Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm factory io và tia portal mô phỏng hệ thống tự động

Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: tối đa Điểm Đánh giá 1a - Tính mới nội dung chính của ĐATN có những phầnmới so với các ĐATN trước đây; - Đề tài có giá trị KHCN; có thể ứng dụng thực

Trang 1

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY DÁN NHÃN CHAI

TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200

Trang 2

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY DÁN NHÃN CHAI

TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Đ C Ề CƯƠNG ƯƠNG NG Đ ÁN Ồ ÁN T T NGHI P ỐT NGHIỆP ỆP

1 Họ và tên SV: Bùi Xuân Lộc Mã SV: 1811504410228 Lớp: 18CDT2

Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504410224 Lớp: 18CDT2

Lê Trịnh Nghĩa Mã SV: 1811504410238 Lớp: 18CDT2

2 Họ và tên người hướng dẫn: Ths.Võ Quang Trường

3 Đề tài

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tự động sử dụng PLC S7-1200

Thời gian thực hiện: Từ ngày: 6/2/2022 đến ngày: 9/6/2022

4 Mục tiêu

- Phân tích, lựa chọn thiết kế mô hình dán nhãn chai

- Thiết kế hệ thống giao tiếp, quản lý và điều khiển máy dán nhãn bằng PLC

5 Nội dung chính

- Tìm hiểu các hoạt động của các mô hình dán nhãn chai tự động

- Thu thập dữ liệu quy trình thiết kế một máy dán nhãn chai tự động

- Các giải pháp thiết kế hệ thống, mô hình dán nhãn chai tự động

- Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế mô hình máy dán nhãn chai

- Thiết kế giao diện điều khiển

- Thiết kế, thi công mạch nguồn

- Thiết kế thi công hệ thống điều khiển

- Thiết kế thi công mô hình máy dán nhãn

- Viết chương trình cho PLC

- Lắp ráp hệ thống điều khiển vào mô hình và chạy thử nghiệm

- Chỉnh sửa các lỗi xuất hiện

- Đánh giá kết quả thực hiện

- Viết báo cáo luận văn

- Báo cáo đề tài tốt nghiệp

6 Kết quả dự kiến đạt được

- Hoàn thành được mô hình đề ra

- Mô hình hoạt động ổn định

Trang 4

- Hoàn thành các bản vẽ và thuyết minh.

- Báo cáo và thuyết trình tốt

- GVHD xét duyệt đề tài

- Chọn được đề tài

2 Tuần 2, 3

(24/2- 9/3)

- Tìm hiểu sơ lược đồ án

- Viết đề cương đồ án - Soạn được đề cương

(10/3-16/3)

- Giới thiệu chung về đề tài:

đặt vấn đề, sơ đồ tổng quát,nguyên lí hoạt động, chọnphương pháp điều khiển,

- Giới thiệu chung đề tài

4 Tuần 5

(17/3-23/3) -Tính toán và thiết kế cơ khí

- Đã tính toán và thiết kế xong

về phần cơ khí của đề tài

5 Tuần 6

(24/3- 30/3)

- Tính toán và thiết kế phầnđiện

- Đã tính toán và thiết kế xongphần điện trong hệ thống

6 Tuần 7,8 (31/3 - 13/4)

- - Tìm hiểu về phần điều khiển,các chuẩn giao tiếp trong hệthống

- Đã tìm hiểu về phần điềukhiển trong hệ thống

đồ toàn mạch, giao diện phầnmềm, lập trình cho khối điềukhiển

Trang 5

Đà Nẵng, ngày 24 tháng 06 năm 2022

BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN

Trang 6

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHI M V Đ ÁN T T NGHI P ỆP Ụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ồ ÁN ỐT NGHIỆP ỆP

Giảng viên hướng dẫn: Ths Võ Quang Trường

Sinh viên thực hiện: Bùi Xuân Lộc Mã SV: 1811504410228 Lớp: 18CDT2

Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504410224 Lớp: 18CDT2

Lê Trịnh Nghĩa Mã SV: 1811504410238 Lớp: 18CDT2

1 Tên đề tài:

Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tự động sử dụng PLC S7-1200

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Công suất 25 chai/phút

- Kích thước máy 1m x 0.4m

- Đường kính chai Ꝋ

- Kích thước nhãn

3 Nội dung chính của đồ án:

Trang 8

I Thông tin chung:

