“Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền chiết rót trong nhà máy sữa tươi bằng arduino và mô phỏng qua Proteus có file mô phỏng cuối bài hoặc pm sdt : 0799008541

LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết sự phái triển của khoa học kỹ thuật qua từng thời kì lịch sử, nó đã có những ảnh hưởng không nhỏ để thúc đẩy nên kinh tế phát triển, cụ thể là trong các ngành sản xuất công nghiệp hiện đại Có thể nói rằng sự phát triển của Công nghệ điện tử tin học, được coi là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí Trên thế giới hiện nay người ta đã.

LỜI NÓI ĐẦU Như biết phái triển khoa học kỹ thuật qua thời kì lịch sử, có ảnh hưởng khơng nhỏ để thúc đẩy nên kinh tế phát triển, cụ thể ngành sản xuất công nghiệp đại Có thể nói phát triển Cơng nghệ điện tử - tin học, coi cách mạng cơng nghệ tồn giới Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kĩ thuật vi xử lí Trên giới người ta sản xuất thiết bị lập trình Đó thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt PLC PLC coi ứng dụng điển hình mạch vi xử lí So với q trình điều khiển mạch điện tử thơng thường PLC có nhiều ưu điểm hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn thời gian lắp đặt cơng trình, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, ứng dụng điều khiển phạm vi rộng, độ tin cậy cao Sự đời thiết bị điều khiển làm thay đổi suất lao động chất lượng sản phẩm rõ rệt Vì việc cải tiến phát triển thiết bị điều khiển quan tâm, để đáp ứng yêu cầu thay người môi trường độc hại, yêu cầu công nghệ địi hỏi xác tuyệt đối Trong q trình học tập làm việc trường, tìm hiểu điều khiển, em giao đề tài đồ án môn học với nội dung: “Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền chiết rót nhà máy sữa tươi” Bản đồ án hoàn thành với hướng dẫn trực tiếp nhiệt tình giáo Ngô Thị Lê với thầy cô giáo giúp đỡ em nhiệt tình, với nỗ lực thân Em hoàn thành đề tài giao Do hạn chế thời gian kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Tp.Vinh, ngày…tháng … năm 2022 Sinh viên thực CHƯƠNG : TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ 1.1 Đặt vấn đề 1.1.1 Sơ lược hệ thống chiết rót, đóng nắp Hệ thống chiết rót, dập nắp dây chuyền lắp đặt, thiết kế đại, đạt tiêu chuẩn cao đảm bảo dây chuyền hoạt động ổn định nâng cao hiệu sản xuất Thiết bị điều khiển PLC cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển thơng qua ngơn ngữ lập trình sẵn tạo điều kiện cơng tác quản lý sản xuất tiết kiệm nhân công Dây chuyền kết hợp khâu dán nhãn, định mức, chiết rót, đóng nắp, đóng thùng bán tự động Mỗi khâu máy ghép với thành dây chuyền Công nhân tham gia vào số cơng đoạn xếp chai băng truyền, đóng thùng vận hành máy thông qua giao diện Các máy có chế độ hoạt động auto / manual giúp người sử dụng kiểm tra hoạt động chức 1.2 Yêu cầu công nghệ 1.2.1 Máy chiết rót Hiện có nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng có cách chiết rót khác như: chất lỏng đặc, nước có gaz,nước khơng gaz Định lượng sản phẩm lỏng chiết thể tích định sản phẩm lỏng rót vào chai, bình, lọ, v.v Định lượng sản phẩm lỏng máy sử dụng rộng rãi nhiều ngành sản xuất thực phẩm Khi định lượng máy cải thiện điều kiện vệ sinh, đảm bảo suất cao định lượng sản phẩm cách xác Hiện với cơng nghệ đại, nhiều quy trình cơng nghiệp tự động hóa Trong dây chuyền chiết rót đóng nút chai tự động hệ thống sử dụng phổ biến rộng rãi Một hệ thống sản xuất chất lỏng đóng chai thường phân chia thành nhiều khâu nối tiếp Một quy trình khép kín mơ tả sau: Hình 1.2 Máy chiết rót tự động Từ khâu cấp chai, chai đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai cho qua hệ thống rửa Chai dùng hệ thống đóng chai thường chai thành phẩm, nên thường khâu qua súc rửa để làm bụi Sau rửa sạch, chai băng tải đưa đến hệ thống rót liệu, tới vị trí rót, để đảm bảo bố trí cấu khí để kẹp giữ chai Tại đây, chất lỏng chiết vào chai theo phương pháp khác nhau, chiết đẳng áp, chiết đẳng tích, chiết định lượng…Khi chiết xong, chai băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút đóng nắp Khâu đóng nút( nắp) bao gồm cấu cấp phơi đóng nút( nắp) Cơ cấu đóng xi lanh khí nén (với nút dập) motor (với nút vặn) Sau đóng nút (nắp) xong, khâu dán nhãn Cơ cấu bơi kéo dính gắn băng tải bố trí tiếp tuyến cho tì vào mặt chai, ngồi chuyển động thẳng băng tải, chai chuyển động quay tròn lực tì cấu bơi keo Tương tự với cấu cấp nhãn, chai sau bôi keo, quay tròn, băng giấy nhãn vòng quanh chai Khâu cuối khâu kiểm tra đóng gói sản phẩm Khâu kiểm tra bao gồm loạt cảm biến để kiểm tra chất lƣợng sản phẩm (đủ định mức, đóng nút, dán nhãn đạt yêu cầu…) sau kiểm tra qua cấu phân loại, tay gạt loại bỏ chai sang băng tải khác Các chai đạt tiêu chuẩn qua khâu đóng gói, chai xếp thành khối nhờ tay máy gạt nâng hạ Như tồn quy trình cơng nghệ chiết rót, đóng nút chai tự động hóa hoàn toàn, với đầu vào nguyên liệu chai rỗng, đầu sản phẩm đem bán trực tiếp Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có: Định lượng bình định mức : chất lỏng định lượng xác nhờ bình định mức trước rót vào chai  Định lượng chiết tới mức cố định: chất lỏng chiết tới mức cố định chai cách chiết đầy, sau lấy khối thể tích bù trừ khỏi chai; mức lỏng chai sụt xuống khoảng thể tích chai có hay khơng Ngồi cịn sử dụng ống thơng hơi, chất lỏng chiết tới ngập miệng ống thơng dừng lại Phương pháp có độ xác khơng cao, tuỳ thuộc độ đồng chai  Định lượng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chai khoảng thời gian xác định, xem thể tích chất lỏng chảy không đổi phương pháp áp dụng cho sản phẩm có giá trị thấp, khơng u cầu độ xác định lượng Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có :  Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào chai độ chênh lệch độ cao thủy tĩnh Tốc độ chảy chậm nên thích hợp với chất lỏng nhớt  Phương pháp rót chân khơng: Nối chai với hệ thống hút chân không, chất lỏng chảy vào chai chênh áp thùng chứa áp suất chai Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường áp dụng phương pháp bù trừ chiết đầy chai  Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp áp dụng cho có gas bia, nước Trong rót, áp suất chai lớn áp suất khí nhằm tránh khơng cho ga (khí CO2) khỏi chất lỏng Với phương pháp rót đẳng áp thơng thường, người ta nạp khí CO2 vào chai áp suất chai áp suất bình chứa, sau cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào chai nhờ chênh lệch độ cao Máy định mức, chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cấu rót, cấu rót bố trí chiết cho chai Các cấu rót bố trí thẳng hàng, làm việc lúc (máy chiết có cấu chiết thẳng) bố trí bàn quay, làm việc (máy chiết bàn quay) hình bên dưới: Hình 1.3 Máy chiết rót bàn quay 1.2.2 Máy đóng nắp chai Máy đóng nắp chai ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất đồ uống, thực phẩm, mỹ phẩm hóa chất cơng nghiệp Máy có tác dụng đóng bao kín loại chai thủy tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, khơng rị rỉ chất lỏng Nắp chai dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời xếp chiều, chai nước đưa vào vị trí dập nắp cố định để hệ thống dập nắp hoạt động Sau dập nắp chai đưa tới phận vặn nắp để chắn tất nắp phải đóng kín Hình 1.4 : Máy đóng nắp chiết rót tích hợp 1.2.3 u cầu chung hệ thống - Tốc độ sản xuất sản phẩm dây chuyền phải nhanh - Giá nhân công làm sản phẩm phải hạ - Chất lượng cao phế phẩm - Thời gian chết máy móc khơng có - Máy móc sản xuất giá rẻ - Vốn đầu tư phù hợp - Chi phí vận hành thấp 1.3 Các thiết bị có hệ thống 1.3.1 Động băng tải Động băng tải chế hay máy có khả vận chuyển tải đơn, chẳng hạn hộp, túi, thùng carton, hay số lượng lớn vật liệu, chẳng hạn đất, bột, hóa chất, thực phẩm,… từ điểm A di chuyển đến điểm B Hay nói cách khác, băng tải thiết bị có chức chuyển tải với đặc tính kinh tế cao số nhiều ứng dụng vận chuyển hàng hóa hay nguyên vật liệu sản xuất cho dù khoảng cách b) Cấu tạo động giảm tốc Motor giảm tốc cấu tạo từ phần là: Động điện hộp giảm tốc Động điện : Động điện thiết bị sử dụng điện chuyển hóa thành để vận hành máy móc thiết bị Thiết bị gồm có loại động điện xoay chiều pha động điện xoay chiều pha Động điện thiết bị sử dụng điện chuyển hóa thành để vận hành máy móc thiết bị Thiết bị gồm có loại động điện xoay chiều pha động điện xoay chiều pha Hộp giảm tốc Hộp giảm tốc phận có chứa truyền động sử dụng bánh răng, trục vít,… Nó có nhiệm vụ làm giảm tốc độ vòng quay Hộp cấu truyền động ăn khớp trực tiếp với tỷ số truyền không thay đổi Hộp giảm tốc sử dụng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn Đồng thời, phận trung gian động điện máy cơng tác Hình 1.5 : Cấu tạo động giảm tốc c) Nguyên lý hoạt động motor giảm tốc Khi rulo chủ động quay làm cho dây băng tải chuyển động nhờ lực ma sát rulô với dây băng băng tải Để tạo lực ma sát phần rulo dây băng tải dây băng tải gầu lúc bị trùng cần điều chỉnh rulo bị động dây băng tải căng Từ đó, tạo lực ma sát dây băng tải rulo nhằm chủ động lực ma sát dây băng tải rulo làm cho băng tải xuất chuyển động tịnh tiến Khi vật liệu rơi xuống bề mặt dây băng tải, lúc di chuyển đến vị trí khác nhờ vào chuyển động băng tải Để tránh tình trạng băng tải bị võng xuống tải nặng, người ta sử dụng lăn đặt phía bề mặt băng tải Đồng thời, điều làm giảm phần lực ma sát đường băng tải Một vấn đề quan trọng dây băng tải phải có hệ số giãn dây thấp vận chuyển nhiều thời gian ngắn Hình 1.6 : Sơ đồ mạch động lực cho động 1.3.2 Băng tải Băng tải thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, xưởng luyện kim dùng để vận chuyển linh kiện điện tử lắp ráp xe cộ bưu điện Trên kho bãi dùng để vận chuyển loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt số sản phẩm khác Trong số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hồn thành chưa hồn thành cơng đoạn, phân xưởng, đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng Ưu điểm băng tải : Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn Cấu tạo chung băng tải : Hình 1.7: Cấu tạo chung băng chuyền – Khung băng tải: thường làm nhơm định hình, thép sơn tĩnh điện inox – Băng tải: Thường dây băng tải cao su lõi bố PE, lõi thép, băng tải nhựa PVC