ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MÁY ĐÓNG GÓI HẠT GIỐNG TỰ ĐỘNG

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG MÁY ĐĨNG GĨI HẠT GIỐNG TỰ ĐỘNG Lớp học phần: DHCDT15A - 420300275103 Nhóm: 10 GVHD: Lê Ngọc Trân STT HỌ VÀ TÊN MSSV Nguyễn Thanh Tùng 19517781 Nguyễn Thanh Tài 19517811 Đồng Văn Duy Tình 19518041 TPHCM, ngày 04 tháng 06 năm 2022 CHỮ KÝ Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đà phát triển, khoa học kĩ thuật đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Việc áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động, thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trình làm việc Để tạo tảng tốt cho bước phát triển tương lai, cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kĩ thuật cách nghiêm túc từ trường đại học Đồ án thiết kế Hệ Thống Cơ Điện Tử môn học giúp sinh viên ngành Cơ điện tử có bước chập chững, làm quen với công việc thiết kế mà người kĩ sư điện tử gắn đời vào Học tốt mơn học giúp cho sinh viên mường tượng công việc tương lai, qua có cách nhìn đắn đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho sinh viên Khơng q trình thực đồ án thử thách thực kĩ mà sinh viên học từ năm trước hệ thông điện, kĩ sử dụng phần mềm: Autocad, Autocad Electriccal, TIA Portal… với kiến thức môn học tảng: Lập trình PLC, Hệ thống điện tử, Điện tử cơng suất… Trong q trình thực đồ án, chúng em nhận dẫn tận tình thầy Lê Ngọc Trân quý thầy cô khác Khoa Sự giúp đỡ thầy cô nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho chúng em đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả Do đồ án điện mà chúng em thực nên chắn mắc phải thiếu xót, sai lầm Em mong nhận góp ý chân thành từ phía thầy Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nhóm 10 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2021 Giáo viên hướng dẫn GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh Nợi dung LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết mục tiêu đề tài: 1.2 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài: 1.2.1 Ý nghĩa khoa học: 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn: 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Giới thiệu vấn đề nghiên cứu: 2.2 Định nghĩa máy đóng gói tự động: 2.3 Định nghĩa PLC: .4 2.4 Phần mềm TIA Portal: 2.5 Giới thiệu nghiên cứu nước: 2.6 Đưa vấn đề cho nghiên cứu tác giả: 2.6.1 Vấn đề: 2.6.2 Phương án: CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ: 10 3.1 Giới thiệu tổng quan hệ thống: 10 3.2 Lựa chọn phương án truyền động: 11 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 12 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh 4.1 Sơ đồ khối, sơ đồ mạch điện: 12 4.2 Các thành phần hệ thống điều khiển: 21 4.2.1 Tổng quan PLC S1200 1214C AC/DC/RLY: 21 4.2.2 Tổng quan module mở rộng SIMATIC S7-1200 SM 1223: 21 4.2.3 Tổng quan tín hiệu đầu vào PLC: 22 4.2.4 Tổng quan tín hiệu đầu PLC: 25 4.3 Lưu đồ giải thuật: 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂU CỦA ĐỀ TÀI 32 5.1 Kết đạt được: 32 5.2 Nhận xét đánh giá: 32 5.3 Hướng dẫn phát triển đề tài: 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 33 CODE chương trình: 34 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử GVHD: Lê Ngọc Trân ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết mục tiêu đề tài: Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, điện tử, tự động hóa việc ứng dụng cơng nghệ điện tử, tự đơng hóa vào dây chuyền sản xuất quan trọng Nó đóng vai trị tích cực phát triển ngành cơng nghiệp, tạo sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ, giảm bớt sức lao động người, suất lao động nhờ mà nâng cao, thúc đẩy phát triển nề kinh tế nói chung Việc áp dụng tự động hóa vào trình sản xuất nhờ chương trình phần mềm cài sẵn theo yêu cầu công nghệ sản xuất Để điều khuyển hoạt động dây chuyền sản xuất đó, người ta sử dụng kết hợp điều khuyển dùng vi mạch điện tử, điều khiển PLC máy tính điền khuyển Trong năm gần đây, điều khiển logic khả trình (PLC) sử dụng ngày rộng rãi công nghiệp giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa q trình sản xuất Cùng với phát triển cơng nghệ máy tính, điều khiển logic khả trình đạt ưu ứng dụng điều khiển cơng nghiệp, dễ dàng lập trình, nhanh chóng thay đổi chương trình điều khiển, độ tin cậy cao môi trường công nghiệp, cấu tạo nhỏ gọn giá thành thấp so với hệ thống điều khiển truyền thống dùng Rơle Vì vậy, việc học tâp nghiên cứu PLC hệ thống điều khiển nhu cầu cần thiết Sau thời gian tham khảo hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn nhóm chúng em nhận đề tài:"Thiết kế hệ thống đóng gói hạt giống tự động." Với mục đích nghiên cứu điều khiển PLC ứng dụng vào việc xây dựng hệ thống đóng gói hạt giống tự động 1.2 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài: 1.2.1 Ý nghĩa khoa học: Hiện với phát triển cơng nghệ việc sử dụng máy móc tự động việc đóng gói hạt giống đem lại hiệu quả, xuất cao so với sản xuất thủ GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh