Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp và đếm số lượng sản phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG PHA TRỘN, CHIẾT RÓT, ĐÓNG NẮP VÀ ĐẾM SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM Ngành Điện Điện Tử Chuyên ngành Điện Công Nghiệp Giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực hiện Hoàng Trung Hiếu MSSV 1711020284 Lớp 17DDCB1 Sinh viên thực hiện Mai Đỗ Đình Hoài MSSV 1711020126 Lớp 17DDCB1 Sinh viên thực hiện Bùi Ngọc Linh MSSV 1711020446 Lớp 17DDCB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG PHA TRỘN, CHIẾT RÓT, ĐÓNG NẮP VÀ ĐẾM SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM Ngành: Điện - Điện Tử Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực MSSV: 1711020284 Sinh viên thực MSSV: 1711020126 Sinh viên thực MSSV: 1711020446 : Hoàng Trung Hiếu Lớp: 17DDCB1 : Mai Đỗ Đình Hồi Lớp: 17DDCB1 : Bùi Ngọc Linh Lớp: 17DDCB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG PHA TRỘN, CHIẾT RÓT, ĐÓNG NẮP VÀ ĐẾM SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM Ngành: Điện - Điện Tử Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực MSSV: 1711020284 Sinh viên thực MSSV: 1711020126 Sinh viên thực MSSV: 1711020446 : Hoàng Trung Hiếu Lớp: 17DDCB1 : Mai Đỗ Đình Hồi Lớp: 17DDCB1 : Bùi Ngọc Linh Lớp: 17DDCB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Sau năm học môi trường đại học, đồ án tốt nghiệp môn học cuối đánh dấu kết thúc trình học tập rèn luyện kiến thức bản, đồng thời mở đường thực tế vào sống tương lai Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp chúng em thu thập, tổng hợp kiến thức học năm qua, qua rèn luyện khả tính tốn giải vấn đề thực tế Với tất lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân thầy cô trường, đặc biệt thầy cô Viện Kỹ Thuật trường Đại học Cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ em tài liệu tham khảo để em hồn thành tốt Báo cáo tốt nhiệp Và em xinh chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VẠN QUỐC nhiệt tình hướng dẫn chúng em việc lựa chọn đề tài nghiêm cứu, hướng tiếp cận giúp em chỉnh sửa thiếu sót q trình nghiêm cứu Trong q trình nghiêm cứu, khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy, Cơ bỏ qua giúp chúng em hoàn thiệng Đồng thời trình độ kỹ thuật, lý luận kinh nghiệm thực tiễn cịn hạn chế nên nên khó tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp từ phía Thầy, Cơ để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh ii GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MUC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MUC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH vi LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các khó khăn việc ứng dụng hệ thống tự động hóa .6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Tìm hiểu vấn đề .7 2.2 Tổng quan giải pháp 2.2.1 Hệ thống xả .9 2.2.2 Hệ thống trộn 10 2.2.3 Hệ thống rót 11 2.2.4 Hệ thống định lượng .12 2.2.5 Hệ thống điều khiển giám sát 13 2.2.6 Hệ thống đóng nắp 16 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT .17 3.1 Kết cấu hệ thống 17 3.2 Thảo luận chọn phương án .18 3.2.1 Các phương án 18 3.2.2 Các giải pháp phương án 19 3.2.3 Nghiên cứu, khắt phục cải tiến phương án 26 3.3 Thảo luận chọn phần mềm cho dự án 28 3.3.1 Hệ thống điều kiển 28 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh iii GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.2 Hệ thống giám sát 29 3.3.3 Hệ thống kết nối 32 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 33 4.1 Hệ thống chiết rót 34 4.1.1 Hệ thống khung .34 4.1.2 Mâm xoay .35 4.1.2 Hệ thống