TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
Giới thiệu chung
Ngày nay, các bộ điều khiển đang có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, đặc biệt là trong tự động hoá và điều khiển Giờ đây với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ưu hoá về thời gian không gian giá thành, bảo mật, tính chủ động trong công việc, ngày càng đòi hỏi khắt khe Vì thế mà việc đưa tự động hóa vào sản xuất như diễn ra một điều tất yếu.Hệ thống tự động tự vận chuyển sản phẩm sẽ đáp ứng được một phần công đoạn tự động hóa qua đó giảm bớt sức lao động cho con người.Viêc tạo ra các sản phẩm tự động hoá không những trong công nghiệp mà ngay cả trong đời sống con người ngày càng được phổ biến Hầu như trong mọi lĩnh vực đều thấy có tự động hoá trong đó Như đã trình bày ở trên việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế sức lao động của con người thiết nghĩ cũng là vấn đề hết sức cần thiết Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống đếm số lượng sản phẩm.
Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền
Khái niệm về băng chuyền
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực cho con người trong công việc vận chuyển, chế tạo, chế biến, đóng gói hàng hoá, Cỗ máy này sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện hoặc gói hàng từ điểm A đến điểm B trong nhà máy Băng chuyền còn được lắp ráp thêm các bàn thao tác ở hai bên để nhân công chế biến thực phẩm, lắp ráp đóng gói linh kiện, Ở phía trên có thể lắp thêm tầng cho thành phẩm.
Chúng vô cùng hữu ích, có tính kinh tế vô cùng cao Băng chuyền là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền chế tạo, lắp ráp, sản xuất của các doanh nghiệp và nhà máy Chúng góp phần tạo nên một môi trường chế tạo khoa học, năng động, giải phóng sức lao động và mang lại tác dụng kinh tế cao 1
Cấu tạo
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: Đỗ Hoàng Ngân Mi
Sinh viên thực hiện: Trần Tùng Mã SV: 1711505510126
Dương Văn Lâm Mã SV: 1711505510130
Hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng PLC S7-1200
2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Thiết kế mô hình sử dụng PLC S7-1200, động cơ 12 V, cảm biến màu,
Tìm tài liệu và nghiên cứu các cảm biến thích hợp để sử dụng trong đề tài.
Tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu thu thập các mô hình hiện tại đang được sử dụng từ đó tìm ra cách cải tiến
3 Nội dung chính của đồ án:
Lời nói đầu CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Khái quát về băng chuyền
1.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại 1.2.1 Nguyên lý hoạt động của bằng chuyền 1.2.2 Phân loại
TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển 2.1.1 Khái quát chung
2.1.2 Phân loại phương thức điều khiển
2.2.3 Ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC
TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA
3.1 Thông số và chức năng của PLC
3.2 Thông số và chức năng của các loại cảm biến
3.3 Thông số và chức năng của động cơ
3.4 Thông số và chức năng của xylanh, van điện từ
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7-1200
4.1 Thiết kế dao diện trên phần mềm Win CC
4.2 Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động
4.2.2 Bản thiết kế mô hình
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra
KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
5.1 Đánh giá kết quả thực hiện của đề tài
5.2 Hướng phát triển đề tài
4 Các sản phẩm dự kiến
- Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng PLC S7-1200.
- Bản vẽ, đĩa CD và luận văn.
6 Ngày nộp đồ án: 20/05/2021 Đà Nẵng, ngày 20 tháng 01 năm 2021
Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn Đỗ Hoàng Ngân Mi
Trong những năm tháng học tập ở trường, chúng em được thầy cô ở trường tận tình chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức thầy cô tích lũy từ thực tế chứ không có trong sách vở và các anh chị khóa trên đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập tại trường và ngoài đời sống Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các anh chị đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và quá trình thực hiện đồ án.
Nhóm chúng em đặt biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Đỗ Hoàng Ngân Mi, đã giúp đỡ chúng em tận tình trong quá trình chọn đề tài, rồi quá trình thi công đồ án, cô đã có những góp ý rất hữu ích cho nhóm chúng em khi chúng em gặp khó khăn Cảm ơn cô đã luôn bên chúng em để hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, vì một số lý do như dịch Covid đã làm gián đoạn về thời gian và kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên còn gặp nhiều sai sót Chúng em mong sẽ nhận được những đánh giá, nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để chúng em hoàn thành đồ án một cách hoàn thiện nhất
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện 1 Sinh viên thực hiện 2
Trần Tùng Dương văn Lâm
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiên luận văn này đã được cảm ơn và các thong tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc và được phép công bố. Đà Nẵng, ngày 14 ,tháng 09 , năm 2021 Sinh viên thực hiện
Trần Tùng Dương Văn Lâm
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ii ĐỀ CƯƠNG TỐT NGHIỆP iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3
1.2 Khái niệm về băng chuyền 4
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền 4
1.7 Ứng dụng trong thực tế 14
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 18
2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển 18
2.1.2 Phân loại phương thức điều khiển 19
2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 24
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA 40
3.1 Thông số và chức năng của PLC 40
3.2 Thông số và chức năng của các loại cảm biến 49
3.2.1 Thông số và chức năng của cảm biến hồng ngoại 49
3.2.2 Thông số và chức năng của cảm biến màu Z3N-TB22 52
3.3 Thông số và chức năng của động cơ 53
3.3.1 Thông số và chức năng của động cơ 12V DC 53
3.3.2 Thông số và chức năng của động cơ giảm tốc 53
3.4 Thông số và chức năng của xylanh, van điện từ 55
3.4.1 Thông số và chức năng của xylanh 55
3.4.2 Thông số và chức năng của van điện từ 57
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7- 1200 59
4.1 Thiết kế dao diện trên phần mềm Win CC 59
4.2 Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động 61
4.2.2 Bản thiết kế mô hình 61
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC 62
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây 62
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra 63
4.3 Chương trình PLC trên Tiaportal 70
Bảng 3.1 Bảng thông số PLC 49
Bảng 4.2.5 Bảng phân công Đầu vào/ra 64
DANH MỤC HÌNHY Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền 4
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền 5
Hình 1.5.1 Băng tải cao su 7
Hình 1.5.3 Băng tải con lăn 10
Hình 1.5.5 Băng tải linh hoạt 12
