1. Tên đề tài: Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống chiết rót dập nắp sử dụng PLC 2. Lý do chọn đề tài (nếu có và không quá ½ trang) Đối với một đất nước đang trong thời kì phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa như nước ta hiện nay, việc từng bước cơ giới hóa hoạt động lao động sản xuất là rất quan trọng và là một việc làm hết sức cần thiết. Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em đã chọn đề tài “ Thiết kế và chế tạo hệ thống chiết rót và đóng nắp chai sản phẩm”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm cho các ngành sản xuất có nhu cầu. Và đây cũng chính là đề tài tốt nghiệp của nhóm chúng em. 3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu (không quá 1 trang, không quá chi tiết) Tính toán, thiết kế và chế tạo một loại máy chiết rót và đóng nắp chai sản phẩm bán tự dộng đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật (an toàn, chính xác, dễ sử dụng…), hiệu quả kinh tế ( năng suất, giá thành sản suất…), không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường và phù hợp với công nghệ sản xuất trong nước. Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Thiết kế và chế tạo hệ thống chiết rót và đóng nắp chai bán tự động. Tính chọn được các thiết bị trường và thiết bị điều khiển phù hợp với yêu cầu công nghệ chiết rót. Lập trình điều khiển và vận hành bằng PLC. Đối tượng nghiên cứu là: thiết bị điều khiển PLC Mitsubishi, động cơ Step và một số thiết bị trường. Bên cạnh đó dùng để ứng dụng những thiết bị trên để nghiên cứu ra một mô hình chiết rót và đóng nắp chai sản phẩm. 4. Tài liệu tham khảo dự kiến
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày…… tháng…….năm 2022 ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên : Lớp ……………… Mã sinh viên: Khóa: Mã sinh viênHọ tên sinh viên : 2018-2023 Ngành:ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ…… Chuyên ngành TĐH &ĐKTBĐCN Tên đề tài: Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống chiết rót dập nắp sử dụng PLC Lý chọn đề tài (nếu có khơng q ½ trang) Đối với đất nước thời kì phát triển cơng nghiệp hóa - đại hóa nước ta nay, việc bước giới hóa hoạt động lao động sản xuất quan trọng việc làm cần thiết Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm cho ngành sản xuất có nhu cầu Và đề tài tốt nghiệp nhóm chúng em Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu (khơng q trang, khơng q chi tiết) Tính toán, thiết kế chế tạo loại máy chiết rót đóng nắp chai sản phẩm bán tự dộng đảm bảo u cầu kỹ thuật (an tồn, xác, dễ sử dụng…), hiệu kinh tế ( suất, giá thành sản suất…), không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường phù hợp với công nghệ sản xuất nước Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót đóng nắp chai bán tự động Tính chọn thiết bị trường thiết bị điều khiển phù hợp với u cầu cơng nghệ chiết rót Lập trình điều khiển vận hành PLC Đối tượng nghiên cứu là: thiết bị điều khiển PLC Mitsubishi, động Step số thiết bị trường Bên cạnh dùng để ứng dụng thiết bị để nghiên cứu mơ hình chiết rót đóng nắp chai sản phẩm Tài liệu tham khảo dự kiến [1] Electrical Instalation Guide 2009 - According to IEC international standards – Schneider [2] Hồ sơ thiết kế M&E số cơng trình nhà cao tầng Ngày giao đề tài: Ngày……… tháng………năm Ngày nộp quyển: Ngày……… tháng………năm Phụ Trách Khoa Giảng viên hướng dẫn Mai Hồng Cơng Minh MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Nghiên cứu tổng quan hệ thống chiết rót bán tự động .6 1.6.1 Ưu nhược điểm hệ thống .7 CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 2.1 Thiết bị đóng cắt (Aptomat) 2.2 Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC 2.3 CPU PLC MITSUBISHI FX1S-30MT 11 2.3.1 Các module tính đặc biệt (các ứng dụng đặc biệt): .11 2.3.2 Yêu cầu CPU: 11 2.3.3 Vị trí I/O: .12 2.3.4 Yêu cầu truyền thông: 12 2.3.5 Yêu cầu phần lập trình: 12 2.4 Động Step 14 2.4.1 Tính momen động theo tải: 14 2.4.2 Cơng suất động tính theo cơng thức sau: .14 2.5 Driver Step .16 2.6 Bơm mini 5-6VDC MB365 17 2.7 Motor xoáy nắp chai ( Động Cơ DC Giảm Tốc JGB37-520 24VDC) 17 2.8 Động giảm tốc dùng cho băng tải ( Động Cơ DC Giảm Tốc GA25-370 24VDC) .18 2.9 Cảm biến quang E18-D80NK 19 2.10 Cầu đấu TB-15A/10P 21 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ VÀ 23 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 26 4.1 Trình tự vận hành 26 4.1.1 Khởi động hệ thống: Bấm Start tủ điện hệ thống khởi động 26 4.1.2 Nguyên lý hoạt động 26 4.2 Lưu đồ thuật toán 27 4.3 Thiết kế sơ đồ điện - điều khiển 30 4.4 Danh sách đầu vào IN/OUT 32 4.8 Mơ hình thực tế 33 PHỤ LỤC: 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm Hình Aptomat Lioa 2P 30A Hình 2 Bộ nguồn tổ ong 10 Hình 2.3 Cấu trúc bên PLC 13 Hình PLC FX1S-30MT 13 Hình Động Step 15 Hình Driver Step TB6600 16 Hình Sơ đồ đấu nối Driver-Step_PLC .16 Hình Bơm mini MB365 17 Hình Động đóng nắp 17 Hình 10 Động giảm tốc dùng cho băng tải 18 Hình 11 Cấu tạo cảm biến quang 19 Hình 12 Cảm biến quang 20 Hình 13 Cầu đấu 21 Hình 14 LM 259 6s 21 Hình Phần mềm Solid Edge 24 Hình Máy in 3D .24 Hình 3 Đồ gá mâm xoay .25 Hình Đồ gá cấp nắp 25 Hình Đồ gá động xoáy nắp .26 Hình Lưu đồ thuật tốn rót nước 27 Hình Lưu đồ thuật tốn đóng nắp chai .28 Hình Lưu đồ thuật tốn xuất chai băng tải 29 Hình 4 Mạch điều khiển 30 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật , cơng nghiệp hố đại hố ngày chiếm vị trí quan trọng đời sống xã hội Tự động hoá cao song song với việc sử dụng cách triệt để để nguồn lượng tăng suất lao động , nâng cao chất lượng sản phẩm , cải thiện môi trường làm việc , cải thiện nhu cầu sống người Là sinh viên ngành điện tự động hoá từ ngồi ghế nhà trường sinh viên thầy cô trang bị cho tư , kiến thức tự động hoá điện truyền động điện tự động Trong tập tốt nghiệp vừa qua em có dịp tiếp xúc tìm hiểu số thiết bị đại ứng dụng ngành tự động hố Do giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp , đồng ý giúp đỡ thầy Mai Hoàng Cơng Minh hướng dẫn Nhóm em chọn đề tài : Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống chiết rót dập nắp sử dụng PLC Sau gần tháng liên tục hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn vơi giúp đỡ bạn lớp đến mơ hình đồ án nhóm em hồn thành Qua em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy cô môn tận tình giúp đỡ nhóm em để hồn đề tài mơ hình đồ án Đồng thời nhóm em muốn gửi lời cảm ơn sâu săc đến thầy giáo T.S Mai Hồng Cơng Minh người hướng dẫn tận tình nhóm em suốt thời gian qua Nhóm em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Trần Đình Long CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Ngày việc ứng dụng khoa học – công nghệ vào lao động sản xuất nhu cầu khơng thể thiếu Nó định việc tăng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động cho người lao động, nâng cao hiệu kinh tế, chất lượng sản phẩm Đối với đất nước thời kì phát triển cơng nghiệp hóa - đại hóa nước ta nay, việc bước giới hóa hoạt động lao động sản xuất quan trọng việc làm cần thiết Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm cho ngành sản xuất có nhu cầu Và đề tài tốt nghiệp nhóm chúng em 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn, thiết kế chế tạo loại máy chiết rót đóng nắp chai sản phẩm bán tự dộng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật (an tồn, xác, dễ sử dụng…), hiệu kinh tế ( suất, giá thành sản suất…), không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường phù hợp với công nghệ sản xuất nước 1.