TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG Sinh viên thực hiện Đặng Công Mạnh Trầ[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG Sinh viên thực : Đặng Cơng Mạnh Lớp Khóa Giảng viên hướng dẫn : Trần Văn Việt : Trang bị điện CN>VT : 25.1 : TS Nguyễn Tuấn Phường Hà Nội-2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG Sinh viên thực : Đặng Cơng Mạnh Lớp Khóa Giảng viên hướng dẫn : Trần Văn Việt : Trang bị điện CN>VT : 25.1 : TS Nguyễn Tuấn Phường Hà Nội-2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN NHẬT KÝ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đặng Công Mạnh Trần Văn Việt Lớp : Trang bị điện CN GTVT Khóa: 25.1 Thời gian làm tốt nghiệp: 27/02/2023 – 11/06/2023 Tên đề tài:Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống đóng nắp chai tự động TT Thời gian Đánh giá kết Nội dung Chữ ký GV Đạt 27/02– 17/02 Tìm hiểu cơng nghệ 17/02 – 7/03 7/03 – 7/04 đóng nắp chai tự động Tính tốn lựa chọn thiết bị Tính tốn lựa chọn thiết bị Đạt điều khiển, lập lưu đồ Đạt thuật tốn 7/04 – 29/05 Lập chương trình mơ Đạt hệ thống qua Scada Ghi chú: Nhật ký minh chứng cho kết kiểm duyệt trình làm ĐATN sinh viên, BM lấy NKTT làm để xét điều kiện làm, bảo vệ tốt nghiệp Hà Nội, ngày 24 tháng 06 năm 2023 Trưởng Bộ môn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT ĐỒ ÁN Nhận xét giáo viên hướng dẫn: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Nhận xét giáo viên đọc duyệt ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn Giáo viên đọc duyệt (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống đóng nắp chai tự động” Sinh viên thực : Đặng Công Mạnh Lớp Trần Văn Việt : Trang bị điện CN>VT Khóa Giảng viên hướng dẫn : 25.1 : TS Nguyễn Tuấn Phường Ngày nhận đề tài: 04/03/2023 Ngày bảo vệ: 24/06/2023 I Mục tiêu đề tài, phạm vi đề tài - Mục tiêu : + Nhìn nhận tính cấp thiết vai trị quan trọng việc điều khiển giám sát hệ thống chiết rót + Tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, mơ hình liên quan tới đề tài để so sánh, cải tiến + Nắm khả lập trình PLC + Thiết kế SCADA giám sát PLC S7 - 1200 + Ứng dụng PLC vào điều khiển hệ thống tự động - Phạm vi : + Nghiên cứu, thiết kế hệ thống chiết rót chai tự động + Nghiên cứu ứng dụng lập trình PLC điều khiển tự động hệ thống + Nghiên cứu ứng dụng phần mềm thiết kế khí, điện khí nén ứng dụng vào việc thiết kế chế tạo mơ hình có khả ứng dụng thực tế II Phương pháp nghiên cứu, lựa chọn giải pháp cơng nghệ - Phân tích tổng hợp lý thuyết, kiến thức học trường - Tham khảo tài liệu, hỏi đáp giáo viên hướng dẫn - Viết chương trình, chạy mơ chương trình - Cụ thể: SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động Tìm hiểu PLC S7-1200 phần cứng tập lệnh Viết chương trình điều khiển phần mềm TIA PORTAL Mơ giám sát phần mềm wincc III Nội dung nghiên cứu: chương - Chương 1: Tổng quan dây chuyền công nghệ - Chương 2: Cơ sở lý thuyết - Chương 3: Tính tốn hệ thống lựa chọn thiết bị - Chương 4: Lựa chọn thiết bị mạch điều khiển trung tâm - Chương : Kết - Nhận xét – Đánh giá hướng phát triển IV.Các vẽ , đồ thị - Sơ đồ mạch động lực - Sơ đồ mạch điều khiển - Sơ đồ mạch điều khiển khí nén - Bản vẽ tủ điện - Bản vẽ thuật tốn chương trình SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Lí chọn đề tài 11 1.3 Mục tiêu 11 1.4 Nội dung nghiên cứu 12 1.5 Bố cục 12 1.6 Giới hạn 12 1.7 Yêu cầu công nghệ .13 1.8 Kết cấu khí .14 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT 14 2.1.1 Giới thiệu 14 2.1.2 Các hệ thống chiết rót có sẵn thị trường 15 2.