Hình 1.5.6 Băng tải xoắn ốc 13
Hình 1.7.1 Băng chuyền trong nhà hàng 15
Hình 1.7.2 Băng chuyền trong ngành chế biến thủy- hải sản 16
Hình1.7.3 Băng chuyền sản xuất gạo 16
Hình 1.7.4 Băng chuyền sản xuất muối ăn 17
Hình 1.7.5 Băng chuyền trong quá trình sản xuất ximen 17
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển hành lý trong sân bay 18
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển bia 18
Hình 2.1.2.1a Điều khiển vòng kín 20
Hình 2.1.2.1b Điều khiển vòng hở 20
Hình 2.1.2c Điều khiển on-off theo chu kì 22
Hình 2.1.2f Bộ điều khiển PID 24
Hình 2.3.1 Phần mềm cần cài đặt 36
Hình 2.3.2 Tạo project mới và add PLC 37
Hình 23.3 Kiểm tra địa chỉ IP của PLC 37
Hình 2.3.8 Hoàn thành giao diện 40
Hình 3.2.1.1 Cảm biến hồng ngoại 51
Hình 3.2.1.2 Sơ đồ nối dây 51
Hình 3.2.2b Cảm biến màu Z3N-TB22 53
Hình 3.3.2.1a Động cơ giảm tốc 24v 54
Hình 3.3.2.1b Mạch điều khiển tốc độ động cơ.i roi 55
Hình 4.1.1 Giao diện với chế độ chạy Auto 59
Hình 4.1.2 Giao diện với chế độ chạy Manual 60
Hình 4.1.3 Hàm thư cảnh cáo Alarm trong giao diện 60
Hình 4.2.1 Mô hình thực tế 61
Hình 4.2.2 Bản thiết kế mô hình 62
Hình 4.2.3 sơ đồ đầu vào/ra PLC 62
Hình 4.2.4.1 Sơ đồ nối dây 63
Hình 4.2.6.1 Sơ đồ nguyên lý 65
Hình 4.2.6.2 Sơ đồ nguyên lý 66
Hình 4.2.6.3 Sơ đồ nguyên lý 67
Hình 4.2.7.1 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Auto 68
Hình 4.2.7.2 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Manual 69
Hình 4.3.1a Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1b Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1c Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.1d Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.2a Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2b Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2c Chương trình hàm Auto 73
Hình 4.3.2d Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2e Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2f Chương trình hàm Auto 75
Hình 4.3.3c Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3d Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3e Chương trình hàm Auto 78
Hình 4.3.4 Chương trình hàm Manual 78
Hình 4.3.5a Chương trình hàm Manual 79
Hình 4.3.5b Chương trình hàm Manual 79
EPROM Eraseable Read-Only Memory
EEPROM Electrically Eraseable Read-Only Memory
Hiện nay đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện năng đóng vai trò cực kì quan trọng bởi nó cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động lao động sản xuất và sinh hoạt. Đóng góp cho sự phát triển đó không thể không kể đến các nhà máy sản xuất tự động đã góp một phần không nhỏ vào sự phát triển của nền kinh tế của đất nước Để đáp ứng về nhu cầu cho sự phát triển của đất nước các nhà máy không ngừng nâng cao hệ thống công nghệ của mình nhằm ngày càng đáp ứng về công nghiệp và nhằm nâng cao độ tin cậy cho sự hoạt động của thiết bị và giảm sức lao động của con người Với tầm quan trọng của các hệ thống trên đối với một nhà máy sản xuất tự động nên nhóm chúng em chọn đề tài: “Hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng bằng PLC S7- 1200”.
Sử dụng PLC S7-1200 và trong mô hình điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đống gói sản phẩm
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên máy tính bằng
Thiết kế sơ đồ nối dây một cách hợp lý nhất.
Nghiên cứu về phần cứng mà phần mềm của PLC S7-1200
Tìm hiểu các mô hình phân loại để tối ưu hóa mô hình.
Thi công mô hình phân loại và đóng thùng cà chua.
Xây dựng lưu đồ thuật toán và viết chương trình cho mô hình
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát mô hình trên
Chạy thử nghiệm và bổ sung, chỉnh sửa những điểm còn sai sót
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm.
Giới thiệu tổng quát về hệ thống băng chuyền, khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của băng chuyền, phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng trong thực tế.
Chương 2: Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Khiển.
Giới thiệu khái quát về hệ thống điều khiển, phân loại những phương thức điều khiển Hệ thống điều khiển dùng PLC và giới thiệu phần mềm
Chương 3: Tổng Quang Các Thiết Bị Trong Hệ Thống Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua
Thông số và chức năng của PLC, thông số và chức năng của các loại cảm biến và động cơ, thông số và chức năng của van điện từ và xy lanh.
Chương 4: Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua Sử Dụng PLC S7-1200.
Thi công hệ thống( phần cứng và phần mềm) Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên , mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM.
Ngày nay, các bộ điều khiển đang có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, đặc biệt là trong tự động hoá và điều khiển Giờ đây với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ưu hoá về thời gian không gian giá thành, bảo mật, tính chủ động trong công việc, ngày càng đòi hỏi khắt khe Vì thế mà việc đưa tự động hóa vào sản xuất như diễn ra một điều tất yếu.Hệ thống tự động tự vận chuyển sản phẩm sẽ đáp ứng được một phần công đoạn tự động hóa qua đó giảm bớt sức lao động cho con người.Viêc tạo ra các sản phẩm tự động hoá không những trong công nghiệp mà ngay cả trong đời sống con người ngày càng được phổ biến Hầu như trong mọi lĩnh vực đều thấy có tự động hoá trong đó Như đã trình bày ở trên việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế sức lao động của con người thiết nghĩ cũng là vấn đề hết sức cần thiết Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống đếm số lượng sản phẩm.
Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền
1.2 Khái niệm về băng chuyền
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực cho con người trong công việc vận chuyển, chế tạo, chế biến, đóng gói hàng hoá, Cỗ máy này sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện hoặc gói hàng từ điểm A đến điểm B trong nhà máy Băng chuyền còn được lắp ráp thêm các bàn thao tác ở hai bên để nhân công chế biến thực phẩm, lắp ráp đóng gói linh kiện, Ở phía trên có thể lắp thêm tầng cho thành phẩm.
Chúng vô cùng hữu ích, có tính kinh tế vô cùng cao Băng chuyền là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền chế tạo, lắp ráp, sản xuất của các doanh nghiệp và nhà máy Chúng góp phần tạo nên một môi trường chế tạo khoa học, năng động, giải phóng sức lao động và mang lại tác dụng kinh tế cao 1
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền
Nguyên lý hoạt động: khi động cơ bật, rulô quay nhờ lực ma sát giúp dây băng tải di chuyển Tùy vào nhu cầu vận chuyển mà điều chỉnh tốc độ dây băng phù hợp Khi sản phẩm, vật liệu để trên bề mặt băng tải, nó sẽ được vận chuyển nhờ sự chuyển động của dây băng tải Trong quá trình vận chuyển để tránh tình trạng bị võng, thường lắp đặt thêm con lăn đỡ băng giúp tránh hiện tượng võng dây băng tải.
Phần khung: thường là nhôm định hình, thép sơn tỉnh điện hoặc inox.