bơm .37 4.1.3 Cơ cấu đóng nắp tự động 39 4.1.4 Cơ cấu đóng vặn nắp chai 40 4.2 Hệ thống pha trộn 44 4.2.1 Hệ thống chứa .45 4.2.2 Thùng quay 46 4.3 Cơ cấu băng tải 47 4.4 Động Troy motor .52 4.5 Nút nhấn 56 4.6 CB 57 4.7 Biến Tần MITSUBISHI .58 4.8 Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại .60 4.9 Bộ Đếm Sản Phẩm Hiển Thị Trên LED Đoạn 61 4.10 PLC 63 CHƯƠNG 5: THI CÔNG 67 5.1 Mơ Hình Vật Lý 67 5.2 Mơ Hình Mơ Phỏng 69 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh iv GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT • PLC: (Programmable Logic Controller) Bộ điều khiển lập trình • GX3: GX Work • DC: Động chiều • AC: Động xoay chiều • V: Thể tích • M: Khối lượng • L: Chiều dài • RPM: (Round Per Minute) Số vịng quay phút SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh v GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1: Dây chuyền sản xuất nước ép trái tự động cơng ty Ifood Hình 2.1: Sơ đồ khối Hình 2.2: Một số loại bơm Hình 2.3: Bể khuấy trộn dùng cánh khấy chân vịt Hình 2.4: Hệ thống rót chân khơng Hình 2.5: Định lượng chiết rót theo thời gian Hình 2.6: Hệ thống điều khiển PLC Hình 2.7: Hệ thống điều khiển giám sát Hình 2.8: Cơ cấu đóng nắp chai Hình 3.1: PLC FX5U Hình 3.2: Ảnh thực tế bảng vẽ kỹ thuật van điện từ Hình 3.3: Cấu tạo thiết bị khuấy trộn dạng chân vịt Hình 3.4: Phần mềm GX Works3 Hình 3.5: Sơ đồ phân cấp mạng truyền thông trông công nghiệp Hình 4.1: Bảng vẽ hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lượng sản phẩm Hình 4.2: Khung hệ thống Hình 4.3: Mâm xoay mơ Hình 4.4: Động DC JGB37-550 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh vi GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.5: Động bơm nước DC 385 Hình 4.6: Bản vẽ cấu tạo chu trình đóng nắp Hình 4.7: Động giảm tốc JGB37 Hình 4.8: Xi lanh đơi TN16X40-S Hình 4.9: Bản vẽ hệ thống trộn Hình 4.10: Bồn chứa inox cơng nghiệp Hình 4.11: Sơ đồ hệ thống khuấy trộn Hình 4.12: Bản vẽ hệ thống băng tải Hình 4.13: Băng tải PVC Hình 4.14: Động Troy Hình 4.15: Thơng số kỹ thuật động Troy Hình 4.16: Thơng số bánh hộp giảm tốc động Hình 4.17: Kích thước động Troy Hình 4.18: Nút nhấn Hình 4.19: CB Hình 4.20: Biến tần Hình 4.21: Cảm biến vật cản Hình 4.22: Sơ đồ đấu nối đếm sản phẩm Hình 4.23: Sơ đồ hệ điều khiển logic dùng PLC Hình 4.24: Sơ đồ kết nối Hình 4.25: Sơ đồ nguồn điện hệ thống Hình 5.1: Gia cơng khung mơ hình SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh vii GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.2: khung mơ hình hồn thiện Hình 5.3: Dữ liệu Main Base hồn chỉnh Hình 5.4: Bảng Global Hình 5.5: Bảng Global Hình 5.6: Chương trình PLC GX3 Hình 5.7: Chương trình PLC GX3 Hình 5.8: Chương trình PLC GX3 Hình 5.9: Kết nối GX3 với MX OPC Configurator Hình 5.10: Mơ chạy LABVIEW 2017 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh viii GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU A Đặt vấn đề Trong nên cơng nghiệp ngày tự động hóa đóng vai trị vơ quan trọng Ngành tự động hóa với phát triển ngành kỹ thuật điện, điện tử, công nghệ thông tinh, ngành kỹ thuật điều khiển đạt nhiều tiến Tự động hóa giúp nân cao suất, chất lượng hạ giá thành sản phẩm, giảm thiểu sức lao động người môi trường khắc nghiệt, độc hại Đồng thời giúp hệ thống vận hành liên tục xác Chính mà ngày dây chuyền sản xuất tự động hóa ứng dụng hầu hết dây chuyền sản xuất nhà máy, xí nghiệp Vì Đảng Nhà nước ta xác định tự động hóa bốn hướng công nghệ cao cần ưu tiên phát triển Góp phần vào cơng phát triểng dòng, điều khiển trở nên nhỏ gọn tiện ích Trong khơng thể khơng kể đến dịng PLC