1 Họ tên sinh viên: Bùi Xuân Lộc Mã SV: 1811504410228 Lớp: 18CDT2

Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504410224 Lớp: 18CDT2

Lê Trịnh Nghĩa Mã SV: 1811504410238 Lớp: 18CDT2

2 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tự động sử dụng PLC

S7-1200

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm Đánh giá

1a - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phầnmới so với các ĐATN trước đây);

- Đề tài có giá trị KHCN; có thể ứng dụng thực tiễn;

1,0

1b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiếnthức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đềnghiên cứu;

- Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá;

- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

2b - Kỹ năng thuyết trình, thời gian thuyết trình;- Chất lượng slides và các công cụ minh họa/ hỗ trợ. 1,0

Trang 9

- Vận dụng được kiến thức liên quan để trả lời hoàn

chỉnh các câu hỏi do Chủ tịch Hội đồng đề nghị trả lời

trong khoảng thời gian quy định;

- Tự tin, thể hiện mức độ am hiểu sâu về kiến thức

Đà Nẵng, ngày 24 tháng 06 năm 2022

Họ tên & chữ ký người chấm

Trang 10

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU

Đồ án này là mốc quan trọng để kiểm tra nhận thức của sinh viên trong thời gianhọc tập và những kiến thức đã được giảng dạy ở trong trường Đồng thời nó còn đánhgiá khả năng vận dụng lý thuyết để phân tích tổng hợp và giải quyết các bài toán trongthực tế khi làm đồ án sinh viên trao đổi, học hỏi và trao dồi kiến thức

Nhận thức được tầm quan trọng đó chúng em đã làm việc nghiêm túc vận dụngnhững kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bè và đặc biệt là

sự hướng dẫn của thầy cô giảng dạy trong khoa cơ khí của trường để hoàn thành đồ ánnày Trong quá trình thực hiện đề tài này cũng có nhiều sai sót rất mong quý thầy côthông cảm và bỏ qua, chúng em xin chân thành cảm ơn

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển giúp tiện ích trong sinh hoạt, linh hoạttrong sản xuất Do đó, hầu hết trong các nhà máy công nghiệp đều ứng dụng khoa họcnhằm tăng năng suất, chất lượng sản phẩm đảm bảo Muốn làm được điều đó khôngthể không thực hiện tự động hóa, vì đó là phương án duy nhất nâng cao năng suất,chất lượng sản phẩm

Từ thực tế đó, các đồ án tự động nhằm nâng cao nhận thức và kiến thức sinhviên tạo những hành trang vững chắc bước vào đời

Từ yêu cầu thực tế về đóng chai, đóng gói đề tài: “ MÁY DÁN NHÃN CHAI

TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200” ra đời, đưa sinh viên tới gần hơn sản xuất

thực tế

Đồ án hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô bộ môn nói chung,cùng sự hướng dẫn của thầy Võ Quang Trường nói riêng Chúng em xin chân thànhcảm ơn những tình cảm và kiến thức quý báo của thầy cô dành cho chúng em trongsuốt quá trình làm đồ án

Tp Đà Nẵng, tháng 06 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Xuân Lộc – Hoàng Huy – Trịnh Nghĩa

Trang 11

L I CAM ĐOAN ỜI NÓI ĐẦU

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY DÁN

NHÃN CHAI TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200” Là đồ án nghiên cứu của tất cả

thành viên trong nhóm Những phần sử dụng tài liệu tham khảo đã được nêu rõ trongphần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hoàn toàn trungthực Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của bộ môn vànhà trường đề ra

Sinh viên thực hiện

Xuân L c - Hoàng Huy - Tr nh Nghĩa ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa ịnh Nghĩa

Trang 12

M C L C Ụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi

LỜI NÓI ĐẦU viii

LỜI CAM ĐOAN ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH: xiii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1Giới thiệu tổng quát về đề tài 1

