Tự động hóa quá trình công nghệ đề tài nghiên cứu quy trình tự động hóa quá trình công nghệ dây chuyền cấp phôi đóng nắp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ o0o MÔN INE211 TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Đề tài NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ DÂY CHU[.]

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ -o0o - MƠN: INE211 TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH CƠNG NGHỆ Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH CƠNG NGHỆ DÂY CHUYỀN CẤP PHƠI ĐĨNG NẮP T.VIÊN: NGUYỄN QUANG VINH PS19964 NGUYỄN TIẾN ĐẠT PS19119 NGUYỄN TƯỜNG DUY PS18599 VƯƠNG QUANG NHỰT PS19490 PHAN MINH ĐĂNG PS19375 TRẦN QUANG KHƯƠNG PS16109 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA LỚP: AC17201 Tp Hờ Chí Minh – 02/2023 LỜI MỞ ĐẦU Quy trình sản xuất tự động trình thực dựa trình tự định để tạo sản phẩm có giá trị thị trường Hoạt động có kết hợp máy móc sản xuất tự động với hình thành nên quy trình định để sản xuất sản phẩm Dựa vào nhu cầu doanh nghiệp mà quy trình sản xuất khác dựa theo số lượng sản phẩm cần sản xuất Đặc biệt nhà máy sản xuất đồ hộp cá hộp, bò hộp nhu cầu sử dụng quy trình sản xuất tự động ngày tăng cao số lượng sản phẩm tiêu thụ lớn Để đáp ứng nhu cầu khách hàng, nhiều nơi thiết kế lắp đặt dây chuyền sản xuất tự động nhằm tăng suất sản suất đảm bảo chất lượng sản phẩm tạo Chúng thường bao gồm khâu nhỏ lẻ kết hợp với như: khâu phân loại lựa chọn nguyên liệu, khâu làm sạch, khâu xử lý nguyên liệu học, khâu xử lý nhiệt, khâu trùng làm nguội, khâu bảo ơn khâu dán nhãn đóng hộp Tất khâu kết hợp với tạo sản phẩm theo quy trình định liên tục Trong đó, khâu quy trình hoạt động để chế biến sản phẩm Bên cạnh đó, quy trình đóng nắp tự động thường sử dụng nhà máy sản xuất lớn nhỏ cơng đoạn tốn sức người phải liên tục đóng nắp cho hộp sản phẩm chế biến Nhận thấy tầm quan trọng đó, nhóm chúng em với hướng dẫn thầy NGUYỄN VĂN NGA thực Assignment mơn học Tự động hóa q trình cơng nghệ với đề tài: “Nghiên cứu quy trình tự động hóa q trình cơng nghệ dây chuyền cấp phơi đóng nắp” LỜI CẢM ƠN Để hồn thành assignment này, ngồi nỗ lực nhóm cịn có giúp đỡ giáo viên hướng dẫn, thầy cô môn, bạn bè người thân Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy NGUYỄN VĂN NGA tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em việc giải khó khăn, vướng mắc suốt trình thực assignment nhóm Bên cạnh đó, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô tận tình giảng dạy kiến thức kinh nghiệm sống cho chúng em, cho chúng em hành trang vững trước bước vào chặn đường Nhóm em xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng FPT Polytechnic Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho chúng em học tập, trang bị cho chúng em kiến thức cần thiết để tìm cơng việc phù hợp sau Trong q trình thực đề tài sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận góp ý từ giảng viên bạn Nhóm thực đề tài MỤC LỤC PHẦN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm Tự động hóa 1.2 Quá trình sản xuất 1.3 Q trình cơng nghệ 1.4 Hệ thống tự động hóa 1.4.1 Cảm biến .4 1.4.2 Hệ thống tính toán, điều khiển 1.4.3 Cơ cấu chấp hành PHẦN TỔNG QUAN HỆ THỐNG .8 2.1 Quy trình đóng nắp tự động .8 