Thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động sử dụng S71200

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG S71200.Tìm hiểu các hệ thống chiết rót và đóng nắp chai trong thực tế, từ đó lựa chọn đượcphương án thiết kế phù hợp với yêu cầu được giao.Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động sử dụng s71200 Thiết hệ thống điều khiển, phần mềm chiết rót giao diện HMI.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Báo cáo Đồ án Tốt Nghiệp là tiền đề nhằm trang bị cho sinh viên những kĩ năng nghiêncứu, những kiến thức cơ bản và quan trọng về chuyên ngành Cơ điện tử nói chung và vềlĩnh vực Tự Động Hóa - PLC nói riêng trước khi ra trường và đi làm sau này

Đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Cơ điện tử, đặc biệt các thầy

cô chuyên ngành Cơ điện tử đã tận tình chỉ dạy và trang bị cho chúng em những kiến thứccần thiết trong suốt thời gian ngồi trên giảng đường làm nền tảng cho việc thực hiện dự áncủa chúng em

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 8 năm 2023

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG SỬ

DỤNG S7-1200

Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Hữu Ngọc

Trần Khắc Đức

Đào Quang Trường

Chuyên ngành: Cơ điện tử

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Toàn Thắng

NỘI DUNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

I Tác phong làm việc

- Tích cực, nhiệt huyết trong công việc

- Chịu khó, ham học hỏi hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

- Có kế hoạch làm việc cụ thể, khoa học

II Những kết quả đạt được

- Tìm hiểu các hệ thống chiết rót và đóng nắp chai trong thực tế, từ đó lựa chọn được

phương án thiết kế phù hợp với yêu cầu được giao

- Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động

sử dụng s7-1200

- Thiết hệ thống điều khiển

- Chế tạo và điều khiển thành công hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động sử dụng s7-1200

III Hạn chế của đồ án

- Một số lỗi nhỏ về trình bày trong thuyết minh và bản vẽ cần sửa chữa

IV Kết luận

Người duyệt đồng ý sinh viên được bảo vệ đề tài tốt nghiệp trước Hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp

Đánh giá: Nguyễn Hữu Ngọc …… / …… điểm

Trần Khắc Đức .……/ …… điểm

Đào Quang Trường …… / …… điểm

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG SỬ

DỤNG S7-1200

Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Hữu Ngọc

Trần Khắc Đức

Đào Quang Trường

Chuyên ngành: Cơ điện tử

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Toàn Thắng

NỘI DUNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

I Những kết quả đạt được

………

………

………

………

II Hạn chế của đồ án ………

………

………

………

III Kết luận ………

………

………

………

Đánh giá: Nguyễn Hữu Ngọc …… / …… điểm

Trần Khắc Đức .……/ …… điểm

Đào Quang Trường …… / …… điểm

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Giảng viên phản biện

(Kí và ghi rõ họ, tên)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Ngành Cơ điện tử)

1 Thông tin sinh viên

Hệ đào tạo: Chính quy

Chuyên ngành: Cơ điện tử

Đồ án được thực hiện tại Đại học Bách khoa Hà Nội

Thời gian thực hiện từ ngày tháng năm 2023 đến ngày tháng năm 2023

2 Đề tài

Thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động sử dụng s7-1200

Đầu vào:

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

(Kí và ghi rõ họ, tên)

Nguyễn Hữu NgọcTrần Khắc ĐứcĐào Quang Trường

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐAMH 3

GIẢNG VIÊN NHẬN XÉT 3

TÓM TẮT 9

BỐ CỤC 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 10

CHƯƠNG 3: THI CÔNG HỆ THỐNG 10

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT 10

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 11

1.2 MỤC TIÊU 11

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11

1.4 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT 12

1.4.1 Nguyên lý hoạt động 12

1.4.2 Cấu tạo 12

1.4.3 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên th ị trường 12

 Máy chiết rót bằng bơm bánh răng 12

 Máy chiết rót bằng bơm piston 13

 Máy chiết rót bằng bơm trục vít 14

 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế 14

 Máy chiết rót kiểu đối lưu 15

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 16

2.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ 16

2.2 MÔ TẢ HỆ THỐNG 16

2.3 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ 17

2.3.1 Chọn băng tải 17

2.3.2 Chọn khung sườn 17

2.3.3 Chọn mâm xoay 18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.4 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN 19

