MÔ HÌNH CÂN VÀ PHÂN LOẠI BAO BÌ ĐÓNG GÓI GẠO DÙNG PLC S7 200

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến MỤC LỤC SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến DANH MỤC BẢNG BIỂU SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 22 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến DANH MỤC HÌNH VẼ SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 33 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến MỞ ĐẦU Nước ta đang trong công cuộc hiện đại hoá để từng bước bắt kiệp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội, công nghiệp sản xuất hàng hoá đống vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế.Việc tự động hoá là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường. Ngày nay công nghệ điện tử và sinh học ngày càng phát triển đã góp phần nâng cao năng xuất lao động một cách đáng kể, đặc biệt là các bộ điều khiển, xuất hiện đã đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao và ít phế phẩm, giá nhân công hạ, thời gian chết của máy móc là tối thiểu. Đất nước phát triển, nhu cầu của con người càng cao nên cần có những thiết bị máy móc có thể thay thế được sức lao động của con người, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất, vì vậy mà cần có những dây chuyền sản xuất tự động ra đời giúp chúng ta lao động nhẹ nhàng hơn. Hoà nhịp cùng sự phát triển đó rất nhiều thiết bị tự động ra đời đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của cuộc sống “MÔ HÌNH CÂN VÀ PHÂN LOẠI BAO BÌ ĐÓNG GÓI GẠO DÙNG PLC S7 - 200” cũng được thiết kế dựa trên nền tảng của tự động hoá. SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 44 Thóc Hạt màu Tấm Cám xoa Cám xát Vỏ trấu Bao gói Tách tấm Xoa bóng Thóc Làm sạch Tạp chất Bóc vỏ trấu Phân ly thóc – gạo lật Tách hạt màu Bóc cám Sản phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GẠO 1.1.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 55 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến 1.1.2 SƠ ĐỒ XAY XÁT GẠO Ở NHÀ MÁY Hình 1.2 Sơ đồ xay xát gạo ở nhà máy Đây là sơ đồ bố trí một nhà máy xay xát gạo truyền thống. Thóc khô chưa được làm sạch vẫn còn lẫn một số lớn các loại tạp chất, được đổ vào phễu rồi nhờ băng chuyền nâng dẫn vào thùng chứa (1). Từ thùng chứa này, thóc được dẫn xuống cân tự động (2) để xác định khối lượng. Việc cân khối lượng trong nhà máy có thể bỏ qua nên như có sẵn các phương tiện cân ở bên ngoài để xác định khối lượng thóc nhập vào. Sau khi cân, thóc lại được chuyển lên cao một lần nữa và được dẫn vào một phễu. Từ phễu này thóc được đổ xuống một máy làm sạch sơ (3), bên trong có lắp máy hút các tạp chất nhẹ cùng với một sàng kép dao động để loại các tạp chất nặng và một nam châm để giữ mảnh sắt vụn. Những tạp chất nhẹ, nhỏ, chủ yếu là bụi bẩn được thổi qua xiclon (4) để phân ly và thải ra ngoài. Các tạp chất khác cũng được thải vào các bao tải hoặc thùng chứa. Nói chung loại máy này không có khả năng tách các hạt sạn có cùng kích thước với hạt thóc. SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 66 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến Muốn tách những hạt sạn này, hạt được dẫn qua máy phân ly theo trọng lượng (5) sử dụng sự khác nhau về trọng lượng giữa hạt sạn và hạt thóc để