1.2Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài 2

1.4.1 Đ i tối tượng nghiên cứu ượng nghiên cứung nghiên c uứu 2

1.4.2 Đ i tối tượng nghiên cứu ượng nghiên cứung nghiên c u c a đ tàiứu ủa đề tài ề tài 2

1.4.3 Ph m vi nghiên c uạm vi nghiên cứu ứu 2

1.5 Các máy dán nhãn đang được áp dụng trên thị trường hiện nay 2

1.5.1 Máy dán nhãn chai tròn t đ ng s d ng băng ma sátự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát ử dụng băng ma sát ụng băng ma sát 2

1.5.2 Máy dán nhãn chai tròn decal 4

1.5.3 Máy dán nhãn t đ ng KM-BL900Aự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát 5

1.6 Phân loại máy dán nhãn chai tự động 6

1.6.1 Máy dán nhãn dùng con lăn di đ ngộng sử dụng băng ma sát 7

1.6.2 Máy dán nhãn dùng c c u k p th y l cơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực ẹp thủy lực ủa đề tài ự động sử dụng băng ma sát 8

1.6.3 Máy dán nhãn dùng c c u ma sátơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực 8

1.7 Chọn loại máy triển khai 9

1.8 Nội dung chính cần triển khai 9

1.9 Phương pháp nghiên cứu 10

1.10 Cấu trúc của khóa luận 10

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11

Trang 13

2.1 Giới thiệu về PLC S7 – 1200 11

2.2 Phần mềm tia Portal 14

2.2.1 Gi i thi u SIMATIC STEP 7 BASIC – tích h p l p trình PLC và HMIới thiệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ợng nghiên cứu ập trình PLC và HMI 14

2.2.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP 14

2.2.3 Cách t o m t projectạm vi nghiên cứu ộng sử dụng băng ma sát 15

2.2.4 TAG c a PLC / TAG localủa đề tài 17

2.2.5 Làm vi c v i m t tr m PLC quy đ nh đ a ch IP cho module CPUệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ới thiệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ộng sử dụng băng ma sát ạm vi nghiên cứu ịnh địa chỉ IP cho module CPU ịnh địa chỉ IP cho module CPU ỉ IP cho module CPU 19

2.3 Thiết kế hệ thống trên WinCC của tia Portal 21

2.3.1 Gi i thi u Winccới thiệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI 21

2.3.2 Giao di n Winccệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 24

3.1 Sơ đồ kết cấu mô hình 24

3.2 Các thiết bị chính của mô hình 24

3.2.1 B ngu nộng sử dụng băng ma sát ồn 24

3.2.2 C m bi nảm biến ến 26

3.2.3 Xylanh 27

3.2.4 B đi u ti tộng sử dụng băng ma sát ề tài ến 28

3.2.5 R le trung gianơ cấu kẹp thủy lực 29

3.2.6 Cu n dán nhãnộng sử dụng băng ma sát 29

3.2.7 Đ ng c gi m t c 370 L 24Vộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ảm biến ối tượng nghiên cứu 30

3.2.8 Đ ng c gi m t c DC24Vộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ảm biến ối tượng nghiên cứu 31

3.2.9 Nút nh nấu kẹp thủy lực 32

3.2.10 Băng t iảm biến 33

3.2.11 Băng t i ma sátảm biến 33

3.2.12 Hình d ng chaiạm vi nghiên cứu 34

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG 35

4.1 Mô hình thực tế 35

4.2 Bản vẽ hệ thống 35

4.3 Sơ đồ đấu dây 36

4.4 Lưu đồ thuật toán 36

4.5 Bảng phân công I/O 38

Trang 14

4.6 Lập trình phần mềm tia Portal 38

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 41

5.1 Kết luận và hướng phát triển đề tài 415.1.1 Ki n th c đ t đến ứu ạm vi nghiên cứu ượng nghiên cứu 41c5.1.2 Đ nh hịnh địa chỉ IP cho module CPU ưới thiệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMIng m r ngở rộng ộng sử dụng băng ma sát 41

Trang 15

DANH M C HÌNH N Ụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢN

Hình 1.1 Máy dán nhãn chai tròn t đ ng s d ng băng ma sátự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát ử dụng băng ma sát ụng băng ma sát 3