2.4.1 Sơ đồ khối của hệ thống 20

Chức năng các khối: 20

2.4.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống 21

2.4.2.1 Khối điều khiển PLC S7 - 1200 21

2.4.2.2 Khối nguồn 22

2.4.2.4 Thiết bị đóng ngắt 23

2.4.2.4.1 Rơ - le 23

 Nguyên lý làm việc 24

 Thông số kỹ thuật 24

2.4.2.5 Khối chiết rót 25

 Động cơ Bơm 24VDC 25

 Thông số kỹ thuật 26

2.4.2.6 Khối đóng nắp 26

 Thông số kỹ thuật 27

 Thông số kỹ thuật 27

 Hình Thông số kỹ thuật 28

 Nguyên lý hoạt động 29

 Cấu tạo 29

 Thông số kỹ thuật 30

2.4.2.7 Khối mâm xoay 31

 Thông số kỹ thuật 31

CHƯƠNG 3: THI CÔNG HỆ THỐNG 33

3.1 GIỚI THIỆU 33

3.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 33

3.2.1 Thi công phần cơ khí 34

3.2.1.1 Thi công hệ thống mâm xoay 34

b Sơ đồ đi dây mạch lực của hệ thống 37

c Sơ đồ đi dây đầu vào I của PLC S7-1200 39

d Sơ đồ đi dây đầu ra Q của PLC S7-1200 40

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT 66

4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 66

4.2 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 66

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4.2.1 Kết quả phần cứng 66

Nhận xét của nhóm 67

4.2.2 Kết quả phần chiết rót 67

Nhận xét của nhóm 68

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69

5.1 KẾT LUẬN 69

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

TÓM TẮT

Đề tài tốt nghiệp đề cập đến việc thiết kế giao diện để điều khiển, giám sát

và thu thập dữ liệu từ dây chuyền chiết rót Giao diện được thiết kế trên phần mềm Wincc của hãng Siemens với thiết kế đẹp mắt và đầy đủ các tính năng cần thiết cho người vận hành cũng như người giám sát hệ thống Khóa luận cũng hướng dẫn cụ thể các bước để các bạn khóa sau có thể tham khảo lập trình trên Wincc một cách dễ dàng Với các chức năng cần thiết, phân quyền người dùng trong Wincc , thiết kế giao diện từ thư viện, tạo nút nhấn…

Dây chuyền được điều khiển thông qua PLC S7 -1200 của Siemens đây cũng

là loại PLC cao cấp của Siemens sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp tự động vừa và lớn với yêu cầu ổn định vàch ất lượng cao Dây chuyền điều khiển thiết kế đơn giản với 2 băng tải có chức năng vận chuyển chai, các hệ thống vòi chiết rót, hệ thống cấp nắp, vặn nắp, dán nhãn và mâm xoay đưa các chai vào đúng vị trí Các cảm biến khác bao gồm cảm biến quang để xác định vị trí chai, cảm biến tiệm cận để xác định góc quay, cảm biến mực nước chất lỏng xác định mực nước được rót vào trong chai và

hệ thống khí nén cũng được sử dụng

BỐ CỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương này trình bày, đặt vấn đề, dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

Đặc tả phần cứng các thiết bị ngõ vào, ngõ ra, thiết kế sơ đồ nguyên lý, tính toán và thiết kế các khối: khối nguồn, khối băng tải, khối mâm xoay, khối dán nhãn, khối kiểm tra

