Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển chiết rót đóng nắp chai và dán nhãn

Một trong những ứng dụng của công nghệ tự động hóa đó là mô hình chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn tự động.. Trong đồ án tốt nghiệp này, chúng tôi đã tập trung vào việc thiết kế và tr

Thông tin sinh viên

Họ và tên sinh viên: Đậu Quang Long MSSV: 19151005

Trần Quang Minh Nhật MSSV: 15151318

Ngành: Công Nghệ Kĩ Thuật Điều Khiển và Tự Động Hóa

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phùng Sơn Thanh

Thông tin đề tài

Đề tài tốt nghiệp mang tên "Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển chiết rót, đóng nắp và dán nhãn" được thực hiện tại Bộ môn Điều Khiển và Tự Động Hóa Hệ thống này nhằm tối ưu hóa quy trình chiết rót và đóng gói sản phẩm, đảm bảo độ chính xác và hiệu suất cao trong sản xuất Các công nghệ điều khiển tiên tiến sẽ được áp dụng để nâng cao tính tự động hóa, góp phần tiết kiệm thời gian và chi phí cho doanh nghiệp.

Khoa Chất Lượng Cao, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

Thời gian thực hiện: Từ ngày 20/02/2023 đến 28/6/2023

Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài

 Thiết kế và vẽ bản vẽ phần cứng, thi công phần cứng

 Nghiên cứu về hệ thống chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn

 Nghiên cứu về mô hình thực tế của các công ty

 Đổ chương trình và hiệu chỉnh

4 Kết quả đạt được của ĐATN sau khi thực hiện

Hệ thống được điều khiển một cách ổn định và chính xác, cho phép điều khiển động cơ băng tải, động cơ nhãn và động cơ mâm đĩa xoay theo yêu cầu Hệ thống có khả năng đọc tín hiệu từ các cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại, cảm biến vật cản hồng ngoại và cảm biến dán nhãn Bộ não trung tâm PLC đảm nhiệm việc điều khiển theo đúng trình tự của quá trình, đồng thời quản lý van khí nén để điều khiển xylanh, nhận tín hiệu từ cảm biến và truyền tín hiệu vào PLC theo yêu cầu của người lập trình.

 Hệ thống chiết rót nhập được số lưu lượng nước mong muốn vào chai mà người

Trong quá trình sản xuất, việc đóng nắp chai và dán nhãn được thực hiện đồng thời, giúp tối ưu hóa quy trình chiết rót Hệ thống SCADA sẽ giám sát toàn bộ quá trình, bao gồm việc đếm số chai đã hoàn thành và thực hiện các chức năng khác, đảm bảo hiệu quả và chính xác trong sản xuất.

 Dễ dàng ta có thể điều khiển và giám sát hệ thống trên giao diện SCADA trên phần mềm lập trình TIA Portal V17

5 Phân chia công việc Đậu Quang Long

 Thi công lắp ráp mô hình cơ khí

 Mua linh kiện, vật dụng, thiết bị cho mô hình

 Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 và thiết kế giao diện giám sát WinCC

 Nghiên cứu thiết lập thông số motor step, hàm High speed counter, hiệu chỉnh mực nước

 Chạy thực tế trên mô hình

 Thiết kế mô hình cơ khí hệ thống bằng autocad

Tp.HCM, ngày… tháng… năm 2023

(Ký ghi rõ họ tên và học hàm học vị)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc *******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: MSSV:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2023

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Giáo viên phản biện:

Thưa quý thầy cô và các bạn,

Trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng tôi đã nhận được sự hỗ trợ quý báu từ thầy cô, bạn bè, gia đình và những người thân yêu Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả những ai đã giúp đỡ và đồng hành cùng chúng tôi trong hành trình này.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Phùng Sơn Thanh, giảng viên Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM, vì đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn, góp ý trong suốt quá trình thực hiện đồ án Những kiến thức và kinh nghiệm quý báu từ thầy cô đã giúp chúng tôi hiểu rõ bối cảnh và tầm quan trọng của đồ án, từ đó hoàn thiện công trình một cách tốt nhất.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật đã truyền đạt kiến thức về các môn đại cương và chuyên ngành, giúp chúng tôi xây dựng nền tảng lý thuyết vững chắc và hỗ trợ trong suốt quá trình học tập.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, khuyến khích và đồng hành cùng chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án Sự động viên và tình cảm của các bạn đã giúp chúng tôi vượt qua những thử thách, hoàn thành đồ án một cách thành công.

Chúng tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến những người thân yêu và bạn bè đã luôn ủng hộ, giúp đỡ chúng tôi vượt qua những thử thách trong cuộc sống Đặc biệt, chúng tôi cảm ơn quý thầy cô và tất cả những ai đã hỗ trợ chúng tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách thành công.

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Đề tài tốt nghiệp của chúng tôi tập trung vào thiết kế và triển khai mô hình tự động hóa chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn, nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt trong ngành đồ uống Chúng tôi đã phát triển một giao diện trực quan sử dụng phần mềm WinCC của Siemens, cho phép người vận hành điều khiển và giám sát mô hình từ xa, đồng thời thu thập dữ liệu để phân tích và tối ưu hóa quy trình sản xuất Mô hình còn được trang bị cảm biến để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy trong quá trình sản xuất.

Mô hình thiết kế bao gồm các thành phần quan trọng như băng chuyền, van điện tử, máy cấp nắp chai và mâm xoay, giúp định vị chính xác các chai Ngoài ra, thiết kế còn tích hợp nhiều cảm biến, bao gồm cảm biến quang và cảm biến tiệm cận, để phát hiện sự có mặt của chai và vị trí các bộ phận chuyển động.

Mô hình sử dụng bộ điều khiển logic có chương trình (PLC) Siemens S7-1200, nổi bật với tính ổn định và hiệu suất cao trong ngành tự động hóa Chương trình được lập trình qua phần mềm TIA Portal của Siemens, cho phép xây dựng các thuật toán điều khiển phức tạp và tích hợp cảm biến cùng các mô-đun vào/ra Để nâng cao tính năng, mô hình còn được trang bị hệ thống dán nhãn cho các chai sau khi chiết rót và đóng nắp.

Sau khi hoàn thành đề tài tốt nghiệp, chúng tôi đã phát triển một giải pháp toàn diện cho tự động hóa quy trình chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn Giải pháp này giúp nâng cao hiệu suất và năng suất trong sản xuất hàng loạt, đặc biệt trong ngành sản xuất đồ uống.

My graduation project focuses on creating an automated model for bottle filling, capping, and labeling, specifically designed to meet the high-volume production needs of the beverage industry To enhance operational efficiency, I developed a user-friendly interface utilizing Siemens' WinCC software, enabling operators to remotely control and monitor the system while also facilitating data collection for production process analysis and optimization.

In addition, the model is equipped with sensors to ensure accuracy and reliability during the production process

The model's design features various components, including conveyor belts, electronic valves, cap dispensers, and a rotating turntable for precise bottle positioning Additionally, it includes optical and proximity sensors that monitor bottle presence and the movement of parts.

The model incorporates a Siemens S7-1200 programmable logic controller (PLC), renowned for its stability and high performance in the automation industry Utilizing Siemens TIA Portal software, it allows for the development of intricate control algorithms and seamless integration of various sensors and input/output modules, enhancing automation capabilities.

To improve the model's efficiency, I developed a labeling system that applies labels to filled and capped bottles This system features a printing module for operators to customize label content and design, all managed by a dedicated PLC.

Phân chia công việc

 Nghiên cứu thiết lập thông số motor step, hàm High speed counter, hiệu chỉnh mực nước

 Thiết kế mô hình cơ khí hệ thống bằng autocad

Tp.HCM, ngày… tháng… năm 2023

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Giáo viên phản biện:

Thưa quý thầy cô và các bạn,

Trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng tôi đã nhận được sự hỗ trợ quý báu từ thầy cô, bạn bè, gia đình và những người thân yêu Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả những ai đã giúp đỡ chúng tôi trong hành trình này.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Phùng Sơn Thanh, giảng viên tại Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM, vì đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn chúng tôi trong quá trình thực hiện đồ án Những kiến thức và kinh nghiệm quý báu từ thầy đã giúp chúng tôi hiểu rõ bối cảnh và tầm quan trọng của đồ án, từ đó hoàn thiện nó một cách tốt nhất.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật đã truyền đạt kiến thức quý báu về các môn đại cương và chuyên ngành, giúp chúng tôi xây dựng nền tảng lý thuyết vững chắc và nhận được sự hỗ trợ trong suốt quá trình học tập.

