2.2 Giới thiệu về PLC S7 – 1200 2.2.1 Giới thiệu chung về PLC PLC Programable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRÒN GVHD: THS NGUYỄN TẤN ĐỜI SVTH : BÙI HỒNG QUANG ĐỨC NGƠ VĂN SANG SKL011120 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRÒN GVHD: ThS Nguyễn Tấn Đời SVTH : Bùi Hồng Quang Đức 19151217 Ngơ Văn Sang 19151031 Khóa : 2019 – 2023 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 i TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, tháng 07 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Bùi Hoàng Quang Đức MSSV: 19151217 Họ tên sinh viên 2: Ngô Văn Sang MSSV: 19151031 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2019 – 2023 Lớp: 191512A I) Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRÒN II) Nhiệm vụ: 1) Các số liệu ban đầu: - Tham khảo phương pháp dán nhãn cho chai tròn thực tế - Tham khảo cấu gắp sản phẩm theo số lượng - Tìm kiếm tài liệu điều khiển step motor 2) Nội dung thực hiện: - Tính tốn thiết kế mơ hình phần mềm - Thi công hệ thống dán nhãn chai trịn - Lập trình điều khiển - Thiết kế giao diện giám sát - Đánh giá kết điều khiển III) Ngày giao nhiệm vụ: 20/02/2023 IV) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/06/2023 V) Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Đời CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Bùi Hoàng Quang Đức 19151217 Ngô Văn Sang 19151031 Khoa: Điện – Điện tử Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRÒN Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Đời NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:…………… (Bằng chữ:…………………………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: Bùi Hồng Quang Đức 19151217 Ngơ Văn Sang 19151031 Khoa: Điện – Điện tử Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRÒN Giáo viên phản biện:………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:…………… (Bằng chữ:…………………………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 Giáo viên phản biện iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, tháng năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Bùi Hoàng Quang Đức MSSV: 19151217 Họ tên sinh viên 2: Ngô Văn Sang MSSV: 19151031 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG CHO CHAI TRỊN Tuần/ngày Tuần Nhiệm vụ Tìm hiểu dây chuyền sản xuất thực tế, chọn đề tài làm đồ án Viết dàn ý nghiên cứu Chọn phương án thực hiện, đưa mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Thiết kế khí mơ hình solidworks, viết báo cáo sở lý thuyết Thiết kế phần điện cho mô hình Lựa chọn danh sách thiết bị, viết báo cáo thiết kế hệ thống Thi công khâu dán nhãn Tuần Thi công khâu đẩy sản phẩm Tuần Thi công khâu gắp Thi công tủ điện, viết báo cáo thi cơng hệ thống Lập trình điều khiển khâu dán nhãn Lập trình điều khiển khâu đẩy sản phẩm Lập trình điều khiển khâu gắp sản phẩm Thiết kế giao diện giám sát điều khiển cho hệ thống Đánh giá kết điều khiển, viết báo cáo đánh giá Hoàn thiện báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 10 Tuần 11 Tuần 12 Tuần 13 Tuần 14 Tuần 15 Tuần 16 iv Xác nhận GVHD TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, tháng năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Ngơ Văn Sang Bùi Hoàng Quang Đức v LỜI CẢM ƠN Những trang đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Khoa Điện-Điện tử tạo hội để thực đồ án môn học đồng thời tận tâm truyền đạt kiến thức cho chúng em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Nguyễn Tấn Đời, người đồng hành chúng em dành thời gian quý báu để hướng dẫn giúp