TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN Học phần Giao diện người máy (HMI) Mã HP ME4508 Tên đề tài Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát hệ thống pha cà phê sữa S. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lý do chọn đề tài Hiện nay, nhu cầu sử dụng cà phê trong nước và quốc tế ngày một lớn. Có thể nói đây là loại thức uống yêu thích của rất nhiều người. Nó phù hợp với nhiều ngành nghề từ lao động chân tay đến lao động trí óc. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hình thức sản xuất và pha chế cà phê được cải thiện nhằm giảm bớt thời gian mà vẫn giữ được hương vị của cà phê. Sản phẩm cà phê được sản xuất sẵn được ưu thích và sử dụng phổ biến. Để đáp ứng nhu cầu trên, nhóm em đã tìm hiểu và thiết kế “hệ thống pha cà phê sữa” sử dụng PLC S71200 dựa trên học phần “Giao diện người máy”. 1.1.2 Phạm vi giới hạn của đề tài Do kiến thức và thời gian tìm hiểu không đủ lớn nên nhóm đã đặt ra giới hạn của đề tài là: Công đoạn sản xuất cà phê sữa của nhóm là 1 phần trong hệ thống sản xuất cà phê sữa dạng lon hoàn chỉnh. Hệ thống đơn giản và không được tối ưu hóa về phần cứng. Thiết kế màn hình HMI điều khiển, giám sát quá trình cấp lon và pha chế cà phê dạng lỏng kết hợp với sữa theo 4 tỉ lệ khác nhau. 1.2 Giới thiệu chức năng và nhiệm vụ của hệ thống Hệ thống có chức năng pha chế cà phê sữa với 4 tỉ lệ cà phê với sữa khác nhau. Sử dụng 1 xylanh cấp lon và hệ thống gồm 2 xylanh đóng nắp lon sản phẩm. Ưu điểm: Sản xuất nhanh, chất lượng sản phẩm đồng đều. Nhược điểm: Chất lượng cà phê không đạt yêu cầu tối đa. 1.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống Gồm các bồn chứa, hệ thống máy bơm, van xả, ống dẫn, băng tải, cảm biến, bồn trộn, động cơ,…
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN Học phần: Giao diện người máy (HMI) Mã HP: ME4508 Tên đề tài: Thiết kế giao diện điều khiển giám sát hệ thống pha cà phê sữa Sinh viên PHẠM HUỲNH ĐỨC NGUYỄN QUỐC TRUNG MSSV 20184396 20184639 Giảng viên hướng dẫn: TS Hồng Sỹ Tuấn HÀ NỘI, 01/2022 Lớp/Khóa CĐT01-K63 CĐT01-K63 Nhóm 13 13 Đánh giá giảng viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Kết đánh giá Họ tên Phạm Huỳnh Đức Nguyễn Quốc Trung Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Điểm Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………………………… 1.2 Giới thiệu chức nhiệm vụ hệ thống………………………………… 1.3 Các thành phần hệ thống……………………………………………… CHƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 2.1 Mơ tả hoạt động hệ thống…………………………………………………… 2.2 Bảng biến I/O……………………………………………………………………… 2.3 Chương trình điều khiển (PLC)…………………………………………………… 2.4 Giao diện điều khiển……………………………………………………………… CHƯƠNG KẾT LUẬN 3.1 Kết luận…………………………………………………………………………… 3.2 Hướng phát triển ………………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lý chọn đề tài Hiện nay, nhu cầu sử dụng cà phê nước quốc tế ngày lớn Có thể nói loại thức uống u thích nhiều người Nó phù hợp với nhiều ngành nghề từ lao động chân tay đến lao động trí óc Hình 1.1 Nhà máy pha chế cà phê đóng lon Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, hình thức sản xuất pha chế cà phê cải