cơng Sử dụng điều khiển lập trình PLC máy đóng gói tự động đem lại hiệu ổn định từ giúp tăng suất lên gấp nhiều lần Tất công đoạn từ việc cân – đo – đong – đếm sản lượng thực tự động Và thực liên tục nên việc xảy sai sót kiểm sốt dễ dàng 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn: Việc tạo máy đóng gói hạt giống tự động thay cho việc đóng gói theo cách thủ công đem lại hiệu cao giảm thiểu sai sót xảy ra, tăng suất, thay đổi khối lượng hạt giống với tỉ lệ sát cao xo với việc đóng gói thủ cơng 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống đóng gói hạt giống tự động sử dụng lập trình PLC 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu:  Thiết kế cấu lựa chọn thiết bị khí máy  Thiết kế hệ thống điều khiển tay điều khiển tự động(bằng PLC)  Nghiên cứu, mô máy đóng gói hạt giống tự động 1.4 Phương pháp nghiên cứu:  Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị tham khảo dây chuyền hoạt động thực tế  Vẽ sơ đồ khối, lưu đồ giải thuật sơ đồ đấu dây hệ thống đóng gói sản phẩm  Viết chương trình điều khiển, giải thuật điều khiển cho PLC mơ quay trình WINCC GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử CHƯƠNG ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Giới thiệu vấn đề nghiên cứu: Nghiên cứu, thiết kế mơ máy đóng gói hạt giống tự động 2.2 Định nghĩa máy đóng gói tự động: Máy đóng gói hạt giống thiết bị chuyên dùng để đóng gói sản phẩm dạng hạt Máy vận hành hồn tồn tự động, giúp giải phóng tối đa sức lao động Thiết bị giúp sản phẩm đóng gói nhanh chóng, bảo quản cẩn thận Để đảm bảo tỷ lệ hao hụt sản phẩm giảm thiểu đến mức tối đa Máy đóng bao bì giúp doanh nghiệp hoạt động xuyên suốt trình sản xuất thay cho người Bất kỳ doanh nghiệp cần trang bị cho đơn vị loại máy Đó hữu ích sau:  Có thể thay người Loại mày biết đến giải pháp để thay sức lao động cho người Việc hồn thành cơng đoạn đóng bao, đóng gói mà người khơng thể thực máy thực cách nhanh chóng chuẩn xác Đồng thời đảm bảo suất hoạt động ngày Hơn nữa, với sức lao động người hoạt động có giới hạn khoảng từ 8-12 tiếng/ ngày Trong máy lại hoạt động liên tục suốt trình sản xuất  Đảm bảo suất Với chế hoạt động liên tục vậy, máy đóng gói 25 túi/1 phút, đạt gấp lần so với phương pháp thủ cơng Ngồi ra, hầu hết máy trang bị cân định lượng, xác định khối lượng nguyên liệu xác Khi hồn thành nhiệm vụ đóng gói, hệ thống tự động chuyển hàng vị trí sang vị trí khác nhanh chóng tiết kiệm thời gian GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh  Ứng dụng nhiều loại sản phẩm Máy đóng gói khơng hạn chế loại sản phẩm nhờ cấu tạo linh hoạt, cấu trúc đơn giản kết hợp với thiết bị đại Nhờ mà ứng dụng rộng rãi tất quy trình đóng bao vật liệu dạng hạt như: hạt điều, hạt cà phê, hạt đỗ đen,  Bảo quản tốt sản phẩm hàng hóa Một lợi ích khơng thể khơng nhắc đến bảo quản tốt sản phẩm Việc đóng gói chắn bền bỉ từ máy đóng bao dạng hạt giúp cho sản phẩm bảo quản cách tốt không bị hư hỏng để thời gian dài khơng bị nhiều tác động từ mơi trường  Thuận lợi cho q trình vận chuyển Trong sản xuất, việc vận chuyển sản phẩm điều tất yếu Các sản phẩm phải phân phối khắp nơi việc đóng gói giúp hàng hóa vận chuyển cách dễ dàng hạn chế rủi ro 2.3 Định nghĩa PLC: PLC (viết tắt Programmable Logic Controller) thiết bị cho phép lập trình thực thuật tốn điều khiển logic Bộ lập trình PLC nhận tác động kiện bên ngồi thơng qua ngõ vào (input) thực hoạt động thông qua ngõ (output) PLC hoạt động theo phương thức quét trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi từ ngõ vào, dựa theo logic chương trình ngõ tương ứng thay đổi Ngơn ngữ lập trình PLC phổ biến Ladder, Step Ladder Tuy nhiên, hãng sản xuất có ngơn ngữ lập trình riêng Các hãng sản xuất PLC phổ biến gồm: Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta… Nguyên lí hoạt động: PLC nhận thông tin từ cảm biến kết nối thiết bị đầu vào, xử lý liệu kích hoạt đầu dựa tham số lập trình sẵn GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh 38 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 39 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 40 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 41 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh ERROR SIMULATION [FC6] MANUAL MODE [FC3] 42 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 43 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh OUTPUT (FC2) 44 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 45 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh READ-ANALOG (FC1) 46 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh 47 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh RUN-MISULATION (FC5) 48 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 49 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh 50 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh DATA BLOCK 51 GVHD: Lê Ngọc Trân Đồ án Thiết kế hệ thống Cơ điện tử ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh 52 GVHD: Lê Ngọc Trân