Hình 1.2 Máy dán nhãn chai tròn decal 4

Hình 1.3 Máy dán nhãn t đ ng KM-BL900Aự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát 5

Hình 1.4 Máy dán nhãn dùng con lăn di đ ngộng sử dụng băng ma sát 7

Hình 1.5 Máy dán nhãn dùng c c u k p th y l cơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực ẹp thủy lực ủa đề tài ự động sử dụng băng ma sát 8

Hình 1.6 Máy dùng nhãn dùng c c u ma sátơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực 9

Hình 2.1 B PLC S7-1200ộng sử dụng băng ma sát 12

Hình 2.1 C u trúc c a m t h th ng t đ ngấu kẹp thủy lực ủa đề tài ộng sử dụng băng ma sát ệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ối tượng nghiên cứu ự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát 22

Hình 2.2 Giao di n Winccệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI 23

Hình 3.1 K t c u mô hình t ng quát trên Autocadến ấu kẹp thủy lực ổng quát trên Autocad 24

Hình 3.2 Thông s kỹ thu t b chuy n đ i ngu n AC-DCối tượng nghiên cứu ập trình PLC và HMI ộng sử dụng băng ma sát ển đổi nguồn AC-DC ổng quát trên Autocad ồn 25

Hình 3.3 S đ nguyên lý thi t k ngu n 24V DCơ cấu kẹp thủy lực ồn ến ến ồn 25

Hình 3.4 C m bi n v t c n h ng ngo i E3F- DS30C4ảm biến ến ập trình PLC và HMI ảm biến ồn ạm vi nghiên cứu 27

Hình 3.5 Xi lanh khí nén Aritac 28

Hình 3.6 Van đi n t khí nén 2 c ngệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ừ khí nén 2 cổng ổng quát trên Autocad 28

Hình 3.7 R le trung gianơ cấu kẹp thủy lực 29

Hình 3.8 Cu n dán nhãnộng sử dụng băng ma sát 30

Hình 3.9 Đ ng c gi m t c 370 L 24Vộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ảm biến ối tượng nghiên cứu 31

Hình 3.10 B n vẽ đ ng c gi m t c 370 L 24Vảm biến ộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ảm biến ối tượng nghiên cứu 31

Hình 3.11 Đ ng c gi m t c DC 24Vộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ảm biến ối tượng nghiên cứu 32

Hình 3.12 Nút nh n nh R13ấu kẹp thủy lực ảm biến 32

Hình 3.13 B n vẽ nút nh nảm biến ấu kẹp thủy lực 33

Hình 3.14 Băng t i mini 80cm s d ng đ ng c có h p s 24VDCảm biến ử dụng băng ma sát ụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ộng sử dụng băng ma sát ối tượng nghiên cứu 33

Hình 3.15 Băng t i ma sátảm biến 34

Hình 3.16 Hình d ng chaiạm vi nghiên cứu 34

Hình 4.1 Mô hình h th ngệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ối tượng nghiên cứu 35

Hình 4.2 B n vẽ t ng quan h th ngảm biến ổng quát trên Autocad ệu SIMATIC STEP 7 BASIC – tích hợp lập trình PLC và HMI ối tượng nghiên cứu 35

Hình 4.2 L u đ gi i thu tư ồn ảm biến ập trình PLC và HMI 37

Y

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang 16

Bảng 2 1 So sánh chức năng làm việc của bộ PLC S7-1200 1211C và 1214C 6 Bảng 2 2 Các module tín hiệu và bảng tín hiệu để mỏ rộng dung lượng CPU 7

Trang 17

DANH M C CH VI T T T Ụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ữ VIẾT TẮT ẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẮT

Trang 18

CH ƯƠNG NG 1: T NG QUAN V Đ TÀI ỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề CƯƠNG Ề CƯƠNG 1.1 Gi i thi u t ng quát v đ tài ới thiệu tổng quát về đề tài ệu tổng quát về đề tài ổng quát về đề tài ề đề tài ề đề tài

Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật tiên tiếnchúng ta đang ngày một thay đổi tiến bộ, hiện đại hơn Sự phát triển của tự động hóa