đỡ để nhóm em hồn thành đồ án môn học Một lời cảm ơn, lời chúc chân thành Em xin gửi tới quý Thầy Cơ bạn, xin chúc người ln bình an, vui vẻ, hạnh phúc thành công đường nghiệp phía trước Trong q trình thực hiện, với lượng kiến thức nhiều rộng, hiểu biết nhóm thời gian thực có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong q thầy bỏ qua đóng góp cho nhóm để hồn thành tốt đồ án Sinh viên thực Ngô Văn Sang Bùi Hoàng Quang Đức vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IV LỜI CAM ĐOAN V LỜI CẢM ƠN VI MỤC LỤC VII DANH MỤC HÌNH X DANH MỤC BẢNG XIII CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống dán nhãn 2.1.1 Giới thiệu hệ thống dán nhãn chai tự động 2.1.2 Một số máy dán nhãn chai tự động 2.2 Giới thiệu PLC S7 – 1200 2.2.1 Giới thiệu chung PLC 2.2.2 Cấu trúc PLC 2.2.3 Những đặc điểm Simatic S7 – 1200 2.2.4 Ứng dụng PLC thực tế 10 2.3 Biến tần 11 2.3.1 Cấu tạo hoạt động biến tần 11 2.3.2 Biến tần điều khiển động pha 13 2.4 Động pha 14 2.4.1 Cấu tạo 14 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 15 2.4.3 Các phương pháp điều khiển tốc độ động pha 16 2.5 Động bước 17 2.5.1 Cấu tạo động bước 17 2.5.2 Nguyên lý hoạt động động bước 18 2.5.3 Phương pháp điều khiển động bước 19 2.6 Bộ điều khiển động bước 20 2.6.1 Cấu tạo điều khiển động bước: 20 vii 2.6.2 Sử dụng Micro step driver: 21 2.7 Hệ thống điều khiển khí nén 21 2.7.1 Cấu tạo hệ thống khí nén 22 2.7.2 Ưu nhược điểm hệ thống khí nén 22 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 24 3.1 Thiết kế khí hệ thống 24 3.1.1 Yêu cầu thiết kế 24 3.1.2 Thiết kế khí cấu dán nhãn 24 3.1.3 Thiết kế khí cấu đẩy 28 3.2 Thiết kế phần điện 30 3.2.1 Yêu cầu thiết kế 30 3.2.2 Thiết kế hệ thống điện 31 3.2.3 Lựa chọn thiết bị 31 3.2.4 Sơ đồ nối dây 47 3.3 Thiết kế lưu đồ điều khiển 48 3.3.1 Yêu cầu thiết kế 48 3.3.2 Chương trình điều khiển phần cứng 49 3.3.3 Thiết kế chương trình điều khiển 49 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 51 4.1 Giới thiệu 51 4.2 Thi cơng khí 51 4.2.1 Thi công cấu dán nhãn 51 4.2.2 Thi công cấu đẩy sản phẩm 53 4.2.3 Thi công cấu gắp sản phẩm 55 4.3 Thi công tủ điện 55 4.3.1 Giới thiệu tủ điện 55 4.3.2 Các bước thi công tủ điện 55 4.3.3 Q trình thi cơng 56 4.4 Cài đặt biến tần, Driver step 57 4.4.1 Biến tần 57 4.4.2 Cài đặt Driver Step Motor 59 4.5 Thiết kế giao diện giám sát 63 4.5.1 Yêu cầu thi công 63 4.5.2 Thiết kế hình phân quyền 64 4.5.3 Thiết kế hình giám sát 65 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 68 viii Hình 5.3 Nắp tủ điện 5.1.3 Kết thiết kế giao diện Hình 5.4 Kết thiết kế giao diện giám sát Nhận xét: Giao diện giám sát thể đầy đủ thông tin hệ thống, cho phép người dùng điều khiển giám sát qua hình 69 5.2 Kết điều khiển - Hình 5.5 Nhãn dán chai Lavie 500ml Đối với chai nước Lavie 500ml, đường kính chai 62mm: Nhãn dán vào vị trí chai, khn nhãn thẳng, khơng bị nghiêng Tuy nhiên bề mặt chai sần sùi nên mặt nhãn sau dán vào chai khơng phẳng, thiếu tính thẩm mỹ 70 - Hình 5.6 Nhãn dán chai TH True Water 500ml Đối với chai nước TH True Water 500 ml đường kính chai 62mm: Nhãn sau dán lên vị trí Tuy nhiên khn nhãn không thẳng, bề mặt nhãn bị nhăn, không đảm bảo tính thẩm mỹ 71 Hình 5.7 Nhãn dán chai trà sữa 500 ml - Đối với chai trà sữa 500ml đường kính chai 62mm: Nhãn sau dán lên chai vị trí, khn nhãn sau dán lên thẳng, bề mặt nhãn không bị nhăn, không sần sùi, đảm bảo tính thẩm mỹ Nhãn sau dán lên không bị bung đảm bảo chất lượng sản phẩm Chọn chai trà sữa 500 ml đường kính 62mm làm sản phẩm để dán