tập đồn Mitsubishi đặc biệt PLC GX3, … với khả giám sát điều khiển thu thập liệu hệ thống mạnh mẽ Ngày nay, nhu cầu người tiêu dùng, ngành sản xuất đồ uống đóng chai phát triển mạnh mẽ Trong Việt Nam có dây chuyền sản xuất đại, đảm bảo vệ sinh Việc nhập ngoại dây chuyền sản xuất tốn Với lý kết hợp với yêu cầu đề tài giao “Nghiêm cứu, xây dựng mơ hình từ tốn thực tế có sử dụng PLC” Chúng em xin áp dụng vào đề tài “Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lương sảng phẩm” B Phương pháp nghiêm cứu Do chúng em chưa có kinh nghiệm chế tạo mơ hình thật nên gặp nhiều khó khăn việc thiết kế, chế tạo kết nối sản phẩm với PLC, GX3… SVTH: Hoàng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thống Phền mềm bao gồm hệ điều hành chương trình ứng dụng Hệ điều hành nhà sản xuất cung cấp cài sẵn nhớ cảu PLC Tính ưu việt PLC Việc sử dụng PLC thay điều khiển logic nối dây đem lại lợi ích Các điều khiển logic nối dây có đặc điểm chung phần tử logic phần tử vật lý Bộ điều khiển logic nối dây thực hàm điều khiển sơ đồ nối phần tử logic dây dẫn vật lý (dây dẫn điện, mạch in) nối cứng Vì hệ thực hàm điều khiển định Muốn thay đổi hàm điều khiển cần phải thay đổi cấu trúc hệ Tuy nhiên, ưu điểm điều khiển logic nối dây phù hợp với hệ đơn giản, phần tử cơng suất lớn Đặc điểm PLC phần tử logic định nghĩa chương trình thực hàm điều khiển chương trình Hình 4.23: Sơ đồ hệ điều khiển logic dùng PLC SVTH: Hoàng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 64 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong sơ đồ module vào module thiết bị kết nối với phần tử logic bên ngồi Chương trình điều khiển lưu giữ nhớ PLC thực lệnh chương trình để điều khiển thiết bị tương tự sơ đồ điều khiển kiểu nối dây Cấu trúc Thành phần PLC gồm có: khối xử lý trung tâm (CPU – Central Procesing Unit), module vào/ra, nguồn cung cấp (Power Supply Unit) thiết bị lập trình (Programming Device) Chương trình soạn thảo thiết bị lập trình nạp vào nhớ PLC Các module vào/ra cổng phép nối PLC với thiết bị bên (gọi thiết bị trường- Field Device) Các cổng vào/ có nhiệm vụ chuyển đổi thích ứng nguồn tín hiệu PLC Các module vào thiết bị nhận tín hiệu từ thiết bị vào, chuyển đổi thành liệu, ví dụ: phím bấm, cơng tắc hành trình, cảm biến, chuyển mạch Các module thiết bị ghép nối PLC với thiết bị ra, chuyển đổi liệu thành tín hiệu điều khiển cấu chấp hành, ví dụ: rơ le, van Đèn Hình 4.24: Sơ đồ kết nối SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 65 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.25: Sơ đồ nguồn điện hệ thống SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 66 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: THI CƠNG 5.1 Mơ Hình Vật Lý Hình 5.1: Gia cơng khung mơ hình SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 67 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.2: khung mơ hình hồn thiện SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 68 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Mơ Hình Mơ Phỏng Hình 5.3: Dữ liệu Main Base hồn chỉnh Hình 5.4: Bảng Global SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 69 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.5: Bảng Global SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 70 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.6: Chương trình PLC GX3 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 71 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.7: Chương trình PLC GX3 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 72 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.8: Chương trình