Hệ thống trộn sơn và đóng thùng tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG TRỘN SƠN VÀ ĐÓNG THÙNG TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:Th.s NGUYỄN VẠN QUỐC Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: LỮ ĐÌNH TRƯƠNG 1711050138 17DTDA2 PHẠM HỒI NAM 1711050231 17DTDA2 NGUYỄN MINH THIỆN 1711050211 17DTDA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2021 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại Học Cơng Nghệ TPHCM nói chung, thầy Viện kỹ thuật Hutech nói riêng dạy dỗ cho chúng em kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp chúng em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình học tập Chúng em xin gửi lời tri ân biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Vạn Quốc người tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt trình làm luận án Cuối kinh nghiệm kiến thức hạn chế, khả tiếp thu vấn đề cịn giới hạn nên khơng thể trách sai sót, chúng em mong nhận quan tâm giúp đỡ thầy cô để đồ án đầy đủ hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG viii LỜI MỞ ĐẦU ix CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu hệ thống pha màu trộn sơn 1.1.1 Giới thiệu máy pha màu, trốn sơn bán tự động 1.1.2 Giới thiệu máy pha màu, trộn sơn tự động .2 1.1.3 Giới thiệu máy lắc sơn tự động: .5 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP 2.1 Giải pháp điều khiển bán tự động .7 2.2 Giải pháp điều khiển tự động CHƯƠNG 11 PHƯƠNG PHÁP GẢI QUYẾT .11 3.1 Lựa chọn giải pháp 11 3.1.1 Phân tích giải pháp hệ thống 11 3.2 Sơ đồ trình hệ thống: 12 iii SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 3.2.1 Quá trình cấp thùng (lon) 12 3.2.2 Quá trình pha màu theo tỷ lệ 13 3.2.3 Q trình đóng nắp .13 3.2.4 Quá trình lắc (trộn) sơn 13 3.2.5 Quá trình thành sản phẩm 13 3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 13 3.4 Sơ đồ khối hệ thống 15 3.5 Phương thức điều khiển hệ thống 16 3.6 Sơ sở lý thuyết thiết bị 16 3.6.1 Giới thiệu PLC PLC FX5U 32MT/ES .16 3.6.2 Băng tải 20 3.6.3 Giao thức kết nối Ethernet chuẩn kết nối Rs 485 23 3.6.4 Xylanh khí nén 27 CHƯƠNG 33 THIẾT KẾ MƠ HÌNH 33 4.1 Thiết kế phần khí .33 4.2 Thiết kế phần điện 35 4.2.1 Sơ đồ đấu nối phần input PLC 35 4.2.2 Sơ đồ đấu nối phần Out PLC 37 4.2.3 Sơ đồ đấu nối động bước với HBS86H .39 4.2.4 Sơ đồ đấu nối van điện từ động băng tải 40 4.3 Các yêu cầu đặt lập trình hoạt động điều khiển 40 4.4 Bảng địa I/O PLC 41 iv SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 4.4.2 Chương trình PLC 42 4.5 Lưu đồ giải thuật hệ thống 43 4.5.1 Lưu đồ tổng quan 43 4.5.2 Lưu đồ chế độ auto: .44 4.5.3 Lưu đồ chế độ Manual 45 4.6 Quy trình vận hành hệ thống: 46 4.6.1 Vận hành chế độ AUTO 46 4.6.2 Chế độ vận hành MANUAL 46 4.6.3 Chế độ vận hành quy trình 46 4.7 Thiết kế giao diện giám sát HMI 47 4.8 Tính tốn thiết bị: 48 4.9 Lựa chọn thiết bị 48 4.9.1 Linh kiện hệ thống 48 CHƯƠNG 73 THI CƠNG MƠ HÌNH .73 5.1 Giao diện HMI hệ thống: 73 5.1.1 Giao diện logo .73 5.1.2 Giao diện main menu: 74 5.1.3 Giao diện chế độ auto 75 5.1.4 Giao diện