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Các chức thông báo 2.2 Sơ đồ hệ thống 10 2.3 Sơ đồ đấu nối điện 10 2.4 Sơ đồ đấu nối khí .13 2.4.1 Trạm .13 2.4.2 Trạm .14 PHẦN PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 15 3.1 Quy trình đẩy phôi 15 3.2 Quy trình đóng nắp 16 PHẦN KẾT LUẬN 17 4.1 Kết đạt 17 4.2 Phương hướng phát triển 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 PHẦN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm Tự động hóa Có nhiều định nghĩa khác Tự động hóa Tuy nhiên, chất Tự động hóa ứng dụng công nghệ để sản xuất, cung cấp hàng hóa dịch vụ với can thiệp tối thiểu người nhằm tối ưu hóa chi phí mà mang lại hiệu cao Ta hiểu sau, Tự động hóa ứng dụng công cụ, thiết bị máy điều khiển Những phương tiện kỹ thuật cho phép thực q trình cơng nghệ theo chương trình lập trình sẵn, phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn cho cho trước mà không cần tham gia trực tiếp người 1.2 Quá trình sản xuất Quá trình tập hợp bước, nhiệm vụ hành động thực theo thứ tự cụ thể dẫn đến kết cuối Có thể hiểu q trình việc sử dụng nguyên liệu đầu vào để biến thành sản phẩm đầu mà người thực trình mong muốn Quy trình phương pháp cụ thể để thực q trình hay cơng việc Một quy trình kiểm sốt nhiều q trình ngược lại, q trình kiểm sốt nhiều quy trình Như vậy, q trình sản xuất trình sử dụng lượng (điện, cơ, hóa, từ trường,…) kết hợp với sở vật chất (máy móc, thiết bị, nhà xưởng, ) tác động lên nguyên liệu để tạo thành sản phẩm 1.3 Quá trình công nghệ Công nghệ phát minh, thay đổi cải thiện cơng cụ, máy móc, kỹ thuật, kỹ nghề nghiệp, hệ thống phương pháp tổ chức nhằm giải vấn đề, giúp cải tiến giải pháp tồn để đạt mục đích hay thực GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG chức cụ thể Cơng nghệ tập hợp công cụ gồm máy móc, xếp hay quy trình Tại thời điểm, công nghệ tương ứng với công cụ khác Q trình cơng nghệ bao gồm giai đoạn phương thức tác động lên trình sản xuất giai đoạn để tạo nên sản phẩm Tóm lại, q trình cơng nghệ cách thức tạo nên sản phẩm Nó trực tiếp làm thay đổi trạng thái tính chất đới tượng sản xuất Thay đổi trạng thái tính chất bao gồm: thay đổi hình dáng, kích thước, độ xác gia cơng, chất lượng bề mặt, tính chất lí, vị trí tương quan bề mặt chi tiết,… Người ta thường phân loại q trình cơng nghệ tùy theo chức nhiệm vụ như: q trình công nghệ cắt gọt, tạo phôi, kiểm tra, lắp ráp,… 1.4 Hệ thống tự động hóa Hệ thống tự động hóa hay hệ thống điều khiển tự động hệ thống sử dụng công nghệ để điều khiển loại thiết bị, máy móc khác mà khơng cần tác động trực tiếp người Hệ thống tự động hóa bao gồm thành phần chính: – Cảm biến – Hệ thống tính tốn, điều khiển – Cơ cấu chấp hành Phần quan trọng phần hệ thống tính tốn, điều khiển Nó chia thành hai loại: – Điều khiển vòng kín (phản hồi) – Điều khiển vịng hở GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 1.4.1 Cảm biến Cảm biến thiết bị tiếp nhận thông tin diễn biến môi trường diễn biến đại lượng vật lý hệ thống Cảm biến có vai trị quan trọng hệ thống điều khiển tự động: – Là thiết bị có khả cảm nhận tín hiệu điều khiển vào, – Có vai trị đo đạc giá trị – Giới hạn cảm nhận với đại lượng vật lý cần đo Đối với người sử dụng, việc nắm nguyên lý, cấu tạo đặc tính cảm