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC .21 2.2.1 Giới thiệu PLC S7 – 1200 21 2.2.2 Các thành phần PLC S7 – 1200 22 2.2.3 Module mở rộng PLC S7 – 1200 22 2.2.4 Các tính bật PLC S7 – 1200 .23 2.2.5 Lựa chọn PLC 24 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ .24 3.1 Yêu cầu hệ thống 25 3.2 Mô tả hệ thống .25 3.3 Lựa chọn băng tải 26 3.3.1 Các loại băng tải .26 3.3.2 Lựa chọn băng tải cho hệ thống .28 3.4 Lựa chọn biến tần động cho hệ thống 28 3.4.1 Biến tần OMRON 3G3JX 28 SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động 3.4.2 Động băng tải 31 3.4.3 Động vặn nắp 32 3.4.4 Động bơm nước 33 3.5 Cảm biến dây truyền 35 3.6 Hệ thống điều khiển xylanh , khí nén 39 3.6.1 Máy nén khí .39 3.6.2 Van đảo chiều 39 3.6.3 Xylanh khí nén 42 3.7 Các thiết bị đóng cắt bảo vệ .45 3.7.1 Lựa chọn aptomat .45 3.7.2 Lựa chọn role trung gian 47 3.7.3 Lựa chọn Contactor 49 3.7.4 Lựa chọn role nhiệt 52 3.7.5 Nút ấn .55 3.7.6 Đèn báo 56 3.8 Mạch điều khiển trung tâm 56 3.8.1 Sơ đồ hoạt động hệ thống 56 3.8.2 Sơ đồ mạch lực 57 3.8.3 Tủ điện .58 CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ MƠ TẢ HỆ THỐNG 58 4.1 Sơ đồ khối hệ thống .58 4.1.1 Khối chiết rót 59 4.1.2 Khối cấp nắp 59 4.1.3 Khối đóng nắp 60 4.1.4 Khối phân loại 60 4.1.5Khối xử lí trung tâm 60 4.1.6 Khối nguồn 24VDC 63 4.2 Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm 64 4.3 Lưu đồ thuật toán 66 4.4 Tính tốn tốc độ chuyển động 67 4.4.1Tốc độ băng tải vào .67 SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động 4.4.2 Tốc độ mâm xoay .68 4.5 Các phần mềm hỗ trợ 68 4.5.1 TIA Portal 68 4.5.2 WinCC professional 69 4.6 Điều khiển giám sát 69 4.6.1 Các cổng vào hệ thống 69 4.6.2 Thiết kế giao diện giám sát 71 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 72 5.1 Ưu điểm đạt 72 5.2 Hạn chế 72 5.3 Hướng phát triển đề tài 73 LỜI KẾT 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 74 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1 Hệ thống chiết rót cơng ty nước khống Vĩnh hảo 10 Hình Hệ thống sản xuất nước có gas cơng ty Bidrico 10 Hình Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic Tân Hiệp Phát 11 Hình Kết cấu khí chung hệ thống _14 Y Hình 1Máy chiết rót bơm bánh 15 Hình 2 Máy chiết rót bơm piston 16 Hình Máy chiết rót trục vít _16 Hình Máy chiết rót lưu lượng kế 17 Hình Máy chiết rót kiểu đói lưu _17 Hình Cấu tạo PLC 18 Hình PLC S7 - 1200 _21 Hình 1Mơ tả hệ thống _25 SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Thống Đóng Nắp Chai Tự Động Hình Băng tải PVC _27 Hình 3 Băng tải lăn _27 Hình Biến tần omron 3G3JX _29 Hình Sơ đồ đấu nối biến tần 30 Hình Băng tải nhà máy _31 Hình Cảm biến đo lưu lượng dông chảy _36 Hình Cảm biến hồng ngoại _37 Hình Cảm biến phát nước khơng tiếp xúc _38 Hình 10 Cảm biến từ 38 Hình 11 Van đảo chiều 39 Hình 12 Van khí nén AIRTAC 4V210-08 _41 Hình 13 Xylanh kép 43 Hình 14 Sơ đồ điều khiển khí nén _44 Hình 15 Các loại aptomat 45 Hình 16 Aptomat LS BKN 6A 6kA 3P 47 Hình 17 Rơ le 24vDC Chân _47 Hình 18 Rơ le trung gian RJ2S CL D2 _48 Hình 19 Contactor – Khởi động từ _49 Hình 20 Cấu tạo contactor 50 Hình 21 MC 6A – Contactor LS 3P 6A _52 Hình 22 Rơ le nhiệt _53 Hình 23 Cấu tạo rơ le nhiệt 53 Hình 24 Một số loại nút ấn 55 Hình 25 Sơ đồ hoạt động cảu hệ thống _56 Hình 26 Sơ đồ mạch lực _57 HÌnh Sơ đồ khối hệ thống _59 HÌnh Nguồn 24vDc _63 Hinh Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm _64 HÌnh 4 Sơ đồ kết nối hệ thống _65 HÌnh Lưu đồ thuật toán _66 HÌnh Kết nối WinCc với PLC _71 HÌnh Giao diện giám sát scada 72 SVTH :Đặng Công MạnhLớp Trang bị điện K25.1 Trần Văn Việt Page