CHƯƠNG 3: THI CÔNG HỆ THỐNG

Thi công phần cứng và thi công phần điện viết chương trình cho hệ thống

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT

Nêu kết quả đạt được, hình ảnh hoạt động của mô hình , đánh giá tính ổn định của hệ thống và các chức năng liên quan

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Nêu kết luận về quá trình thực hiện và thành quả đạt được, các vấn đề còn tồn tại, đề ra hướng phát triển sản phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật

điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh

vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa… Do đó chúng ta cần phải

nắm bắt vào vận dụng điều khiển tự động một cách hiệu quả nhằm đóng góp vào sự

phát triển khoa học kỹ thuật của thế giới nói chung và trong sự phát triển của kỹ thuật

điều khiển tự động nói riêng

Xuất phát từ những lần tham quan các doanh nghiệp có dây chuy ền sản xuất,

nhóm đã được thấy nhiều dây chuyền tự động hóa trong quá trình sản xuất Một trong

những dây chuy ền sản xuất tự đông hóa đó là dây chuyền chiết rót sử dụng bộ điều

khiển lập trình PLC ( Programmable Logic Controller )

Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu về các đề tài và công trình trước đây, nhóm

quyết định chọn đề tài: “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT

RÓT SỬ DỤNG S7-1200” để nghiên cứu và th ực hiện đề tài tốt nghiệp.

1.2 MỤC TIÊU

Với đề tài này mục tiêu mà nhóm đề ra để giải quyết các công việc như sau:

- Nghiên cứu ứng dụng giữa PLC và HMI

- Thiết kế và thi công được hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động

- Thiết kế được giao diện HMI và lập trình PLC điều khiển hệ thống hiệu quả caonhất có thể

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

NỘI DUNG 1: Tìm hiểu và tham khảo các tài liệu, giáo trình, nghiên cứu các

chủ đề, nội dung liên quan và đưa ra phương pháp thực hiện đề tài

NỘI DUNG 2: Tìm hiểu về PLC S7 – 1200 và phần mềm lập trình.

NỘI DUNG 3: Thiết kế phần cứng của hệ thống

NỘI DUNG 4: Thiết kế giải thuật điều khiển, lập trình PLC, thiết kế giao diện

giám sát trên Wincc

NỘI DUNG 5: Thử nghiệm, điều chỉnh phần mềm, phần cứng cho hệ thống tối

ưu, thu thập kết quả qua những lần thử nghiệm đánh giá tính ổn định của hệ thống.

NỘI DUNG 6: Viết quyển báo cáo tốt nghiệp.

NỘI DUNG 7: Báo cáo đồ án tốt nghiệp.

1.4 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT

1.4.1 Nguyên lý hoạt động

- Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động hoạt động trên nguyên lý dùng các cảm biếnđể xác định chai Sau đó dùng động cơ kết hợp với xy lanh khí nén và bơm tạo nên hệthống chiết rót và đóng nắp tự động

- Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyểnđộng cần thiết:

+ Chuyển động của băng chuyền

+ Chuyển động tịnh tiến của xylanh

- Chu trình làm việc hệ thống: khi ấn nút Start máy hoạt động, sản phẩm được băng chuyềnđẩy vào Nhờ hệ thống điều khiển, sản phẩm trên băng chuyền được đẩy đến các khâuchiết rót rồi đóng nắp Các sản phẩm sau khi được hoạt thành sẽ được chuyển đến thùngđể đóng gói qua băng tải đầu ra Chu trình cứ thế tiếp tục cho đến khi xong số lượng sảnphẩm mong muốn

1.4.3 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên th ị trường

Trên thị trường các dòng máy chiết rót hiện nay, có 5 dòng máy chiết rót được ưa

chuộng và là sự lựa chọn ưu tiên của các cơ sở sản xuất đó là: máy chiết rót bằng bơm

bánh răng, máy chiết rót bằng bơm piston, máy chiết rót bằng bơm trục vít , máy chiết rót

bằng lưu lượng kế và máy chiết rót kiểu đối lưu

• Máy chiết rót bằng bơm bánh răng

Hình 1.1 Máy chiết rót bằng bơm bánh răng

Máy chiết rót bằng bơm bánh răng hay còn gọi là máy chiết rót tự động 8 đầu(bơm rotary) thích hợp cho việc chiết rót các sản phẩm ngành thực phẩm, hóa mỹ phẩm,