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót đóng nắp chai bán tự động Tính chọn thiết bị trường thiết bị điều khiển phù hợp với u cầu cơng nghệ chiết rót Lập trình điều khiển vận hành PLC 1.4 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là: thiết bị điều khiển PLC Mitsubishi, động Step số thiết bị trường Bên cạnh dùng để ứng dụng thiết bị để nghiên cứu mơ hình chiết rót đóng nắp chai sản phẩm 1.5 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: sử dụng tài liệu tham khảo PLC, động Step, khí cụ điện Thực nghiệm: kết nối thiết bị điều khiển với máy tính, thiết kế tủ điện, cấu chuyển động Phương tiện: dụng cụ ngành khí Cơ Điện Tử máy hàn, máy khoan, máy tính,… để thực đề tài cần phải thiết kế mạch điện động lực điều khiển dùng Eplan Electric, thiết kế chương trình điều khiển GXWork2 1.6 Nghiên cứu tổng quan hệ thống chiết rót bán tự động Ngày nay, doanh nghiệp ln có xu hướng đại hóa, tự động hóa máy móc mong muốn tối ưu quy trình Để đáp ứng nhu cầu giải pháp sử dụng chiết rót sản phẩm để tối ưu hóa trình sản xuất Hình 1 Hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm Hệ thống chiết rót đóng nắp chai dần trở nên phổ biến, ứng dụng rộng rãi nhà máy sản xuất, hỗ trợ, thay nhân cơng q trình làm việc xử lý, tối ưu hóa sản xuất cách nhanh chóng Hệ thống địi hỏi phải đảm bảo điều kiện vệ sinh, đảm bảo suất định lượng cách xác Trong số tốn “Thiết kế hệ thống điều khiển chiết rót đóng nắp chai sản phẩm” đề tài đáng ta tìm hiểu 1.6.1 Ưu nhược điểm hệ thống *) Ưu điểm Độ bền cao: có vỏ ngồi chắn để bảo vệ cấu bên khỏi độ ẩm, bụi, khí độc hại yếu tố mơi trường khác Độ xác ổn định cao: ứng dụng động Step chạy xác vị trí vận chuyển sản phẩm, chiết rót đóng nắp Có thể ứng dụng rộng dãi ngành như: công nghiệp, hệ thống sản xuất quy mô gia đình, y học *) Nhược điểm Chưa chiết rót nhiều loại chai khác nhau, hệ thống bơm tối giản chưa có đầu tư nhiều, chưa có hệ thống tính định lượng nên thể tích dung dịch chiết rót chưa có độ xác cao CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA 2.1 Thiết bị đóng cắt (Aptomat) Dùng cho việc đóng cắt tồn hệ thống cấp nguồn cho nguồn tổ ong 24V để vận hành thiết bị tổng công suất bao gồm: - Step motor 126W - Máy bơm mini 25W - Motor xoáy nắp chai 120W - Motor bang tải 120W - Nguồn tổ ong 120w Tổng 391W Do dòng điện sử dụng cho nghiên cứu 220V tần số 50Hz I TT = P U cosφ I TK =( 1,2÷ 1.5 ) I TT ( Đối với thiết bị điện, chiếu sáng) I TK =( 2÷ 2.5 ) I TT (Đối với thiết bị động cơ) I TT = Step motor có cơng suất 126W điều khiển qua Driver có U=24VDC 126 =6,56 A 24.0 I TK =1,2.6,56=7,87 A Chọn Aptomat có dịng điện danh định 8A Bơm mini có cơng suất 25W I TT = 25 =1,3 A 24.0 I TK =1,2.1,3=1,56 A Chọn Aptomat có dịng điện danh định 2A Motor xoáy nắp chai Motor băng tải I TT = 120 =0,68 A 24.0 I TK =1,2.0,68=0,8 A Chọn Aptomat có dịng điện danh định 0,8A Nguồn tổ ong công suất 120W ... cầu giải pháp sử dụng chiết rót sản phẩm để tối ưu hóa q trình sản xuất Hình 1 Hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm Hệ thống chiết rót đóng nắp chai dần trở nên phổ biến, ứng dụng rộng rãi... DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Hệ thống chiết rót đóng nắp chai sản phẩm Hình Aptomat Lioa 2P 30A Hình 2 Bộ nguồn tổ ong 10 Hình 2.3 Cấu trúc bên PLC 13 Hình PLC FX1S-30MT... thiết bị đại ứng dụng ngành tự động hoá Do giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp , đồng ý giúp đỡ thầy Mai Hồng Cơng Minh hướng dẫn Nhóm em chọn đề tài : Thiết kế xây dựng mô hình hệ thống chiết rót