1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt

88 24 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Dán Nhãn Chiết Rót Và Đóng Nắp Cho Chai Dầu Nhớt
Tác giả Chu Văn Tấn, Mai Thanh Tùng, Nguyễn Văn Tĩnh
Người hướng dẫn Ths. Nhữ Quý Thơ
Trường học Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 88
Dung lượng 6,56 MB

Cấu trúc

  • 1.1 Lịch sử nghiên cứu (11)
  • 1.2 Các vấn đề đặt ra (12)
  • 1.3 Phương pháp nghiên cứu (13)
  • 1.4 Giới hạn và phạm vị nghiên cứu (13)
  • 1.5 Ý nghĩa thực tiễn (14)
  • CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT (15)
    • 2.1 Hệ thống cơ khí (15)
    • 2.2 Hệ thống điện, điều khiển (19)
      • 2.2.1 Hệ thống điện (19)
      • 2.2.2 Hệ thống điều khiển (24)
  • CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG DÁN NHÃN, CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHO CHAI DẦU NHỚT (30)
    • 3.1 Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống (30)
    • 3.2 Tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí (32)
      • 3.2.1 Thiết kế băng tải chuyển động (32)
      • 3.2.2 Thiết kế cơ cấu dán nhãn (40)
      • 3.2.3 Tính toán thiết kế cơ cấu chiết rót (46)
      • 3.2.4 Tính toán thiết kê cơ cấu cấp nhắp chai và đóng nắp chai dầu (48)
      • 3.2.5 Tính chọn các thành phần cơ khí khác (49)
    • 3.3 Tính toán, thiết kế hệ thống điện (53)
      • 3.3.1 Tổng quát hệ thống điện (53)
      • 3.3.2 Hệ thống điện đầu vào (53)
      • 3.3.3 Hệ thống điện đầu ra (56)
    • 3.4 Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển (60)
      • 3.4.1 Thiết kế giao diện người dùng (60)
      • 3.4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển (61)
    • 3.5 Kết quả quá trình mô phỏng hệ thống (71)
  • CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN (74)
    • 4.1 Kết quả đạt được (74)
    • 4.2 Phương hướng phát triển (74)
  • KẾT LUẬN (76)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (77)
  • PHỤ LỤC (78)

Nội dung

Lịch sử nghiên cứu

Nước đóng chai có lịch sử lâu đời, bắt đầu từ năm 1621 tại Holy Well, Anh Trong suốt thế kỷ 17 và 18, quy trình chiết rót và sản xuất nước đóng chai diễn ra hoàn toàn thủ công, với nước khoáng là mặt hàng chính được sản xuất trong giai đoạn này.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 (1870 – 1914) đã tạo ra bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất nước đóng chai Sự xuất hiện của máy nén thủy lực và điện lưới 2 chiều đã được một số doanh nghiệp áp dụng vào quy trình chiết rót Việc phát triển các hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động đã đặt nền tảng cho sản xuất sau này Nhiều nhãn hàng lớn như Coca Cola và Dr Pepper đã tiên phong trong việc sử dụng công nghệ tự động trong giai đoạn này.

Trong thế kỷ XX, hệ thống chiết rót và đóng nắp chai đã được phát triển mạnh mẽ, mang lại năng suất cao và hiệu quả kinh tế lớn trong sản xuất hàng loạt Không chỉ giới hạn trong ngành nước giải khát, công nghệ này còn được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác như xăng dầu và rượu Sự tiến bộ của công nghệ đã giúp các dây chuyền chiết rót ngày càng hiện đại và đa dạng, cung cấp nhiều tính năng vượt trội Hiện nay, có nhiều công nghệ chiết rót chất lỏng khác nhau, từ bán tự động đến hoàn toàn tự động, đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn.

Tại Việt Nam, dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai đã xuất hiện từ những năm 1930 với sản phẩm nước khoáng Vĩnh Hảo Tuy nhiên, chỉ đến đầu những năm 2000, công nghệ sản xuất mới thực sự phát triển khi các doanh nghiệp đầu tư mạnh mẽ vào cải tiến Dù đã đạt được nhiều thành tựu, các doanh nghiệp vẫn cần tiếp tục đầu tư vào dây chuyền sản xuất để bắt kịp xu hướng hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực đóng gói và bảo quản sản phẩm Nhằm đáp ứng nhu cầu này, việc nghiên cứu và phát triển hệ thống chiết rót, dán nhãn và đóng nắp chai dầu nhớt tự động đã được thực hiện, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng trong sản xuất đóng chai dầu nhớt.

Các vấn đề đặt ra

Hệ thống cơ khí được thiết kế với kết cấu hợp lý, vững chắc và hiệu quả kinh tế, sử dụng vật liệu bền bỉ để dễ dàng kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế thiết bị Nó hoạt động ổn định và chính xác, đảm bảo an toàn khi sử dụng Các hệ thống truyền động đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ cho các quá trình như chạy băng tải, đống nắp, dán nhãn và chiết rót Đặc biệt, trong quá trình dán nhãn và đống nắp cho chai dầu nhớt hình hộp chữ nhật, cần đảm bảo nhãn có thể dính chắc chắn vào chai mà không bị lệch.

Hệ thống điện và điện tử được thiết kế để đáp ứng các chế độ làm việc của thiết bị, đảm bảo sai số trong giới hạn cho phép Hệ thống cũng duy trì hoạt động ổn định khi có sự thay đổi trong yêu cầu công việc, đồng thời tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành Quan trọng hơn, hệ thống cam kết đảm bảo an toàn điện cho người sử dụng và nhân viên vận hành.

Bảng điều khiển dễ sử dụng và thân thiện với người dùng cho phép vận hành tự động hoặc bán tự động, đồng thời cài đặt tốc độ chiết rót linh hoạt Hệ thống hoạt động chính xác, giảm thiểu lỗi trong quá trình hoạt động Người dùng có thể giám sát quá trình hoạt động của hệ thống thông qua máy tính một cách hiệu quả.

Hệ thống điều khiển cần có khả năng phát hiện lỗi và dừng khẩn cấp khi xảy ra sự cố trong quá trình dán nhãn, chiết rót và đóng nắp chai dầu nhớt Đồng thời, hệ thống cũng phải giám sát các thông số quan trọng như lưu lượng dầu, lượng dầu cần chiết và số chai đã hoàn thành.

Mô hình hóa và mô phỏng

Hệ thống được mô phỏng bằng các phần mềm chuyên dụng như Tia Portal và SolidWorks, cho phép kiểm tra kết quả mô phỏng đáp ứng các giới hạn của bài toán Quá trình này giúp mô hình hóa và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các bộ phận, thiết bị trong hệ thống.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Hệ thống chiết rót đóng vai trò quan trọng trong sản xuất, vì vậy việc tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của nó qua internet và tài liệu là cần thiết Để tối ưu hóa quy trình, cần xây dựng mô hình toán học cho hệ thống, đồng thời nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các loại động cơ, cảm biến và bộ điều khiển điển hình Cuối cùng, việc tính toán và lựa chọn linh kiện phù hợp cùng với thiết kế hệ thống trên lý thuyết sẽ đảm bảo hiệu suất và độ chính xác trong quy trình sản xuất.