tách sạn ra khỏi khối thóc. Sau đó thóc lại được dẫn vào cân tự động thứ 2 (6) để xác định khối lượng thóc sạch Việc xác định trọng lượng 2 lần trước và sau khi làm sạch cho phép ta xác định độ thuần khiết của khối thóc để phục vụ thu mua và các tính toán về hiệu quả. Thóc sau khi làm sạch được chuyển lên cao và đổ vào một thùng chứa để dẫn xuống máy xay đĩa. Máy xay này được gọi là loại đĩa dưới quay. Hạt thóc đi qua khe hở giữa hai đĩa và nhờ tác động cọ xát mà vỏ trấu được bóc ra khỏi nhân hạt. Tuy nhiên vẫn còn khoảng từ 10 đến 15% số hạt chứa được bóc vỏ trấu. Sử dụng một lớp vỏ bọc chịu mài mòn cho việc bóc vỏ thì vỏ quả của nhân hạt sẽ bị hư hỏng nhẹ tạo ra cám thô. Khi vỏ quả bị hư hỏng cùng với một số vết nứt do khâu bóc vỏ tạo ra thì các hạt rạn nứt sẽ tạo ra hạt vỡ. Do đó, thành phẩm của máy xay là một hỗn hợp gồm có: trấu, gạo lức, hạt thóc, cám thô và mảnh gạo vỡ (lức). Thành phẩm của máy xay được đổ lên một sàng kép (8) để tách cám, sau đó phân ly mảnh gạo vỡ nhỏ. Cám thô được thu vào bao tải hoặc thùng chứa. Mảnh gạo vỡ nhỏ được một băng chuyền dẫn vào một ngăn chứa để cung cấp cho máy xát trắng thứ nhất. Lúc này thành phẩm của máy xay không còn chứa cám thô và mảnh gạo nhỏ nữa. Sản phẩm từ máy xay được chuyển lên cao nhờ vít (9) và đổ vào một thùng chứa, từ đó thóc được dẫn vào máy hút trấu (10) để phân ly trấu. Trấu được thổi ra ngoài nhà máy hoặc phân ly trong xyclon. Lúc này thành phẩm của máy hút trấu là một hỗn hợp gồm có thóc và gạo lức. Thông thường sự tồn tại các hạt lửng không được quan tâm đến trong phương pháp chế biến thông thường này. Hỗn hợp lại tiếp tục được chuyển lên cao và đổ vào một thùng chứa để từ đó dẫn vào máy phân ly thóc kiểu ngăn (12). Ở đây, bằng cách sử dụng sự phối hợp sự khác biệt về độ nhẵn, tỷ trọng và tính chất nổi giữa hạt thóc và hạt gạo lức, thóc sẽ được tách ra khỏi gạo lức. Hạt thóc phân ly ra sẽ được chuyển vào một thùng chứa riêng nhờ vít (13) và được bóc vỏ trấu trong một máy xay loại đĩa dưới quay này có thể có đĩa cố định được bọc một lớp cao su thay vì chất dễ bị mài mòn. Có khi người ta sử dụng máy xay dạng quả lô cao su. SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 77 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến Sản phẩm của máy xay thứ hai (xay lại) được chuyển vào cùng một thùng chứa cấp liệu cho sàng kép (8) nhờ vít (15). Khối gạo lức từ máy phân ly kiều ngăn được dẫn vào một thùng chứa cấp liệu cho máy xát trắng thứ nhất (16) là dạng máy xay côn trục đứng. Vỏ quả của lớp gạo lức và lớp cám ngoài được bóc ra. Ở một mức độ nhất định, phôi mầm và các vụn gạo nhỏ cũng được tách ra khỏi khối gạo lức khi qua công đoạn xát trắng thứ nhất. Lớp cám màu sẫm được xả ra khỏi nhờ cơ cấu nạo quét và nhờ trọng lực. Thành phẩm của máy xát trắng thứ nhất là một hỗn hợp gồm gạo xát dở, tấm, vụn bột, phôi mầm. Hỗn hợp này được chuyển vào một máy sàng lắc (17) có khoan lỗ tròn để phân ly tấm. Sản phẩm trên sàng là gạo xát dở được chuyển lên cao và đổ vào một thùng chứa. Từ đây gạo xát dở được dẫn vào máy xát trắng thứ hai (18) để tiếp tục xát lấy cám. Ở đây một lần nữa lại phát sinh các vụn bột, phôi mầm và các mảnh gạo nhỏ. Cám thu được lần này có màu sáng hơn và được gọi là “cám trung” . Thành phần