biến điều kiện tiên để đảm bảo vận hành tốt hệ thống tự động Có nhiều cách để phân loại cảm biến: – Theo đối tượng phát phản hồi: cảm biến khí gas, nhiệt độ, kim loại, … – Theo nguồn lượng dùng cho phép biến đổi: cảm biến chủ động,cảm biến bị động – Theo nguyên lý hoạt động: cảm biến điện trở, điện dung, điện từ, hồng ngoại, … Hình I- 1: Một số loại cảm biến thông dụng GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 1.4.2 Hệ thống tính tốn, điều khiển Hệ thống tính tốn, điều khiển có nhiệm vụ thu thập, xử lý thơng tin từ chương trình từ cảm biến để điều khiển cấu chấp hành theo chương trình lập trình sẵn Để phân biệt hệ thống tính tốn, điều khiển, ta vào tác động điều khiển – trình định lượng tác động lên hệ thống điều khiển để hình thành tín hiệu ngõ Hệ thống điều khiển thường phân thành hai dạng vịng hở vịng kín Trong cơng nghiệp, hệ thống tính tốn, điều khiển thường PLC, máy tính cơng nghiệp, máy tính nhúng, vi điều khiển,… Hình I- 2: Hệ thống điều khiển vịng hở (opened-loop) điều khiển vịng kín (closed-loop) GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 1.4.3 Cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành hiểu phận máy móc, thiết bị có khả thực cơng việc tác động tín hiệu điều khiển phát từ thiết bị điều khiển Trong công nghiệp, số cấu chấp hành thường dùng là: – Cơ cấu chấp hành khí nén Hình I- 3: Cơ cấu chấp hành khí nén GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG – Cơ cấu chấp hành thủy lực Hình I-4: Cơ cấu chấp hành thủy lực – Cơ cấu chấp hành điện Hình I-5: Cơ cấu chấp hành điện GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG PHẦN TỔNG QUAN HỆ THỐNG 2.1 Quy trình đóng nắp tự động 2.1.1 Khái niệm Quy trình đóng nắp tự động bao gồm khâu cấp phơi đóng nắp Dựa chuyển động băng chuyền mà phôi đưa từ khâu cấp phơi đến khâu đóng nắp để tiến hành đóng nắp Tùy thuộc vào độ lớn phơi mà kích thước hệ thống cấp phơi đóng nắp to hay nhỏ để đảm bảo tính ổn định q trình vận chuyển đóng nắp Quy trình hoạt động dựa chương trình cài đặt sẵn điều khiển, cần nhấn nút khởi động máy tự cấp phơi đóng nắp theo lệnh có sẵn GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 2.1.2 Các chức thông báo Báo rị rỉ khí: khí bị rị rỉ, máy đèn thông báo áp suất khí nén bị giảm Tuỳ theo thiết kế máy mà máy hoạt động tiếp cảnh báo xảy ngừng hoạt động đến sửa xong Báo cần đóng nắp khơng hoạt động: vật cần đóng nắp đến nơi đóng, tay máy khơng thể hạ xuống đóng nắp máy dừng hoạt động Báo hết nắp: hệ thống báo máy, hết nắp máy khơng thể đóng nắp báo cịi báo động đèn báo để bổ sung nắp Báo lỗi khơng phân loại có nắp khơng nắp: vật đưa vào cảm biến quét, cảm biến không hoạt động dẫn đến đưa liệu vào chương trình để phân loại sản phẩm có nắp chưa có nắp Báo lỗi xilanh khơng hoạt động: lỗi báo lên xilanh dây chuyền sản suất không hoạt động Tất linh kiện sử dụng quy trình đóng nắp mang theo đặt điểm sau: +Độ xác cao +Khả làm việc thời gian dài liên tục tốt +Ít hư hỏng +Dễ thay +Sử dụng chung nguồn điện áp 24VDC chuẩn công nghiệp GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 2.2 Sơ đồ hệ thống Sơ đồ khối: Khối cấp phơi Khối đóng nắp -Khối cấp phơi: Đẩy phơi lên băng tải chuyển đến khối đóng nắp -Khối đóng nắp: Đóng nắp lên phơi đưa đến