Phương pháp nghiên cứu mô hình hóa và mô phỏng

Mô phỏng, đánh giá hoạt động của hệ thống chiết rót trên phần mềm Tia portal

Kết hợp các thiết kế tuần tự trong nghiên cứu và xây dựng mô hình là quá trình quan trọng, bao gồm tính toán và lựa chọn linh kiện dựa trên lý thuyết Sau khi áp dụng lý thuyết để phát triển các cơ cấu cơ khí và hệ thống điều khiển thực tế, hoặc thông qua các chương trình mô phỏng, cần đánh giá kết quả để xác định tính phù hợp, từ đó thực hiện sửa đổi hoặc phát triển thiết kế một cách hiệu quả.

Giới hạn và phạm vị nghiên cứu

Do hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh tế, nhóm dự kiến kết quả nghiên cứu với các yếu tố chính như sau: Đối tượng chiết rót sẽ là chai dầu nhớt 1000ml; thiết bị điều khiển chính sử dụng PLC Siemens S7-1200; các thiết bị cơ khí bao gồm xylanh, van điện từ và các cơ cấu cơ khí chiết rót; và các thiết bị điện công nghiệp như động cơ và rơ le.

Kết quả: Chai dầu nhớt được dán nhãn và vặn nắp chuẩn, thể tích dầu nhớt được bơm vào chính xác với thông số đã cài đặt

Nghiên cứu này tập trung vào thiết kế và xây dựng hệ thống dán nhãn và chiết rót chai dầu nhớt, với việc đánh giá thông qua phần mềm mô phỏng Kết quả của hệ thống chủ yếu được xác định dựa trên các mô phỏng và tính toán lý thuyết.

Ý nghĩa thực tiễn

Máy chiết rót tự động là sản phẩm quan trọng trong ngành công nghiệp tự động hóa, được ứng dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất và đóng chai dung dịch, hóa chất Việc sử dụng máy chiết rót tự động không chỉ giúp cải thiện tính sạch sẽ trong quy trình dán nhãn và đóng nắp chai, mà còn mang lại hiệu quả kinh tế lớn cho các doanh nghiệp sản xuất.

Đề tài dán nhãn và chiết rót tự động dầu nhớt đã mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn cho nhóm, giúp họ áp dụng linh hoạt kiến thức về thủy khí, điện tử và tự động hóa Qua đó, nhóm cũng hiểu rõ hơn về quy trình xây dựng và thiết kế hệ thống tự động hóa, cũng như nâng cao các kỹ năng tay nghề cần thiết.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hệ thống cơ khí

Băng tải là thiết bị tự động hóa công nghiệp hiệu quả, chuyên dụng cho việc vận chuyển hàng hóa và nguyên vật liệu trên mọi khoảng cách Hệ thống băng tải đảm nhận vai trò chuyển chai dầu giữa các khâu sản xuất, bao gồm động cơ dẫn động, băng tải và khung đỡ, giúp tối ưu hóa quy trình vận chuyển.

Hình 2.1 Băng tải trong công nghiệp

Xyalnh là một thiết bị chấp hành quan trọng, chuyển đổi thế năng của khí thành cơ năng để thực hiện chuyển động thẳng Trong hệ thống xylanh, nó có vai trò nâng hạ các cơ cấu chiết rót, bộ phận đóng nắp chai, và chặn các chai dầu khi đến vị trí đã được cài đặt.

Các xylanh được điều khiển thông qua các van điện từ, có hai loại xylanh phổ biến là: xylanh tác động đơn và xy lanh tác động kép

Hình 2.2 Xylanh tác động kép

Cơ cấu dán nhãn cho chai dầu nhớt bao gồm motor, trục quay, con lăn và bộ phận miết nhãn Các nhãn được thiết kế đặc biệt để phù hợp với hình dạng của chai dầu nhớt, đảm bảo tính thẩm mỹ và chất lượng sản phẩm.

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại cơ cấu dán nhãn, nhưng nhóm thiết kế đã chọn nghiên cứu và chế tạo cơ cấu dán nhãn bằng con lăn ma sát Đây là một giải pháp đơn giản nhưng mang lại hiệu quả cao và độ sai số thấp.

Hình 2.3 Cơ cấu dán nhãn điển hình ngoài thực tế

Cơ cấu cung cấp chất lỏng cho chai bao gồm xylanh nâng hạ vị trí chiết, các đường ống dẫn chất lỏng và bơm lưu lượng Bơm lưu lượng được cài đặt thời gian bơm, cho phép người dùng điều chỉnh thể tích chất lỏng bơm vào chai theo mong muốn.

Một số cơ cấu chiết rót thông dụng:

Hình 2.4 Cơ cấu chiết rót kiểu van

Hệ thống bao gồm ống thông hơi di động, van ba ngã, bình lường chia vạch, ống nối để nạp đầy và ống rót với thể tích đã được định lượng vào bao bì.

Hình 2.5 Cơ cấu chiết rót bằng bình đinh mức và van trượt

Cơ cấu rót với bình lường và van trượt được ứng dụng rộng rãi trong ngành sữa, rượu, rượu vang và nhiều lĩnh vực công nghiệp thực phẩm khác, giúp rót các sản phẩm lỏng có độ nhớt thấp một cách chính xác và hiệu quả.

Hình 2.6 Cơ cấu chiết rót đẳng áp bằng khí

Cơ cấu sử dụng khí trơ giúp điều chỉnh áp suất chất lỏng trong bồn, từ đó kiểm soát chính xác lượng dung dịch chiết rót theo yêu cầu.

Cơ cấu cấp nắp và cơ cấu đóng nắp chai

Là cơ cấu có chức năng cung cấp nắp cho chai sau khi đã được bơm chất lỏng vào

Cơ cấu bao gồm bộ phận chứa nắp và đầu cấp nắp, được thiết kế đơn giản nhưng vẫn đảm bảo chai có thể lấy được nắp khi đi qua.

Cơ cấu vặn nắp chai hoạt động để siết chặt nắp sau khi chai được nạp nắp Hệ thống này bao gồm một động cơ chuyên dụng và một đầu vặn được thiết kế đặc biệt để phù hợp với nắp chai dầu nhớt.