đã tạo ra hàng loạt những thiết bị thay thế cho hoạt động của con người với các đặcđiểm như làm việc với độ chính xác cao, tốc độ nhanh,….là những yếu tố rất cần thiếtgóp phần cho hoạt động năng suất đạt hiệu quả ngày càng cao

Trong những năm gần đây sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triểnmạnh mẽ của kỹ thuật máy tính, đã cho ra đời nhiều thiết bị điều khiển như:CNC,PLC, Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm củanhững hệ thống điều khiển trước đó Ứng dụng quan trọng trong các ngành là việcđiều khiển tự động và giám sát các hệ thống như: Hệ thống vận chuyển, hệ thống đónggói, hệ thống sản xuất lốp xe, hệ thống sản xuất thuốc

Trong quá trình tìm hiểu thực tế tại các nhà máy, hệ thống cung cấp cho cácdây truyền sản xuất thì đa số đều thô sơ sử dụng bằng tay vừa tốn nhân công vừa tốnchi phí và nhận thấy được các vấn đề tồn tại trên cần phải có giải pháp để khắc phục,

nhóm đã đưa ra ý tưởng và chọn đề tài “ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY DÁN

NHÃN CHAI TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200” Để thiết kế hệ thống này,

nhóm chúng em đã ứng dụng các phần mềm như TIA PORTAL, WINCC, kết hợp vớiPLC

1.2 Tính c p thi t c a đ tài nghiên c u ấp thiết của đề tài nghiên cứu ết của đề tài nghiên cứu ủa đề tài nghiên cứu ề đề tài ứu

Vài năm gần đây, làn sóng cách mạng công nghiệp 4.0 đang biến đổi toàn thếgiới và tác động mạnh mẽ tới từng ngóc ngách của cuộc sống Những khái niệm mớinhư công dân số, doanh nghiệp số, văn phòng điện tử, chính phủ điện tử, thành phốthông minh trở nên phổ biến, trở thành xu hướng tất yếu Trong nền công nghiệp hiệnnay, việc ứng dụng mạng công nghiệp để điều khiển và giám sát các thiết bị, các cơcấu chấp hành ngày càng được sử dụng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp, và cácdây chuyền sản xuất Việc điều khiển một hệ thống bởi một máy tính giúp cho việclưu giữ các giá trị hiện tại được thuận tiện hơn Một điều thuận lợi là càng ngày càng

Trang 19

có nhiều thiết bị chấp hành, hoặc thiết bị điều khiển như PLC, biến tần, được tích hợpcác giao thức mạng như: Profibus, Can, Modbus…

Với những ưu điểm vượt trội như:

- Chuyển giao dễ dàng, nhanh chóng, tiết kiệm diện tích lưu trữ, tài liệu điện tửdần dần thay thế văn bản, tài liệu truyền thống;

- Lưu trữ dự phòng các rủi ro có thể xảy ra đối với bản giấy;

- Giảm thiểu sự xuống cấp về mặt vật lý và hóa học của tài liệu gốc trong quátrình khai thác, sử dụng;

- Tiết kiệm nguồn lực về con người

1.3 M c tiêu nghiên c u c a đ tài ục tiêu nghiên cứu của đề tài ứu ủa đề tài nghiên cứu ề đề tài

- Tổng hợp được kiến thức đã được học trong trường áp dụng vào thực tế

- Tìm hiểu them được các phần mềm mới

- Tập được khả năng làm việc nhóm, sắp xếp công việc

1.4 Đ i t ối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ng và ph m vi nghiên c u đ tài ạm vi nghiên cứu đề tài ứu ề đề tài

1.4.1 Đ i t ối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ng nghiên c u ứu

- Máy dán nhãn tự động

1.4.2 Đ i t ối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ượng và phạm vi nghiên cứu đề tài ng nghiên c u c a đ tài ứu ủa đề tài nghiên cứu ề đề tài

- Các công ty sản xuất công nghiệp

1.4.3 Ph m vi nghiên c u ạm vi nghiên cứu đề tài ứu

- Phạm vi nghiên cứu qua các tài liệu tham khảo, trong tài liệu được học ở trường, cáctài liệu điện từ và các thông tin trong và ngoài nước