Dây băng chuyền: dây băng PVC( Polyvinyl clorua là nhựa không mùa ở thể rắn) có độ dày từ 2-3mm hoặc dây bằng PU( nhựa polyurethane) dày 1.5mm. Động cơ truyền động: động cơ giảm tốc công suất 0.2, 0.4, 0.75, 1.5, 2.2kW.
Bộ điều khiển gồm: biến tần, sensor, timer, PLC.
Cơ cấu truyền động: bao gồm rulo kéo, nhông xích.
Hệ thống bàn thao tác : Thường là gỗ, thép hoặc inox Trên bề mặt được dán thảm cao su chống tĩnh điện.
Hệ thống đường khí nén, đường điện: có ổ cắm để lấy điện dùng cho các băng chuyền. Đường điện chiếu sáng để các công nhân thi công lắp ráp.
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền
Phân loại
Với nhu cầu sử dụng cao và tính ứng dụng thực tiễn đa dạng của băng chuyền tải nên chúng cũng được thiết kế thành nhiều kiểu để phục vụ cho nhu cầu riêng của từng xưởng sản xuất Tuy nhiên băng chuyền tải sẽ tập trung vào các loại chính sau:
Hệ thống băng chuyền cao su là một hệ thống sử dụng các tấm bằng cao su để vận chuyển Đặc điểm của nó là có độ bền cao và vận chuyển được hàng hoá nặng Băng chuyền cao su mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất so với các hệ thống cùng chức năng nhờ có thể được lắp đặt ở mọi địa hình, mọi khoảng cách. a) Cấu tạo
Khung băng tải sử dụng vật liệu : sắt sơn tĩnh điện, hoặc inox có độ bền cao, kết cấu vững chắc.
Dây băng tải cao su chịu lực có dạng gân V hoặc dạng trơn.
Tang chủ động, tang bị động: chế tạo bằng vật liệu : sắt mạ kẽm, hoặc inox Con lăn đở băng dưới thẳng: ỉ49- ỉ89 vật liệu : sắt mạ kẽm, inox201, inox 304
Hệ thống điều khiển bằng điện: sử dụng dưới nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha sử Vận tốc có thể thay đổi theo mục đích sử dụng, vận hành tự động bằng lực kéo. b) Ứng dụng
Băng tải cao su được sử dụng nhiều trong công nghiệp và sản xuất từ vận chuyển, bốc xếp hàng hóa trong nhà xưởng, kho cảng, truyền tải sản phẩm trong dây chuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu trong trong khai thác mỏ, khoáng sản Băng tải để vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện, được căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển hoặc hệ thống băng tải ngang , băng tải nghiêng đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất về hình thức phân bố Băng tải cao su được sử dụng trong nhiệt độ môi trường -5℃ đến đến +40℃ đến nhiệt độ vận chuyển vật liệu ở dưới 50℃ đến
Hình 1.5.1 Băng tải cao su.
Băng tải xích được cấu tạo bằng các tấm kim loại kết nối với nhau bằng móc như những sợi xích Băng tải loại này có độ cân bằng tốt và chịu được tải trọng lớn Nhờ đó nó thường được dùng để chuyền tải các sản phẩm cần sự cân bằng như chai, lọ,… a) Cấu tạo
Dây băng tải xích: Bằng inox, bằng nhựa và quy cách khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng mà sử dụng loại dây băng tải xích cho phù hợp. Động cơ giảm tốc chuyền động: Là loại động cơ giảm tốc có công xuất 0.2, 0.4, 0.75, 1.5, và 2.2KW.
Khung băng chuyền xích: Bằng Inox, bằng thép sơn tĩnh điện hoặc nhôm định hình.
Tủ điện gồm có các thiết bị điện như: Biến tần điều khiển tốc độ, Role, khởi động từ, Timer, nút nhấn, đèn báo,…
Có hệ thống chiếu sáng, ổ cắm, đường khí nén,…nếu mục đích sử dụng cần đến.
Có các tay đỡ, thanh đỡ và chắn sản phẩm rơi ra ngoài
Kích thước: Dài từ 500m đến 50.000mm, rộng từ 50mm đến 1500mm Điện áp sử dụng: nguồn 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V b) ỨNg dụng Ứng dụng trong ngành thực phẩm sản xuất bánh kẹo, đồ uống và chế biến nông sản như tiêu, điều; trong thủy sản như dây chuyền chế biến tôm, cá; trong sản xuất công nghệ cao: vi mạch, điện thoại,…
Sản xuất chế biến thực phẩm: chế biến thịt, đường, bánh kẹo, sữa,…
Vận chuyển hàng hóa đặc thù: hóa mỹ phẩm, dược phẩm, thuốc,
Vận chuyển Pallet: lắp ráp motor, linh kiện điện tử, bản mạnh,
Hình 1.5.2 Băng tải xích Đây là giải pháp phù hợp để vận chuyển các sản phẩm từ nhẹ, trung bình đến nặng trong môi trường thông thường, có hóa chất ăn mòn hoặc bụi bặm,… Chúng được sử dụng nhiều trong quá trình sản xuất khiến cho việc vận chuyển hang hóa trở nên dễ dàng hơn…….
1.5.3 Băng tải con lăn a) Cấu tạo
Hai đầu trục con lăn được vát mép, phay rãnh, tạo ra lỗ hay chạy ren bắt bu lông để gắn với khung băng chuyền tuỳ theo mục đích và ứng dụng.
Bề mặt ống con lăn được gia công đảm bảo độ đồng tâm và độ vát.
Vòng bi: sử dụng loại chính hãng có độ bền cao.
Hệ thống phớt bảo vệ vòng bi: đảm bảo con lăn làm việc bền bỉ ở nơi có độ ẩm, mài mòn,
Con lăn được làm từ inox, thép tiết kiệm chi phí sửa chữa và bảo trì do có thiết kế đồng tâm giúp giảm độ rung. b) Ứng dụng
Chúng thường được dùng trong sản xuất, tự động hoá giúp tiết kiệm thời gian, chi phí, sức lao động Thiết kế gọn nhẹ, đơn giản, dễ di chuyển.
Cắt, ghép, nối linh động tuỳ theo nhu cầu của công ty Tốc độ và khả năng đảo chiều quay có thể điều chỉnh.
Dàn con lăn chuyển hàng được các doanh nghiệp sản xuất hàng đóng thùng ứng dụng rộng rãi. Ứng dụng cho các ngành bánh kẹo, bia, sữa,
Hình 1.5.3 Băng tải con lăn.
