cấu chức van 5/2 24 Hình 2.18 Xy lanh khí nén 24 Hình 2.19 Cảm biến tiệm cận E3F-DS30C4 25 Hình 2.20 Jack Nguồn AC09 Chân 220V 26 Hình 2.21 Công tắc Hanyoung HY-517 27 Hình 2.22 Động bơm nước 27 Hình 2.23 Relay Omron MY2N-GS 29 Hình 2.24 Bộ nguồn tổ ong 24VDC 30 Hình 2.25: Mạch giảm áp LM2596 31 Hình 2.26: Máy nén khí khơng dầu Romano ROMA-750/12 32 Hình 2.27 Bộ chia khí PK4 32 Hình 3.1 Băng tải hệ thống 33 Hình 3.2 Lực tác dụng lên băng tải 35 Hình 3.3 Động giảm tốc 25GA 370 37 Hình 3.4 Động DC 24V GA37RG 40 Hình 3.5 Động bơm nước mini MB365 40 Hình 3.6: Thiết kế khung khí hệ thống 41 Hình 3.7: Thiết kế hệ thống cấp nước nắp chai 42 Hình 3.8: Hệ thống xốy nắp chai 42 Hình 3.9: Sơ đồ hệ thống khí nén 43 Hình 3.10: Sơ đồ mạch điều khiển 44 Hình 3.11 Biểu tượng TIA PORTAL V15 45 Hình 3.12 Giao diện bắt đầu chương trình 45 Hình 3.13 Giao diện tạo dự án 46 Hình 3.14 Giao diện bắt đầu dự án 46 Hình 3.15 Giao diện Devices & networks 47 Hình 3.16 Giao diện lựa chọn PLC 47 Hình 3.17 Giao diện làm việc 48 Hình 3.18 Giao diện viết chương trình điều khiển 48 Hình 3.19 Giao diện home giám sát- điều khiển hệ thống 49 Hình 3.20 Giao diện vận hành giám sát, điều khiển hệ thống 49 Hình 3.21: Lưu đồ thuật toán 50 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng phân loại chức dòng PLC S7- 1200 13 Bảng 2.2 Bảng module hỗ trợ PLC S7 – 1200 14 Bảng 2.3 Bảng thông số PLC S7-1200 CPU 1212C 20 Bảng 2.4 Bảng thông số cảm biến tiệm cận E3F-DS30C4 26 Bảng 2.5 Bảng thông số Relay Omron MY2N-GS 30 Bảng 3.1 Bảng hiệu suất loại truyền đai 35 Bảng 3.2 Bảng thông số động 37 Bảng 3.3 Bảng thông số động bơm nước 41 Bảng 4.1 Bảng thực nghiệm 54 PHỤ LỤC ❖ Bảng địa PLC ❖ Chương trình điều khiển: Network 1: On/Off hệ thống Network 2: Mô băng tải chuyển động Network 3: Mô chuyển động chai Network 4: Tuần tự Network 5: Vận hành Network 6: Đếm số lượng chai Network 7: Reset số lượng sản phẩm ... phẩm đóng chai 1.6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Dây chuyền cấp nước đóng chai tự động quy mơ nhỏ - Hệ thống điều khiển: PLC hệ thống khí nén - Động truyền chuyển động: Động điện chiều - Hệ thống. .. uống đóng chai dây chuyền chiết rót đóng nắp khâu thiếu quan trọng Với ý nghĩa đó, nhóm định chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cấp nước đóng nắp chai tự động điều khiển PLC? ??’ để nghiên. .. Tính chọn động bơm nước 40 3.2 Thiết kế hệ thống 41 3.2.1 Thiết kế hệ thống khí 41 3.2.2 Thiết kế hệ thống khí nén 43 3.2.3 Thiết kế sơ đồ mạch điều khiển