Hình 2.7 Hệ thống cấp nắp và đóng nắp trong công nghiệp

Hệ thống điện, điều khiển

Bộ cấp nguồn có chức năng cơ bản là chuyển đổi điện năng từ nguồn điện xoay chiều thành dòng điện mà hệ thống có thể sử dụng Thông thường, bộ cấp nguồn được thiết kế để chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều 120V với tần số 60Hz hoặc 240V với tần số 50Hz sang dòng điện một chiều với các điện áp như +3.3V, +5V, 12V và 24V Một số bộ cấp nguồn yêu cầu chuyển đổi giữa hai mức đầu vào, trong khi một số khác có khả năng tự động chuyển đổi.

Nguồn điện cấp cho hê thống là nguồn một chiều từ 5-24 V Nguồn được cấp cho các mạch điều khiển, các cơ cấu chấp hành của hệ thống

Hình 2.8 Bộ nguồn chuyển đổi nguồn điện

Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống, giúp phát hiện và xác định các thông số, như vị trí của các bộ phận khác trong quá trình vận hành Có nhiều loại cảm biến được sử dụng trong các hệ thống khác nhau.

Cảm biến tiệm cận, hay còn gọi là "Proximity Sensors", là thiết bị phản ứng khi có vật thể ở gần, thường chỉ trong khoảng cách vài mm Chúng chủ yếu được sử dụng để phát hiện điểm cuối của chi tiết máy, từ đó kích hoạt các chức năng khác của máy Với khả năng hoạt động hiệu quả, cảm biến tiệm cận được ứng dụng rộng rãi trong các môi trường công nghiệp.

Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt động dựa trên nguyên tắc tĩnh điện, giúp phát hiện các vật thể thông qua sự thay đổi điện dung giữa vật cần cảm biến và đầu sensor Loại cảm biến này có khả năng phát hiện tất cả các loại vật thể.

Hình 2.9 Cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến quang điện là thiết bị sử dụng chùm tia ánh sáng để phát hiện vật thể hoặc gương Khi một vật thể đi qua, nó sẽ tác động đến tần số của bộ thu sáng, dẫn đến sự thay đổi mà được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua hiện tượng phát xạ điện tử tại cực catot khi có ánh sáng chiếu vào.

Cảm biến siêu âm là thiết bị sử dụng sóng siêu âm để đo lường mực chất lỏng, chiều sâu và chiều cao Thiết bị này hoạt động hiệu quả trong việc xác định các thông số liên quan đến chất lỏng.

11 hệ hống cảm biến siêu âm được dùng như một bộ phận giám sat mức dầu trong bồn chứa

Hình 2.11 Cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng không tiếp xúc Velt-ULS

Cảm biến lưu lượng YF-S201 DN15 là thiết bị phổ biến trong các ứng dụng như máy bơm nước hồ cá, máy bơm mini và máy nước nóng Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý cánh quạt nước và cảm biến Hall, khi nước chảy qua, cánh quạt quay và kích hoạt cảm biến Hall, tạo ra tín hiệu xung vuông NPN.

Cảm biến lưu lượng và động cơ điện một chiều đóng vai trò quan trọng trong việc truyền chuyển động cho các cơ cấu chấp hành trong hệ thống, như băng tải và cơ cấu đóng nắp chai Động cơ điện một chiều được phân thành hai loại chính: động cơ điện một chiều kích từ độc lập và động cơ điện một chiều tự kích.

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kích từ được cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ

Hình 2.13 Sơ đồ đấu dây động cơ kích từ độc lập

- Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng

- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tếp với phần ứng

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp được thiết kế với hai cuộn dây kích từ, trong đó một cuộn dây được mắc song song với phần ứng và cuộn dây còn lại được mắc nối tiếp với phần ứng.

Động cơ step là một loại động cơ đặc biệt cho phép quay một góc tùy ý theo yêu cầu người sử dụng, mang lại lợi ích lớn trong các ứng dụng như dán nhãn bằng bánh ma sát, nơi việc điều chỉnh chính xác vị trí dán nhãn là rất quan trọng.

Rơ le (relay) là một thiết bị chuyển mạch hoạt động dựa trên điện năng Khi dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le, nó tạo ra một từ trường hút lõi sắt non, dẫn đến việc thay đổi vị trí công tắc Rơ le có khả năng bật hoặc tắt dòng điện qua cuộn dây, cho phép nó chuyển đổi giữa hai vị trí khác nhau.

Rơ le là thiết bị quan trọng trong các bo mạch điều khiển tự động, giúp đóng cắt dòng điện lớn mà hệ thống không thể can thiệp trực tiếp Rơ le có nhiều hình dáng, kích thước và chân cắm khác nhau, hoạt động với hai trạng thái ON và OFF Trên rơ le, có ba kí hiệu chính: NO (Normally Open), NC (Normally Closed) và COM (Common).

Hình 2.15 Sơ đồ đấu nối dây rơ le 12V

Chân COM (chân chung) là điểm kết nối của đường cấp nguồn chờ, luôn được kết nối với một trong hai chân còn lại Việc chân COM kết nối với chân nào sẽ phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của rơ le.

NC (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng Nghĩa là khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này

Rơ le NO (Normally Open) hoạt động khi ở trạng thái ON, kết nối chân COM với chân NO khi có dòng điện chạy qua cuộn dây Để điều khiển dòng điện khi rơ le ở trạng thái OFF, bạn cần kết nối COM với chân NC Khi rơ le chuyển sang trạng thái ON, dòng điện sẽ bị ngắt, trong khi khi rơ le ở trạng thái OFF, dòng điện được duy trì qua chân NC.

Van điện từ khí nén

Van điện từ điều chỉnh dòng khí nén nhờ vào nam châm điện được gắn ở hai đầu van Thiết bị này hoạt động với nguồn điện 24v, 220v xoay chiều hoặc một chiều.

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG DÁN NHÃN, CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHO CHAI DẦU NHỚT

Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống

Hình 3.1 Kết cấu của hệ thống dán nhãn, chiết rót và đóng nắp dầu nhớt

Hệ thống được chia thành ba khu vực làm việc chính: Khu vực dán nhãn (Số 1), khu vực chiết rót dầu nhớt (Số 2) và khu vực đóng nắp chai cùng với khu vực điều khiển giám sát (Số 3).

Hệ băng tải (Số 4), ngoài ra là các hệ thống phụ trợ gồm: tủ điện, xylanh

Hệ thống hoạt động bắt đầu khi chai dầu được đưa vào băng tải, di chuyển đến các vị trí làm việc Tại vị trí dán nhãn, chai dầu sẽ được gắn nhãn, sau đó được chuyển đến khu vực chiết rót Tại đây, mức dầu sẽ được định lượng bằng hệ thống chiết rót Cuối cùng, các chai dầu sau khi chiết rót sẽ được đưa đến vị trí đóng nắp, nơi nắp được cấp từ bộ phận cấp nắp trước khi hoàn tất quy trình.

Hệ thống được theo dõi và giám sát liên tục qua màn hình Wincc, giúp người dùng dễ dàng kiểm soát và kịp thời đưa ra biện pháp khắc phục khi xảy ra lỗi.

Hình 3.2 Góc nhìn 2D của hệ thống

Hình 3.3 Hệ thống sau khi lắp ráp hoàn chỉnh

Tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí

3.2.1 Thiết kế băng tải chuyển động

Hình 3.4 Kết cấu bản vẽ 2D băng tải

Hình 3.5 Mô hình băng tải 3D Loại băng tải

Vải cao su có tiết diện hình chữ nhật với chiều rộng b ` mm và độ dày h = 5 mm, khối lượng riêng đạt 1250 kg/m3 Cần chọn đường kính tang của băng tải phù hợp để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Chọn dtang = 80 mm để đảm bảo điều khiện hoạt động ổn định của băng tải

Hệ số ma sỏt trượt giữa tang thộp với băng tải là à= 0,3

Tính lực căng băng tải ban đầu

Chiều dài băng tải đầu ra được chọn là L=1.2 m Hệ thống chiết rót hoạt động liên tục với 2 chai trong mỗi lần chiết rót, do đó trên băng chuyền luôn có 4 chai dầu.

Chai có thể tích ở mức 1000 ml nên tải trọng tương ứng của 4 chai là:

Msp = Khối lượng riêng của dầu*1000*4 = 0,89 x 4 = 3.56 kg (3.2)

Trong quá trình chiết rót, hai chai được chiết rót đồng thời như một sản phẩm duy nhất với khoảng cách 500 mm giữa chúng Lúc bắt đầu, lực căng của băng tải đạt giá trị tối đa, bao gồm cả băng tải và bốn chai dầu đang di chuyển trên đó.

Khối lượng sản phẩm trên băng tải đạt Mmax = 3.56 kg, với chiều dài băng tải là L = 1.2 m Đường kính tang băng tải được thiết lập ở dtang = 80 mm, trong khi chiều rộng băng tải là b = 60 mm (tương đương 0.06 m) và chiều dày của băng tải là h = 5 mm.

Băng tải muốn chuyển động được thì lực vòng Ft tạo ra do ma sát giữa băng tải và tang thép phải thỏa mãn điều kiện:

Ta đi xác định mối liên hệ giữa lực căng ban đầu F0 với lực vòng Ft (bỏ qua ma sát do lực ly tâm gây ra)

Hình 3.6 Các lực căng tác động lên băng tải

Mặt khác áp dụng phương trình Euler ta có

Trong đó: o à là hệ số ma sỏt giữa băng tải và tang thộp: à=0,3 o α là góc ôm: α 0 o = π (rad)

Thay (3.6) vào (3.4) và (3.5) ta có :

=> Chọn lực căng đai ban đầu là F0 U N Động cơ băng tải

Momen xoắn T cần truyền trên trục tang băng tải là:

Công suất cần thiết trên trục tang băng tải là:

Số vòng quay mà tang quay được trong 1 phút là:

Theo bảng (4.4) ta chọn động cơ: DS-42RP7750242100-67K có:

Phân phối tỷ số truyền U = 29.4

Tính toán bộ truyền đai

Công suất động cơ và số vòng quay của động cơ: Pdc = 4.18 W; ndc = 29.4 v/ph

Tính đường kính bánh đai Đường kính bánh đai d1:

Moment trên trục động cơ là:

 Chọn d1 theo tiêu chuẩn chọn đai là: d1 = 63 mm Đường kính bánh đai d2: d 1

Chọn  - hệ số trượt của đai lấy bằng 0,02 => d2 = 158.1

 Chọn theo tiêu chuẩn là: 160 mm

Kiểm nghiệm tỉ số của bộ truyền

Tỉ số truyền thực tế:

Tỉ số truyền sơ bộ: Usb = 2.5

Sai lệch tỷ số truyền là 𝑈′ 𝑑 = 2.514−2.5

 Vậy tỉ số truyền đảm bảo theo yêu cầu tính toán

Khoảng cách trục sơ bộ được chọn theo công thức: sb 1 2 a (1,5 2)(d d )mm (3.14) asb = (1,5…2).(63+160) =(334.5…446) (mm)

 Chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn: l = 1060 mm

Xác định lại khoảng cách trục a:

 Vây khoảng cách trục thực tế: a = 348 mm

Tính góc ôm trên bánh đai nhỏ α10 o -57 (d2−d1) a (3.17) α10 o -57 (d2−d1) a = 163,11 o > 120 o

 Thỏa mãn yêu cầu về góc ôm

Xác định tiết diện đai

Tiết diện đai dẹt được xác định dựa vào chỉ tiêu về khả năng kéo của đai

Tiết diện đai xác định bởi công thức:

Chiều rộng và chiều dày của đai được ký hiệu lần lượt là o b và s (mm) Lực vòng được ký hiệu là Ft (N), trong khi hệ số tải trọng động là Kđ Ứng suất có ích cho phép được ký hiệu là [σ k ] và được đo bằng MPa.

Chiều dày δ của đai sợi tổng hợp nên dùng trong khoảng: δ =( 1

 Chọn δ theo tiêu chuẩn của đai sợi tổng hợp δ =1,2 (mm)

Xác định lực vòng 𝐹 𝑡 bởi công thức:

60 = 0,1 (m/s) Chọn hệ số tải trọng động 𝐾 đ =1,1

Tính ứng suất có ích cho phép [σ t ] :

[σt]0 là ứng suất cho phép của bộ truyền chuẩn, được sử dụng để xác định ứng suất có ích cho phép trong thí nghiệm Bộ truyền này có góc a1 = 180 độ, vận tốc làm việc v1 = 10 cm/s, được đặt nằm ngang và không chịu tải trọng va đập Giá trị được chọn cho [σt]0 là 2 MPa.

𝐶 𝛼 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm xác định bởi:

𝐶 𝑣 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của lực li tâm đến độ bám của đai, được xác định bởi:

𝐶 0 :Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền trong không gian và phương pháp căng đai, ta chọn 𝐶 0 =1

→ Chọn chiều rộng đai theo tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn b = 25 (mm)

→ Chọn tiết diện đai theo tiêu chuẩn A = b.s = 25.1,2 = 30 (𝑚𝑚 2 )

Lực tác dụng lên trục bánh đai:

Bảng 3.1 Thông số cuối cùng của bộ truyền đai băng tải

Thông số Ký hiệu Đơn vị Kết quả tính toán

Chiều dài đai L Mm 1060 Đường kính bánh đai nhỏ 𝑑 1 Mm 63 Đường kính bánh đai lớn 𝑑 2 Mm 160

Chiều rộng bánh đai B Mm 20

Tỷ số truyền thực tế 𝑢 𝑡 - 2.514

Sai lệch tỷ số truyền Δ𝑢 % 0.58

Góc ôm trên bánh đai nhỏ α Độ 164.11

Lực tác dụng lên trục 𝐹 𝑟 N 59.68

3.2.2 Thiết kế cơ cấu dán nhãn

Mô tả hoạt động của cơ cấu

Hình 3.7 Cơ cấu dán nhãn 2D

Hình 3.8 Cơ cấu dán nhãn 3D trên soidwork

Cuộn nhãn dán được đặt trên mâm xoay bị động, sau đó được kéo qua trục số 1 đến bộ phận căng nhãn ở trục số 2 Tiếp theo, nhãn di chuyển qua trục số 3 và đến vị trí lưỡi gà, nơi nhãn được tách ra khỏi dây nhãn Phần thừa của nhãn dán sẽ đi qua trục số 4 và số 5, cuối cùng trở về vị trí thu hồi vỏ nhãn tại con lăn chủ động.