… Cấu trúc dòng máy này được làm từ thép không gỉ và hợp kim nhôm với thiết kếthay đổi nhanh cho kích thước khác của chai Máy chiết rót bằng bơm bánh răng đượcthiết lập dựa trên màn hình cảm ứng hiện thị LCD, rất tiện dụng và dễ dàng điều chỉnh

Hệ thống chiết rót bằng đầu bơm rotary, điều khiển bởi motor AC với biến tầngiúp thao tác rót mềm mại hơn, điều chỉnh lưu lượng dễ dàng Hệ thống bơm bánh rănghạn chế tối đa khả năng tạo bọt trong khi rót

Dung tích chiết rót của dòng máy chiết rót bằng bơm bánh răng vào khoảng 250

- 5000ml với loại vòi ngâm không làm tràn chất lỏng lên chai và băng tải Hệ thống bơm

và động cơ bawg tải được bảo vệ toàn diện tránh sụt áp trong quá trình vận hành

 Máy chiết rót bằng bơm piston

Hình 1.2 Máy chiết rót bằng bơm piston

Máy chiết rót bằng bơm piston hay còn gọi là máy chiết rót tự động 6 đầu (bơmpiston) có thi ết kế đầu bơm piston phù hợp trong các công việc chiết rót các chất lỏngkhông hạt như dầu ăn, sữa tắm, dầu gội,…

Máy chiết rót bằng bơm piston điều khiển bởi motor servo, cho độ chính xácchiết rót cao, phù hợp các sản phẩm yêu cầu định lượng động chuẩn chỉnh cao Dòngmáy được sản xuất kèm thiết bị bảo vệ “không chai – không chiết rót” với loại vòingâm không làm tràn chất lỏng Bơm piston hoạt động trơn tru và linh hoạt, màn hìnhcảm ứng điều khiển hỗ trợ tối đa các thao tác điều chỉnh.

 Máy chiết rót bằng bơm trục vít

Hình 1.3 Máy chiết rót bằng bơm trục vít

Máy chiết rót bằng bơm trục vít hay còn gọi là máy chiết rót tự động 8 đầu (bơmtrục vít) với thiết kế phù hợp với chiết rót các loại dầu nhớt

Mỗi đầu bơm trục vít của dòng máy này được điều khiển bởi một motor ACriêng biệt nên độ chính xác khi rót rất cao Loại vòi ngâm sử dụng cho máy chiết rót nàyhạn chế tối đa sản sinh bọt khí và tránh chất lỏng văng ra ngoài Người sử dụng có thể

dễ dàng điều chỉnh, cài đặt các thông số thông qua màn hình LCD cảm ứng

 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế

Hình 1.4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế

Máy chiết rót bằng lưu lượng kế là dòng máy chiết rót 10 đầu dạng định lượngđược sử dụng chiết chính xác hơn và dễ dàng cho các thao tác vệ sinh Loại máy nàyphù hợp với việc chiết các chất lỏng có độ nhớt, đậm đặc

Phạm vi chiết rót c ủa máy chi ết rót bằng lưu lượng kế rộng đồng thời có thiết

kế giảm tạo bọt tối ưu khi chiết rót Cấu trúc máy cho phép cài đặt tiêu chuẩn và lưulượng định mức sản phẩm chuẩn xác một cách tối đa

 Máy chiết rót kiểu đối lưu

Máy chiết rót kiểu đối lưu hay còn gọi là đẳng áp được thiết kế thuận tiện choviệc rót nước khoáng hay nước ép trái cây