PLC GX3 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hoài Bùi Ngọc Linh 73 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.9: Kết nối GX3 với MX OPC Configurator SVTH: Hoàng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 74 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.10: Mơ chạy LABVIEW 2017 SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hoài Bùi Ngọc Linh 75 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN Việt Nam nhóm nước có kinh tế phát triển, kinh tế Việt Nam gặp khơng khó khăn thách thức đường phát triển chuyển sang kinh tế thị trường Với phát triển chuyển biến không ngừng công nghiệp sản xuất Việt Nam Song song cạnh tranh khốc liệt từ doanh nghiệp nhà máy sản xuất, nhận thấy từ thách thức cạnh tranh doanh nghiệp cần phải lựa chọn cho phương án sản xuất kinh doanh tối ưu Chính chúng em muốn góp chút cơng sức nhỏ bé để doanh nghiệp có phương án kinh doanh tốt cho họ Thông qua đồ án tốt nghiệp với giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Vạn Quốc chúng em đạt số thành định q trình tìm hiểu hồn thiện đồ án tốt nghiệp Mơ hình “Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lương sản phẩm” đem lại cho doanh nghiệp tin tưởng ổn định lâu dài sản xuất Mơ hình có giá thành chi phí sản xuất thấp, dễ bảo trì hệ thống, suất làm việc hiệu quả, tuổi thọ độ xác cao, xảy rủi ro gây thiệt hại cho doanh nghiệp Có thể dễ dàng vận hành người lao động đồng thời thay dây chuyền sản xuất cũ dễ hỏng hóc chi phí vận hành cao, tạo lượng sản phẩm nhiều khoảng thời gian hoạt động so với dây chuyền sản xuất cũ Để phát triển hoạt động lâu dài mơ hình “Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lương sản phẩm” chúng em cần phải trau dồi kiến thức, cố gắng nỗ lực Bên cạnh với giúp đỡ thầy cô doanh nghiệp góp ý thay đổi sai sót mà trình thực đồ án tốt nghiệp mà chúng em mắc phải Khi mơ hình hồn thiện chúng em tìm mối liên hệ doanh nghiệp nhà máy sản xuất nêu đánh giá tích cực khách quan mơ hình để áp dụng cho doanh nghiệp Lời cuối em xin chân thành cảm ơn đến ThS Nguyễn Vạn Quốc hỗ trợ chúng em suốt SVTH: Hoàng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 76 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trình nghiên cứu phát triển mơ hình “Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lượng sản phẩm” SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 77 GVHD: ThS Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo sách Lê Ngọc Bích, SCADA truyền thơng cơng nghiệp, nhà xuất Dân Trí ThS Nguyễn Quý, Hệ thống cung cấp điện, ấn 2015 Tài liệu tham khảo Web https://plcmitsubishi.com/phan-mem-gx-work-3 https://ngocautomation.com/tai-phan-mem-mx-opc-server-6-10-mitsubishi https://www.ni.com/en-vn/support/downloads/software-products/download.labview https://www.mitsubishielectric.com/fa/vn_vi/dctlg/index.html https://tinyguu.com/tai-phan-mem-autocad-ban-mien-phi https://vi.wikipedia.org SVTH: Hồng Trung Hiếu Mai Đỗ Đình Hồi Bùi Ngọc Linh 78 ... Tổng quan giải pháp Hệ thống xả Hệ thống trộn Hệ thống rót Hệ thống đóng nắp Hệ thống định lượng Hệ thống điều khiển Mô hình pha trộn, chiết rót, đóng nắp đếm số lượng sản phẩm Hình 2.1: Sơ đồ... chuẩn yêu cầu hệ thống + Phương án 1: Hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp, đếm số lượng sản phẩm + Phương án 2: Hệ thống cho ăn định lượng thức ăn cho gia cầm + Phương án 3: Hệ thống pha trộn sơn... Thời gian xi lanh motor đóng nắp hoạt động tính tốn cụ thể theo nhu cầu, mong muốn hệ thống, hệ thống pha trộn, chiết rót, đóng nắp, đếm số lượng sản phẩm thời gian đóng nắp 3s 3.2.3 Nghiên cứu,