Khối lượng của cuộn nhãn có khối lượng là 2kg

Tốc độ quá trình dán nhãn phụ thuộc vào tốc độ của quá trình chiết rót, quá trình cấp nắp và đóng nắp của hệ thống

Kích thước nhãn dán được thiết kế phù hợp với kích thước của chai dầu 1000ml

Hình 3.9 Chai dầu chiết rót

Nhãn được dùng để dán lên chai dầu có kích thước 40x60 mm

Các lực cản của hệ thống dãn nhãn:

Lực ma sát giữa cuộn băng dán nhãn và trục xoay chủ động (F1) và lực căng đàn hồi của lò xo tác động lên bộ phận căng nhãn (F2) là những yếu tố quan trọng trong quá trình dán nhãn Bên cạnh đó, lực ma sát giữa ổ bi (F3) và lực ma sát giữa băng nhãn dán và các trục xoay bị động (F4) đều có ảnh hưởng, nhưng do lực ma sát lăn rất nhỏ, nên có thể bỏ qua khi tính toán moment cho động cơ kéo nhãn.

Lực ma sát của cuộn dán nhãn và trục bị động là:

Trong đó: o m: khối lượng cuộn nhãn: m = 2kg o 𝜌 : Hệ số ma sát giữa cuộn nhãn và trục xoay, 𝜌 = 0,2 (Hệ số ma sát giữa thép và vật liệu làm nhãn Polyethene)

Lực đàn hồi của lò xo tác động lên bộ phận căng nhãn:

Hình 3.10 Sơ đồ lực sơ bộ phần lò xo căng nhãn

Chọn lò xo có thông số như sau: o Chiều dài lò xo L = 80 mm o Độ cứng lò xo K = 100 N/m o Độ biến dạng đàn hồi ∆𝑙 = 40 𝑚𝑚

 Lực đàn hồi của lò xo là: F2 = Fdh = ∆𝑙 ∗ 𝐾 = 0.4 ∗ 100 = 4 𝑁

Cuộn tem có bán kính R = 6 cm, khối lượng m= 2kg, thời gian để dán tem = 1s, 1 vòng dây tối đa 9 tem

Coi cuộn tem là vật rắn hình trụ chuyển động quay nhanh dần đều, phương trình động lực học của cuộn tem:

Trong đó: o M là momen lực, công thức 𝑀 = 𝐹 𝑑 o 𝑀 𝑐 : momen cản o I: momen quán tính o 𝛾: là gia tốc góc

Tính momen quán tính của cuộn tem

Mô men quán tính của vật rắn hình trụ được tính bởi công thức:

Trong đó: o m: khối lượng của vật o R: bán kính của vật tính từ tâm

Tính gia tốc góc trung bình

Trong đó: o 𝜑: Góc quét được trong thời gian t o 𝜔 0 : vận tốc góc ban đầu ( ở đây 𝜔 0 = 0) o 𝛾: gia tốc góc trung bình o t: thời gian quét

Theo đề ra, ta có:

F ở đây là lực căng T của dây tem

Trong đó: o 𝐹 𝑑ℎ : Lực căng đàn hồi của dây o 𝐹 𝑘 : Lực kéo của động cơ o 𝛼: góc lệch

Giả thiết trục con lăn chủ động có bán kính 𝑅 1 =1 cm, để cuộn tem có thể quay được thì:

35 o 𝑀 đ𝑐 : momen xoắn của động cơ o 𝑀 𝑘 : momen xoắn cần thiết để con lăn bị động quay o 𝑀 đ𝑐 > 𝑀 𝑘 = 𝑅 1 𝐹 𝑘 = 1.425 N.m o Vậy chọn động cơ bước có momen xoắn lớn hơn 1.5 N.m

Hình 3.11 Động cơ bước KH65QM2U038 Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật động cơ KH65QM2U038

Hãng sản xuất: Nidec Servo

Loại: Động cơ bước 2 pha Điện áp: 36V - 40V

Góc bước: 1.8 độ (fullstep 200 xung)

Kích thước: 6 dây Đường kính trục: 6.35mm

3.2.3 Tính toán thiết kế cơ cấu chiết rót

Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiết rót Phương án chiết rót:

Sau khi thử nghiệm phương án 1, nhóm nhận thấy việc thay đổi lưu lượng và thể tích dầu cần chiết sẽ gây ra nhiều sai số do áp suất dầu trong bình thay đổi liên tục Để khắc phục vấn đề này, nhóm đã lắp đặt bình dầu ở dưới và sử dụng bơm dầu kết hợp với cảm biến đo lưu lượng, giúp đảm bảo tính ổn định cho lưu lượng dầu qua cảm biến và thời gian chiết rót dầu nhớt chính xác hơn.

Giả sử thời gian thời gian chiết dầu vào chai 1 lít là 10 giây, tương đương với lưu lượng dòng chảy là 6 lít/ phút, chọn loại máy bơm DC 12V 80W 6L Smartpumps

Hình 3.13 Máy bơm lưu lượng DC 12V

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật

Model 12V-80W-YB Điện áp 12V DC

Lưu lượng 6.0 L/P Áp lực 1.0 MPA – 10 BAR – 145 PSI

Hình 3.14 Vị trí bơm, cảm biến và bồn chứa dầu

3.2.4 Tính toán thiết kê cơ cấu cấp nhắp chai và đóng nắp chai dầu

Hình 3.15 Cơ cấu đóng nắp

Chọn động cơ đóng nắp

Để thực hiện yêu cầu hoạt động, cần chọn nắp chai dầu và chai đựng dầu có ba ren xoáy vào nhau với khoảng cách giữa các ren là 5mm Thời gian để xoáy hết ba vòng ren là 3 giây, từ đó tính được tốc độ của động cơ là Ndc_xoay = 60 vòng/phút.