1.5 Các máy dán nhãn đang đ ượng và phạm vi nghiên cứu đề tài c áp d ng trên th tr ục tiêu nghiên cứu của đề tài ịnh Nghĩa ường hiện nay ng hi n nay ệu tổng quát về đề tài

1.5.1 Máy dán nhãn chai tròn t đ ng s d ng băng ma sátự động sử dụng băng ma sát ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa ử dụng băng ma sát ục tiêu nghiên cứu của đề tài

Trang 20

Hình 1.1 Máy dán nhãn chai tròn t đ ng s d ng băng ma sátự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sát ử dụng băng ma sát ụng băng ma sát

 Đặc tính:

 Máy dán nhãn chai tròn thích hợp dùng để dán nhãn chai tròn

 Đầu dán nhãn sử dụng motor servo tinh độ cao để điều khiển xuất nhãn

 Sử dụng lập trình điều khiển PLC, màn hình cảm ứng

 Kết cấu máy đơn giản, chặt chẽ, bảo hành bảo trì tiện lợi

 Thiết bị phân chai thông dụng, khi thay đổi qui cách chai không cần thay linhkiện, chỉ cần điều chỉnh

 Máy dán nhãn cho cả chai có khía, rãnh và chai có cổ Bảng điều khiển của máydán nhãn nhỏ gọn tiện lợi khi thao tác

 Tiết kiệm lượng keo tiêu thụ nhờ sử dụng hệ thống dán theo dải Sử dụng thépkhông gỉ 304

 Tiết kiệm chi phí nhân công, dán chính xác, dễ vận hành, máy nhỏ gọn di chuyển

dễ dàng

 Nguyên lí hoạt động:

Chai được cấp tới băng tải sẽ đi qua khe hở của con lăn di động và con lăng cố

định Khi phát hiện chai bởi cảm biến thì động cơ bước quay cấp nhãn Nhãn đượcbóc ra do băng dán nhãn bị gấp khúc đột ngột, chai từ băng tải tới nhãn dán dính vàochai sau đó được dán chặt Nếu có chai nào do dán nhãn không chính xác cũng sẽđược nhận biết qua cảm biến quang và sau đó chai được đưa ra ngoài do cơ cấu gạt,trong đó chai và nhãn dán được nhận biết nhờ các bộ phận của cảm biến quang và cảm

Trang 21

biến màu Dưới tác dụng kéo của băng tải, lực ép của lò xo, các con lăn di động thìnhãn sẽ được dán lên chai.

1.5.2 Máy dán nhãn chai tròn decal

Hình 1.2 Máy dán nhãn chai tròn decalMáy dán nhãn chai tròn tự động sử dụng bộ lập trình PLC điều khiển giúp máy

xử lý nhanh hơn, độ chính xác cao hơn nhưng vẫn đảm bảo sử dụng dễ dàng Toàn bộcấu trúc máy đều được làm từ inox 304 cao cấp, không hoen rỉ, tăng độ bền cho sảnphẩm, dễ dàng vệ sinh, giúp máy vận hành trơn tru hơn

Trang 22

 Máy dán nhãn chai tròn decal được dùng với chức năng là dán nhãn, cho các sảnphẩm dạng chai tròn nhãn decal Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành dượcphẩm, đồ uống, thực phẩm, mỹ phẩm và các ngành tương quan khác.

 Để tăng năng suất làm việc, bạn có thể kết hợp máy này với các loại máy kháchay dây chuyền sản xuất tạo thành một hệ thống máy đồng bộ, hoàn toàn tựđộng

 Để có thể sử dụng cho nhiều loại chai, lọ, hũ kích thước khác nhau, người đứngmáy cần điều chỉnh thông số kỹ thuật tại bảng điều khiển HMI sao cho phù hợp

 Máy dán nhãn chai tròn tự động sử dụng bộ lập trình PLC điều khiển giúp máy

xử lý nhanh hơn, độ chính xác cao hơn nhưng vẫn đảm bảo sử dụng dễ dàng

 Toàn bộ cấu trúc máy đều được làm từ inox 304 cao cấp, không hoen rỉ, tăng độbền cho sản phẩm, dễ dàng vệ sinh, giúp máy vận hành trơn tru hơn