1.5.4 Băng tải đứng a) Cấu tạo
Giống như các loại băng tải khác, băng tải đứng được tạo thành từ hệ thống các bộ phận cơ bản như: khung băng tải, dây băng tải, con lăn băng tải và cuối cùng là bộ điều khiển biến tần Tất cả các bộ phận này đều được thiết kế từ những nguyên liệu chất lượng, được gia công cẩn thận và có độ bền, độ an toàn tuyệt đối, Khung băng tải được làm từ thép, nhôm định hình hoặc inox 304 Dây băng tải tải thường được làm bằng cao su, PVC (Polyvinyl clorua) chất lượng an toàn tuyệt đối Băng tải đúng bao gồm 1 trục đứng chính và các bàn tay đỡ, nâng chạy dọc theo hình elip một cách tuần hoàn như vậy hang hóa sẽ được đưa lên cao một cách nhanh chóng. b) Ứng dụng
Thường được đặt ở các nhà kho, một phần của phòng tự động, các cơ sở lưu trữ, trường học, bệnh viện, sân bay, khách sạn, nhà hàng, khoang tàu…ở bất cứ nơi nào cần sử dụng băng tải đứng.
Về không gian: thay vì sử dụng nhiều công cụ hỗ trợ hay xe nâng để đưa hàng lên cao vừa cồng kềnh vừa mất thời gian, tốn nhiều không gian thì băng tải đứng chính là một thiết bị hữu hiệu trong việc tải hàng lên cao theo phương đứng qua nhiều tầng lầu.
1.5.5 Băng tải linh hoạt a) Cấu tạo
Khung băng tải: vật liệu : sắt sơn tĩnh điện, inox, và nhôm.
Con lăn: thường sử dụng con lăn trụ, con lăn côn và vật liệu chế tạo là kẽm, inox, nhôm hay nhựa.
Trục con lăn: thường là sắt mạ kẽm, inox, hoặc nhôm
Kích thước: tùy theo yêu cầu khách hàng.
Trọng lượng: Tùy theo yêu cầu mục đích của người sử dụng. b) Ứng dụng
Băng tải linh hoạt được ứng dụng nhiều nhất là mang theo xe tải, xe chở hang đi giao hoặc vận chuyển trong các nhà kho có diện tích chật chội, địa hình vận chuyển phức tạp Ứng dụng trong việc vận chuyển các mặt hàng như thùng carton, bình nước,bình nhựa cứng …vvv rất tốt.
Hình 1.5.5 Băng tải linh hoạt.
1.5.6 Băng tải xoắn ốc a) Cấu tạo
Khung băng tải: Thường được làm từ sắt có sơn tĩnh điện hoặc nhôm định hình và inox.
Hệ thống con lăn: ống con lăn thẳng ỉ32- ỉ168, ống con lăn dạng cụn, và con lăn được làm từ : kẽm inox, nhôm hoặc nhựa.
Trục con lăn được làm từ sắt mọi kẽm, inox hoặc nhôm có trọng lượng siêu nhẹ, chắc chắn và cú kớch thước thường là ỉ12- ỉ25.
Kích thước: chiều dài từ 1m theo yêu cầu của khách hang, chiều rộng từ 0,1m-2m, chiều cao 0.1-30m
Trọng tải của băng tải con lăn xoắn ốc: tùy theo kích thước con lăn. b) Ứng dụng
Băng tải xoắc ốc được chia làm nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của từng cơ sở sản xuất Hệ thống băng tải này được dung chủ yếu trong ngành chế biến thực phẩm …….vv
Hình 1.5.6 Băng tải xoắn ốc.
Ưu và nhược điểm
Trong sản xuất, băng tải có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nhất là trong công nghiệp. Các ngành công nghiệp nặng và công nghiệp nhẹ, nhờ sự xuất hiện của băng tải con lăn đã giảm tải được rất nhiều khâu trong quá trình sản xuất nhất là đối với các nhà máy xí nghiệp có lượng nguyên liệu cần vận chuyển nhiều và thường xuyên Trong xây dựng, thiết bị này chủ yếu được dùng để chuyên chở vật liệu xây dựng từ trên xuống dưới hay từ dưới lên trên ở một độ cao nhất định, đặc biệt trên mọi địa hình Băng tải công nghiệp giúp giảm tải sức lao động tối đa giúp các chủ thầu tiết kiệm được tiền thuê nhân công.
Trong ngành công nghiệp nhẹ như công nghiệp chế biến, sản xuất máy móc điện tử,may mặc, gia giày… băng tải có vị trí đặc biệt quan trọng giống như một mắt xích không thể tháo rời trong hệ thống Nhờ có hệ thống này, năng suất lao động của công nhân được nhân lên đáng kể và cùng nhờ đó tỉ lệ sản phẩm làm ra cũng được tăng lên mang lại lợi nhuận lớn cho các chủ doanh nghiệp Có thể nói băng tải công nghiệp là một trong những phát minh quan trọng nhất của con người với khả năng và tác dụng to lớn băng tải đã và đang từng ngày từng giờ trở thành một thiết bị không thể nào thiếu trong sản xuất và đời sống hàng ngày.
+ Băng chuyền đóng gói giúp tiết kiệm chi phí, tăng hiệu xuất.
+ Phần khung dễ tháo rời và lắp ráp.
+Công suất cao, thiết kế đơn giản, dễ quản lý và vận hành.
+ Ít gây tiếng ốn và bảo trì thuận tiện.
+ Có khả năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nghiêng hoặc kết hợp cả hai với khoảng cách lớn Vận chuyển được hang hóa rời như cát, đá, than đá… từ nơi này đến nới khác.
+ Vốn đầu tư xây dựng dây chuyền băng tải lớn.
+ Khó thay đổi được vị trí của băng tải.
+ Thiết kế chỉ để phục vụ công việc có khối lượng đã chọn sẵn.
+ Để tăng được tuổi thọ sử dụng của băng tải, khi sử dụng nên chạy với tốc độ trung bình, không cao.
+Đối với các sản phẩm hạt, vụn, có thể bị hao hụt, rơi vật liệu trong quá trình vận chuyển.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Tổng quan hệ thống điều khiển
2.1.2 Phân loại phương thức điều khiển
2.2.3 Ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC
TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA
3.1 Thông số và chức năng của PLC
3.2 Thông số và chức năng của các loại cảm biến
3.3 Thông số và chức năng của động cơ
3.4 Thông số và chức năng của xylanh, van điện từ
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7-1200
4.1 Thiết kế dao diện trên phần mềm Win CC
4.2 Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động
4.2.2 Bản thiết kế mô hình
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra
KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
5.1 Đánh giá kết quả thực hiện của đề tài
5.2 Hướng phát triển đề tài
4 Các sản phẩm dự kiến
- Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng PLC S7-1200.
- Bản vẽ, đĩa CD và luận văn.
6 Ngày nộp đồ án: 20/05/2021 Đà Nẵng, ngày 20 tháng 01 năm 2021
Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn Đỗ Hoàng Ngân Mi
Trong những năm tháng học tập ở trường, chúng em được thầy cô ở trường tận tình chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức thầy cô tích lũy từ thực tế chứ không có trong sách vở và các anh chị khóa trên đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập tại trường và ngoài đời sống Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các anh chị đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và quá trình thực hiện đồ án.
Nhóm chúng em đặt biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Đỗ Hoàng Ngân Mi, đã giúp đỡ chúng em tận tình trong quá trình chọn đề tài, rồi quá trình thi công đồ án, cô đã có những góp ý rất hữu ích cho nhóm chúng em khi chúng em gặp khó khăn Cảm ơn cô đã luôn bên chúng em để hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, vì một số lý do như dịch Covid đã làm gián đoạn về thời gian và kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên còn gặp nhiều sai sót Chúng em mong sẽ nhận được những đánh giá, nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để chúng em hoàn thành đồ án một cách hoàn thiện nhất
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện 1 Sinh viên thực hiện 2
Trần Tùng Dương văn Lâm
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiên luận văn này đã được cảm ơn và các thong tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc và được phép công bố. Đà Nẵng, ngày 14 ,tháng 09 , năm 2021 Sinh viên thực hiện
Trần Tùng Dương Văn Lâm
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ii ĐỀ CƯƠNG TỐT NGHIỆP iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3
1.2 Khái niệm về băng chuyền 4
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền 4
1.7 Ứng dụng trong thực tế 14
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 18
2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển 18
2.1.2 Phân loại phương thức điều khiển 19
2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 24
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA 40
3.1 Thông số và chức năng của PLC 40
3.2 Thông số và chức năng của các loại cảm biến 49
3.2.1 Thông số và chức năng của cảm biến hồng ngoại 49
3.2.2 Thông số và chức năng của cảm biến màu Z3N-TB22 52
3.3 Thông số và chức năng của động cơ 53
3.3.1 Thông số và chức năng của động cơ 12V DC 53
3.3.2 Thông số và chức năng của động cơ giảm tốc 53
3.4 Thông số và chức năng của xylanh, van điện từ 55
3.4.1 Thông số và chức năng của xylanh 55
3.4.2 Thông số và chức năng của van điện từ 57
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7- 1200 59
4.1 Thiết kế dao diện trên phần mềm Win CC 59
4.2 Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động 61
4.2.2 Bản thiết kế mô hình 61
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC 62
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây 62
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra 63
4.3 Chương trình PLC trên Tiaportal 70
Bảng 3.1 Bảng thông số PLC 49
Bảng 4.2.5 Bảng phân công Đầu vào/ra 64
DANH MỤC HÌNHY Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền 4
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền 5
Hình 1.5.1 Băng tải cao su 7
Hình 1.5.3 Băng tải con lăn 10
Hình 1.5.5 Băng tải linh hoạt 12
Hình 1.5.6 Băng tải xoắn ốc 13
Hình 1.7.1 Băng chuyền trong nhà hàng 15
Hình 1.7.2 Băng chuyền trong ngành chế biến thủy- hải sản 16
Hình1.7.3 Băng chuyền sản xuất gạo 16
Hình 1.7.4 Băng chuyền sản xuất muối ăn 17
Hình 1.7.5 Băng chuyền trong quá trình sản xuất ximen 17
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển hành lý trong sân bay 18
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển bia 18
Hình 2.1.2.1a Điều khiển vòng kín 20
Hình 2.1.2.1b Điều khiển vòng hở 20
Hình 2.1.2c Điều khiển on-off theo chu kì 22
Hình 2.1.2f Bộ điều khiển PID 24
Hình 2.3.1 Phần mềm cần cài đặt 36
Hình 2.3.2 Tạo project mới và add PLC 37
Hình 23.3 Kiểm tra địa chỉ IP của PLC 37
Hình 2.3.8 Hoàn thành giao diện 40
Hình 3.2.1.1 Cảm biến hồng ngoại 51
Hình 3.2.1.2 Sơ đồ nối dây 51
Hình 3.2.2b Cảm biến màu Z3N-TB22 53
Hình 3.3.2.1a Động cơ giảm tốc 24v 54
Hình 3.3.2.1b Mạch điều khiển tốc độ động cơ.i roi 55
Hình 4.1.1 Giao diện với chế độ chạy Auto 59
Hình 4.1.2 Giao diện với chế độ chạy Manual 60
Hình 4.1.3 Hàm thư cảnh cáo Alarm trong giao diện 60
Hình 4.2.1 Mô hình thực tế 61
Hình 4.2.2 Bản thiết kế mô hình 62
Hình 4.2.3 sơ đồ đầu vào/ra PLC 62
Hình 4.2.4.1 Sơ đồ nối dây 63
Hình 4.2.6.1 Sơ đồ nguyên lý 65
Hình 4.2.6.2 Sơ đồ nguyên lý 66
Hình 4.2.6.3 Sơ đồ nguyên lý 67
Hình 4.2.7.1 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Auto 68
Hình 4.2.7.2 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Manual 69
Hình 4.3.1a Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1b Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1c Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.1d Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.2a Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2b Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2c Chương trình hàm Auto 73
Hình 4.3.2d Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2e Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2f Chương trình hàm Auto 75
Hình 4.3.3c Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3d Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3e Chương trình hàm Auto 78
Hình 4.3.4 Chương trình hàm Manual 78
Hình 4.3.5a Chương trình hàm Manual 79
Hình 4.3.5b Chương trình hàm Manual 79
EPROM Eraseable Read-Only Memory
EEPROM Electrically Eraseable Read-Only Memory
Hiện nay đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện năng đóng vai trò cực kì quan trọng bởi nó cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động lao động sản xuất và sinh hoạt. Đóng góp cho sự phát triển đó không thể không kể đến các nhà máy sản xuất tự động đã góp một phần không nhỏ vào sự phát triển của nền kinh tế của đất nước Để đáp ứng về nhu cầu cho sự phát triển của đất nước các nhà máy không ngừng nâng cao hệ thống công nghệ của mình nhằm ngày càng đáp ứng về công nghiệp và nhằm nâng cao độ tin cậy cho sự hoạt động của thiết bị và giảm sức lao động của con người Với tầm quan trọng của các hệ thống trên đối với một nhà máy sản xuất tự động nên nhóm chúng em chọn đề tài: “Hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng bằng PLC S7- 1200”.
Sử dụng PLC S7-1200 và trong mô hình điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đống gói sản phẩm
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên máy tính bằng
Thiết kế sơ đồ nối dây một cách hợp lý nhất.
Nghiên cứu về phần cứng mà phần mềm của PLC S7-1200
Tìm hiểu các mô hình phân loại để tối ưu hóa mô hình.
Thi công mô hình phân loại và đóng thùng cà chua.
Xây dựng lưu đồ thuật toán và viết chương trình cho mô hình
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát mô hình trên
Chạy thử nghiệm và bổ sung, chỉnh sửa những điểm còn sai sót
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm.
Giới thiệu tổng quát về hệ thống băng chuyền, khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của băng chuyền, phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng trong thực tế.
Chương 2: Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Khiển.