của máy xát trắng thứ 2 là một hỗn hợp gạo xát trung bình và tấm. Hỗn hợp này được dẫn vào một sàng lắc thứ hai (19) có khoan lỗ tròn để phân ly tấm. Thông thường sàng tách tấm sau máy xát trắng sau máy xát trắng thứ nhất và sàng tách tấm sau máy máy xát trắng thứ hai được kết hợp làm một thành một sàng kép nhưng vẫn giữ nguyên tính độc lập về phân ly tấm của mỗi lượt. Sản phẩm trên sàng này là gạo xát trung bình được chuyển lên cao và đổ vào một thùng chứa. Gạo xát trung bình lại được dẩn qua máy xát trắng thứ ba (20) để hoàn thành việc xát lấy cám lần cuối. Cam thu được lần này có màu rất sáng. Thành phẩm của máy xat trắng thứ ba này là một hỗn hợp gạo xát hoàn chỉnh và tấm. Hỗn hợp này được chuyển qua một sàng lắc thứ ba (21) lỗ tròn để phân ly tấm. Sản phẩm trên sàng được chuyển lên cao và đổ vào thùng chứa. Gạo xát hoàn chỉnh lúc này trông chưa được sáng bóng vì vẩn còn một số lượng nhỏ cám tự do bám vào hạt gạo. Gạo xát hoàn chỉnh sẽ phải đi qua máy đánh bóng có trống hình côn được bộc bằng các tấm da (22). Máy đánh bóng thu hồi cám tự do nhưng cũng làm xuất hiện một số vụn bột và mảnh gạo. Cám có màu sáng được xả ra theo trọng lượng. Tấm cũng được tách ra khi khối gạo đã được đánh bóng đi qua sàng lắc thứ tư dạng lỗ tròn (23). Cả ba trống SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 88 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến côn xát trắng và trông côn đánh bóng đều được nối với một hệ thống hút để làm nguội hạt. Đồng thời hệ thống hút này cũng thu hồi một số cám được gôm lại qua xylông (24). Thông thường, thành phẩm của máy đánh bóng được xem như sản phẩm cuối cùng của hệ thống xay xát và là một hỗn hợp gồm gạo nguyên, gạo gãy và mảnh gạo nhỏ. Hỗn hợp này được chuyển lên cao và dẫn vào một thùng chứa. Sau khi đi qua một số thiết bị phân cấp, gạo được cân, đóng bao và nhập kho. Khi gạo xay cuối cùng gồm có gạo nguyên, gạo gãy và mảnh gạo thì việc phân cấp gạo lại trở nên cần thiết. Trong trường hợp này, gạo sau khi qua máy đánh bóng và sàng phân ly tấm lại được chuyển lên cao và cung cấp vào trống phân cấp thứ nhất có hốc lõm, còn được gọi là “ tri- e” (25). Máy này phân cấp gạo theo chiều dài. Trống phân cấp thứ 1 tách các mảnh vỡ nhỏ để xả vào một thùng chứa riêng biệt (26). Sản phẩm trượt trên trống phân cấp là một hỗn hợp gồm gạo nguyên và gạo gãy. Hỗn hợp này được cung cấp vào trống phân cấp thứ 2 để tách gạo gãy. Gạo gãy sau khi tách được dẫn vào một thùng chứa riêng (28). Sản phẩm trượt trên trống phân cấp thứ 2 chỉ còn là gạo nguyên và cũng được dẫn vào một thùng riêng dành cho gạo nguyên (29). Dưới mỗi thùng chứa có lắp một máy dỡ hành theo thể tích, còn gọi là “máy trộn theo thể tích” (30). Khả năng xả gạo theo đơn vị thời gian của mỗi máy trộn có thể được đặt trước theo yêu cầu có thể thu được ở cửa ra. Sau khi đạt chính xác năng suất của các máy trộn gạo nguyên, gạo gãy và gạo tấm, có thể xả đồng thời theo số lược định trước trên một băng truyền đai (31) để đưa lên cao và đổ vào 1 thùng chứa bên trong có lắp cơ cấu trộn (32). Sau đó gạo xay được cân, đóng bao, khâu và nhập kho để phân phối qua các dây thương mại hiện hành (33). Sản phẩm cuối cùng là gạo xay hoàn chỉnh đã được đánh bóng, phân cấp và pha trộn. Tuy nhiên gạo