nhãn - Với khoảng cách chai vào 20cm: Sau dán số lượng 10 chai kết cho chai dán vị trí, bề mặt nhãn khơng nhăn, thẳng Còn chai bị lỗi nhăn nhãn, nghiêng, vài chai khơng dính nhãn 72 Với khoảng cách chai vào 25cm: Sau dán số lượng 10 chai cho kết chai dán vị trí, bề mặt nhãn khơng nhăn, thẳng Còn chai bị lỗi nhãn nhăn - Với khoảng cách chai vào 30cm: Sau dán số lượng 10 chai cho kết chai dán vị trí, bề mặt nhãn khơng nhăn, thẳng Còn chai bị lỗi Bảng 5.1 Số lượng chai dán nhãn phút Số chai Đánh giá Chai dán nhãn đẹp, xác 10 Chai dán nhãn đẹp, xác 12 Chai dán nhãn đẹp, xác 14 Có 1, chai nhãn bị lệch khơng xác 16 Có 2, chai nhãn bị lệch khơng xác Có chai không dán nhãn, đến chai nhãn bị lệch khơng 18 xác - Nhận xét: Với số lượng chai từ đến 12 nhãn dán đẹp xác, khơng xảy sai sót Với số lượng 14 chai, xuất chai sau dán nhãn nhãn bị lệch, không thẩm mỹ Với số lượng 16 chai, xuất chai sau dán nhãn nhãn bị lệch, khơng thẩm mỹ Với số lượng 18 chai, tần suất chai dán nhãn nhìu hơn, khiến cho dán nhãn hoạt động không ổn định, dẫn tới có chai khơng dán nhãn có chai nhãn bị lệch, khơng thẩm mỹ - Đánh giá kết khâu xếp sản phẩm: sản phẩm đẩy vào vị trí với số lượng lần đẩy chai Các chai chưa đẩy chắn lại xy lanh chắn Tuy nhiên bề mặt chai tròn, số lượng chai bị chắn lại nhiều với thời gian lâu chai bị lệch khỏi băng tải - Khâu gắp chai: lần gắp đủ số lượng chai, chai xếp vào vị trí, thả chai không làm đổ chai - Với thời gian phút: Khâu gắp chai gắp số lượng sản phẩm 12 chai, xếp vị trí, chai khơng nghiêng - 73 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau trình làm đồ án, nghiên cứu tìm hiểu tiếp xúc với thiết bị thực tế, nhóm hồn thành đề tài: “Thiết kế thi công hệ thống máy dán nhãn tự động cho chai tròn” đạt số kết quả: - Đã thiết kế thi công hệ thống thực tế áp dụng vào nhu cầu sản xuất - Lập trình PLC điều khiển hệ thống thực tế - Sử dụng phần mềm Solidworks để thiết kế mơ hình - Điều khiển Step Motor PLC - Thiết kế giao diện HMI điều khiển giám sát hệ thống 6.2 Hạn chế Trong q trình thực mơ hình đánh giá kết điều khiển, đề tài số hạn chế: - Hệ thống dán nhãn dán tốt vào chai có bề mặt trơn - Khâu gắp áp dụng cho số chai có chiều cao phù hợp 6.3 Hướng phát triển - Thay đổi hệ thống dán để dán nhiều loại sản phẩm Nâng cao tốc độ dán nhãn Cải thiện tính ổn định độ xác hệ thống dán nhãn Mở rộng hệ thống có thêm khâu chiết rót đóng nắp 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ETEK (03/2019) Máy dán nhãn chai nằm ngang, 21/05/2023, từ https://etekpack.com/he-thong-in-dan-nhan-tu-dong/may-dan-nhan-chai-tronnam-ngang.html [2] Cơ khí Tân Minh Máy dán nhãn chai trịn tự động, 21/05/2023, từ https://maydonggoicongnghiep.com/may-dan-nhan-chai-tron-tu-dong-tmdg-3t4/ [3] Trần Văn Hiếu, Tự động hóa PLC S7 – 1200 với TIA Portal, NXB Khoa học kỹ thuật, 2019 [4] Wikipedia (2020), Biến tần, 21/05/2023, từ https://vi.wikipedia.org/wiki/Bi%E1%BA%BFn_t%E1%BA%A7n [5] Wikipedia (), Stepmotor, 21/05/2023, từ https://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor [6] Động pha, Cấu tạo motor điện pha, 21/05/2023, từ https://dongco3pha.com/cau-tao-motor-dien-3-pha.html [7] Siemens ingennity for life (03/2019) Giới thiệu PLC S7 – 1200, 21/05/2023, từ http://siemens-vietnam.vn/gioi-thieu-plc-s7-1200/ [8] Toshiba, VF - S9 Mannual Toshiba, 2000 [9] SMC, Thiết bị khí nén, (21/05/2023) https://www.smcworld.com/about_us/en-vn/vietnam.html# [10] DM542 Mannual [11] ORIENTAL motor product catalog 75 - PHỤ LỤC Chương trình điều khiển: 76 77 78 79 80 81 82