Giới thiệu khái quát về hệ thống điều khiển, phân loại những phương thức điều khiển Hệ thống điều khiển dùng PLC và giới thiệu phần mềm
Chương 3: Tổng Quang Các Thiết Bị Trong Hệ Thống Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua
Thông số và chức năng của PLC, thông số và chức năng của các loại cảm biến và động cơ, thông số và chức năng của van điện từ và xy lanh.
Chương 4: Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua Sử Dụng PLC S7-1200.
Thi công hệ thống( phần cứng và phần mềm) Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên , mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM.
Ngày nay, các bộ điều khiển đang có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, đặc biệt là trong tự động hoá và điều khiển Giờ đây với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ưu hoá về thời gian không gian giá thành, bảo mật, tính chủ động trong công việc, ngày càng đòi hỏi khắt khe Vì thế mà việc đưa tự động hóa vào sản xuất như diễn ra một điều tất yếu.Hệ thống tự động tự vận chuyển sản phẩm sẽ đáp ứng được một phần công đoạn tự động hóa qua đó giảm bớt sức lao động cho con người.Viêc tạo ra các sản phẩm tự động hoá không những trong công nghiệp mà ngay cả trong đời sống con người ngày càng được phổ biến Hầu như trong mọi lĩnh vực đều thấy có tự động hoá trong đó Như đã trình bày ở trên việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế sức lao động của con người thiết nghĩ cũng là vấn đề hết sức cần thiết Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống đếm số lượng sản phẩm.
Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền
1.2 Khái niệm về băng chuyền
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực cho con người trong công việc vận chuyển, chế tạo, chế biến, đóng gói hàng hoá, Cỗ máy này sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện hoặc gói hàng từ điểm A đến điểm B trong nhà máy Băng chuyền còn được lắp ráp thêm các bàn thao tác ở hai bên để nhân công chế biến thực phẩm, lắp ráp đóng gói linh kiện, Ở phía trên có thể lắp thêm tầng cho thành phẩm.
Chúng vô cùng hữu ích, có tính kinh tế vô cùng cao Băng chuyền là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền chế tạo, lắp ráp, sản xuất của các doanh nghiệp và nhà máy Chúng góp phần tạo nên một môi trường chế tạo khoa học, năng động, giải phóng sức lao động và mang lại tác dụng kinh tế cao 1
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền
Nguyên lý hoạt động: khi động cơ bật, rulô quay nhờ lực ma sát giúp dây băng tải di chuyển Tùy vào nhu cầu vận chuyển mà điều chỉnh tốc độ dây băng phù hợp Khi sản phẩm, vật liệu để trên bề mặt băng tải, nó sẽ được vận chuyển nhờ sự chuyển động của dây băng tải Trong quá trình vận chuyển để tránh tình trạng bị võng, thường lắp đặt thêm con lăn đỡ băng giúp tránh hiện tượng võng dây băng tải.
Phần khung: thường là nhôm định hình, thép sơn tỉnh điện hoặc inox.
Dây băng chuyền: dây băng PVC( Polyvinyl clorua là nhựa không mùa ở thể rắn) có độ dày từ 2-3mm hoặc dây bằng PU( nhựa polyurethane) dày 1.5mm. Động cơ truyền động: động cơ giảm tốc công suất 0.2, 0.4, 0.75, 1.5, 2.2kW.
Bộ điều khiển gồm: biến tần, sensor, timer, PLC.
Cơ cấu truyền động: bao gồm rulo kéo, nhông xích.
Hệ thống bàn thao tác : Thường là gỗ, thép hoặc inox Trên bề mặt được dán thảm cao su chống tĩnh điện.
Hệ thống đường khí nén, đường điện: có ổ cắm để lấy điện dùng cho các băng chuyền. Đường điện chiếu sáng để các công nhân thi công lắp ráp.
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền
Với nhu cầu sử dụng cao và tính ứng dụng thực tiễn đa dạng của băng chuyền tải nên chúng cũng được thiết kế thành nhiều kiểu để phục vụ cho nhu cầu riêng của từng xưởng sản xuất Tuy nhiên băng chuyền tải sẽ tập trung vào các loại chính sau:
Hệ thống băng chuyền cao su là một hệ thống sử dụng các tấm bằng cao su để vận chuyển Đặc điểm của nó là có độ bền cao và vận chuyển được hàng hoá nặng Băng chuyền cao su mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất so với các hệ thống cùng chức năng nhờ có thể được lắp đặt ở mọi địa hình, mọi khoảng cách. a) Cấu tạo
Khung băng tải sử dụng vật liệu : sắt sơn tĩnh điện, hoặc inox có độ bền cao, kết cấu vững chắc.
Dây băng tải cao su chịu lực có dạng gân V hoặc dạng trơn.
Tang chủ động, tang bị động: chế tạo bằng vật liệu : sắt mạ kẽm, hoặc inox Con lăn đở băng dưới thẳng: ỉ49- ỉ89 vật liệu : sắt mạ kẽm, inox201, inox 304
Phần mềm
TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7- 1200
Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động
4.2.2 Bản thiết kế mô hình
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra
KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
5.1 Đánh giá kết quả thực hiện của đề tài
5.2 Hướng phát triển đề tài
4 Các sản phẩm dự kiến
- Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng PLC S7-1200.
- Bản vẽ, đĩa CD và luận văn.
6 Ngày nộp đồ án: 20/05/2021 Đà Nẵng, ngày 20 tháng 01 năm 2021
Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn Đỗ Hoàng Ngân Mi
Trong những năm tháng học tập ở trường, chúng em được thầy cô ở trường tận tình chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức thầy cô tích lũy từ thực tế chứ không có trong sách vở và các anh chị khóa trên đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập tại trường và ngoài đời sống Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các anh chị đã giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và quá trình thực hiện đồ án.