Dựa theo số vòng quay mong muốn nhóm chọn động cơ có thông số như sau:

Bảng 3.4 Yêu cầu kĩ thuật động cơ đóng nắp

Yêu cầu kĩ thuật Điện áp định mức 12V - 24V

Tốc độ chạy 60 vòng / phút

Hình 3.16 Động cơ giảm tốc LK0226

3.2.5 Tính chọn các thành phần cơ khí khác

Xylanh nâng hạ động cơ

Khối lượng của bộ phận đóng nắp: m = 451 g = 0.45 kg (3.29)

Các kích thước cơ bản của xy lanh lực bao gồm đường kính trong của xy lanh, chiều dài hành trình pittong và đường kính cần pittong Để xác định những kích thước này, trước tiên cần xác định tải trọng cực đại tác dụng lên pittong Tải trọng này rất quan trọng trong việc thiết kế và lựa chọn xy lanh phù hợp.

40 gồm tải trọng tĩnh và tải trọng động Tải trọng động xuất hiện khi pittong tăng tốc hay giảm tốc và có thể xác định được bằng công thức:

Khối lượng của vật thể chuyển động tịnh tiến được ký hiệu là o m, trong khi gia tốc của vật thể trước khi đạt vận tốc ổn định được ký hiệu là o a Đường kính của xy lanh lực được xác định thông qua công thức cụ thể.

Trong đó: o P = Pt+Pd o K: hệ số kể tới ảnh hưởng của tổn thất (1,3) o p : áp suất chất lỏng làm việc p = 0.35 N/cm 2

P = Pd + Pt =3,45 + 0,01725 = 3,47 N Lực ma sát giữa trục định hướng và tấm đỡ động cơ là:

Tổng tải trọng tĩnh và tải trọng động được xác định là P = 3.47 N Hệ số ma sát giữa tấm đỡ động cơ và trục dẫn hướng là 𝜌 = 0,4, tương ứng với hệ số ma sát giữa thép và thép.

Ta có Pxilanh là lực mà xilanh cần thắng để có thể đi ra:

3,14.0,35 = 4.79 𝑚𝑚 Lấy tròn đường kính theo tiêu chuẩn Dmm

Chọn được xylanh theo nhà sản xuất với D = 10 mm và hành trình 100 mm

Khối lượng của bộ phận chiết rót: m1 = 225 g

Các kích thước cơ bản của xy lanh lực bao gồm đường kính trong của xy lanh, chiều dài hành trình pittong và đường kính cần pittong Để xác định các kích thước này, trước tiên cần tính toán tải trọng cực đại tác dụng lên pittong, bao gồm cả tải trọng tĩnh và tải trọng động Tải trọng động xuất hiện khi pittong tăng tốc hoặc giảm tốc và có thể được xác định bằng công thức cụ thể.

Trong chuyển động tịnh tiến, khối lượng của vật thể được ký hiệu là o m, trong khi gia tốc trước khi đạt vận tốc ổn định được ký hiệu là o a Để xác định đường kính của xy lanh lực, ta sử dụng công thức cụ thể.

Trong đó: o P = Pt+Pd o K: hệ số kể tới ảnh hưởng của tổn thất (1,3) o p : áp suất chất lỏng làm việc p = 0.35 N/cm 2

P = Pd + Pt =2,25 + 0,01125 = 2,26 N Lực ma sát giữa trục định hướng và tấm đỡ động cơ là:

Tính toán, thiết kế hệ thống điện

3.3.1 Tổng quát hệ thống điện

Hình 3.18 Tổng quát hệ thống điện

Hệ thống điện của máy dán nhãn, chiết rót và đóng nắp chai tự động được phân chia thành ba khối chính: khối cấp nguồn với các điện áp 5V, 12V và 24V; khối đầu vào bao gồm nút nhấn, các loại cảm biến và rơ le trung gian; và khối đầu ra với các thiết bị như driver step motor, step motor, xylanh, động cơ DC, van điện và rơ le trung gian.

3.3.2 Hệ thống điện đầu vào Đấu nối nút nhấn

Hệ thống được trang bị 4 nút nhấn trực tiếp trên tủ điện, tương ứng với 4 đầu vào PLC, bao gồm: Nút start để bắt đầu chạy hệ thống, nút stop để dừng hệ thống, nút reset để khởi động lại trạng thái ban đầu, và nút mode để chọn chế độ hoạt động cho hệ thống ở chế độ tự động hoặc thủ công.

Hình 3.19 Sơ đồ đấu nối nút nhấn với PLC s7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC Đấu nối cảm biến

Hệ thống sử dụng hai loại cảm biến chính: cảm biến tiệm cận để kiểm tra vị trí chai dầu tại các điểm yêu cầu và xác định vị trí cuối của hành trình của xylanh chiết rót và xylanh đóng nắp; và cảm biến lưu lượng để đo lưu lượng dầu chảy từ bồn chứa vào bình định mức, từ đó tính toán thời gian cần thiết để cung cấp đủ 1000ml dầu nhớt.

Yêu cầu đấu nối và chú thích cảm biến:

Các cảm biến tiệm cận cần đấu qua các rơ le trung gian để cấp tín hiệu so sánh 24V với PLC, chân chung GND được đấu chung với PLC

Cảm biến lưu lượng có 3 chân gồm: o Chân nối nguồn (đỏ) o Chân nối đất (xanh) o Chân cấp tín hiệu xung (vàng)

Bảng 3.5 Chú thích phần tử sơ đồ đấu nối cảm biến

CB_TC1 Cảm biến vị trí dán nhãn

CB_TC2 Cảm biến vị trí bơm 1

CB_TC3 Cảm biến vị trí bơm 2

CB_TC4 Cảm biến vị trí đóng nắp

CB_TC5 Cảm biến xilanh đóng nắp, điểm dưới

CB_TC6 Cảm biến xilanh chiết rót, điểm dưới

CB_LL1 Cảm biến lưu lượng ống 1

CB_LL2 Cảm biến lưu lượng ống 2

Hình 3.20 Đấu nối cảm biến tiệm cận với các rơ le trung gian

Hình 3.21 Đấu nối các tiếp điểm rơ le và cảm biến lưu lượng với PLC

3.3.3 Hệ thống điện đầu ra Đấu nối điện động cơ Đấu nối động cơ dán nhãn Động cơ dán nhãn sử dụng động cơ step motor do vậy cần 1 driver để điều khiển động cơ bước, trong hệ thống sử dụng driver DM542 Động cơ step có 4 dây cần đấu gồm: Đỏ, xanh, vàng và xanh lam Để cấp xung điều khiển cho động cơ bước cần có nguồn 5V để cấp cho nguồn đầu ra của PLC, do vậy cần cấp 5V cho chân 3L+ và chân 3M đấu nối GND chung

Khi cấp nguồn 5V cho đầu ra của PLC, tất cả các chân đầu ra của PLC cũng sẽ phát ra 5V Để điều khiển các thiết bị ngoại vi, cần sử dụng các rơ le trung gian để thực hiện điều khiển ở các phần tiếp theo.