chế độ điều khiển tay 76 5.1.5 Giao diện bảng chọn tỷ lệ màu: 77 5.1.6 Giao diện báo lỗi: 78 CHƯƠNG 79 v SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KẾT LUẬN .79 6.1 Đánh giá kết 79 6.2 Những hạn chế 79 6.3 Những khó khăn 79 6.4 Những kinh nghiệm kiến thức rút .79 6.5 Hướng phát triển đề tài 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 82 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Máy pha màu bán tự động AT-20LN Hình1.2 Máy pha màu tự động SO-T600 Hình 1.3 Máy lắc sơn corob simple shake 30 Hình 2.1 Thùng trộn sơn máy trộn tay Hình 2.2 Thùng trộn máy trộn tự động Hình 2.3 Tự động trình sản xuất 10 Hình 3.1 Hình sơ đồ khối hệ thống 12 Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 15 Hình 3.3 So sánh ưu điểm hệ PLC so với kết nối cứng dùng relay timer (nguồn internet) 17 Hình 3.4 Một số ứng dụng PLC công nghiệp (nguồn internet) 17 Hình 3.5 Hình ảnh số loại băng tải (nguồn internet) 20 Hình 3.6 Ứng dụng băng tải phân loại hàng (nguồn internet) 21 Hình 3.7 Ứng dụng băng tải nhà máy sản xuất nước giải khát (nguồn internet) 22 Hình 3.8 Các thành phần băng tải (nguồn internet) 22 vi SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Hình 3.9 Cấu tạo Rs 485 25 Hình 3.10 Sơ đồ chân RS485 ( nguồn internet) 25 Hình 3.11 Sơ đồ chân RS 485 dây ( nguồn internet) 26 Hình 3.12 Hình ảnh máy nén khí (nguồn internet) 27 Hình 3.13 Các thành phần cấu tạo máy nén khí điển hình (nguồn internet) 28 Hình 3.14 van khí nén thực tế (nguồn internet) 29 Hình 3.15 Hình ảnh sơ đồ mơ cấu tạo xylanh tác động đơn 32 Hình 3.16 Hình ảnh sơ đồ mô cấu tạo xylanh tác động kép (nguồn internet) 32 Hình 4.1 Bảng vẽ phần cứng 34 Hình 4.2 Sơ đồ đấu nối Input PLC 36 Hình 4.3 Sơ đồ đấu nối Output PLC 38 Hình 4.4 Sơ đồ đấu nối động bước với HBS86H 39 Hình 4.5 Sơ đồ đấu nối van điện từ động băng tải 40 Hình 4.6 Cảm biến quang vật cản hồng ngoại Autonics BYD100-DDT 50 Hình 4.7 Van điện từ nước UNI-D UW15 51 Hình 4.8 Van điện từ khí nén SMC SY3140 5LZE 52 Hình 4.9 Van điện từ Airtac 4V210-08 53 Hình 4.10 Xylanh trịn PVN Pneumatic Equipment 54 Hình 4.11 Xy lanh kép SMC 12-CXSL10-30 55 Hình 4.12 Van hút chân khơng dùng khí nén SMC ZQ11O1U-K15L 56 Hình 4.13 Xylanh compact SMC CDQSB12-10DC 57 Hình 4.14 Bộ nguồn 24v dc 57 Hình 4.15 Relay kiếng chân 58 Hình 4.16 Động giảm tốc dc 58 Hình 4.17 Giác Hút Chân Khơng 59 Hình 4.18 Động bước 86HSE8.5N module 60 Hình 4.19 Module DRIVER HBS86H 63 Hình 4.20 PLC FX5U (nguồn internet) 63 Hình 4.21 Màng hình HMI PFXGP4601TAD (nguồn internet) 71 Hình 4.22 Cảm biến lưu lượng nước YF-S201 DN15 72 vii SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KẾT LUẬN 6.1 Đánh giá kết - Hiểu đặc điểm, cách thực chương trình điều khiển PLC, tập lệnh lập trình - Hệ thống hoạt động ổn định chế độ Auto Manual - Chương trình điều khiển PLC hoạt động ổn định, xác, có thể xử lý hầu hết lỗi có thể xảy - Sử dụng tốt phần mền GX works tạo lập giao diện điều khiển đơn giản đầy đủ dễ dàng vận hành - Hiểu cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động động bước