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, khuyến khích và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án Sự động viên và tình cảm chân thành của các bạn đã giúp chúng tôi vượt qua những thử thách và hoàn thành đồ án một cách thành công.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn những người thân yêu đã luôn ủng hộ và giúp đỡ chúng tôi vượt qua mọi thử thách trong cuộc sống Đặc biệt, chúng tôi rất biết ơn quý thầy cô và tất cả những ai đã hỗ trợ chúng tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách thành công.

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Đề tài tốt nghiệp của chúng tôi tập trung vào thiết kế và triển khai mô hình tự động hóa chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn, nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất hàng loạt trong ngành đồ uống Chúng tôi đã phát triển một giao diện trực quan bằng phần mềm WinCC của Siemens, cho phép người vận hành điều khiển và giám sát mô hình từ xa, đồng thời thu thập dữ liệu để phân tích và tối ưu hóa quy trình sản xuất Mô hình còn được trang bị cảm biến để đảm bảo độ chính xác và đáng tin cậy trong suốt quá trình sản xuất.

Mô hình thiết kế bao gồm các thành phần quan trọng như băng chuyền, van điện tử, máy cấp nắp chai và mâm xoay, giúp định vị chai một cách chính xác Ngoài ra, thiết kế còn tích hợp nhiều cảm biến, bao gồm cảm biến quang và cảm biến tiệm cận, nhằm phát hiện sự có mặt của chai và vị trí của các bộ phận chuyển động.

Mô hình sử dụng bộ điều khiển logic có chương trình (PLC) Siemens S7-1200, nổi bật với tính ổn định và hiệu suất cao trong ngành tự động hóa Chương trình được lập trình qua phần mềm TIA Portal của Siemens, cho phép phát triển các thuật toán điều khiển phức tạp và tích hợp cảm biến cùng các mô-đun vào/ra Đặc biệt, chúng tôi đã thiết kế một hệ thống dán nhãn để gắn nhãn lên các chai sau khi chiết rót và đóng nắp, nhằm nâng cao tính năng của mô hình.

My graduation project focuses on creating an automated system for bottle filling, capping, and labeling, tailored for high-volume production in the beverage industry To enhance operational efficiency, I developed an intuitive interface using Siemens' WinCC software, enabling remote control and monitoring of the system This interface also facilitates data collection for analysis and optimization of the production process.

In addition, the model is equipped with sensors to ensure accuracy and reliability during the production process

The model's design features various components like conveyor belts, electronic valves, cap dispensers, and a rotating turntable for precise bottle positioning Additionally, it integrates multiple sensors, including optical and proximity sensors, to detect bottle presence and monitor the movement of parts effectively.

The model incorporates a Siemens S7-1200 programmable logic controller (PLC), renowned for its stability and high-quality performance in the automation industry Utilizing Siemens TIA Portal software, the programming allows for the development of intricate control algorithms and seamless integration of various sensors and input/output modules.

To improve the model's performance, I developed a labeling system that applies labels to filled and capped bottles This system features a printing module for operators to customize label content and design, and it is managed by an independent PLC.

In summary, my graduation project offers an integrated solution for automated bottle filling, capping, and labeling, greatly enhancing efficiency and productivity in high-volume beverage production.

Tự động hóa trong công nghiệp đang trở thành yếu tố quan trọng cho sự phát triển quốc gia, với các nước phát triển như Mỹ và Nhật Bản đã áp dụng từ lâu Việc thay thế lao động chân tay bằng máy móc đã dẫn đến sự giảm đáng kể số lượng công nhân trong nhà máy, nhường chỗ cho những chuyên gia và kỹ sư có tay nghề Họ điều khiển và giám sát quá trình sản xuất thông qua máy tính, trong đó màn hình HMI đóng vai trò thiết yếu giúp người vận hành quan sát tổng quát hoạt động của dây chuyền sản xuất.

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Trong thời đại hiện nay, sản phẩm tiêu dùng chủ yếu được đóng gói trong chai lọ, đặc biệt trong ngành thực phẩm như bia, rượu, và nước giải khát Chai lọ mang lại nhiều lợi ích như giá thành thấp, khả năng chịu lực tốt, tính thẩm mỹ cao và dễ sản xuất Những ưu điểm này đã thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống máy chiết rót và đóng chai tự động, với đa dạng loại máy khác nhau.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày thiết kế hệ thống chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn, sử dụng PLC S7-1200 kết hợp với điều khiển giám sát trên WinCC Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất nước giải khát và các sản phẩm tương tự.

Trong bối cảnh công nghiệp hoá hiện đại, tự động hoá trở thành yếu tố thiết yếu cho mọi lĩnh vực kinh tế, giúp sản xuất các sản phẩm chất lượng cao và cạnh tranh hơn Sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, đặc biệt là kỹ thuật Điện - Điện tử, đã thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của các hệ thống tự động hoá trong đời sống và sản xuất Tự động hoá không chỉ nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian và chi phí sản xuất, mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm sự phụ thuộc vào lao động Hơn nữa, việc áp dụng hệ thống tự động hoá tạo ra nhiều cơ hội việc làm mới yêu cầu kỹ năng cao và đào tạo chuyên sâu Xu hướng tự động hoá sẽ tiếp tục phát triển trong tương lai, đặc biệt khi tích hợp các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) vào hệ thống.

Lý do chọn đề tài

Sự tiến bộ trong khoa học và công nghệ đã mang lại nhiều thay đổi đáng kể, giúp thế giới trở nên hiện đại hơn Đặc biệt, công nghệ tự động hóa đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra các dây chuyền sản xuất và thiết bị máy móc hiện đại với nhiều ưu điểm nổi bật như độ chính xác cao, tốc độ nhanh, khả năng tự động hóa và chuyên môn hóa Những công nghệ này đang được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hiện đại.

Công nghệ tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ và trở thành một lĩnh vực đa nhiệm vụ, đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành như công nghiệp, xây dựng, y tế và lâm nghiệp Trong ngành công nghiệp, dây chuyền chiết rót đóng chai nước uống đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu Để nâng cao hiệu quả sản xuất, chúng tôi đã thiết kế chương trình "Thiết kế mô hình giám sát và điều khiển hệ chiết rót đóng nắp và dán nhãn sử dụng PLC - S7 1200" nhằm cải tiến quy trình sản xuất nước uống đóng chai.

Trong tương lai, công nghệ tự động hóa sẽ ngày càng phát triển và thông minh hơn nhờ tích hợp với trí tuệ nhân tạo và IoT Việc áp dụng công nghệ này giúp doanh nghiệp tối đa hóa năng suất lao động, tối ưu hóa chi phí sản xuất, và cải thiện chất lượng sản phẩm, từ đó tạo ra giá trị cho xã hội và mở ra nhiều cơ hội việc làm mới.

Đối tượng nghiên cứu

Tại Việt Nam, nhiều nhà máy và xí nghiệp đã áp dụng hệ thống tự động hóa trong sản xuất, nhưng vẫn thiếu sự liên kết giữa các hệ thống này, dẫn đến hiệu quả sản xuất chưa được tối đa hóa Để nâng cao kết quả sản xuất và giảm bớt gánh nặng trong việc điều khiển và giám sát hệ thống tự động, việc phát triển một phần mềm quản lý và giám sát là rất cần thiết.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều phần mềm SCADA từ các hãng nổi tiếng như Mitsubishi, Intouch Wonderware và Siemens Trong số đó, phần mềm WinCC được đánh giá cao nhờ khả năng hỗ trợ xuất sắc cho hệ thống tự động hóa WinCC nổi bật với các tính năng đồ họa chuyên nghiệp và đẹp mắt, cho phép trình bày bằng ngôn ngữ C hoặc Visual Basic Điều này giúp các kỹ sư tùy biến thiết kế hệ thống SCADA một cách tối ưu, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

Phần mềm WinCC giúp giám sát thông số sản xuất, thông báo lỗi và nhanh chóng đưa ra biện pháp khắc phục sự cố Bên cạnh đó, nó còn cung cấp tính năng quản lý dữ liệu và báo cáo sản xuất, hỗ trợ các nhà quản lý đánh giá hiệu quả sản xuất và đưa ra quyết định hợp lý.

Việc triển khai phần mềm SCADA cần được thực hiện cẩn thận và chính xác để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống Đồng thời, cần có chương trình đào tạo chuyên nghiệp cho nhân viên quản lý và điều khiển hệ thống nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng.

Trong tương lai, sự phát triển công nghệ sẽ thúc đẩy việc nâng cấp và cải tiến phần mềm SCADA, nhằm đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao trong lĩnh vực sản xuất.

Mục tiêu của đề tài

Trong kỷ nguyên công nghệ 4.0, tự động hóa đã trở thành xu hướng không thể đảo ngược trong sản xuất, với mục tiêu nâng cao năng suất, giảm chi phí và tối ưu hóa quy trình Hệ thống dây chuyền chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn là một trong những hệ thống tự động quan trọng nhất Chúng tôi đã lắp đặt mô hình dây chuyền này, kết hợp với việc am hiểu các thiết bị cảm biến, đấu nối và lập trình PLC Để giám sát và điều khiển hệ thống, phần mềm WinCC đã được sử dụng, cho phép giám sát từ xa qua các màn hình hiển thị.

Trong quá trình lắp đặt, chúng tôi sử dụng PLC CPU S7-1200 để thu tín hiệu từ cảm biến và điều khiển hệ thống van khí nén cùng động cơ bước Sự hỗ trợ của PLC CPU S7-1200 đã giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm sai sót và nâng cao năng suất.

Chúng tôi đã áp dụng thiết bị cảm biến để đo lường các thông số quan trọng trong quy trình sản xuất, bao gồm áp suất, nhiệt độ và mức độ đầy chai Việc này cho phép giám sát và điều chỉnh quy trình sản xuất một cách chính xác và hiệu quả.

Chúng tôi đã chú trọng vào lập trình PLC và các thiết bị tự động hóa nhằm đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy cho hệ thống Ngoài ra, chúng tôi cũng thực hiện nhiều kiểm tra và kiểm soát chất lượng để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và tin cậy.

Chúng tôi đã hoàn thành lắp đặt mô hình dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai, đồng thời nắm vững các thiết bị cảm biến, đấu nối và lập trình PLC Việc áp dụng phần mềm WinCC giúp giám sát và điều khiển hệ thống hiệu quả Sử dụng PLC CPU S7-1200 cùng các thiết bị cảm biến tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí và tăng năng suất Chúng tôi hy vọng sản phẩm sẽ đáp ứng nhu cầu khách hàng và góp phần phát triển ngành công nghiệp.

Ưu điểm và thiếu sót khi thực hiện đề tài

Mô hình dây chuyền chiết rót, đóng nắp chai và dán nhãn của chúng tôi được thiết kế để tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí và tăng năng suất Tuy nhiên, việc triển khai gặp khó khăn do kiến thức hạn chế về SCADA và các công nghệ liên quan, cùng với sự phổ biến chưa rộng rãi của SCADA tại Việt Nam.

Thời gian thực hiện đề tài là một thách thức lớn mà chúng tôi gặp phải, dẫn đến mô hình dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai vẫn còn một số thiếu sót Điều này khiến cho giáo viên và bạn bè chưa thể có cái nhìn rõ ràng về quy trình sản xuất nước uống đóng chai.

Đề tài của chúng tôi nhấn mạnh sự cần thiết trong việc đáp ứng các yêu cầu cơ bản trong sản xuất Chúng tôi đã nghiên cứu và áp dụng các thiết bị cảm biến, phương pháp đấu nối, lập trình PLC cùng các thiết bị tự động hóa nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót và nâng cao năng suất.

Chúng tôi đã áp dụng phần mềm WinCC để giám sát và điều khiển hệ thống, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong quá trình vận hành Dù chưa có nhiều kinh nghiệm với SCADA, chúng tôi luôn sẵn sàng học hỏi và nghiên cứu nhằm phát triển mô hình của mình trong tương lai.

Mặc dù mô hình dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai của chúng tôi còn nhiều hạn chế, nhưng đã thể hiện sự cần thiết và đáp ứng các yêu cầu cơ bản trong sản xuất Chúng tôi cam kết tiếp tục nghiên cứu và cải thiện mô hình để phù hợp với các tiêu chuẩn khắt khe trong ngành công nghiệp sản xuất.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Sự phát triển công nghệ đã làm cho điều khiển tự động trở thành xu hướng thiết yếu trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến sinh hoạt Đối với các hệ thống tự động quy mô vừa và lớn, việc kết hợp PLC và SCADA là cần thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng hệ thống.

Chúng tôi đã kết hợp phần mềm WinCC với SIMATIC S7 1200 để phát triển hệ thống điều khiển tự động và giám sát từ xa, giúp tăng cường chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu quả kinh tế Việc tích hợp SCADA vào hệ thống tự động hóa cho phép giám sát và điều khiển chính xác từ xa, đáp ứng nhu cầu thực tế của các nhà máy và dây chuyền sản xuất đang được nâng cấp Chúng tôi tập trung áp dụng giải pháp này cho các nhà máy quy mô vừa và lớn, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và đóng góp vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Việc áp dụng SCADA trong hệ thống tự động hóa gặp nhiều thách thức như sự cố hệ thống, bảo mật và khả năng mở rộng Chúng tôi cam kết tiếp tục học hỏi và nghiên cứu để phát triển đề tài này trong tương lai.

Việc kết hợp PLC và SCADA là yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu quả kinh tế trong các hệ thống tự động quy mô vừa và lớn Đề tài của chúng tôi đã đáp ứng nhu cầu thực tế trong việc nâng cấp và mở rộng nhà máy, dây chuyền sản xuất Chúng tôi cam kết tiếp tục nghiên cứu và cải tiến, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp và đất nước.

Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu đề tài của mình, chúng tôi đã tiến hành một số bước như sau:

Chúng tôi đã tiến hành tìm kiếm và thu thập tài liệu liên quan đến đề tài bằng cách đọc sách, bài báo và tài liệu trực tuyến, nhằm nắm rõ các khái niệm và quy trình trong thiết kế chế tạo sản phẩm thực tế.

Chúng tôi đã đề xuất các giải pháp tối ưu cho thiết kế và chế tạo sản phẩm thực tế, nhằm cải thiện quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót và nâng cao năng suất.

Khảo sát các mô hình chiết rót và đóng nắp chai hiện có trên thị trường giúp hiểu rõ hơn về tính năng và ưu điểm của từng loại Việc nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về các sản phẩm hiện tại mà còn giúp xác định những lựa chọn tối ưu cho nhu cầu sử dụng.

Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu các thiết bị và khí cụ điện cần thiết cho mô hình, bao gồm cảm biến, van điện từ và các thiết bị khác, nhằm đảm bảo tính tương thích và hiệu quả trong quá trình hoạt động của mô hình.

Chúng tôi đã nghiên cứu PLC S7-1200 để lập trình cho mô hình, đồng thời học cách sử dụng các chức năng và lệnh của PLC nhằm điều khiển các thiết bị trong mô hình hiệu quả.

 Để đảm bảo hoạt động ổn định của mô hình, chúng tôi đã tìm nguồn cung cấp điện áp và dòng điện ổn định cho mô hình hoạt động

Chúng tôi đã hoàn thành việc viết chương trình điều khiển cho mô hình và tiến hành kiểm tra, điều chỉnh để đảm bảo mô hình hoạt động chính xác và hiệu quả.

Nội dung nghiên cứu

Chúng tôi đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cấu trúc truyền động và các thiết bị trong hệ thống chiết rót nước đóng chai, đồng thời tìm hiểu về thiết bị điều khiển PLC S7-1200 cùng với phần mềm điều khiển tương ứng.

Chúng tôi đã phát triển một mô hình hệ thống chiết rót và đóng nắp chai dựa trên các lý thuyết và hệ thống thực tế hiện có Mô hình này sử dụng thiết bị điều khiển PLC-S7 1200 để giám sát và điều chỉnh quy trình chiết rót và đóng nắp chai một cách hiệu quả.

Sau khi hoàn thành thiết kế, chúng tôi đã giám sát và điều khiển hệ thống chiết rót và đóng nắp chai bằng phần mềm chuyên dụng Chúng tôi tiến hành kiểm tra và điều chỉnh hệ thống để đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả.

Chúng tôi đã phát triển một hệ thống chiết rót và dán nhãn nước đóng chai được giám sát và điều khiển bởi PLC-S7 1200 Kết quả đạt được như mong đợi, và chúng tôi đang chuẩn bị nâng cao hệ thống để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tìm hiểu mô hình nhà máy thực tế

2.1.1 Giới thiệu về dây chuyền:

Dây chuyền chiết rót, dán nhãn và đóng gói tự động cho chai nhựa và chai thủy tinh giúp nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống, y tế, dược phẩm và hóa chất tại Việt Nam, mang lại hiệu quả cao cho quy trình sản xuất và đóng gói.

Dây chuyền chiết rót, dán nhãn và đóng gói CNC-VINA là hệ thống tự động hoặc bán tự động, bao gồm các máy như máy chiết rót, máy dán nhãn, máy vặn nắp chai, máy co màng, máy đóng thùng carton, máy đóng đai và máy quấn màng pallet Hệ thống này được kết nối với băng tải công nghiệp, máy in, đọc barcode và bảng sản xuất, hoạt động với mức độ tự động hóa cao, mang lại năng suất vượt trội và giảm thiểu tối đa nhân công.

Hình 2 1: Dâychuyền chiết rót, đóng chai hiện đại cho chai thủy tinh

Dây chuyền chiết rót, dán nhãn và đóng gói được thiết kế cho các ứng dụng đóng gói và chiết rót chai, bao gồm chai nhựa PET và chai thủy tinh, phục vụ cho nhiều loại đồ uống khác nhau như nước tinh khiết, đồ uống và hóa chất, tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng.

Hình 2 2: Dây chuyền chiết rót-dán nhãn-đóng gói phổ biến

2.1.2 Các công đoạn hoạt động:

Các công đoạn trong quy trình sản xuất bao gồm sục rửa chai, chiết rót, vặn nắp, đóng chai, dán nhãn, co màng lốc chai, đóng thùng carton, quấn màng pallet được trang bị công nghệ hiện đại.

Các công đoạn của một dây chuyền đóng chai phổ biến thường bao gồm:

Hệ thống băng tải và feeder được sử dụng để tự động hóa quá trình cấp chai từ thùng chứa, với cơ cấu gắp tự động giúp nâng cao hiệu suất Thông thường, việc cấp vỏ chai vào hệ thống feeder vẫn được thực hiện thủ công bởi công nhân đứng máy.

 Sục rửa chai tự động:

Hình 2 4: Sục rửa chai tự động

Máy sục rửa-chiết rót và vặn nắp 3in1 là giải pháp tối ưu cho dây chuyền có công suất lớn, giúp quá trình chiết rót diễn ra khép kín với hiệu suất cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.

Máy chiết rót với bàn xoay có thể có từ 8 đến 40 đầu chiết, tùy thuộc vào công suất và dung tích chai yêu cầu Ngoài ra, máy cũng hỗ trợ chiết rót thẳng hàng, nơi chai được đưa qua băng tải và chiết rót đồng thời với đầu chiết định lượng Một phương pháp khác là chiết rót nhiều lần, với mỗi lần qua một vòi chiết với thể tích nhất định, đảm bảo chai đạt đủ dung tích yêu cầu khi ra khỏi đầu chiết cuối cùng.

Dây chuyền chiết rót với yêu cầu tự động hóa thấp và sản lượng hạn chế có thể sử dụng băng tải để cấp vỏ chai cho máy chiết rót 1-2 đầu Vỏ chai được đặt vào và nhấc ra khỏi vị trí chiết rót bằng tay của công nhân hoặc thông qua băng tải ngắn, đảm bảo số lượng vỏ chai phù hợp với công suất chiết rót thấp.

Hình 2 5: Chiết rót tự động

Có nhiều lựa chọn chiết rót tự động bao gồm:

 Chiết rót với dung tích cố định cho một loại chai với một dung tích chính xác

 Chiết rót với dung tích có thể thay đổi linh hoạt

 Chiết rót theo dải dung tích: 100-500ml, 500-1000ml, 1000-2000ml, 2000-5000ml…

Việc kiểm soát dây chuyền chiết rót, bao gồm số lượng chiết, công suất và điều chỉnh dung tích, được thực hiện thông qua màn hình điều khiển HMI với giao diện thân thiện và dễ thao tác.

 Vặn nắp chai tự động

Máy vặn nắp chai sử dụng đầu 2, 3, 4 roller giúp đảm bảo độ chính xác và công suất cho quá trình chiết rót Các sản phẩm chai nhựa và thủy tinh cho nước tinh khiết, nước ngọt thường sử dụng nắp chai nhựa có ren Chúng tôi cung cấp giải pháp đóng nút chai cho chai thủy tinh chứa đồ uống có cồn như rượu vang và rượu trắng với nút bấc Đối với một số loại chai nước tinh khiết và đồ uống, nắp chai sẽ được niêm phong nhãn sau khi vặn nắp nhờ máy co màng nắp chai dạng hầm gia nhiệt - Shrink Tunnel.

Hình 2 6: Vặn nắp chai tự động

Công đoạn cấp nắp chai có thể được thực hiện thủ công để tiết kiệm chi phí, hoặc được tự động hóa thông qua hệ thống bowl feeder và phễu rung kết hợp với máy vặn nắp.

Có 2 hình thức dán nhãn chai phổ biến đó là phóng nhãn + co nhãn nilon và dán nhãn chai bằng nhãn giấy, nhãn decal, sticker

 Dán nhãn, phóng nhãn tự động

Sản phẩm chai nước lọc thường được dán nhãn bằng màng nhựa do hình dáng đặc thù của vỏ chai Quy trình dán nhãn sử dụng máy phóng nhãn màng nilon, hay còn gọi là Sleeve labelling, được thiết kế phù hợp với hình dáng của chai Máy tự động cắt nhãn từ cuộn và phóng nhãn lên cổ và thân chai tại vị trí chính xác theo yêu cầu của khách hàng.

Hình 2 7: Dán nhãn, phóng nhãn tự động

Máy co màng với buồng gia nhiệt giúp nhãn co nhiệt và bám chắc vào chai, cho phép điều chỉnh nhiệt độ và lưu lượng khí nóng theo từng loại nhãn Điều này giúp màng co nhanh chóng, chắc chắn và đẹp mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng của chai và sản phẩm bên trong.

 Dán nhãn chai tròn, dán nhãn decal

Tổng quan về điều khiển lập trình PLC

2.2.1 Giới thiệu về điều khiển lập trình PLC:

PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) là thiết bị cho phép lập trình các thuật toán điều khiển logic Nó nhận tín hiệu từ các sự kiện bên ngoài qua ngõ vào và thực hiện các hoạt động qua ngõ ra PLC hoạt động bằng cách quét trạng thái của ngõ vào và ngõ ra; khi có sự thay đổi từ ngõ vào, ngõ ra sẽ thay đổi tương ứng dựa trên logic của chương trình.

Ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay bao gồm Ladder và Step Ladder, nhưng mỗi hãng sản xuất như Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, và Delta lại có ngôn ngữ lập trình riêng biệt.

Lập trình điều khiển PLC hoạt động như một máy tính điện tử, cho phép điều khiển và giám sát qua hệ thống SCADA PLC đơn giản hóa các quy trình trong hệ thống điều khiển và thường được ứng dụng rộng rãi trong tự động hóa tại các nhà máy điện công nghiệp.

2.2.2 Ưu nhược điểm của PLC:

 Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp

 Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao

 Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng

 Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển

Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp nhằm kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy, đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.

Giá thành của sản phẩm PLC hiện nay cao hơn so với mạch relay thông thường, nhưng sự xuất hiện của nhiều hãng PLC từ Đức, Nhật Bản, Mỹ và Trung Quốc trên thị trường Việt Nam đã tạo ra sự cạnh tranh, giúp giá thành trở nên hợp lý hơn.

Chi phí phần mềm lập trình phụ thuộc vào nhà sản xuất, với hai hình thức chính: một số hãng cung cấp phần mềm miễn phí, trong khi những hãng khác yêu cầu người dùng mua giấy phép sử dụng.

2.2.3 Một số loại PLC thông dụng:

PLC Siemens cung cấp nhiều dòng sản phẩm đa dạng, đáp ứng hiệu quả nhu cầu của các nhà máy Để khắc phục những hạn chế của bộ điều khiển truyền thống sử dụng dây nối như bộ điều khiển bằng rờ-le, Siemens đã phát triển bộ PLC Siemens nhằm đáp ứng các yêu cầu hiện đại trong tự động hóa.

 Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

 Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

 Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

 Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

 Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các môi Module mở rộng

Hình 2 13: PLC Siemens Các dòng PLC phổ biến thuộc Siemens:

 PLC Siemens S7 – 400 được thiết kế cho các giải pháp tích hợp hệ thống trong các nhà máy sản xuất và tự động hoá

 PLC Siemens S7 – 300 – Hệ thống mô đun PLC nhỏ cho dải đặc tính làm việc nhỏ đến trung bình

 PLC Siemens S7 – 1200 – Bộ điều khiển gọn nhẹ có dải hiệu suất từ thấp đến trung bình

 PLC Siemens S7 – 1500 với nhiều tính năng cải tiến cho sự tối ưu hóa hoạt động, dễ dàng sử dụng trong hoạt động

PLC Schneider nổi tiếng và phổ biến với sản phẩm PLC Modicon Schneider

PLC Modicon Schneider có thiết kế nhỏ gọn, tiện lợi và dễ sử dụng Đây là bộ điều khiển mang lại hiệu suất tuyệt vời, đồng thời linh hoạt trong việc lập trình và cài đặt.

 Kết nối điều khiển từ xa dễ dàng và bảo trì một cách nhanh chóng

 Ngôn ngữ lập trình rất dễ học, lập trình một cách dễ dàng

Hệ thống kiểm soát đứng với kích thước nhỏ gọn, có khả năng tối ưu hóa khi treo tường hoặc đứng sàn, phù hợp cho các dòng máy tự động Nó hỗ trợ chuyển đổi vòng đời máy và mang lại nhiều tiện ích thuận lợi cho người dùng.

Bộ lập trình PLC Modicon không tích hợp I/O, nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho các chức năng được tích hợp Nó bao gồm mô-đun điều khiển khởi động động cơ và hệ thống mở rộng từ xa.

 Sức mạnh xử lý và kích thước bộ nhớ là lý tưởng cho mục tiêu các ứng dụng hiệu suất cao

 Phần mềm lập trình của SoMachine rất mạnh mẽ và trực quan, giúp bạn nhanh chóng tạo ứng dụng mà không tốn nhiều thao tác

 Đồng bộ hóa giữa các máy từ xa; trao đổi dữ liệu trực tiếp giữa bộ điều khiển

 Bảo trì từ xa; truy cập vào bộ điều khiển thông qua lập trình SoMachine phần mềm

Các dòng PLC phổ biến thuộc Schneider:

PLC Modicon M2xx là một giải pháp hiệu suất cao, lý tưởng cho nhiều ứng dụng trong ngành chế tạo máy Thiết kế dạng Book với kích thước mo-đun nhỏ gọn giúp Modicon M2xx tối ưu hóa không gian lắp đặt, phù hợp với nhu cầu đa dạng của người dùng.

Bộ điều khiển tự động hóa PLC Modicon M580 ePAC là giải pháp lập trình Ethernet tiên tiến, giúp nâng cao năng suất và hiệu suất, đồng thời sẵn sàng cho những thách thức trong tương lai.

 PLC Mondicon M340 cho quy trình công nghiệp và cơ sở hạ tầng

 PLC Modicon Quantum là PLC lớn cho các ứng dụng quy trình, khả năng sẵn sàng và giải pháp an toàn cao

 PLC Modicon Preminum là PLC lớn, phù hợp với các ứng dụng điều khiển rời rạc

PLC Mitsubishi, sản phẩm nổi bật của tập đoàn Mitsubishi Nhật Bản, được sử dụng phổ biến trong việc điều khiển các hệ thống công nghiệp, từ những ứng dụng đơn giản đến phức tạp.

Họ dòng PLC Mitsubishi fx (Các loại PLC Mitsubishi fx)

 Đây là loại PLC có kích thước nhỏ gọn, phủ hợp với các ứng dụng có số I/O nhỏ hơn 30, giảm chi phí và kích thước panel điều khiển

Sử dụng bộ nhớ EEPROM giúp lưu trữ dữ liệu ngay cả khi mất nguồn đột ngột, đảm bảo tính liên tục của thông tin Bộ nhớ này còn tích hợp bộ đếm tốc độ cao và các bộ tạo ngắt, hỗ trợ xử lý hiệu quả cho nhiều ứng dụng phức tạp.

Khuyết điểm của hệ thống bao gồm: không thể mở rộng số lượng I/O cần quản lý, thiếu khả năng kết nối mạng, không tương thích với các module chuyên dụng, và thời gian thực hiện chương trình kéo dài.

 Các sản phẩm PLC phổ biến thuộc dòng Mitsubishi FX0S: FX0S-10, FX0S-14, FX0S-20, FX0S-30, FX0S-16, FX0S-24

 PLC Mitsubishi FX0 có đặc điểm giống như FX0S

 PLC Mitsubishi FX0N sử dụng cho các máy điều khiễn độc lập hay các hệ thống nhỏ với số lượng I/O trong miền 10-128 I/O

 PLC Mitsubishi FX0N có các đặc điểm của PLC Mitsubishi FX0Snhưng có khả năng kết nối mạng

 Các sản phẩm PLC Mitsubishi FX0/FX0N: FX0-14/20/30, FX0N-24/40/60, FX0N-8EX-ES/UL, FX0N-8EX-UAI/UL, FX0N-8EYR-ES/UL, FX0N-8EYT- ESS/UL, FX0N-8ER-ER/UL

 PLC Mitsubishi FX1S có khả năng quản lý I/O trong khoảng 10-34 I/O Không có khả năng mở rộng

Tổng quan về động cơ

2.3.1 Khái quát động cơ một chiều DC: Động cơ điện một chiều hay còn gọi là motor DC (DC là từ viết tắt của "Direct Current Motors") là động cơ điều khiển trực tiếp có cấu tạo gồm hai dây (dây nguồn và dây tiếp đất) DC motor là một động cơ một chiều với cơ năng quay liên tục

Khi cung cấp năng lượng, động cơ DC 12V bắt đầu quay, chuyển đổi điện năng thành cơ năng Động cơ DC thường hoạt động với tốc độ RPM cao và được ứng dụng rộng rãi trong quạt làm mát máy tính cũng như kiểm soát tốc độ quay của bánh xe Để điều chỉnh tốc độ quay, người ta sử dụng kỹ thuật điều biến độ rộng xung (PWM), cho phép điều khiển tốc độ hoạt động bằng cách bật và tắt các xung điện Tốc độ vận hành được điều chỉnh thông qua cơ chế bật tắt, xác định tỷ lệ phần trăm vận tốc theo thời gian dựa trên mức độ cơ sở của vòng quay động cơ.

Hình 2 16: Động cơ 1 chiều DC

Cấu tạo động cơ một chiều DC:

 Stator (Phần cảm), rotor (Phần ứng), phần cổ góp

 Stator: Một hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu tạo ra 1 từ trường không đổi

 Rotor: Một cuộn dây quấn được nối với nguồn điện DC (Phần quay)

 Phần cổ góp chỉnh lưu: Có nhiệm vụ đảo chiều dòng điện khi chuyển động quay của rotor liên tục.

2.3.2 Động cơ bước: Động cơ bước là một thiết bị cơ điện không chổi than, chuyển đổi các chuỗi xung điện tại các cuộn kích của chúng thành trục quay cơ học Từng bước quay được xác định chính xác Trục của động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung rời rạc Chuyển động này có thể là tuyến tính hoặc góc

Nguyên lý hoạt động của động cơ bước:

Khi một chuỗi xung được gửi đến, động cơ sẽ thực hiện các bước theo từng xung Góc quay của trục động cơ cho mỗi xung được gọi là góc bước, thường được đo bằng độ.

Số lượng xung đầu vào cho động cơ quyết định góc bước và vị trí của trục động cơ Việc điều khiển số lượng xung cho phép duy trì vị trí chính xác của trục mà không cần cảm biến phản hồi, làm cho động cơ bước trở thành lựa chọn lý tưởng cho hệ thống điều khiển vòng hở.

Góc bước nhỏ hơn dẫn đến số bước nhiều hơn trong mỗi vòng quay, từ đó tăng độ chính xác của vị trí thu được Các góc bước có thể dao động từ 0,72 độ đến 90 độ.

Hướng quay của trục phụ thuộc vào chuỗi xung áp dụng cho stato, với tốc độ của trục hoặc động cơ trung bình tỷ lệ thuận với tần số của các xung đầu vào tại các cuộn kích Khi tần số thấp, động cơ bước quay theo các bước, trong khi với tần số cao, nó quay liên tục như động cơ DC do quán tính.

Cấu tạo cơ bản của động cơ bước:

Hình 2 17: Cấu tạo động cơ bước

Động cơ bước, giống như các loại động cơ điện khác, bao gồm hai thành phần chính là stato và rôto Rôto, không có cuộn dây, chổi than hay cổ góp, là phần có khả năng di chuyển và thường được chế tạo từ nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.

Stator được thiết kế với các cuộn dây đa cực và đa pha, thường bao gồm ba hoặc bốn cuộn dây pha Số lượng cực cần thiết được xác định dựa trên sự dịch chuyển góc mong muốn cho mỗi xung đầu vào.

Động cơ bước khác biệt với các loại động cơ khác ở chỗ nó hoạt động dựa trên xung điều khiển rời rạc, được lập trình cho cuộn dây stato thông qua bộ điều khiển điện tử Sự quay của động cơ diễn ra nhờ vào tương tác từ tính giữa các cực của cuộn dây stato được cấp năng lượng tuần tự và các cực của rôto.

2.3.2 Microstep Driver điều khiển động cơ bước:

Microstep driver là bộ điều khiển động cơ bước giúp tăng cường độ chính xác và độ phân giải cho động cơ Động cơ bước hoạt động bằng cách nhận tín hiệu xung vào cuộn dây, khiến nó xoay một góc nhất định Tuy nhiên, việc sử dụng tín hiệu xung đơn giản có thể gây ra hiện tượng nhảy cầu, làm giảm độ chính xác và độ phân giải của động cơ.

Microstep driver sử dụng chuỗi tín hiệu xung nhỏ hơn thay vì chỉ một tín hiệu xung duy nhất để điều khiển động cơ bước Khi nhận các tín hiệu này, động cơ sẽ xoay một góc rất nhỏ, thường là 1/16 hoặc 1/32 góc xoay của động cơ bước thông thường Điều này không chỉ tăng độ chính xác và độ phân giải của động cơ mà còn giảm thiểu hiện tượng nhảy cầu.

Khi kết hợp động cơ bước với driver microstep, ta có thể nâng cao độ chính xác và độ phân giải, đồng thời giảm thiểu độ rung của động cơ Điều này xảy ra nhờ vào khả năng của driver microstep trong việc điều khiển động cơ bước bằng các xung điều khiển nhỏ hơn so với các xung đơn giản trong các ứng dụng động cơ bước thông thường.

Sử dụng microstep driver giúp động cơ bước xoay với góc rất nhỏ, thường chỉ từ 1/16 đến 1/32 so với động cơ bước thông thường Điều này mang lại khả năng xoay mượt mà hơn, giảm rung lắc và nâng cao độ chính xác.

2.4 Cảm biến vật cản hồng ngoại:

Cảm biến vật cản hồng ngoại, hay còn gọi là IR Sensor, là thiết bị điện tử có khả năng phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh Tên tiếng Anh của nó là Passive Infrared (PIR), nghĩa là "hồng ngoại thụ động".

Tổng quan về cylinder và van khí nén

Xylanh khí nén là cơ cấu vận hành chuyển đổi năng lượng tích lũy trong khí nén thành động năng cho các chuyển động Còn được gọi là pen khí nén, thiết bị này tạo ra lực và thường kết hợp với chuyển động, sử dụng khí nén từ máy nén khí Xylanh khí nén truyền lực bằng cách biến đổi năng lượng tiềm năng của khí nén thành động năng, nhờ vào khả năng mở rộng của khí nén mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài, do áp lực lớn hơn áp suất khí quyển.

Sự giãn nở của không khí khiến piston di chuyển theo hướng mong muốn Khi được kích hoạt, không khí nén vào ống ở một đầu của piston, truyền tải lực lên piston Nhờ đó, piston sẽ di dời bằng khí nén.

Hình 2 21: Nguyên lí làm việc của Xylanh

Xylanh khí nén có nhiều loại thiết kế đa dạng, bao gồm xylanh vuông, xylanh tròn, xylanh kẹp, xylanh compact, xylanh xoay và xylanh trượt, nhằm đáp ứng các yêu cầu chế tạo máy khác nhau.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Xylanh được cấu tạo từ nhiều bộ phận như nòng, ty, phốt, piston, vỏ xylanh, đầu tác động, cổng cung cấp khí và đầu ra khí nén Sản phẩm được chế tạo trên dây chuyền hiện đại với quy trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt, có đầy đủ tem, nhãn hiệu và xuất xứ Với chất liệu cao cấp như thép và inox, xylanh có khả năng chống oxy hóa, chịu lực va đập nhẹ và hoạt động hiệu quả trong các môi trường có nhiệt độ cao.

Xylanh 2 ty TN có cấu tạo hình chữ nhật dẹp với cổng khí vào, cổng khí ra, vỏ xylanh và 2 trục ty Để điều khiển hoạt động của xylanh, thường gắn với van khí loại 3/2 hoặc 5/2 Khi được cung cấp khí nén, khí sẽ vào xylanh và tác động lên piston, tạo ra lực đẩy piston di chuyển Khi đạt đến hành trình tối đa, xylanh sẽ xả khí nén ra ngoài và bắt đầu chu kỳ nén-đẩy mới, lặp đi lặp lại liên tục.

Vai trò của van Xylanh khí nén:

Các loại van xylanh khí nén phổ biến:

Cấu hình van khí nén xác định cách kết nối không khí với thiết bị và quá trình chuyển giao qua van Hiểu rõ cấu hình này là rất quan trọng để lựa chọn van phù hợp cho ứng dụng, vì nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu suất của thiết bị mà van điều khiển.

Van khí nén điện từ hoạt động dựa trên việc điều khiển từ trường trong cuộn dây và điện từ Dòng điện từ nguồn bên ngoài cung cấp cho các cuộn dây, tạo ra sự tương tác giữa từ trường trong cuộn dây và điện từ, dẫn đến chuyển động của thân van.

 Van hoạt động bằng khí nén thường được điều khiển bởi cùng một dòng khí nén hoạt động trong hệ thống khí nén

 Van xylanh khí nén cơ học được điều khiển bằng lực cơ học Có nhiều tùy chọn, thông thường, chúng thực hiện các tác vụ đơn giản (mở/đóng)

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

Sơ đồ khối của hệ thống

Sơ đồ khối tổng quát của các khối trong hệ thống

Hình 3 1: Sơ đồ khối của hệ thống

Giải thích các khối của mô hình hệ thống:

 Khối cấp nguồn: Dùng bộ nguồn tổ ong Ngõ vào 220VAC, 5A Ngõ ra 24VDC và 5VDC để cấp nguồn cho PLC, cảm biến, relay, động cơ…

Khối trung tâm của hệ thống sử dụng PLC S7-1200 với CPU 1214C DC/DC/DC, hoạt động với nguồn cấp 24VDC Ngõ vào Input nhận tín hiệu từ cảm biến, trong khi ngõ ra Output cung cấp nguồn DC để điều khiển động cơ, relay DC và valve khí nén.

 Khối băng tải: Bao gồm 2 động cơ DC 24VDC Có chức năng vận chuyển chai theo tín hiệu của khối trung tâm hệ thống

Khối chiết rót được trang bị một động cơ bơm nước và một cảm biến vật cản hồng ngoại, giúp phát hiện chai để thực hiện quá trình chiết rót Thiết bị này có khả năng chiết rót nước vào chai theo thời gian đã được tính toán sẵn, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác cao trong quy trình.

Khối đĩa xoay bao gồm động cơ bước và cảm biến vật cản hồng ngoại, có chức năng xoay đĩa để đưa chai vào vị trí chính xác Sau khi hoàn tất, nó gửi tín hiệu từ cảm biến vật cản hồng ngoại về khối trung tâm của hệ thống.

 Cơ cấu cấp nắp: Luôn cấp nắp xuống để khi đĩa xoay thì nắp được cấp vào chai

 Cơ cấu đóng nắp: Bao gồm 1 valve khí nén để đẩy cơ cấu đóng nắp vào nắp chai,

Động cơ DC 24VDC được sử dụng để xoay nắp chai chặt, nhận tín hiệu từ cảm biến vật cản hồng ngoại nhằm phát hiện chai Tín hiệu này được truyền đến khối trung tâm của hệ thống xử lý để điều khiển hoạt động.

Cơ cấu dán nhãn bao gồm một động cơ DC 24VDC để xoay nhãn, một động cơ giảm tốc 24VDC cho quá trình dán nhãn, và một van khí nén để đẩy cơ cấu dán nhãn vào chai.

Cảm biến vật cản hồng ngoại được sử dụng để phát hiện chai nhằm dán nhãn, kết hợp với cảm biến nhãn dán Tín hiệu từ cả hai cảm biến này sẽ được gửi về khối trung tâm của hệ thống để tiến hành xử lý.

Hình 3 2: Các công đoạn của mô hình hệ thống

3.1.1 Khối trung tâm hệ thống:

Lựa chọn PLC S7- 1200 CPU 1214C DC/DC/DC:

 PLC S7 – 1200 là một dòng PLC mới của SIEMENS, là thiết bị tự động hóa đơn giản nhưng có độ chính xác cao

 Thiết bị PLC S7 – 1200 được thiết kế dạng module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho một loạt các ứng dụng

PLC S7-1200 của Siemens sở hữu giao diện truyền thông đạt tiêu chuẩn cao nhất trong ngành công nghiệp, cùng với nhiều tính năng công nghệ mạnh mẽ được tích hợp sẵn, tạo nên một giải pháp tự động hóa toàn diện và hoàn chỉnh.

Dòng sản phẩm PLC S7-1200, với thiết kế module và tính năng vượt trội, là lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng tự động hóa, phù hợp với các hệ thống có quy mô từ nhỏ đến trung bình.

PLC S7-1200 nổi bật với cổng truyền thông Profinet (Ethernet) tích hợp sẵn, cho phép sử dụng phần mềm Simatic Step 7 Basic để lập trình cả PLC và màn hình HMI Tính năng này giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế, lập trình và thi công hệ thống điều khiển, mang lại sự nhanh chóng và đơn giản cho người sử dụng.

Khối trung tâm của hệ thống là PLC S7-1200 với CPU 1214C DC/DC/DC, đóng vai trò quan trọng như bộ não trong việc nhận và xử lý tín hiệu từ các CTHT, đồng thời điều khiển các thiết bị chấp hành Hệ thống được giám sát thông qua PC bằng phần mềm TIA Portal V17 SP1, tích hợp sẵn SCADA để quản lý hiệu quả.

PLC S7-1200 là bộ điều khiển logic tiên tiến của Siemens, Đức, nổi bật với nhiều tính năng vượt trội Hệ thống này không chỉ mang lại hiệu quả cao trong điều khiển mà còn tích hợp các tính năng an toàn, bảo vệ, giao tiếp truyền thông và quản lý, đáp ứng nhu cầu hiện đại trong công nghiệp.

Bộ lập trình PLC S7-1200 với CPU 1214C DC/DC/DC (mã sản phẩm 6ES7214-1AG40-0XB0) hoạt động với nguồn cấp 24VDC Thiết bị này tích hợp 14 ngõ vào số (DI) VDC (+/-), 10 ngõ ra Transitor và 2 ngõ ra Analog Input với dải 0-10V hoặc 0-20mA.

Hình 3 3: CPU 1214 dc/dc/dc 6ES7214-1AG40-0XB0

Một số thông số của CPU 1214:

Hình 3 4: Thông số của CPU 1214

Bài viết mô tả hệ thống bao gồm động cơ bước và cảm biến vật cản hồng ngoại, có chức năng xoay đĩa để định vị chai chính xác Sau khi chai được đưa vào vị trí, tín hiệu từ cảm biến vật cản hồng ngoại sẽ được gửi về khối trung tâm của hệ thống.

Hình 3 6: Step Motor điều khiển mâm xoay

Cường độ dòng điện (V) 2.15 Điện trở của pha ( Ω) 0.43 Cảm kháng của pha (mH) 1.8 Lực moment xoắn (Nm) 1.1 Moment quán tính (g.cm 2) 280 Chiều dài motor (mm) 78

Bảng 3 1: Thông số kỹ thuật step motor

Microstep Driver – bộ điều khiển động cơ bước:

Hình 3 7: Thông số Microstep Driver

Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao Bảng 3 2: Thông số kỹ thuật Microstep Driver

 Cài đặt và ghép nối:

 DC+: Nối với nguồn điện từ 9 – 40VDC

 DC-: Điện áp (-) âm của nguồn

 A+ và A -: Nối vào cặp cuộn dây của động cơ bước

 B+ và B-: Nối với cặp cuộn dây còn lại của động cơ

 PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) từ BOB cho M6600

 PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) từ BOB cho M6600

 DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) từ BOB cho M6600

 DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) từ BOB cho M6600

 ENA+ và ENA -: khi cấp tín hiệu cho cặp này động cơ sẽ không có lực momen giữ và quay nữa

 Có thể đấu tín hiệu dương (+) chung hoặc tín hiệu âm (-) chung

Cảm biến vật cản hồng ngoại OMDHON E3F-DS30C4:

Hình 3 8: Cảm biến vật cản hồng ngoại OMDHON E3F-DS30C4

Nguồn điện cung cấp 6 ~ 36VDC

Khoảng cách phát hiện 5 ~ 30cm

Dòng kích ngõ ra 300mA

Góc khuếch tán (góc chiếu) 3~5 độ led hiển thị ngõ ra màu đỏ

Chất liệu sản phẩm vỏ ngoài nhựa ABS, phía trong đổ keo chống nước, chống va đập

Bảng 3 3: Thông số kỹ thuật cảm biến vật cản hồng ngoại

Bao gồm 2 động cơ DC 24VDC Có chức năng vận chuyển chai theo tín hiệu của khối trung tâm hệ thống

Hình 3 9: Khối băng tải đưa chai vào Khối băng tải đưa chai vào thực hiện quá trình chiết rót

Hình 3 10: Khối băng tải quá trính dán nhãn đưa chai ra Khối băng tải đưa chai ra thực hiện quá trình dán nhãn Động cơ DC jga25 370:

 Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động 24 V

Kích thước trục 3mm Độ dài trục 17mm

Tốc độ chạy tự do ở 24 V 60 RPM

Bảng 3 4: Thông số kỹ thuật động cơ

Hệ thống bao gồm một cảm biến hồng ngoại để phát hiện chai, cùng với một động cơ bơm nước Chức năng chính của hệ thống là chiết rót nước vào chai và gửi tín hiệu từ cảm biến về khối trung tâm để xử lý.

Sơ đồ nguyên lý tổng quát

Hình 3 30: Mô hình tổng quát của hệ thống

Thiết kế tủ điện

Hình 3 31: Mô hình tủ điện

Hình 3 32: Sơ đồ kết nối PLC

Hình 3 33: Các ngõ vào DI

Hình 3 34: Các ngõ ra DO

Hình 3 36: Bản vẽ khối khung mô hình

3.3.3 Thi công mô hình hệ thống:

Hình 3 37: Khung mô hình hoàn thiện

Qúa trình thực hiện lắp ráp băng tải mâm và các động cơ vào khung, định hình được mô hình của hệ thống

Hình 3 38: Lắp ráp băng tải và mâm Qúa trình đi dây, kết nối tủ điện cho mô hình

Hình 3 39: Mô hình hoàn chỉnh

GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN

Lập trình cho hệ thống

4.1.1 Hoạt động của hệ thống:

Phương pháp giải thuật điều khiển là yếu tố quan trọng trong hầu hết các thuật toán Việc xây dựng sơ đồ giải thuật cho hệ thống giúp người đọc dễ dàng theo dõi và hiểu rõ sự phân cấp của các trường hợp, từ đó làm cho quá trình xử lý thuật toán trở nên đơn giản hơn.

Hệ thống tự động của mô hình máy chiết rót, đóng nắp và dán nhãn chai hoạt động dựa trên chương trình điều khiển trung tâm xử lý PLC, được lập trình bằng phần mềm TIA Portal V17.

Để chuẩn bị cho hệ thống, đầu tiên cần đổ nước vào thùng chứa, lắp nắp vào cơ cấu cấp nắp, và đặt chai lên băng tải Tiếp theo, bình khí nén sẽ cung cấp khí để điều khiển xy lanh Quan trọng là kiểm tra tất cả các thiết bị và cơ cấu trong hệ thống trước khi cấp nguồn và bật hệ thống Cuối cùng, kết nối cáp máy tính với PLC S7-1200 và tải chương trình vào PLC để thực hiện điều khiển và giám sát qua máy tính và SCADA.

Để khởi động hệ thống tự động, người điều khiển nhấn nút START trên bảng điều khiển tủ điện Cả hai động cơ 1 và 2 sẽ cùng hoạt động, động cơ bước di chuyển về vị trí home, trong khi bộ phận nhãn dán di chuyển đến vạch trắng Đồng thời, động cơ băng tải 1 sẽ đưa chai vào vị trí trên đĩa xoay, và cảm biến hồng ngoại sẽ phát hiện chai để tiến hành chiết rót nước bằng động cơ bơm nước.

Mâm xoay tự động sẽ quay và được cung cấp nắp, tiếp tục hoạt động cho đến khi cảm biến phát hiện nắp đã đóng, lúc này mâm xoay sẽ dừng lại Van vặn nắp sẽ được đẩy xuống để thực hiện quá trình đóng nắp trong vòng 6 giây, và sau thời gian này, quá trình đóng nắp sẽ hoàn tất.

Chai được chuyển qua băng tải 2, và khi cảm biến phát hiện chai, xylanh dán nhãn sẽ hoạt động để đẩy chai vào bộ phận dán nhãn Tại đây, động cơ dán nhãn và động cơ cấp nhãn sẽ hoạt động đồng thời, trong khi băng tải 2 dừng lại Khi van 2 được bật, nhãn sẽ được ép vào chai, sau đó chờ thời gian trễ 200ms để động cơ kéo nhãn và cấp nhãn mới Quá trình dán nhãn kéo dài 3 giây, và khi hết thời gian này, động cơ 2 sẽ hoạt động trở lại.

4.1.2 Giải thuật điều khiển trên PLC:

Hình 4 1: Lưu đồ giải thuật

Khi nhấn nút START trên PLC hoặc giao diện SCADA, hệ thống sẽ tự động thực hiện quy trình một cách tuần tự Quy trình bắt đầu với việc định hướng đĩa xoay và cơ cấu dán nhãn về vị trí ban đầu, tiếp theo là đưa chai vào, chiết rót nước vào chai, cấp nắp, đóng nắp và cuối cùng là dán nhãn vào chai.