Hình 1.5 Máy chiết rót kiểu đối lưu

Dung tích chiết rót của dòng máy này vào khoảng 500 – 1500ml Thiết kế vòingâm hỗ trợ ổn định chất lỏng không gây tràn Bên cạnh đó, dòng máy này cũng đượctích hợp màn hình cảm ứng hiệu Proface với hệ thống điều khiển PLC hiệu Mitsubishi

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

2.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

Đề tài “ Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7 – 1200”

có các yêu cầu sau:

- Hệ thống có ph ần cứng chắc chắn, vận hành ổn định

- Năng suất tối thiểu 60 chai 1 giờ

- Kích thước băng tải, mâm xoay phải phù hợp với chai nước có kích

Kích thước hệ thống: dài x rộng x cao(cm)= 800x700x416(cm)

Khung phần cứng có 2 băng tải đặt vuông góc với nhau, tại đó có cơ cấu mâmxoay, với 4 góc được đặt cách đều nhau 90º thực hiện các nhiệm vụ riêng biệt Bảngđiện điều khiển đặt nghiêng 1 góc 50º so với mặt phẳng ngang

Hình 3.1 Bảng vẽ 3D hệ thống

2.3 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ

2.3.1 Chọn băng tải

Hình 3.2 Băng tải

• Mô hình được thực hiện với mục đích nghiên cứu nên nhóm chọn băng tải

có kích thước nhỏ: dài 50cm, rộng 6cm, cao 10cm vừa đúng cho chaichạy được trên một hàng thẳng

• Động cơ băng tải được sử dụng là động cơ giảm tốc 24VDC, sức kéo tối

đa 15kg, tốc độ quay 50 vòng/phút

• Số lượng băng tải: 2 băng tải

2.3.2 Chọn khung sườn

Hình 3.3 Nhôm định hình

Khung phần cứng được nhóm sử dụng vật liệu là nhôm định hình Với kích thước nhỏ gọn, kết cấu tương đối chắc chắn, dễ tháo lắp và vận chuyển đồng thời hợp lý nên đây là lựa chọn tốt cho mô hình của nhóm

- Kích thước: 2m/thanh

- Tổng chiều dài: 10m

2.3.3 Chọn mâm xoay

Hình 3 4 Mâm dưới

Hình 3.5 Mâm trên

 Để mâm xoay thực hiện được 3 nhiệm vụ cùng m ột lúc: bơm nước, gạt nắp chai, đóng nắp chai thì nhóm phải thiết kế mâm sao cho có thể bố trí các cơ cấu chấp hành đó

 Kích thước mâm:

- Đường kính mâm trên 650mm

- Đường kính mâm trên 700mm

 Chất liệu

- Mâm dưới Mica đen dày 2mm

- Mâm trên Mica dày 1.25mm

- Mâm trên được khoan 4 lỗ (d=5mm) cách nhau 90º Với việc 4 lỗ như vậy thì việc thiết

kế phần cơ khí theo góc 90º là hợp lý

2.3.4 Cơ cấu dẫn nắp chai

Gồm máng dẫn nắp in 3D bằng nhựa có kích thước :

2.3.5 Cơ cấu đóng nắp chai

Gồm 1 xi lanh khí nén 1 chiều ,gá cho xi lanh, gá cho động cơ xoay nắp chai và núm xoay nắp chai in 3D bằng nhựa

2.4 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN

Để phần cơ khí hoạt động thì phần điện điều khiển đóng vai trò quyết định cho

toàn bộ hệ thống Từ mô hình cơ khí như đã thiết kế, lên phương án thiết kế tổng thể

các phần trong khâu điều khiển Xác định các khối gồm: Khối nguồn, khối xử lý trung

tâm, khối băng tải, khối nút nhấn, khối cảm biến, khối chiết rót, khối cấp nắp, khối

đóng nắp, khối dán nhãn, khối mâm xoay, khối phân loại

2.4.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 3.6 Sơ đồ khối của hệ thống

Chức năng các khối:

- Khối nguồn: Có chức năng cung cấp nguồn cho hệ thống

- Khối nút nhấn: Có chức năng điều khiển hệ thống

- Khối cảm biến: Có chức năng xác định vị trí chai

- Khối băng tải: Có chức năng di chuyển chai đến vị trí cần xử lý

- Khối chiết rót: Có chức năng cung cấp nước cho chai

- Khối đóng nắp : Có chức năng cấp nắp cho chai.