driver điều khiển 6.2 Những hạn chế - Bộ phận cấp thùng cấp nắp chưa chứa nhiều thùng nắp - Chưa có khâu đóng dán nhãn - Chưa có khâu kiểm tra lượng sơn bể chứa 6.3 Những khó khăn - Thời gian thực đồ án không liên tục do dịch bệnh Covid-19 diễn biến phức tạp khó lường 6.4 Những kinh nghiệm kiến thức rút - Hiểu đặc điểm, cách thực chương trình điều khiển PLC, tập lệnh lập trình 79 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC - Sử dụng tốt phần mền GX Works3 tạo lập giao diện điều khiển đơn giản đầy đủ dễ dàng vận hành - Kinh nghiệm tính tốn lựa chọn thiết bị phù hợp cho dây chuyền sản xuất - Hiểu cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động động bước driver điều khiển 6.5 Hướng phát triển đề tài - Mở rộng dây chuyền để có thể pha loại sơn có dung tích lớn - Phát triển thêm khâu dán nhãn khắc nhãn, mã vạch, ngày sản xuất laser, khâu đóng thùng sản phẩm - Điều khiển giám sát hoạt động PLC từ xa thông qua Internet - Kết hợp biến tần điều khiển tốc độ băng tải, dừng xác - Kết hợp biến tần điều khiển ổn định lưu lượng dịng chảy để màu sơn xác 80 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Cảm biến quang Autonics BYD Series BYD100-DDT (baoanjsc.com.vn) Hệ Thống Trộn Sơn | Tải Code Lập Trình PLC - SCADA | LibCode.net Băng tải tự động - Logistic Intech (bangtai.net.vn) PLC FX5U Series Mitsubishi (hoplongtech.com) Tài liệu kĩ thuật PLC FX5U 32MT-ES 6.Tài liệu đồ án hệ thống trộn sơn thầy Trần Vi Đô Đại học SPKT Hệ thống mã màu - Max powder coatings Phương pháp pha màu in lụa (anphuprint.vn) Tài liệu khí Đại học Hutech 81 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC PHỤ LỤC Code PLC Data Name : 1_input 82 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 83 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 2_Output 84 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 85 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 3_Manual 86 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 4_Main_Program 87 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 88 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 89 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC 90 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 5_Filling_Chiet_Rot 91 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 8_High_Speed_Input 92 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN VẠN QUỐC Data Name : 9_Alarm_Reset 93 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM NGUYỄN MINH THIỆN ... Giới thiệu hệ thống pha màu trộn sơn Trên thị trường có nhiều máy pha sơn, trộn sơn với nhiều mẫu mã khác nhau, có loại phổ biến máy pha sơn, trộn sơn bán tự động máy pha sơn, trộn sơn tự động 1.1.1... bán tự động AT-20LN Hình1.2 Máy pha màu tự động SO-T600 Hình 1.3 Máy lắc sơn corob simple shake 30 Hình 2.1 Thùng trộn sơn máy trộn tay Hình 2.2 Thùng trộn máy trộn tự động. .. Giới thiệu hệ thống pha màu trộn sơn 1.1.1 Giới thiệu máy pha màu, trốn sơn bán tự động 1.1.2 Giới thiệu máy pha màu, trộn sơn tự động .2 1.1.3 Giới thiệu máy lắc sơn tự động: