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
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 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI VÀ DÁN NHÃN GVHD: TH.S PHÙNG SƠN THANH SVTH: ĐẬU QUANG LONG TRẦN QUANG MINH NHẬT SKL011223 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI VÀ DÁN NHÃN SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: KHÓA: NGÀNH: GVHD: ĐẬU QUANG LONG 19151005 TRẦN QUANG MINH NHẬT 19151318 2019 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Th.S PHÙNG SƠN THANH Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên sinh viên: Đậu Quang Long MSSV: 19151005 Trần Quang Minh Nhật MSSV: 15151318 Lớp: 19151CL2B Ngành: Công Nghệ Kĩ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Khóa: 2019 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phùng Sơn Thanh Thông tin đề tài Tên đề tài: Thiết kế thi cơng hệ thống điều khiển chiết rót, đóng nắp dán nhãn Đồ án tốt nghiệp thực tại: Bộ mơn Điều Khiển Tự Động Hóa, 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 đề tài Thiết kế vẽ vẽ phần cứng, thi công phần cứng Nghiên cứu hệ thống chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn Nghiên cứu mơ hình thực tế cơng ty Viết code chương trình Đổ chương trình hiệu chỉnh Kết quả đạt ĐATN sau thực Điều khiển hệ thống ổn định xác Điều khiển động băng tải, động nhãn, động mâm đĩa xoay mong muốn Đọc tín hiệu cảm biến tiệm cận phát kim loại, tín hiệu cảm biến vật cản hồng ngoại, tín hiệu cảm biến dán nhãn Dùng não trung tâm PLC để điều khiển theo q trình, điều khiển van khí nén để điều khiển xylanh, nhận tín hiệu từ cảm biến để đưa tín hiệu vào PLC theo mong muốn người lập trình Hệ thống chiết rót nhập số lưu lượng nước mong muốn vào chai mà người i Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* dùng đặt, sau đóng nắp chai, thực dán nhãn chai lúc ln phiên thực chu trình chiết rót đóng nắp, đếm số chai thực số chức khác giao diện SCADA để giám sát q trình hệ thống Dễ dàng ta điều khiển giám sát hệ thống giao diện SCADA phần mềm lập trình TIA Portal V17 Phân chia công việc Đậu Quang Long Thi cơng lắp ráp mơ hình khí Mua linh kiện, vật dụng, thiết bị cho mơ hình Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 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 mơ hình Viết báo cáo Trần Quang Minh Nhật: Thiết kế mô hình khí hệ thống autocad Thi cơng lắp ráp mơ hình khí Mua linh kiện, vật dụng, thiết bị cho mơ hình Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 thiết kế giao diện giám sát WinCC Chạy thực tế mơ hình Viết báo cáo Tp.HCM, ngày… tháng… năm 2023 TRƯỞNG NGÀNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) ii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: MSSV: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: NHẬN XÉT 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, ngày… tháng… năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) iii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: MSSV: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 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, ngày… tháng… năm 2023 Giáo viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) iv Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Lời cảm ơn Thưa quý thầy cô bạn, Trong suốt q trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng tơi nhận hỗ trợ giúp đỡ q báu từ q thầy cơ, bạn bè, gia đình người thân yêu Với lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất người giúp đỡ Trước tiên xin gửi lời cảm ơn trân trọng sâu sắc đến thầy Th.S Phùng Sơn Thanh, giảng viên Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM, người tạo điều kiện tận tính hướng dẫn, góp ý, bảo động viên chúng tơi suốt q trình nghiên cứu thực đồ án Những kiến thức, kinh nghiệm chia sẻ quý thầy cô giúp nắm bắt bối cảnh tầm quan trọng đồ án, từ giúp hồn thiện đồ án cách tốt Chúng xin chân thành cảm ơn thầy cô trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT dạy dỗ kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp chúng tơi có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình học tập Chúng tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình bạn bè ln động viên, khuyến khích hỗ trợ suốt thời gian làm đồ án Những lời động viên tình cảm bạn giúp chúng tơi vượt qua khó khăn hồn thành đồ án cách thành công Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn đến người thân yêu, người ủng hộ giúp vượt qua thử thách sống Cảm ơn quý thầy cô tất người giúp đỡ chúng tơi hồn thiện đồ án tốt nghiệp cách thành cơng Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm v Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Tóm tắt Đề tài tốt nghiệp xoay quanh việc thiết kế triển khai mơ hình tự động hóa chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn Mơ hình thiết kế để đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt ngành sản xuất đồ uống Để thuận tiện cho việc vận hành, thiết kế giao diện trực quan sử dụng phần mềm WinCC Siemens Giao diện cho phép người vận hành điều khiển giám sát mơ hình từ xa, thu thập liệu để phân tích tối ưu hóa quy trình sản xuất Ngồi ra, mơ hình cịn trang bị cảm biến để đảm bảo độ xác đáng tin cậy trình sản xuất Thiết kế mơ hình bao gồm nhiều thành phần, chẳng hạn băng chuyền, van điện tử, máy cấp nắp chai mâm xoay để định vị chai cách xác Thiết kế tích hợp nhiều cảm biến, bao gồm cảm biến quang cảm biến tiệm cận, để phát có mặt chai vị trí phận chuyển động Một tính mơ hình sử dụng điều khiển logic có chương trình (PLC) để điều khiển tự động hóa PLC sử dụng Siemens S7-1200, loại PLC sử dụng rộng rãi ngành tự động hóa tính ổn định hiệu suất chất lượng cao Chương trình mơ hình lập trình phần mềm TIA Portal Siemens, cho phép tạo thuật toán điều khiển phức tạp tích hợp cảm biến mơ-đun vào/ra Để tăng thêm tính cho mơ hình, chúng tơi cịn thiết kế hệ thống dán nhãn để dán nhãn vào chai sau chiết rót đóng nắp Sau thực đề tài tốt nghiệp, chúng tơi tìm hiểu giải pháp tồn diện cho tự động hóa chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất suất sản xuất hàng loạt ngành sản xuất đồ uống vi Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Abstract My graduation project centers around the design and implementation of an automated bottle filling, capping, and labeling model The model is geared towards meeting the demands of high-volume production in the beverage industry To facilitate ease of operation, I have designed an intuitive interface using Siemens' WinCC software This interface allows operators to remotely control and monitor the model, as well as collect data 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 design of the model includes a range of components, such as conveyor belts, electronic valves, cap dispensers, and a rotating turntable to position the bottles accurately The design also incorporates several sensors, including optical sensors and proximity sensors, which detect the presence of bottles and the position of moving parts One of the key features of the model is its use of a programmable logic controller (PLC) for control and automation The PLC is a Siemens S7-1200, which is a high-end PLC widely used in the automation industry for its stability and highquality performance The model's programming is carried out using the Siemens TIA Portal software, which enables the creation of complex control algorithms and the integration of various sensors and input/output modules To further enhance the model's functionality, I have also designed a labeling system that applies labels to the bottles after they have been filled and capped The labeling system is equipped with a printing module that allows the operator to customize the label's content and design, and is controlled by a separate PLC In conclusion, my graduation project is a comprehensive solution for automated bottle filling, capping, and labeling, which can significantly improve the efficiency and productivity of high-volume production in the beverage industry vii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Lời mở đầu Hiện nay, việc ứng dụng tự động hóa cơng nghiệp trở thành yếu tố quan trọng phát triển quốc gia Các nước phát triển Mỹ Nhật Bản sử dụng tự động hóa sản xuất thời gian dài thay lao động chân tay máy móc Số lượng cơng nhân nhà máy giảm đáng kể thay người chun mơn kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát q trình sản xuất thơng qua máy tính Việc sử dụng hình HMI để điều khiển cần thiết để người vận hành quan sát tổng