Quy trình của hệ thống được thực hiện qua những cộng đoạn sau:

 Công đoạn định hướng: Đưa mâm đĩa xoay và động cơ dán nhãn về vị trí ban đầu cảm biến dán nhãn và cài đặt giá trị step motor

 Công đoạn đưa chai vào: Khi băng tải chạy đưa chai vào bắt đầu quá trình hoạt động

 Công đoạn chiết rót: Cảm biến vật cản hồng ngoại phát hiện chai, nước vào được bơm từ động cơ bơm nước theo timer được cài đặt

Công đoạn đóng nắp diễn ra sau khi chai đã được chiết rót đủ lưu lượng nước Mâm xoay sẽ quay chai và cấp nắp, trong khi cảm biến sẽ phát hiện chai và tiến hành đóng nắp trong vòng 6 giây.

Sau khi hoàn tất giai đoạn cắp nắp, chai sẽ được di chuyển qua băng tải 2 Tại đây, cảm biến dán nhãn sẽ phát hiện chai đến vị trí dán nhãn, và van 2 sẽ đẩy chai vào cơ cấu dán nhãn Khi quá trình dán nhãn hoàn tất, cảm biến sẽ thông báo rằng đã hoàn thành, đồng thời động cơ dán nhãn và động cơ kéo dãn sẽ hoạt động trong vòng 3 giây.

4.1.3 Viết chương trình điều khiển:

Chương trình điều khiển của hệ thống được viết bằng ngôn ngữ LAD, viết trên phần mềm TIA portal V17, điều khiển PLC S7-1200

Tên tag Địa chỉ Diễn giải

Start I0.0 Nút nhấn Start, nhấn nút để hệ thống bắt đầu hoạt động Stop I0.1 Nút nhấn Stop, nhấn nút để dừng hệ thống

Cb_chai I0.2 Cảm biến có chai

Cb_dongchai I0.3 Cảm biến đóng chai, xả nước vào chai?

Cb_dannhan I0.4 Cảm biến dán nhãn

Cb_nhan I0.5 Cảm biến có nhãn

Tên tag Địa chỉ Diễn giải

Pulse Q0.0 Chân phát xung cho Driver động cơ bước

Axis_xoay_Direction Q0.1 Chân chọn hướng quay cho Driver động cơ bước

Dc_bom Q0.2 Động cơ bơm

Dc_quaychay Q0.5 Động cơ quay chai khi dán nhãn

Dc_bt1 Q0.6 Động cơ băng tải 1

Dc_bt2 Q0.7 Động cơ băng tải 2

Dc_keonhan Q1.0 Động cơ kéo nhãn

 Chân điều khiển hướng quay: Q0.1

Hình 4 2: Cài đặt Step Motor

 Số xung trên 1 vòng quay: 19200 xung/vòng

 Góc quay trên 1 vòng quay: 360 độ/vòng

Hình 4 3: Thông số Step Motor

Hình 4 4: Thông số thời gian tăng tốc/giảm tốc

Thiết kế giao diện

Bước đầu tiên quan trọng trong lập trình PLC là xác định và quy ước các địa chỉ ngõ vào ra của hệ thống điều khiển Để đơn giản hóa quá trình lập trình, chúng ta có thể sử dụng các vùng nhớ như Clock memory và System memory, tương tự như các Bit nhớ đặc biệt của PLC S7-200 Để sử dụng các vùng nhớ này, cần phải kích hoạt chức năng enable.

Các bước để tạo Button như bên hình dưới Đầu tiên ta vào thanh Toolbox

To configure a button in the control panel, drag the button element onto the workspace Right-click on the button and select "Properties." Navigate to the "Events" section, where you will set the "Press" action to "SetBit" and choose the corresponding control tag For the "Release" action, select "ResetBit" and again choose the appropriate control tag.

Để tạo thông số nhập xuất một cách dễ dàng, người dùng cần truy cập vào HMI tags và kéo thả biến tag mà họ muốn sử dụng từ bảng điều khiển chính.

Để tạo hiệu ứng cho các thiết bị như động cơ, băng tải, cảm biến, chai, valve solenoid và xy lanh, người dùng cần chọn thanh công cụ Toolbox, sau đó chọn Elements và kéo Symbol library ra ngoài Điều này cho phép truy cập vào nhiều thiết bị chấp hành cần thiết trên màn hình bảng điều khiển Tiếp theo, người dùng chọn Appearance, sau đó chọn Style và chọn Shaded để chỉnh sửa hiệu ứng một cách đơn giản.

Hình 4 8: Giao diện điều khiển

Hình 4 9: Giao diện giới thiệu Để tạo thêm cửa sổ màn hìn h điều khiển và giám sát mới ta chọn Screens

Để thêm bảng điều khiển và giám sát mới, bạn có thể sử dụng tính năng "Add new screen" Để tạo nút chuyển sang cửa sổ màn hình bảng điều khiển khác, hãy nhấp chuột phải vào màn hình hiện tại.

Button => Properties => Events => Click sau đó lệnh ActivateScreen => Vào Screen nam chọn cửa sổ muốn tới khi nhấn nút => Object number bằng 0

Hình 4 10: Các bước tạo button chuyển màn hình điều khiển

Ngoài ra còn rất nhiều chức năng khác rất tiện lợi từ phần mềm TIA Portal

V17 đã được hãng Siemens tích hợp sẵn.

THỰC NGHIỆM

Tiến hành thực nghiệm

 Bước 1: Kiểm tra nguồn điện hệ thống và chưa bật nguồn

 Bước 2: Kiểm tra kết cấu cơ khí của hệ thống, thiết bị bên trong hệ thống sao cho chính xác, phù hợp

Để thực hiện quy trình, đầu tiên cần cấp nước vào bồn chứa, sau đó đưa chai lên băng tải và nắp vào cơ cấu cắp nắp Tiếp theo, cấp nguồn khí nén cho hệ thống và cung cấp điện nhưng chưa bật hệ thống Cuối cùng, kiểm tra nguồn điện để đảm bảo ổn định trước khi bật hệ thống và đảm bảo an toàn điện.

 Bước 4: Dùng dây cáp kết nối máy tính với PLC (Download chương trình)

 Bước 5: Bắt đầu chọn chế độ điều khiển auto hay chế độ manual

 Bước 6: Chọn chế độ auto thì nhấn START để bắt đầu thực hiện quá trình hệ thống máy chiết rót đóng nắp chai dán nhãn tự động

 Bước 7: Nhấn STOP để tắt hệ thống Khi muốn bắt đầu lại hệ thống phải nhấn START để bắt đầu lại

Bước 8: Khi chọn chế độ manual, người dùng trên SCADA chỉ cần nhấn nút manual để có thể điều khiển linh hoạt các thiết bị chấp hành trong hệ thống, cho phép bật tắt theo ý muốn.

 Bước 9: Vận hành máy và kiểm tra chỉnh sửa để hệ thống chạy đúng yêu cầu

Hệ thống chiết rót tự động đảm bảo lưu lượng nước chính xác vào chai, sau đó thực hiện việc cấp nắp, đóng nắp và dán nhãn một cách hiệu quả Toàn bộ quy trình hoạt động ổn định và đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.

Bảng 5 1: Kết quả thực nghiệm

 Sau khi thực hiện quá trình thực nghiệm, hệ thống thu đuợc các lưu lượng nước với sai số 5% - 7%

 Tùy thuộc vào lượng nước nhập thì sai số sẽ khác nhau, mức sai số thấp từ 120ml -160ml.

Kết quả thực nghiệm

Sau hơn 4 tháng thực hiện đề tài, với sự hướng dẫn tận tình của Thầy TH.S

Phùng Sơn Thanh đã hoàn thành đề tài “Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển chiết rót, đóng nắp và dán nhãn” đúng yêu cầu và đúng thời gian, đáp ứng đầy đủ nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp.

 Thiết kế, xây dựng hệ thống tự động của mô hình được thiết kế chắc chắn

 Giám sát được hệ thống thông qua giao diện SCADA WinCC RT Advanced Quá trình giám sát trên giao diện giống như mô hình hệ thống thực tế

 Chương trình điều khiển trên PLC đơn giản, sửa chữa và thay đổi khá dễ dàng

 Lưu lượng nước được chiết rót còn sai số

 Cơ cấu cấp nắp của hệ thống chưa được hoàn toàn tự động

Hệ thống chiết rót nước có khả năng xử lý nhiều chai cùng lúc và tự động phát hiện các chai bị lỗi Ngoài ra, hệ thống còn được nâng cấp với quy trình cấp nắp tự động và đóng gói sản phẩm, giúp tăng hiệu quả sản xuất.

 Điều khiển hệ thống thông qua mạng để giám sát dễ dàng hơn Giám sát hệ thống thông qua Web server và Rabbit sever…

 Chính xác hơn trong khâu bơm nước với cảm biến lượng nước

Tiêu đề	Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Điều Khiển Chiết Rót Đóng Nắp Chai Và Dán Nhãn
Tác giả	Đậu Quang Long, Trần Quang Minh Nhật
Người hướng dẫn	Th.S Phùng Sơn Thanh
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	10,79 MB