đánh bóng không phải là mặt hàng luôn có yêu cầu và vì lý do đó trống côn đánh bóng và sàng của nó thường được bỏ qua. Điều đó có thể thực hiện bằng cách điều chỉnh một van chuyển hướng đơn giản ở trong ống xả riêng (35). SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 99 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Hồ Mạnh Tiến 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN VÀ PHÂN LOẠI BAO BÌ ĐÓNG GÓI GẠO THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÂN VÀ PHÂN LOẠI BAO BÌ ĐÓNG GÓI GẠO  Trước khi khởi động băng chuyền ta phải truyền khối lượng xuống cho mỗi thùng  Khi truyền khối lượng ta có thể kiểm tra được tín hiệu đã được truyền hay chưa nhờ vào sự truyền lên của PLC và được hiển thị trên máy tính  Sau khi truyền số kg cho mỗi thùng đã được đặt trước trên máy tính ta bật hệ thống để băng chuyền hoạt động  Khi băng chuyền bắc đầu đong sản phẩm ta có thể quan sát được trạng thái của băng chuyền trên máy tính, đang đong loại thùng nào, bao nhiêu kg, có thể quan sát được khối lượng khi đang đong từ lúc bắc đầu đến khi đủ khối lượng đã được đặt trước trên máy tính,  Số thùng của mỗi loại sau khi đóng gói xong, được PLC truyền lên và hiển thị trên máy tính.  Sau khi đóng gói xong thì từng loại thùng được phân loại ra theo từng ngăn và có thể quan sát được trên máy tinh  Ta có thể quan sát được giá trị loadcell đang cân trên máy tính  PLC truyền lên trạng thái của 6 cảm biến, nên ta có thể quan sát được trạng thái hoạt động của băng chuyền trên máy tính, băng chuyền ở trạng thái nào đang chạy hay dừng, cảm biến nào đang tác động SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 1010 [...]... thống cân và phân loại bao bì đóng gói gạo 1.2.1.1 Cơ cấu cấp liệu Cơ cấu cấp liệu có nhiệm vụ đưa gạo vào khay theo từng loại Cơ cấu cấp liệu gồm có: Khoang chứa liệu,xylanh và khoang cấp liệu, động cơ 1.2.1.2 Cơ cấu chuyển gạo Cơ cấu chuyển gạo có nhiệm vụ chuyển gạo ra bên ngoài sau khi nó được loadcell cân đủ Khay gạo được băng tải chuyển dần ra phía người công nhân để vận chuyển đi đóng gói Cơ... chuyển khay gạo gồm có: Động cơ và cơ cấu băng tải chuyển khay gạo 1.2.1.3 Cơ cấu cân Cơ cấu cân có nhiệm vụ cân đủ số lượng gạo đã đặt trước cho mỗi loại khay để pít tông đẩy vào cơ cấu chuyển gạo Cơ cấu cân gồm: Loadcell, mạch khuếch đại 1.2.1.4 Cơ cấu phân loại Cơ cấu có nhiệm vụ phân loại các loại khay nhỏ, trung bình, cao để so sánh với giá trị đặt trước trong loadcell và đưa đi đóng gói sau khi... thả gạo và loadcell bắt đầu cân : + Nếu chỉ có cảm biến 1 sáng => khay nhỏ => PLC đọc điện áp loadcell tính ra cân 0.2kg gạo Sau khi cân đủ, động cơ đóng khoang chứa gạo, xy lanh 1 sẽ đẩy khay vào băng tải để băng tải hoạt động + Nếu có cảm biến 1 và cảm biến 2 sáng => khay trung => PLC đọc điện áp loadcell tính ra cân 0.4kg gạo Sau khi cân đủ, động cơ đóng khoang chứa gạo, xy lanh 1 sẽ đẩy khay vào... Tiến - Ngôn ngữ lập trình cho PLC đã trở thành thiết bị chính trong việc điều khiển các thiết bị công nghiệp c Cấu trúc chung của một bộ PLC Một bộ PLC có cấu trúc như sau: Đầu vào Đầu ra Môdun nguồn Môdun Vào/ra CPU Thiết bị lập trình Môdun nhớ Hình 2.6 Cấu trúc của một PLC Khi nghiên cứu về PLC thì điều đầu tiên là số lượng các đầu vào/ ra (I/O) đối với 1 PLC thì số đầu vào/ra có thể là 6 hoặc 8 hay... GVHD: ThS Hồ Mạnh Tiến + Nếu cả 3 cảm biến cảm biến 1, cảm biến 2 và cảm biến 3 cùng sáng => khay cao => PLC đọc điện áp loadcell tính ra cân 0.6kg gạo Sau khi cân đủ, động cơ đóng khoang chứa gạo, xy lanh 1 sẽ đẩy khay vào băng tải để băng tải hoạt động - Sau khi đẩy khay vào băng tải thì tại đây khay sẽ được phân loại để công nhân đi đóng gói sản phẩm: + Nếu là khay cao, khi đi qua cảm biến 4 sẽ sáng... phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học và ứng dụng kỹ thuật đo lường, điều khiển, số lượng và chủng loại các cảm biến tăng nhanh và đa dạng.Với mục dích nghiên cứu và ứng dụng có thể phâm loại cảm biến theo các phương pháp sau: 2.1.4.1 Phân loại cảm biến theo đại lượng vào và ra − Cảm biến điện _ điện: trong đó các đại lượng vào và ra là các thông số điện SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn... Tiến - Theo version: Gồm có PLC của Siemen có các họ: PLC S7- 200, PLC S7- 300, PLC S7- 400, Logo PLC của Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon Trong quá trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … thì rất phù hợp với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, … Chính vì vậy theo đê tài được giao em thấy chọn PLC S7- 200 là hợp lý nhất, như vậy sẽ tận dụng được khả năng làm... khi loadcell cân xong đủ số lượng gạo mỗi khay Cơ cấu phân loại gồm: Cảm biến quang, pit tong 1.2.1.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống - Trước khi hoạt động thì khoang chứa gạo phải chứa đầy gạo, khay được đặt sẵn trên loadcell - Khi ta bật hệ thống, cảm biến 1, cảm biến 2, và cảm biến 3 sẽ phân biệt loại khay để báo về cho loadcell cân Khi có khay trên loadcell, các cảm biến sẽ nhận dạng loại khay sau... nhất, như vậy sẽ tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị mà không bị lãng phí 2.5 BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7 - 200 PLC S7- 200 là bộ điều khiển logic khả trình thuộc họ PLC của Siemen a Các tính năng của PLC S7- 200 - Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi hẹp - Có nhiều loại CPU - Có nhiều Module mở rộng, có thể mở rộng đến 7 Module - Bus nối tích hợp trong Module ở mặt... quản lý và điều khiển rộng thì PLC lại không phù hợp với những hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đó sẽ không tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị này 2.4 PHÂN LOẠI PLC Có hai cách phân loại PLC: - Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, … SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 2828 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Hồ Mạnh Tiến - Theo version: Gồm có PLC của . đầu đong sản phẩm ta có thể quan sát được trạng thái của băng chuyền trên máy tính, đang đong loại thùng nào, bao nhiêu kg, có thể quan sát được khối lượng khi đang đong từ lúc bắc đầu đến khi. từng ngăn và có thể quan sát được trên máy tinh  Ta có thể quan sát được giá trị loadcell đang cân trên máy tính  PLC truyền lên trạng thái của 6 cảm biến, nên ta có thể quan sát được trạng thái. 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GẠO 1.1.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất SVTH: Phạm Như Trọng - Nguyễn Khắc Hoàng Lớp: Trang bị điện - K52 55 Đồ