quát trình hoạt động dây chuyền sản xuất Trong ngành sản xuất đồ uống, quy trình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn phần quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm nâng cao suất sản xuất Tuy nhiên, việc thực quy trình tay tốn nhiều thời gian, công sức tiềm ẩn nhiều sai sót Để giải vấn đề này, cơng nghệ tự động hóa áp dụng quy trình sản xuất Một ứng dụng công nghệ tự động hóa mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động Với tư cách sinh viên theo học chuyên ngành "Điều Khiển Và Tự Động Hóa" với nhu cầu ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà, chúng tơi muốn tìm hiểu nghiên cứu thành tựu khoa học để có hội nâng cao kiến thức củng cố kiến thức học Trong đồ án tốt nghiệp này, tập trung vào việc thiết kế triển khai mô hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động để phục vụ cho nhu cầu sản xuất hàng loạt ngành sản xuất đồ uống Mơ hình sử dụng công nghệ đại phần mềm điều khiển PLC, cảm biến quang cảm biến tiệm cận để đảm bảo tính xác đáng tin cậy q trình sản xuất Chúng tơi thiết kế giao diện trực quan phần mềm WinCC Siemens để người vận hành điều khiển giám sát mơ hình từ xa Giao diện cung cấp tính đầy đủ để người vận hành thay đổi thiết lập thu thập liệu sản xuất để phân tích tối ưu hóa quy trình Qua đồ án này, hy vọng mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động chúng tơi giúp cải thiện quy trình sản xuất, nâng cao hiệu suất giảm thiểu sai sót q trình sản xuất đồ uống viii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Bảng 1: Kết thực nghiệm Nhận xét: Sau thực trình thực nghiệm, hệ thống thu đuợc lưu lượng nước với sai số 5% - 7% Tùy thuộc vào lượng nước nhập sai số khác nhau, mức sai số thấp từ 120ml -160ml 69 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Sau tháng thực đề tài, với hướng dẫn tận tình Thầy TH.S Phùng Sơn Thanh với tên đề tài “Thiết kế thi công hệ thống điều khiển chiết rót, đóng nắp dán nhãn” nhóm hồn thành yêu cầu hệ thống thời gian thực nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp 6.1 Ưu điểm Thiết kế, xây dựng hệ thống tự động mơ hình thiết kế chắn Giám sát hệ thống thông qua giao diện SCADA WinCC RT Advanced Quá trình giám sát giao diện giống mơ hình hệ thống thực tế Chương trình điều khiển PLC đơn giản, sửa chữa thay đổi dễ dàng 6.2 Nhược điểm Lưu lượng nước chiết rót cịn sai số Cơ cấu cấp nắp hệ thống chưa hoàn toàn tự động 6.3 Hướng phát triển Hệ thống chiết rót nhiều chai nước lúc Hệ thống phát kiểm tra chai nước bị lỗi Phát triển hệ thống thêm công đoạn cấp nắp tự động Phát triển hệ thống thêm cơng đoạn đóng gói sản phẩm Điều khiển hệ thống thơng qua mạng để giám sát dễ dàng Giám sát hệ thống thơng qua Web server Rabbit sever… Chính xác khâu bơm nước với cảm biến lượng nước 70 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Do_an_mon_hoc_plc_siemens_s7_1200.pdf [2] Phan Quốc Cường, Tô Hữu Phúc, Truyền Động Điện [3] Tài liệu PLC Siemens S7_1200: - Chương – Các khái niệm PLC.pdf - Chương – Tập lệnh chương trình.pdf - Chương – Profinet.pdf - Giới thiệu chung PLC S7-1200.pdf [4] Trần Văn Hiếu, Tự động hóa PLC S7-1200 với TIA Portal Tiếng Anh [5] All information at a glance in help (TIA portal v17) [6] S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC manual en-US, Datasheet Internet [7] https://www.ngocautomation.com/products/plc-s7-1200-cpu-1214c [8] https://hshop.vn [9]https://cncvina.com.vn/product/day-chuyen-tu-dong-chiet-rot-dan-nhan-donggoi/ [10] www.youtube.com/HảiÂuAutomationEngineer 71 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM PHỤ LỤC 72 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 73 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 74 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 75 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 76 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 77 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 78 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 79 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 80 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Kích thước mâm xoay 81 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 82 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM S K L 0