đồ án tốt nghiệp đồ án phát triển hệ thống chiết rót mâm xoay rotary filling system

Trong thời đại công nghiệp hiện đại, máy chiết rót tự động đã trở thành một trong những công cụ không thể thiếu trong quy trình sản xuất của nhiều doanh nghiệp.. Với khả năng tự động hóa

BO GIAO DUC VA DAO TAO

tS HUTECH Đại học Công nghệ Tp.HCM TRUONG DAI HQC CONG NGHE TP HO CHi MINH

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

ĐỎ ÁN PHAT TRIEN HE THONG CHIET ROT MAM

XOAY ( ROTARY FILLING SYSTEM)

NGANH: KY THUAT DIEU KHIEN VA TU DONG HOA

GIANG VIEN HUONG DAN: TS PHAM QUOC THIEN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2024

TRANG BÌA CỨNG

TRANG BIA PHU

PHIEU DANG KY DE TAI DATN

PHIEU GIAO NHIEM VU THUC HIEN DATN

LOI CAM DOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của nhóm tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất ký công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 202

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

LOI CAM ON

TOM TAT

ABSTRACT

MUC LUC

Phiếu đăng ký tên đề tài ĐATN

Phiêu giao nhiệm vụ

Lời cam đoan 'ÏTang -:- c 2 c1 221112111111 111111 111111181 1111011 1011181111

CHƯƠNG |: GIGI THIEU DE TAI

1.1 Đặt vấn đề ccceecs ees eessessesssesssessesssesssssessssssetinessetssetsisssessnesseee

1.2 Mục đích của đề tài - 52 2S 221 221222122112112212111212222 ae

1.3 Phạm vi đề tải 52-225 21 21122112212211211211211221121112211211122212 xe

1.4 Tổng quan về toàn bộ dây chuyễn - s2 1211111172122 xe

1.4.1 Chiết rót nước vào chai - s21 11 21551555551251555551 15552555

1.4.2 Đóng nắp chai 5 TT E221111 11211 11c rtxe

1.5 Khả năng ứng dụng của dây chuyên chiết rót, đóng nắp

1.5.1 Ứng dụng vào sản xuất s sc 2c 2222112111121 xe

1.6 Một số dây chuyền chiết rót, đóng nắp, dán nhãn ở Việt Nam

1.7 Mục đích nghiên cứu 2 2 22211 1121112111111 121 ex+2

CHƯƠNG 2: TONG QUAN GIAI PHAP CONG NGHE

2.1 Giới thiệu về hé thong tur d6ng ccc cceccecseesesseseesessesseseeseeseesees

2.1.1 Téng quate.cccccccccccecseeseesessesesesessssessesseees

2.1.2 Vai trò của hệ thống tự động L2 2.1221 12121112 krey

2.1.3 Khó khăn trong việc ứng dụng hệ thống tự động

2.2 Các thiết bị đang sử dụng trên thị trường - -+c xcs<xcs52

2.2.1 Thiết bị thủ CỔNØ 2 2n se

2.2.2 Thiết bị bán tự động -5- 5c srre

2.2.3 Thiết bị tự động .- co.cccse

2.3 Mục tiêu LQQQQnn S222 se

2.4 Tung khau trong hé thong oo cccecceceseeseeseeseeseeeeees

CHUONG 3: PHUONG PHAP GIAI QUYET ccecccscecccsseeseeseeesseseeseeee

3.1 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu - 52552555552

3.2 Phương án giải quyết cscscccczrrreg

3.2.1 Hệ thống chiết rót -scs 2n E21 se

3.2.2 Hệ thống cấp nắp 5 scnscczrrrre,

3.2.3 Hệ thống đóng nắp - sex

CHUONG 4: QUY TINH THIET KE PHAN CUNG VA PHAN MEM

4.1 Bang FAST oiccccccccccsecsscscesecssseeeesveseee

4.2 MG ta va quy trinh chay MAaY 0 00 ccc eee

4.2.1 Danh sách các thiết bị của máy và vai trò của các thiết bị

4.2.2 Trình tự chạy máy, -: 5252 222<< 2552

4.3 Danh sách thiết bị mạch động lực và điều khiến 2.222 SE E25 5255552552

4.3.1 Cụm băng tải vào - - 52c S222

4.3.2 Cụm chiết rote ccc

4.3.3 Cụm băng tải ra và vặn nắp ¬

4.3.4 PLC cccScSseiey

4.3.5 Nút nhắn, đèn báo, phụ kiện -: -+c55x 2552

CHUONG 5: THI CONG MO HINH HOAC MO PHONG, DANH GIA KET QUA

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TIEN DE TAI

DANH MUC CAC TU VIET TAT

DANH MUC CAC BANG, BIEU DO, DO THI, SO ĐỎ,

HINH ANH

Chuong 1 GIOI THIEU DE TAI

1.1 Đặt van dé

Hién nay nham di theo xu hướng tự động hóa mọi thứ được phát triển đề thay thế sức lao động của con người, bởi vì sức lao động của con người là có giới hạn, và chi phí nhân công cũng rất là cao, còn máy móc có thê đáp ứng công việc của rất nhiều người cùng một lúc, nhằm giảm thiêu chi phi déng thời cũng đem lại hiệu quả cao hơn

Trong thời đại công nghiệp hiện đại, máy chiết rót tự động đã trở thành một trong những công cụ không thể thiếu trong quy trình sản xuất của nhiều doanh nghiệp Sự phố biến của chúng không chỉ đến từ tính hiệu quả mà còn từ khả năng tối ưu hóa hoạt động sản xuất và đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp Với khả năng tự động hóa

và tăng cường năng suất, máy chiết rót không chỉ giúp tạo ra sản phẩm chất lượng mà

còn thúc đây sự phát triển của các doanh nghiệp

Các thiết bị chiết rót tự động thích hợp cho các đây chuyên chiết rót phức tạp, có yêu cầu kỹ thuật cao và yêu cầu an toàn thực phâm, chăng hạn như đây chuyên chiết rót nước tỉnh khiết, dây chuyền chiết rót, đóng chai và máy dán nhãn tự động

1.2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu ứng dụng và giao tiếp giữa PLC và hệ Servo, cải tiến thêm nên tảng để phát triển đây chuyên tự động đề thay thé sức lao động của con người trong các nhà máy 1.3 Pham vi dé tai

Áp dụng những kiến thức được chỉ dạy ở trường và thực nghiệm bên ngoài để xây dựng nên mô hình thực tế :

- Tìm hiểu qua các tài liệu chuyên môn , các diễn đàn , tham khảo những người có

kinh nghiệm

- Tiến hành làm mô hình và test các chế độ dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn

1.4 Tổng quát về toàn bộ dây chuyền

1.4.1 Chiết rót nước vào chai

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng sẽ có cách chiết rót khác nhau như: Nước có gaz, nước không gaz, chất lỏng đạng cô đặc Định lượng sản phẩm long la chiết một thê tích nhất định sản phẩm lỏng và rót vào trong chai, bình, lọ, v.v Định lượng chất lỏng bằng máy được sử dụng rộng rãi trong

nhiều ngành sản xuất thực phẩm Định lượng bằng máy chúng ta sẽ cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định lượng sản phâm một cách chính xác Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có:

-Định lượng bằng bình định mức: chất lỏng được định lượng chính xác nhờ bình định mức trước khi rót vào chai

-Định lượng bằng chiết tới mức cố định: chất lỏng được chiết tới mức cố định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thê tích bù trừ ra khỏi chai; khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất kế thê tích của các chai có bằng nhau hay không Ngoài ra còn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ đứng lại Phương pháp này có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai

-Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chaitrong khoảng thời gian xác định, có thê xem như thể tích chất lỏng chảy làkhông đối Phương pháp này chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá trị thấp, không yêu cầu độ chính xác định lượng

Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có:

-Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về

độ cao thủy tỉnh Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt

-Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không,chất lỏng

sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai

-Phương pháp rót đăng áp: Phương pháp này được áp đụng cho các sản phẩm có gas như bia, nước ngọt Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyền nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng Với phương pháp rót đắng áp thông thường, người ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch

độ cao

-Máy định lượng - chiết rót sản phâm lỏng gôm nhiêu cơ câu rót, mỗi cơ câu rót được bồ trí chiết cho | chai Cac co cau rót có thê được bô trí thăng hàng, làm việc cùng lúc (máy chiết có cơ câu chiết thăng) hoặc bô trí trên bàn quay, làm việc tuân tự (máy chiết bàn quay) như hình 1.1:

Hình I.1: Máy chiết rot ban quay

1.4.2 Đóng nắp chai

May đóng nắp chai là thiết bị công nghiệp được ứng dụng rộng rãi được sử dụng để

tự động đóng nắp cho các chai, lọ, hoặc hộp đựng các sản phẩm như thực phẩm, đồ uống, dược phẩm, hóa chất và nhiều sản phẩm khác Đây là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất hàng loạt, giúp tăng năng suất và đảm bảo chất lượng đóng gói

Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được đưa vảo vị trí cô định của bộ phận vặn nắp đề chắc chăn rằng mọi thứ theo dây chuyền có định ( Hình 1.2)

Hình I.2 : Máy đóng nắp chai

1.5 Khả năng ứng dụng của dây chuyền chiết rót, dong nap

1.5.1 Ứng dụng vào sản xuất

- Nâng cao tốc độ sản xuất và giảm thiêu chỉ phí:

Thứ quan trọng nhất đối với máy chiết rót là chiết rót sản phẩm với một độ chính xác cao về lượng sản phẩm trong từng đơn vị đóng gói Điều này đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng của sản phâm nhiều hơn so với khi sản phâm được sản xuất bằng tay Với

chiết rót thủ công hoặc bán tự động thì chúng ta cần rất nhiều người dù năng suất sản

xuất không được cao bằng tự động hoàn toàn như máy chiết

Điều đơn giản ở máy chiết rót tự động là bạn chỉ cần chuẩn bị nguyên liệu và sau đó tùy thuộc vào nhu cầu của bạn đề cài đặt các thông số và nhân nút đề bắt đầu quá trình chiết rót, đóng nắp Mỗi công đoạn đều là một phần của quá trình hình thành một sản

phẩm, nên xong giai đoạn chiết rót và đóng nắp thì sẽ đến nhiều công đoạn sau tùy theo nhu cầu của người sử đụng và hầu như trong quá trình từ đầu đến cuối khi hoàn thành

một sản phẩm thì sẽ có I đến 2 công nhân giám sát quá trình đến khi hoàn thành sản

phẩm

- Tính linh hoạt:

Máy chiết rót, đóng nắp có thê sử dụng được nhiều mục đích khác nhau thay vì chiết rót nước như đề tài đồ án, vừa có thể thay đối được dung tích hoặc nguyên liệu đùng để chiết vừa có thê thay đôi hình dạng và kích thước của chai chứa tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của người dùng máy

Ngoài ra có thế xử lý nhiều sản phẩm có nguyên liệu khó như là đầu, nhớt xe, mỹ

phẩm và cả đóng nắp vặn hoặc có thê nắp đóng như bia

1.6 Một số dây chuyền chiết rót, đóng nắp, đán nhãn ở Việt Nam

Ở Việt Nam, có nhiều công ty và hầu hết các nhà sản xuất đã đầu tư, phát triển nhiều dây chuyền chiết rót, đóng nắp và dán nhãn do nhu câu tiêu thụ ngày càng lớn hơn lượng nhu cầu sản xuất, với nhiều công ty xuất hiện cùng với các sản phâm khác nhau đồng thời việc đó làm cho thị trường cạnh tranh cảng thúc đây việc tự động hóa trong quá trình sản xuất và dường như đó là thứ bắt buộc trong mọi tập đoàn sản xuất