1.5.3 Máy dán nhãn t đ ng KM-BL900A ự động sử dụng băng ma sát ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa

Hình 1.3 Máy dán nhãn t đ ng KM-BL900Aự động sử dụng băng ma sát ộng sử dụng băng ma sátMáy dán nhãn tự động KM-BL900A công suất lớn, làm việc hoàn toàn tự động.Dán các loại nhãn dính, decal vào cái lọ hình tròn, hình trụ Kích thước dán có thể tùychỉnh từ loại lọ nhỏ như lọ thuốc, hay kể cả hũ nhựa đường kính tới 8,5cm Tốc độdán lên đến 250 sản phẩm mỗi phút

Máy dán nhãn tự động chuyên sử dụng dán nhãn cho chai lọ hình tròn, áp dụngcho nhiều loại chai lọ chất liệu nhựa, thủy tinh, thiếc, gốm sứ,… Máy có thiết kế chắnchắn, đẹp mắt Sử dụng cảm biến nhập khẩu từ Nhật Bản cho độ chính xác cao Băngtải silicon sợi tổng hợp dai, bền, ít co dãn Đáp ứng nhu cầu đóng gói liên tục, năngsuất lớn Phù hợp sử dụng cho các xưởng sản xuất vừa và lớn

Trang 23

mà rất nhiều người dán thủ công cùng lúc không bằng được.

 Thay vì dán bằng tay hay dùng máy tự động mỗi phút chỉ dán được 10-30 sảnphẩm Máy dán nhãn tự động có thể dán lên tới 250 sản phẩm trên mỗi phút

 Trên thị trường có nhiều loại chai lọ, chủ yếu là nhựa PET, HDPE, hũ thủy tinh,thiếc, gốm sứ Máy dán nhãn tự động KM-BL900A có thể dán được lên trên mọichất liệu kể trên, chỉ yêu cầu là loại chai lọ hình tròn, hình trụ

1.6 Phân lo i máy dán nhãn chai t đ ng ạm vi nghiên cứu đề tài ự động sử dụng băng ma sát ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa

Trên thực tế hiện nay có nhiều loại dán nhãn sau: dùng băng ma sát (nhiều loại), dùngcon lăn di động, dùng cơ cấu kẹp thủy lực

1.6.1 Máy dán nhãn dùng con lăn di đ ng ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa

Trang 24

Hình 1.4 Máy dán nhãn dùng con lăn di đ ngộng sử dụng băng ma sát

 Cơ cấu này gồm :

 Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản, năng suất cao.

 Nhược điểm: Khả năng dán chính xác thấp, dễ bung ra sau khi dán, yêu cầu

nhãn dán phải có keo 2 mặt điều này dẫn đến giá thành tăng, gây rất nhiều khókhăn cho việc giữ vệ sinh sau khi dán

1.6.2 Máy dán nhãn dùng c c u k p th y l c ơ cấu kẹp thủy lực ấp thiết của đề tài nghiên cứu ẹp thủy lực ủa đề tài nghiên cứu ự động sử dụng băng ma sát

Trang 25

Hình 1.5 Máy dán nhãn dùng c c u k p th y l cơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực ẹp thủy lực ủa đề tài ự động sử dụng băng ma sát

 Nguyên lý hoạt động:

Nhờ cơ cấu kẹp bằng thủy lực được dẫn hướng bằng hai rảnh, hai xylanh thủy lực được điều khiển do tín hiệu phát ra từ cảm biến màu, khi chai cách nhãn 1 khoảng cách cố định, cảm biến màu nhận ra chai sẽ điều khiển 2 thanh kẹp, kẹp chai lại đồng thời dán nhãn lên chai

 Ưu điểm: Độ chính xác cao, năng suất lớn.