Hình 3.22 Sơ đồ đấu nối động cơ bước với PLC s7-1200

Động cơ băng tải (DC1) và động cơ đóng nắp (DC2) hoạt động với nguồn điện một chiều 24V Để đảm bảo nguồn điện ổn định cho cả hai động cơ, rơ le trung gian 5V được sử dụng.

Hình 3.23 Sơ đồ đấu nối động cơ băng tải và chiết rót Đấu nối hệ thống đèn báo

Hệ thống đèn tín hiệu gồm 3 đèn: Đèn auto (lamp_auto), đèn manu (lamp_manu), đèn stop (lamp_stop)

Hình 3.24 Sơ đồ đấu nối hệ thống đèn báo 5V

48 Đấu nối điện xylanh và van điện từ

Hệ thống xylanh bao gồm 4 xylanh được điều khiển bởi 4 van điện từ, giúp điều chỉnh tín hiệu dòng khí nén Các van điện từ 2 chiều tác động đơn có lò xo tự hồi, hoạt động với điện áp 24V một chiều.

Các van ON/OFF đóng mở được điều khiển đồng thời 2 van một lúc

Van điện từ khí nén và van đóng mở điện đươc điều khiển thông qua rơ le trung gian 5V

Bảng 3.6 Chú thích sơ dồ đấu nối xylanh và van điện

XYLANH1 Điều khiển xylanh chiết rót

XYLANH2 Điều khiển xylanh đóng nắp

XYLANH3 Điều khiển xylanh chặn chiết rót

XYLANH4 Điều khiển xylanh chặn đóng nắp

VAN1 Đóng mở ống dầu 1 vị trí chiết 1

VAN2 Đóng mở ống dầu 2 vị trí chiết 2

Hình 3.25 Sơ đồ đấu nối mạch khí nén

Hình 3.26 Sơ đồ dấu nối điều khiển xylanh và đóng mở của van chiết

Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển

3.4.1 Thiết kế giao diện người dùng

Giao diện người dùng gồm 1 màn hình giám sát và 2 màn hình phụ:

Hình 3.27 Giao diện mở đầu

Hình 3.28 Giao diện vận hành và giám sát hệ thống

Hình 3.29 Giao diện hưỡng dẫn vận hành

3.4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển

Chu trình hoạt động hệ thống

Hình 3.30 Sơ đồ hoạt động điều khiển hệ thống

Mô tả hoạt động điều khiển của hệ thống

Hệ thống hoạt động với hai chế độ chính: chế độ điều khiển bằng tay (Manual) và chế độ tự động (Auto) Mỗi chế độ được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng trong những điều kiện khác nhau, mang lại hiệu quả vận hành tối ưu cho từng cách thức hoạt động.

Chế độ Manual được kích hoạt khi người dùng nhả nút Mode trên màn hình HMI hoặc nhấn từ tủ điện bên ngoài Trong chế độ này, người vận hành có thể điều khiển các cơ cấu chấp hành một cách thủ công thông qua hệ thống nút nhấn trên HMI.

Chế độ Auto được kích hoạt khi người dùng nhấn nút Mode trên màn hình HMI hoặc từ tủ điện bên ngoài Để khởi động chế độ Auto, cần nhấn nút start, đảm bảo xylanh chặn ở vị trí chiết rót và đóng nắp tiến ra, cũng như xylanh chiết rót và đóng nắp thu về Chai dầu rỗng sẽ được cấp vào đầu vị trí băng tải.

Quá trình làm việc của hệ thống chạy chế độ auto

Phát hiện phôi vị trí đầu vào, băng tải động cơ được bật

Quá trình dán nhãn bắt đầu với hệ thống kiểm tra xem chai dầu đã có nhãn sẵn sàng để dán hay chưa Nếu có nhãn, chai dầu sẽ được dán và sau đó được băng tải vận chuyển đến giai đoạn tiếp theo Ngược lại, nếu không có nhãn, động cơ step motor sẽ được kích hoạt, với số vòng quay được xác định theo độ dài của nhãn Khi nhãn được đưa đến vị trí dán, cảm biến sẽ xác nhận sự hiện diện của nhãn và động cơ step sẽ dừng lại.

Hình 3.31 Chai dầu và vị trí cảm biến

Quá trình chiết rót bắt đầu khi các chai dầu đã được dán nhãn thành công và được băng tải đưa đến vị trí chiết rót Khi cả hai cảm biến xác nhận sự hiện diện của chai dầu tại vị trí chiết rót, quá trình chiết rót sẽ được tiến hành.

Quá trình chiết rót dầu bắt đầu khi xylanh hạ ống chiết xuống và mở van 1_2, cho phép động cơ bơm dầu hoạt động Cảm biến lưu lượng theo dõi lượng dầu bơm vào bình, và khi đạt 450 xung, động cơ dừng lại, van 1_2 đóng lại, kết thúc quá trình Nếu sau 10 giây mà cảm biến không nhận tín hiệu, hệ thống cảnh báo hết dầu Sau khi đạt mức 1000 ml hoặc theo yêu cầu người dùng, xylanh nâng ống cấp dầu lên để các chai dầu chuyển đến vị trí tiếp theo Cuối cùng, xylanh chặn mở ra các chai đã chiết để chuẩn bị đón nắp, đảm bảo không có chai chưa chiết nào vào khu vực chiết rót cho đến khi xylanh chặn đóng lại.

Hình 3.32 Các van và cảm biến trên đường ống

Hình 3.33 Xylanh chặn đi vào sau khi chiết rót xong

Quá trình cấp nắp và đóng nắp cho chai dầu diễn ra tự động khi chai di chuyển trên băng tải Khi cảm biến phát hiện vị trí chai, xylanh chặn giữ chai cố định, trong khi động cơ đóng nắp hoạt động và xylanh đóng nắp thực hiện nhiệm vụ của mình.

Chuyển bộ phận đóng nắp xuống dưới cho đến khi đến vị trí cảm biến độ cao Sau 1 giây, xylanh sẽ đi lên và động cơ đóng nắp sẽ tắt Xylanh sau đó giữ chai dầu và đưa nó tới cuối băng tải, hoàn tất quá trình.