Hình Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của Tân Hiệp Phát

1.7, Mục dích nghiên cứu

- Chế tạo thành công mô hình chiết rót bằng mâm xoay, đóng nắp

- Sử dụng PLC đề xây dựng chương trình điều khiên mô hình

- Mô hình hoạt động linh hoạt, ôn định với yêu cầu.

tự động đã được áp dụng trong các dây chuyển sản xuất, máy bay, mạng điện thoại, và hệ thống ôn định tàu thủy

Trong một hệ thống tự động hóa tông hợp, việc kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất đóng vai trò then chốt Tính linh hoạt của quy trình được thể hiện qua sự liên tục, nhịp điệu, ty lệ và tính song song của các dòng vận động Dưới góc độ kinh tế, mức độ tự động hóa của một cơ sở sản xuất không nhất thiết phải là tối đa, mà cần được xác định dựa trên các điều kiện cụ thê đề đạt được sự tối ưu, đảm bảo số lượng sản phẩm, chất lượng gia công cao nhất và chỉ phí thấp nhất Thuật ngữ "tự động hóa" bắt đầu phô biến

từ năm 1947 khi Ford thành lập một bộ phận tự động hóa Trong giai đoạn này, ngành công nghiệp đã nhanh chóng áp dụng các hệ thống điều khiển phản hồi, vốn đã được giới thiệu từ những năm 1930

Tự động hóa được thực hiện thông qua các phương tiện như cơ khí, thủy lực, khí nén, điện, điện tử và máy tính, thường là sự kết hợp của các phương tiện này Các hệ thống phức tạp như nhà máy hiện đại, máy bay và tàu thuyền thường sử dụng sự kết hợp của tât cả các kỹ thuật này

2.1.3 Khó khăn trong việc ứng dụng hệ thống tự động

Các mối đe dọa về an ninh và dễ bị tổn thương: Hệ thống tự động thường chỉ có một mức độ trí thông minh nhất định, nên dễ bị mắc lỗi khi phải đối mặt với các tình huống

nằm ngoài phạm vi kiến thức và khả năng xử lý của nó Điều này có thê dẫn đến các vẫn

đề về an ninh, khi các lỗ hồng trong hệ thống có thê bị khai thác bởi những tác nhân độc hại Hơn nữa, do sự phức tạp của các hệ thống tự động, việc xác định vả khắc phục các lỗi này cũng trở nên khó khăn và tốn kém hơn

Chi phí phát triển không thế đoán trước và có thê vượt quá mức dự tính: Nghiên cứu

và phát triển các hệ thống tự động thường đòi hỏi chỉ phí rất lớn, và trong nhiều trường hợp, chỉ phí này có thể vượt xa ngân sách ban đầu đã được dự trù Điều này là đo tính phức tạp và sự không chắc chắn trong quá trình phát triển, bao gồm việc phải đối mặt với

các thách thức kỹ thuật không lường trước, điều chỉnh các thiết kế để đáp ứng các yêu cầu mới, và thử nghiệm các công nghệ mới Do đó, chi phí phát triển tự động hóa có thể trở nên rất lớn, làm tăng tổng chỉ phí của dự án

Chi phí ban đầu cao: Đề tự động hóa một sản phẩm mới, cần phải đầu tư một khoản chi phí ban đầu rất lớn Chi phí này bao gồm việc mua sắm thiết bị tự động hóa, phát trién phan mềm điều khiến, đào tạo nhân viên, và thiết lập các quy trình mới Mặc dù chỉ phí này có thê được phân bỏ và trải đều qua nhiều sản phẩm và một khoảng thời gian dài,

nó vẫn là một khoản đầu tư ban đầu rất lớn Điều này có thê gây khó khăn cho các doanh nghiệp nhỏ hoặc các dự án có nguồn ngân sách hạn chế Tuy nhiên, khi hệ thống tự động hóa đã được thiết lập và vận hành hiệu quả, nó có thê giúp giảm chỉ phí sản xuất trong dai hạn và cải thiện năng suất, bù đắp cho khoản đầu tư ban đầu