cuối băng tải kết thúc quy trình 2.3 Sơ đồ đấu nối điện Sơ đồ đấu nối trạm GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 10 Sơ đồ đấu nối trạm GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 11 Sơ đồ đấu nối trạm Sơ đồ đấu nối trạm GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 12 2.4 Sơ đồ đấu nối khí 2.4.1 Trạm -Các linh kiện có sơ đồ: +Van 5/2 +Van điều tiết khí +Xilanh chiều +Cảm biến xi lanh GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 13 Nguyên lý hoạt động: Khi van 5/2 kích hoạt, trạng thái van thay đổi Khi khí đầu xilanh ngắt Khí từ van 5/2 kích bơm vào đuôi xilanh khiến xilanh Đến hết hành trình xilanh, cảm biến đầu xilanh kích hoạt hủy tín hiệu kích van 5/2 Lúc van trở lại trạng thái ban đầu, khí bị ngắt, khí đầu bơm vào đầu van khiến xilanh thu vào Van điều tiết đảm nhiệm vai trịn điều chỉnh lượng khí vào xilanh để xilanh hoạt động nhanh chậm 2.4.2 Trạm Khi phôi chặn lại, van 5/2 G2QM2 kích hoạt để hạ xilanh xuống bệ để nắp Lúc van G2QM3 kích hoạt đầu hút hút nắp Sau hút, vạn G2QM2 ngắt tín hiệu xilanh thu Tiếp theo van G2QM1 kích để đẩy xilanh ngang đưa kích lại van G2QM2 để đóng nắp Khi này, van hút G2QM3 ngắt để thả nắp van G2QM1 đưa đầu hút vị trí ban đầu kết thúc quy trình đóng nắp GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 14 PHẦN PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1 Quy trình đẩy phơi Ngun lý hoạt động: Khi phơi từ ống đựng phôi rơi xuống máng đẩy phôi Lúc tín hiệu cảm biến thu phát bị ngắt, tín hiệu đưa vào điều khiển để xử lý Ngay lập tức, tín hiệu kích hoạt đưa vào van khí để kích hoạt đưa khí vào xilanh đẩy Sau đẩy phơi băng tải, van khí bơm ngược lại cảm biến xilanh kích hoạt đưa xilanh ban đầu Băng tải vận chuyển phôi đến quy trình đóng nắp để đóng nắp sản phẩm GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 15 3.2 Quy trình đóng nắp Ngun lý hoạt động: Khi phơi ngang cảm biến phát phơi, tín hiệu đưa từ cảm biến vào xử lý để kích hoạt trình đóng nắp Lúc này, phơi đến cảm biến chặn phơi cần chặn phơi kích hoạt Xilanh hút nắp kích hoạt hút nắp đóng lên phơi Sau hồn thành, cần chặn phơi thụt phôi đưa đến hết băng tải kết thúc quy trình GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 16 PHẦN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 4.1 Thiết bị dùng hệ thống 4.1.1 Trạm Bộ điều khiển động DC 806424  Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động 24V DC Dịng 50mA Cơng suất tối đa 100W Đầu vào điện áp, logic 10 đến 24 V Đầu vào điện áp, logic 0 đến 4V Khối lượng 75g Kích thước 22.5 x 70.4 x 85.0 mm GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 17 ... 2.1 Quy trình đóng nắp tự động 2.1.1 Khái niệm Quy trình đóng nắp tự động bao gồm khâu cấp phơi đóng nắp Dựa chuyển động băng chuyền mà phôi đưa từ khâu cấp phơi đến khâu đóng nắp để tiến hành đóng. .. công nghiệp GVHD: NGUYỄN VĂN NGA TRANG 2.2 Sơ đồ hệ thống Sơ đồ khối: Khối cấp phơi Khối đóng nắp -Khối cấp phôi: Đẩy phôi lên băng tải chuyển đến khối đóng nắp -Khối đóng nắp: Đóng nắp lên phôi. .. Khái niệm Tự động hóa Có nhiều định nghĩa khác Tự động hóa Tuy nhiên, chất Tự động hóa ứng dụng cơng nghệ để sản xuất, cung cấp hàng hóa dịch vụ với can thiệp tối thiểu người nhằm tối ưu hóa chi