Nhóm chúng em đặt biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Đỗ Hoàng Ngân Mi, đã giúp đỡ chúng em tận tình trong quá trình chọn đề tài, rồi quá trình thi công đồ án, cô đã có những góp ý rất hữu ích cho nhóm chúng em khi chúng em gặp khó khăn Cảm ơn cô đã luôn bên chúng em để hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, vì một số lý do như dịch Covid đã làm gián đoạn về thời gian và kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên còn gặp nhiều sai sót Chúng em mong sẽ nhận được những đánh giá, nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để chúng em hoàn thành đồ án một cách hoàn thiện nhất
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện 1 Sinh viên thực hiện 2
Trần Tùng Dương văn Lâm
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiên luận văn này đã được cảm ơn và các thong tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc và được phép công bố. Đà Nẵng, ngày 14 ,tháng 09 , năm 2021 Sinh viên thực hiện
Trần Tùng Dương Văn Lâm
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ii ĐỀ CƯƠNG TỐT NGHIỆP iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3
1.2 Khái niệm về băng chuyền 4
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền 4
1.7 Ứng dụng trong thực tế 14
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 18
2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển 18
2.1.2 Phân loại phương thức điều khiển 19
2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 24
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA 40
3.1 Thông số và chức năng của PLC 40
3.2 Thông số và chức năng của các loại cảm biến 49
3.2.1 Thông số và chức năng của cảm biến hồng ngoại 49
3.2.2 Thông số và chức năng của cảm biến màu Z3N-TB22 52
3.3 Thông số và chức năng của động cơ 53
3.3.1 Thông số và chức năng của động cơ 12V DC 53
3.3.2 Thông số và chức năng của động cơ giảm tốc 53
3.4 Thông số và chức năng của xylanh, van điện từ 55
3.4.1 Thông số và chức năng của xylanh 55
3.4.2 Thông số và chức năng của van điện từ 57
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG THÙNG CÀ CHUA SỬ DỤNG PLC S7- 1200 59
4.1 Thiết kế dao diện trên phần mềm Win CC 59
4.2 Mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động 61
4.2.2 Bản thiết kế mô hình 61
4.2.3 Thiết kế đầu nối đầu vào và đầu ra với PLC 62
4.2.4 Thiết kế sơ đồ nối dây 62
4.2.5 Bản phân công đầu vào và đầu ra 63
4.3 Chương trình PLC trên Tiaportal 70
Bảng 3.1 Bảng thông số PLC 49
Bảng 4.2.5 Bảng phân công Đầu vào/ra 64
DANH MỤC HÌNHY Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền 4
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền 5
Hình 1.5.1 Băng tải cao su 7
Hình 1.5.3 Băng tải con lăn 10
Hình 1.5.5 Băng tải linh hoạt 12
Hình 1.5.6 Băng tải xoắn ốc 13
Hình 1.7.1 Băng chuyền trong nhà hàng 15
Hình 1.7.2 Băng chuyền trong ngành chế biến thủy- hải sản 16
Hình1.7.3 Băng chuyền sản xuất gạo 16
Hình 1.7.4 Băng chuyền sản xuất muối ăn 17
Hình 1.7.5 Băng chuyền trong quá trình sản xuất ximen 17
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển hành lý trong sân bay 18
Hình 1.7.6 Băng chuyền vận chuyển bia 18
Hình 2.1.2.1a Điều khiển vòng kín 20
Hình 2.1.2.1b Điều khiển vòng hở 20
Hình 2.1.2c Điều khiển on-off theo chu kì 22
Hình 2.1.2f Bộ điều khiển PID 24
Hình 2.3.1 Phần mềm cần cài đặt 36
Hình 2.3.2 Tạo project mới và add PLC 37
Hình 23.3 Kiểm tra địa chỉ IP của PLC 37
Hình 2.3.8 Hoàn thành giao diện 40
Hình 3.2.1.1 Cảm biến hồng ngoại 51
Hình 3.2.1.2 Sơ đồ nối dây 51
Hình 3.2.2b Cảm biến màu Z3N-TB22 53
Hình 3.3.2.1a Động cơ giảm tốc 24v 54
Hình 3.3.2.1b Mạch điều khiển tốc độ động cơ.i roi 55
Hình 4.1.1 Giao diện với chế độ chạy Auto 59
Hình 4.1.2 Giao diện với chế độ chạy Manual 60
Hình 4.1.3 Hàm thư cảnh cáo Alarm trong giao diện 60
Hình 4.2.1 Mô hình thực tế 61
Hình 4.2.2 Bản thiết kế mô hình 62
Hình 4.2.3 sơ đồ đầu vào/ra PLC 62
Hình 4.2.4.1 Sơ đồ nối dây 63
Hình 4.2.6.1 Sơ đồ nguyên lý 65
Hình 4.2.6.2 Sơ đồ nguyên lý 66
Hình 4.2.6.3 Sơ đồ nguyên lý 67
Hình 4.2.7.1 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Auto 68
Hình 4.2.7.2 Quy trình công nghệ hoạt động ở chế độ Manual 69
Hình 4.3.1a Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1b Chương trình hàm Main 70
Hình 4.3.1c Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.1d Chương trình hàm Main 71
Hình 4.3.2a Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2b Chương trình hàm Auto 72
Hình 4.3.2c Chương trình hàm Auto 73
Hình 4.3.2d Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2e Chương trình hàm Auto 74
Hình 4.3.2f Chương trình hàm Auto 75
Hình 4.3.3c Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3d Chương trình hàm Auto 77
Hình 4.3.3e Chương trình hàm Auto 78
Hình 4.3.4 Chương trình hàm Manual 78
Hình 4.3.5a Chương trình hàm Manual 79
Hình 4.3.5b Chương trình hàm Manual 79
EPROM Eraseable Read-Only Memory
EEPROM Electrically Eraseable Read-Only Memory
Hiện nay đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện năng đóng vai trò cực kì quan trọng bởi nó cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động lao động sản xuất và sinh hoạt. Đóng góp cho sự phát triển đó không thể không kể đến các nhà máy sản xuất tự động đã góp một phần không nhỏ vào sự phát triển của nền kinh tế của đất nước Để đáp ứng về nhu cầu cho sự phát triển của đất nước các nhà máy không ngừng nâng cao hệ thống công nghệ của mình nhằm ngày càng đáp ứng về công nghiệp và nhằm nâng cao độ tin cậy cho sự hoạt động của thiết bị và giảm sức lao động của con người Với tầm quan trọng của các hệ thống trên đối với một nhà máy sản xuất tự động nên nhóm chúng em chọn đề tài: “Hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cà chua sử dụng bằng PLC S7- 1200”.
Sử dụng PLC S7-1200 và trong mô hình điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đống gói sản phẩm
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên máy tính bằng
Thiết kế sơ đồ nối dây một cách hợp lý nhất.
Nghiên cứu về phần cứng mà phần mềm của PLC S7-1200
Tìm hiểu các mô hình phân loại để tối ưu hóa mô hình.
Thi công mô hình phân loại và đóng thùng cà chua.
Xây dựng lưu đồ thuật toán và viết chương trình cho mô hình
Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát mô hình trên
Chạy thử nghiệm và bổ sung, chỉnh sửa những điểm còn sai sót
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm.
Giới thiệu tổng quát về hệ thống băng chuyền, khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của băng chuyền, phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng trong thực tế.
Chương 2: Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Khiển.
Giới thiệu khái quát về hệ thống điều khiển, phân loại những phương thức điều khiển Hệ thống điều khiển dùng PLC và giới thiệu phần mềm
Chương 3: Tổng Quang Các Thiết Bị Trong Hệ Thống Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua
Thông số và chức năng của PLC, thông số và chức năng của các loại cảm biến và động cơ, thông số và chức năng của van điện từ và xy lanh.
Chương 4: Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Băng Chuyền Phân Loại Và Đóng Thùng Cà Chua Sử Dụng PLC S7-1200.
Thi công hệ thống( phần cứng và phần mềm) Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên , mô hình thực tế và nguyên lý hoạt động.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM.
Ngày nay, các bộ điều khiển đang có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, đặc biệt là trong tự động hoá và điều khiển Giờ đây với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ưu hoá về thời gian không gian giá thành, bảo mật, tính chủ động trong công việc, ngày càng đòi hỏi khắt khe Vì thế mà việc đưa tự động hóa vào sản xuất như diễn ra một điều tất yếu.Hệ thống tự động tự vận chuyển sản phẩm sẽ đáp ứng được một phần công đoạn tự động hóa qua đó giảm bớt sức lao động cho con người.Viêc tạo ra các sản phẩm tự động hoá không những trong công nghiệp mà ngay cả trong đời sống con người ngày càng được phổ biến Hầu như trong mọi lĩnh vực đều thấy có tự động hoá trong đó Như đã trình bày ở trên việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế sức lao động của con người thiết nghĩ cũng là vấn đề hết sức cần thiết Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống đếm số lượng sản phẩm.
Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền
1.2 Khái niệm về băng chuyền
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực cho con người trong công việc vận chuyển, chế tạo, chế biến, đóng gói hàng hoá, Cỗ máy này sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện hoặc gói hàng từ điểm A đến điểm B trong nhà máy Băng chuyền còn được lắp ráp thêm các bàn thao tác ở hai bên để nhân công chế biến thực phẩm, lắp ráp đóng gói linh kiện, Ở phía trên có thể lắp thêm tầng cho thành phẩm.
Chúng vô cùng hữu ích, có tính kinh tế vô cùng cao Băng chuyền là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền chế tạo, lắp ráp, sản xuất của các doanh nghiệp và nhà máy Chúng góp phần tạo nên một môi trường chế tạo khoa học, năng động, giải phóng sức lao động và mang lại tác dụng kinh tế cao 1
1.3 Nguyên lý hoạt động của băng chuyền
Nguyên lý hoạt động: khi động cơ bật, rulô quay nhờ lực ma sát giúp dây băng tải di chuyển Tùy vào nhu cầu vận chuyển mà điều chỉnh tốc độ dây băng phù hợp Khi sản phẩm, vật liệu để trên bề mặt băng tải, nó sẽ được vận chuyển nhờ sự chuyển động của dây băng tải Trong quá trình vận chuyển để tránh tình trạng bị võng, thường lắp đặt thêm con lăn đỡ băng giúp tránh hiện tượng võng dây băng tải.
Phần khung: thường là nhôm định hình, thép sơn tỉnh điện hoặc inox.
Dây băng chuyền: dây băng PVC( Polyvinyl clorua là nhựa không mùa ở thể rắn) có độ dày từ 2-3mm hoặc dây bằng PU( nhựa polyurethane) dày 1.5mm. Động cơ truyền động: động cơ giảm tốc công suất 0.2, 0.4, 0.75, 1.5, 2.2kW.
Bộ điều khiển gồm: biến tần, sensor, timer, PLC.
Cơ cấu truyền động: bao gồm rulo kéo, nhông xích.
Hệ thống bàn thao tác : Thường là gỗ, thép hoặc inox Trên bề mặt được dán thảm cao su chống tĩnh điện.
Hệ thống đường khí nén, đường điện: có ổ cắm để lấy điện dùng cho các băng chuyền. Đường điện chiếu sáng để các công nhân thi công lắp ráp.
Hình 1.4 Cấu tạo băng chuyền
Với nhu cầu sử dụng cao và tính ứng dụng thực tiễn đa dạng của băng chuyền tải nên chúng cũng được thiết kế thành nhiều kiểu để phục vụ cho nhu cầu riêng của từng xưởng sản xuất Tuy nhiên băng chuyền tải sẽ tập trung vào các loại chính sau:
Hệ thống băng chuyền cao su là một hệ thống sử dụng các tấm bằng cao su để vận chuyển Đặc điểm của nó là có độ bền cao và vận chuyển được hàng hoá nặng Băng chuyền cao su mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất so với các hệ thống cùng chức năng nhờ có thể được lắp đặt ở mọi địa hình, mọi khoảng cách. a) Cấu tạo
Khung băng tải sử dụng vật liệu : sắt sơn tĩnh điện, hoặc inox có độ bền cao, kết cấu vững chắc.
Dây băng tải cao su chịu lực có dạng gân V hoặc dạng trơn.
Tang chủ động, tang bị động: chế tạo bằng vật liệu : sắt mạ kẽm, hoặc inox Con lăn đở băng dưới thẳng: ỉ49- ỉ89 vật liệu : sắt mạ kẽm, inox201, inox 304
Chương trình PLC trên Tiaportal
Hình 4.3.1a Chương trình hàm Main.
Hình 4.3.1b Chương trình hàm Main.
Hình 4.3.1c Chương trình hàm Main.
Hình 4.3.1d Chương trình hàm Main.
Hình 4.3.2a Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.2b Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.2c Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.2d Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.2e Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.2f Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.3a Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.3b Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.3c Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.3d Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.3e Chương trình hàm Auto.
Hình 4.3.4 Chương trình hàm Manual.
Hình 4.3.5a Chương trình hàm Manual.
Hình 4.3.5b Chương trình hàm Manual.
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Đánh giá kết quả thực hiện của đề tài.
1 Ứng dụng hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền phân loại và đóng thùng cho điều khiển, giám sát trong lĩnh vực nông nghiệp.
2 Xây dựng thuật toán để thuận tiện cho việc viết chương trình.
3 Thiết kế mô hình ngoài thực tế.
5 Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát.
5.2 Hướng phát triển của đề tài.
Kiến nghị về các lĩnh vực nên ứng dụng hay sử dụng kết quả nghiên cứu.
1 Phát triển rộng rãi mô hình trong hệ thống sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam.
2 Ứng dụng hệ thống điều khiển và giám sát trong hệ thống điều khiển của các nhà máy
Những hướng phát triển trong tương lai.
1 Hoàn thiện phần cơ khí khâu đưa sản phẩm vào.
2 Dây chuyền cần hoàn chỉnh khâu đóng thùng theo lớp, dán keo …
3 Nghiên cứu xây dựng thuật toán để tối ưu hóa lại các khâu trong mô hình, để tiết kiệm thời gian và tăng năng xuất.
[1] Phạm Khánh Tùng (2009), Giáo trình lập trình PLC, NXB Khoa học Kỹ thuật.
[2] Plctech (2021), Tài liệu PLCsiemens S7-1200 Tiếng Việt, Trung tâm tự động hóa công nghiệp PLCTECH,.
[3] Phạm Văn Hòa, Đặng Tiến Trung (2010) Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu Scada, NXB Bách khoa – Hà Nội.
[4] Võ Đức Hà(2018), Giáo trình lập trình PLC, NXB Khoa học Kỹ thuật.