Bảng 3.7 Địa chỉ vào ra của hệ thống điều khiển PLC s7-1200

STT Tên Địa chỉ Chú thích

1 I_mode I0.0 Nút chọn chế độ

5 I_cb_dan_nhan I0.4 Cảm biến vị trí dán nhãn

6 I_cb_vt_bom_1 I0.5 Cảm biến vị trí bơm 1

7 I_cb_vt_bom_2 I0.6 Cảm biến vị trí bơm 2

8 I_cb_vt_dong_nap I0.7 Cảm biến vị trí đóng nắp

9 I_cb_xilanh_dong_nap I1.0 Cảm biến xilanh đóng nắp, điểm dưới

10 I_cb_xilanh_rot I1.1 Cảm biến xilanh chiết rót, điểm dưới

11 I_cb_luu_luong_1 I1.2 Cảm biến lưu lượng ống 1

12 I_cb_luu_luong_2 I1.3 Cảm biến lưu lượng ống 2

13 I_cb_phat_hien_chai I1.4 Cảm biến phát hiện chai đầu vào

14 Q_dc_dan_nhan1 Q0.0 Điều khiển động cơ dán nhãn

15 Q_dc_dan_nhan2 Q0.1 Điều hướng động cơ dán nhãn

16 Q_bangtai Q0.2 Động cơ băng tải

17 Q_dc_dong_nap Q0.3 Động cơ đóng nắp

18 Q_xilanh_rot Q0.4 Xylanh chiết rót

19 Q_xilanh_dong_nap Q0.5 Xylanh đóng nắp

20 Q_xilanh_chan_chiet_rot Q0.6 Xylanh chặn phần chiết rót

21 Q_xilanh_chan_dong_nap Q0.7 Xylanh chặn phần đóng nắp

23 Q_DC_1_2 Q1.1 Động cơ bơm dầu

24 Q_lamp_auto Q1.2 Đèn chế dộ auto

25 Q_lamp_manu Q1.3 Đèn chế độ manu

Lưu đồ thuật toán hệ thống

Hình 3.34 Lưu đồ thuật toán tổng quát quá trình điều khiển

Hình 3.35 Lưu đồ thuật toán quy trình dán nhãn

Hình 3.36 Lưu đồ thuật toán quá trình định lượng dầu

Hình 3.37 Lưu đồ thuật toán quá trình đóng nắp

Kết quả quá trình mô phỏng hệ thống

Kết quả thiết kế và mô phỏng hệ cơ khí

Hình 3.38 Thiết kế và mô phỏng hệ thống trên phần mềm Sloidwork

Hình 3.39 Bồn chứa dầu và mặt sau của hệ thống

Kết quả mô phỏng điều khiển

Hình 3.40 Chế độ điều khiển bằng tay khi chạy mô phỏng

Khi sử dụng chế độ điều khiển bằng tay, người dùng có thể can thiệp độc lập vào các thiết bị Như minh họa trong Hình 4.1, chế độ này cho phép kích hoạt xylanh 1, 2, 3, 4 và motor 1_2 để kiểm tra hoạt động mà không cần bật toàn bộ hệ thống Các thiết bị được điều khiển thông qua bảng điều khiển với các nút nhấn trên màn hình.

Hình 3.41 Chế độ chạy tự động của hệ thống

Người điều khiển có thể cài đặt các thông số của hệ thống trên màn hình, bao gồm số lượng sản phẩm và lượng dầu cần chiết Màn hình cũng hiển thị các thông số về lưu lượng dầu và lượng dầu đã được chiết.

Hình 3.42 Cảnh báo lỗi hết dầu khi trong bồn không còn dầu

Trong quá trình vận hành tự động, nếu các chai dầu di chuyển đến vị trí chiết mà bình chứa hết dầu, hệ thống sẽ tự động ngừng hoạt động và chuyển sang trạng thái cảnh báo cho người giám sát qua tín hiệu đèn cảnh báo.

Ngày đăng: 11/06/2022, 20:45

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Trịnh Chất - Lê Văn Tuyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Hà Nội: NXB giáo dục, 2014 Khác
[2] PGS Nguyễn Thanh Nam, PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT, Đại học Bách Khoa TP Hồ CHí Minh, 2011 Khác
[3] TS Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, HCM: Đại học quốc gia TPHCM, 2015 Khác
[4] GS.TS. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Khác
[5] Bùi Hải Triều, Hệ thống điều khiển khí nén và thủy lực, Hà Nội: Giáo dục, 2003 Khác
[6] Plctech, TÀI LIỆU PLC SIEMENS S7 1200, Hà Nội Khác
[7] Hoàng Minh Công, Giáo trình cảm biến công nghiệp, Nhà xuất bản xây dựng, 2011 Khác
[8] chetaomaytruongphat.com/cac-phuong-phap-chiet-rot-dung-dich/ Khác
[9] SIEMENS, s7-1200 programmable controller, SIEMENS Khác
[10] PGS.TS. Phạm Văn Hòa, Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA, Hà Nội: NXB đại học Bách KHoa Hà Nội Khác
[11] Nguyễn Minh Hải, Ứng dụng s7-1200 để điều khiển và giám sát lò đốt bã mĩa, 2017: Trường đại học SPKT TP HCM Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.3 Cơ cấu dán nhãn điển hình ngoài thực tế - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 2.3 Cơ cấu dán nhãn điển hình ngoài thực tế (Trang 16)
Hình 2.15 Sơ đồ đấu nối dây rơle 12V - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 2.15 Sơ đồ đấu nối dây rơle 12V (Trang 23)
Hình 2.17 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển PLC - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 2.17 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển PLC (Trang 25)
Hình 2.20 Sơ đồ hệ thống điều khiển khí nén - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 2.20 Sơ đồ hệ thống điều khiển khí nén (Trang 29)
Hình 3.4 Kết cấu bản vẽ 2D băng tải - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.4 Kết cấu bản vẽ 2D băng tải (Trang 32)
Hình 3.8 Cơ cấu dán nhãn 3D trên soidwork - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.8 Cơ cấu dán nhãn 3D trên soidwork (Trang 40)
Hình 3.7 Cơ cấu dán nhãn 2D - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.7 Cơ cấu dán nhãn 2D (Trang 40)
Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiết rót - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiết rót (Trang 46)
Hình 3.14 Vị trí bơm, cảm biến và bồn chứa dầu - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.14 Vị trí bơm, cảm biến và bồn chứa dầu (Trang 47)
Bảng 3.4 Yêu cầu kĩ thuật động cơ đóng nắp - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Bảng 3.4 Yêu cầu kĩ thuật động cơ đóng nắp (Trang 49)
Hình 3.17 Xylanh làm việc - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.17 Xylanh làm việc (Trang 52)
Hình 3.20 Đấu nối cảm biến tiệm cận với các rơle trung gian - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.20 Đấu nối cảm biến tiệm cận với các rơle trung gian (Trang 55)
Bảng 3.5 Chú thích phần tử sơ đồ đấu nối cảm biến - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Bảng 3.5 Chú thích phần tử sơ đồ đấu nối cảm biến (Trang 55)
Hình 3.22 Sơ đồ đấu nối động cơ bước với PLC s7-1200 - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.22 Sơ đồ đấu nối động cơ bước với PLC s7-1200 (Trang 56)
Hình 3.23 Sơ đồ đấu nối động cơ băng tải và chiết rót - HD4 nhữ quý thơ nghiên cứu thiết kế hệ thống dán nhãn chiết rót và đóng nắp cho chai dầu nhớt
Hình 3.23 Sơ đồ đấu nối động cơ băng tải và chiết rót (Trang 57)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w