với quy cách khác – Động cơ: Có loại động giảm tốc công suất 0.2KW, 0.4KW, 0.75KW, 1.5KW, 2.2KW – Bộ điều khiển: Thường gồm biến tần, sensor, timer, PLC… – Cơ cấu truyền động: Rulo kéo, lăn đỡ, nhơng xích… – Hệ thống bàn thao tác: thường gỗ, thép inox mặt có dán thảm cao su chống tĩnh điện – Hệ thống đường khí nén đường điện – Hệ thống điện chiếu sáng Các loại băng tải thị trường - Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn suất băng tải loại đạt 1,5 tấn/h tốc độ chuyển động 0,2m/s Chiều dài băng tải không hạn chế phạm vi kéo 10kN - Băng tải xoắn vít: có kiểu cấu tạo: + Băng tải buồng xoắn: Băng tải buồng xoắn dùng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt tấn/h với chiều dài 80cm + Băng tải buồng xoắn: có buồng xoắn song song với nhau, có chiều xoắn phải, có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào buồng xoắn thực nhờ tốc độ phân phối chuyển động Cả loại băng tải buồng xoắn đặt máng thép xi măng Lựa chọn loại băng tải: Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại lựa chọn số loại băng tải sau: Tuy nhiên chọn loại băng tải nên quan tâm đến trạng thái mục đích sử dụng theo bảng sau: Bảng 1.1: Mục đích sử dụng loại băng tải Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng Băng tải dây đai < 50 kg Vận chuyển chi tiết nguyên công vận chuyển thùng chứa gia công lắp ráp Băng tải 25 ÷ 125 kg Vận chuyển chi tiết vệ tinh gia công chuẩn bị phôi lắp ráp Băng tải đẩy 50 ÷ 250 kg Vận chuyển chi tiết lớn phận khoảng cách >50m Băng tải lăn 30 ÷ 500 kg Vận chuyển chi tiết vệ tinh nguyên công với khoảng cách động băng tải hoạt động Nhấn nút tác động vào cảm biến hệ thống băng tải dừng hoạt động động chiết rót hoạt động Sau chiết rót xong băng tải tiếp tục hoạt động sau tác động vào cảm biến đóng nắp hệ thống băng tải ngừng thiết bị đóng nắp hoạt động Hồn thành đóng nắp băng tải tiếp tục hoạt động đến bước cuối đóng thừng, tác động vào cảm biến đóng thùng hình LCD báo số lượng +1 KẾT LUẬN Trên toàn nội dung đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền chiết rót nhà máy sữa tươi” Trong thời gian vừa qua với nỗ lực thân hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn đến em hoàn thành đề tài giao qua em tìm hiểu nhiều kiến thức hữu ích: - Tìm hiểu cấu tạo, ngun lý cơng dụng hệ thống chiết rót đóng nắp chai - Tìm hiểu thêm arduino cách viết chương trình - Sử dụng thành thạo phần mềm lập trình arduino mô proteus Mặc dù em cố gắng trình độ kiến thức cịn hạn chế nên tiểu luận không tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy bạn đóng góp ý kiến đề đồ án hoàn thiện giúp em củng cố kiến thức Em xin chân thành cảm ơn cô Ngô Thị Lê thầy cô khoa giúp em thời gian vừa qua để em hồn thành đề tài đồ án mơn học giao thời hạn quy định ... bước cuối đóng thừng, tác động vào cảm biến đóng thùng hình LCD báo số lượng +1 KẾT LUẬN Trên toàn nội dung đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền chiết rót nhà máy sữa tươi? ?? Trong. .. cấu rót bố trí thẳng hàng, làm việc lúc (máy chiết có cấu chiết thẳng) bố trí bàn quay, làm việc (máy chiết bàn quay) hình bên dưới: Hình 1.3 Máy chiết rót bàn quay 1.2.2 Máy đóng nắp chai Máy. .. Thiết kế giao diện mô B1 : Vào thư viện proteus kéo thiết bị arduino uno r3 B2 : Lấy nút bấm điều khiển B3 : Lấy cổng truyền liệu sang máy tính B4 : Sử dụng điều khiển động băng tải B5 : Sử dụng