Nhược điểm: Máy móc phức tạp, khó chế tạo, yêu cầu băng keo 2 mặt nên giá thành

cao, gây rất nhiều khó khăn cho việc giữ vệ sinh sau khi dán hoặc cộng thêm côngđoạn dán lớp ni lông vào mặt ngoài làm cho giá thành cao

1.6.3 Máy dán nhãn dùng c c u ma sát ơ cấu kẹp thủy lực ấp thiết của đề tài nghiên cứu

Băng ma sátNhãn

Trang 26

Hình 1.6 Máy dùng nhãn dùng c c u ma sátơ cấu kẹp thủy lực ấu kẹp thủy lực

 Nguyên lý hoạt động:

Nhãn được bóc ra do băng dán nhãn bị gấp khúc đột ngột, chai từ băng tải tới nhãn dán dính vào chai sau đó được dán chặt ma băng ma sát nếu có 1 chai do dán nhãn không chính xác sẽ được nhận biết do cảm biến quang, chai được đưa ra ngoài

do cơ cấu gạt trong đó chai và nhãn dán được nhận biết nhờ các bộ phận cám biến quang và cảm biến màu

 Ưu điểm: Năng xuất cao, độ chính xác lớn, cơ cấu đơn giản.

 Nhược điểm : Chi phí ban đầu cao do yêu cầu các cơ cấu phải chính xác.

1.7 Ch n lo i máy tri n khai ọn loại máy triển khai ạm vi nghiên cứu đề tài ển khai

Qua các ưu nhược điểm của các loại máy dán nhãn trên, thì nhóm chúng em quyếtđịnh chọn phương án máy dán nhãn dùng cơ cấu ma sát

1.8 N i dung chính c n tri n khai ộc - Hoàng Huy - Trịnh Nghĩa ần triển khai ển khai

Đề tài “Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tự động sử dụng PLC S7-1200” có

các nội dung chính sau:

Trang 27

1.9 Ph ươ cấu kẹp thủy lực ng pháp nghiên c u ứu

- Phương pháp thu thập thông tin: thu nhập thông tin cần thiết về phần mềm sử dụng

cho đề tài trên internet, cộng đồng…

- Phương pháp quan sát thực tiễn: quan sát thực tế tại nhà máy hoạt động của động

cơ để có cái nhìn thực tiễn và tổng quan

- Phương pháp phân tích, so sánh hệ thống cũ và hệ thống mới.

1.10 C u trúc c a khóa lu n ấp thiết của đề tài nghiên cứu ủa đề tài nghiên cứu ận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THẾT BỊ

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

Trang 28

CHƯƠNG NG 2: C S LÝ THUY T ƠNG Ở LÝ THUYẾT ẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPII.1Giới thiệu về PLC S7 – 1200

Bộ điều khiển logic khả trình Programmable-Logic-Controller S7-1200 mang lạitính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu vềđiều khiển tự động Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnhmạnh mẽ đã khiến cho S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo cho việc điều khiểnnhiều ứng dụng đa dạng khác nhau

Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ

ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ Saukhi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu đểgiám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng CPU giám sát các ngõ vào vàlàm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao gồm các hoạtđộng như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép toán phức hợp và việc truyềnthông với các thiết bị thông minh khác

Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương trìnhđiều khiển:

Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấuhình việc truy xuất đến các chức năng của CPU

Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằmtrong một khối xác định

CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET.Các module truyền thông là có sẵn giành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232 hayRS485

Trang 29

Hình 2.1 B PLC S7-1200ộng sử dụng băng ma sát

1 Bộ phận kết nối nguồn

2 Các bộ phận kết nối dây củangười dùng có thể tháo được( phía sau các nắp che) Khecắp thẻ nhớ nằm dưới cửa phíatrên

3 Các LED trạng thái giành I/Otích hợp

4. Bộ phận kết nối PROFINET( phía trên của CPU)

Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượnggiúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau

Chức năng CPU 1211C CPU1212C CPU1214C Kích thước vật lý

trình 1024 byte ngõ vào(I) và 1024 byte ngõ ra (Q)

Bộ nhớ bit (M) 4096 byte 8192 byte

Tiêu đề	Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tự động sử dụng PLC S7-1200
Tác giả	Bùi Xuân Lộc, Nguyễn Hoàng Huy, Lê Trịnh Nghĩa
Người hướng dẫn	Ths. Võ Quang Trường
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Cơ điện tử
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	3,61 MB