thiện nhằm giảm bớt thời gian mà giữ hương vị cà phê Sản phẩm cà phê sản xuất sẵn ưu thích sử dụng phổ biến Để đáp ứng nhu cầu trên, nhóm em tìm hiểu thiết kế “hệ thống pha cà phê sữa” sử dụng PLC S7-1200 dựa học phần “Giao diện người máy” 1.1.2 Phạm vi giới hạn đề tài Do kiến thức thời gian tìm hiểu khơng đủ lớn nên nhóm đặt giới hạn đề tài là: - Cơng đoạn sản xuất cà phê sữa nhóm phần hệ thống sản xuất cà phê sữa dạng lon hoàn chỉnh - Hệ thống đơn giản khơng tối ưu hóa phần cứng - Thiết kế hình HMI điều khiển, giám sát trình cấp lon pha chế cà phê dạng lỏng kết hợp với sữa theo tỉ lệ khác 1.2 Giới thiệu chức nhiệm vụ hệ thống Hệ thống có chức pha chế cà phê sữa với tỉ lệ cà phê với sữa khác Sử dụng xylanh cấp lon hệ thống gồm xylanh đóng nắp lon sản phẩm Ưu điểm: - Sản xuất nhanh, chất lượng sản phẩm đồng Nhược điểm: - Chất lượng cà phê không đạt yêu cầu tối đa 1.3 Các thành phần hệ thống Gồm bồn chứa, hệ thống máy bơm, van xả, ống dẫn, băng tải, cảm biến, bồn trộn, động cơ,… CHƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 2.1 Mô tả hoạt động hệ thống Hệ thống gồm hình điều khiển : Hình 2.1 Màn hình Start Hình 2.2 Màn hình điều khiển hệ thống 2.1.1 Chức thành phần hệ thống a Bồn chứa Gồm bồn chứa chất lỏng theo thứ tự nước,cà phê dạng lỏng sữa b Bồn trộn Pha chế, trộn hỗn hợp cà phê sữa c Hệ thống máy bơm, van xả ống dẫn d Băng tải e Động f Hệ thống Xilanh Gồm hệ thống: - Hệ thống cấp lon vào băng tải - Hệ thống đóng nắp lon g Cảm biến Sử dụng loại cảm biến - Cảm biến mực nước: Kiểm tra điều kiện vận hành hệ thống thông qua chiều cao chất lỏng hệ thống bồn chứa bồn trộn - Cảm biến tiệm cận: Xác định vị trí lon băng tải bước vận hành 2.1.2 Các bước vận hành hệ thống a Quá trình pha chế Hình 2.3 Sơ đồ trình pha chế b Các bước vận hành i Chế độ tự động - Chọn tỉ lệ bảng - Ấn bắt đầu chương trình bắt đầu - bơm bể bơm theo tỉ lệ định sẵn đồng thời van tương ứng mở - Dung dịch bơm xong vào bể động khoắng chạy 3s tắt 3s lặp lại lần - Khi dung dịch bơm vào van bật đẩy xilanh đưa lon vào băng tải Cảm biến tiệm cận nhận thấy lon băng tải bắt đầu chạy - Lon kéo tới vị trí cảm biến bể khoắng dừng lại chờ dung dịch xả vào lon - Dung dịch khoắng xong xả qua van 5, cảm biến cạn bể khoắng nhận thấy dung dịch xả hết trễ 5s, van đóng lại bơm van bật xả nước vào bể để rửa Nước bơm đến cảm biến bể khoắng mức cao đóng van tắt bơm Động khoắng chạy luân phiên bật 3s tắt 3s lặp lại tới xả rửa bể qua van nước - Sau van đóng, băng tải bật kéo lon đến vị trí cảm biến xi lanh dập nắp băng tải dừng lại Van điện bật đẩy xilanh đưa nắp vào vị trí lon chờ Xi lanh thu xi lanh dập xuống đóng nắp lon - Xi lanh dập xuống giữ 5s trở trạng thái ban đầu Băng tải kéo lon đến cuối băng tải đến cảm biến Chương trình kết thúc cịi báo kêu - Trong trình hoạt động phát sinh lỗi chương trình dừng lại cịi báo kêu liên tục tới ấn nút dừng sau sửa lỗi xong ấn nút xóa lỗi chương trình tiếp tục hoạt động ii Chế độ thủ công - Chọn tỉ lệ cà phê sữa - Quy trình tiếp tương tự chế độ tự động 2.2 Mô tả hoạt động hệ thống 2.2.1 Thuật tốn sử dụng a Tồn hệ thống b Chương trình tay c Chương trình tự động 2.3 Bảng biến I/0