- Khối mâm xoay: Có chức năng di chuyển chai đến vị trí cần xử lý

- Khối xử lý trung tâm: Nhận, xử lý thông tin, điều khiển các khối và hiển thị kết quả

2.4.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống

2.4.2.1 Khối điều khiển PLC S7 - 1200

Nhóm chọn PLC S7-1214C DC/DC/DC của hãng Siemen Hệ thống của nhóm cótất cả 14 ngõ vào DI, 5 ngã ra DO Trong khi đó S7-1214C DC/DC/DC có 14DI, 10DO

có thể nói là đáp ứng được với yêu cầu của nhóm, đồng thời với thiết kế nhỏ gọn, phầnmềm lập trình Tia Portal dễ sử dụng cùng v ới khả năng mở rộng IO, nên đây sẽ là lựachọn thích hợp nhất

Hình 3.7 PLC S7 – 1200 DC/DC/DC

Độ mở rộng các module tín hiệu 8

Các module truyền thông 3 (mở rộng về bên trái)

Các bộ đếm tốc độ cao:

Tốc độ thực thi tính toán thực 2.3 μs/lệnh.s/lệnh

tối đa 1500mA.

Hệ thống điều khiển khí nén, relay trung gian sử dụng điện áp 24VDC

Với những thông số kỹ thuật, điện áp sử dụng và dòng điện tiêu thụ đã phân tích trên, nhóm quyết định chọn nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống là nguồn tổ ong 24VDC – 5A để đảm bảo hệ thống ổn định

Hình 3 8 Nguồn tổ ong trong thực tế

Module 1 Relay với opto cách ly nhỏ gọn, có opto và transistor cách ly giúp cho việc sử dụng trở nên an toàn với board mạch chính Mạch được sử dụng để đóng ngắt nguồn điện công suất cao AC hoặc DC, có thể chọn đóng khi kích mức cao hoặc mức thấp bằng Jumper.

 Nguyên lý làm việc

Tiếp điểm đóng ngắt gồm 3 tiếp điểm NC (thường đóng), NO (thường mở)

và COM(chân chung) được cách ly hoàn toàn với board mạch chính, ở trạng thái bình thường chưa kích NC sẽ nối với COM, khi có trạng thái kích COM sẽ chuyển sang nối với NO và mất kết nối với NC

Hình 3.13 Động cơ vặn nắp chai

Hình 3.14 Xi – lanh TN20x150

 Thông số kỹ thuật

d Cảm biến quang

Cảm biến quang dùng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện vật cản với độ phản hồinhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt.Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua điện trở

Hình 3.17 Cảm biến quang E3F-DS10C4 10cm NPN 24VDC

2.4.2.7 Khối mâm xoay

Để mâm xoay 90 độ nhóm chọn động cơ gb37 24vdc 18rpm có gắn bộ giảm tốc kết hợpvới cảm biến quang E3F-DS10C4 10cm NPN 24VDC

Hình 3.18 Động cơ giảm tốc gb37 24V – 18 prm

2.4.2.8 HMI Weintek Mt 8070iE

- 32 bits RISC CPU 800MHZ

- USB Host : USB 2.0x1

 Nguồn: 24VDC

 Đặc điểm:

- Vỏ: nhựa

- Kích thước bao ngoài (WxHxD) 200.4 x 146.5 x 34 mm

- Kích thước khoét lỗ : 192 x 138 mm

- Nhiệt độ hoạt động: 0-50 độ

- Khối lượng : 0.52kg