LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY BỐC GẮP BIA DÙNG S7200

Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN :TỰ ĐỘNG- ĐO LƯỜNG Thuyết minh Đề tài: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY BỐC GẮP BIA DÙNG S7 200 Giáo viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN BÊ Sinh viên thực hiện : TRẦN THÀNH NAM Lớp : 04ĐLT SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang1 - Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG - ĐO LƯỜNG NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN : TRẦN THÀNH NAM LỚP : 04ĐLT KHOÁ : 2004-2006 NGÀNH : TỰ ĐỘNG - ĐO LƯỜNG NỘI DUNG 1. ĐỀ TÀI THIẾT KẾ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY BỐC GẮP BIA DÙNG S7 200 2 NỘI DUNG PHẦN THUYẾT MINH: CHƯƠNG1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA QUẢNG NAM VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA LARGER CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGVÀ TRÌNH BÀY TRANG BỊ ĐIỆN CỦA MÁY BỐC GẮP CHAI BIA CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN VỀ PLC ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÙNG S7 200 CHƯƠNG 4 : BẢNG PHÂN CÔNG ĐẦU VÀO VÀ GIẢN ĐỒ LADER CHƯƠNG 5 : THI CÔNG LẮP RÁP 3. BÃN VẼ: BÃN VẼ A 0 4. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15/02/2006 SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang2 - Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I 5. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:28/05/2006 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS. NGUYỄN BÊ SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN THÀNH NAM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN DUYỆT (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2006 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang3 - Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I Lời Nói Đầu! Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá, tự động hoá là không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao cho xã hội và khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường. Ngay từ khi mới ra đời PLC đã trở thành cơ sở trong công nghiệp tự động hoá, đặc trưng của PLC là sử dụng vi xử lý để xử lý thông tin, các nối ghép logic cần thiết trong quá trình điều khiển được xử lý bằng phần mềm do người sử dụng lập nên và cài vào . Do đó, người ta có thể giải quyết nhiều bài toán về tự động hoá khác nhau trên cùng một bộ điều khiển mà hầu như không cần phải biến đổi gì ngoài việc nạp chương trình khác nhau. PLC giám sát thường xuyên các trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu báo về của các thiết bị vào, tiếp theo PLC sẽ căn cứ trên chương trình logic để quyết định tiến hành hoạt động các đầu ra. Việc trao đổi thông tin và dữ liệu giữa trung tâm điều khiển với thế giới bên ngoài được thực hiện thông qua hệ thống giao diện, ngoài ra bộ điều khiển trung tâm còn có thể trao đổi thông tin với các máy tính khác. So sánh với các hệ thống điều khiển thế hệ cũ dùng rơle thì kỹ thuật PLC có ưu thế tuyệt đối về khả năng linh động và khả năng giải quyết những bài toán tự động hoá phức tạp . Với đề tài Nghiên cứu, khảo sát và thiết kế mô hình, chương trình điều khiển bằng PLC ST7-200 cho mô hình Băng chuyền lựa chọn và đóng hộp sản phẩm tự động. Đây chỉ là một Mô hình nhỏ cho ứng dụng PLC S7-200 vào thực tế. Tuy nhiên, PLC là một lĩnh vực mới đối với sinh viên đang còn ngồi trên ghế nhà trường cũng như thời gian nghiên cứu tương đối ngắn, nên mặc dù được thầy giáo hướng dẫn tận tình và sự nổ lực của bản thân nhưng không thể tránh khỏi những sai sót. SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang4 - Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Bê cùng các thầy trong bộ môn đã tạo điều kiện và giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Đà Nẵng, Ngày 1 tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện Trần Thành Nam CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA LARGER Khi nền kinh tế phát triển dẫn tới đời sống người dân ngày càng phát triển, cũng từ đó các yêu cầu của người tiêu thụ càng khắc khe hơn. Không những yêu cầu về giá cả mà còn cả về chất lượng sản phẩm, và yếu tố chất lượng sản phẩm đã trở thành nhân tố quyết định sự thành công của doanh nghiệp trên thị trường. Ngoài ra chiến lược thị trường cũng đóng góp phần lớn vào sự thành công của doanh nghiệp Để đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng phần lớn là người xứ Quảng, cũng như tạo ra một hương vị bia mang đặc trưng phong cách của xứ Quảng, sự ra đời của nhà máy bia Larger là không nằm ngoài mục đích này. Sự ra đời của nhà máy bia Larger đã đem lại sự tự hào cho người dân đất Quảng. Bia Larger với những lần tham dự triển lãm hội chợ đã đạt được huy chương vàng hàng Việt Nam chất lượng cao Giấy chứng nhận tiêu chuẩn ISO 9001:2000 là sự đảm bảo chất lượng bia của nhà máy đối với người tiêu dùng. I.1.1 Cơ cấu tổ chức của nhà máy bia Larger SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang5 - Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I Nhà máy bia Larger là đơn vị doanh nghiệp nhà nước thuộc công ty xây lắp điện Quảng Nam. Với cơ cấu tổ chức chung của công ty xây lắp điện Quảng Nam SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang6 - Giám đốc Phó giám đốc phụ trách kỹ thuật Phó giám đốc thường trực Tổ chức hành chính xưởng cơ điện lạnh Px chiết Px nấu nghiền Phân xưởng lên mem lọc bảo vệ Px động lực Tổ bảo trì sữa chữa Tài chính kế toán Phòng công nghệ Tổng kho nhà máy Phòng thí nghiệm Cấp dưỡng Kho bán hàng Kho vật tư Kho nguyên liệu Hình1.0:sơ đồ tổ chức nhà máy bia Larger Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I Nhà máy có trên 200 công nhân, hoạt động liên tục ba ca. Mỗi ca đều có một trưởng ca, có nhiệm vụ quản lý và giám sát hoạt động của nhà máy vào thời điểm đó. Bên cạnh đó, các phòng ban thực hiện theo giờ hành chính. Nhà máy còn có một khâu quan trọng không thể thiếu là bộ phận liên hệ khách hàng, khâu này thực hiện nhiệm vụ marketing và hậu mãi, đồng thời là nơi thu thập thông tin thị trường và nhu cầu thị hiếu của khách hàng I.1.2 Bố trí mặt bằng nhà máy SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang7 - Nhà chiết Nhà lên men và lọc Cung cấp CO 2 nước, nhiệt Nhà nghiền Nhà nấu Xử lý nước thải CO 2 Nước công nghệ nước thải Xử lý nước cấp Nước cấp vệ sinh Nước cấp Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I Hình I.1: Sơ đồ khối bố trí mặt bằng nhà máy Hình vẽ trên là sơ đồ khối về bố trí tổng thể về mặt bằng nhà máy hướng từ ngoài vào trong. Nhà máy được chia thành năm khu vực riêng biệt, trong đó gồm có: - Nhà nghiền có nhiệm vụ nghiền gạo và malt - Nhà nấu thực hiện công đoạn nấu nguyên liệu (nấu gạo, malt và nấu houblon) sau đó chuyển qua cho nhà lọc - Nhà lên men lọc là nơi ủ men và lọc bia là nơi quan trọng quyết định chất lượng sản phẩn sau đó đưa vào tank chứa cho nhà chiết lấy - Nhà chiết là nơi rửa chai, chiết bia, thanh trùng, dán nhãn, và đóng kết - Khu vực động lực là nơi cung cấp CO 2 (cho chiết bia, cho lọc bia) cung cấp nước xử lý tinh (cho nhà nấu, lọc chiết) , cung cấp khí nén và nhiệt (cho nhà nấu, nhà chiết, nhà lọc ). Đồng thời là nơi cung cấp nước làm lạnh (t 2 0 C), hơi nước nóng để cung cấp nhiệt cho nhà nấu SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang8 - Hướng từ ngoài vào nhà máy Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I - Khu vực xử lý nước cấp là nơi xử lý thô như xử lý vi sinh ,cặn bả, khử trùng bằng các bồn lọc cát, lọc than, bể xử lý Clorin trước khi cung cấp cho gian nhà động lực - Khu vực xử lý nước thải là nơi xử lý nguồn nước thải của các khu vực đổ về trước khi cho ra môi trường ,để tránh ô nhiểm môi trường xung quanh I.2 TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA Bia dược sản xuất từ những nguyên liệu là Malt Đại Mạch, hoa Houblon và nước. Ngoài ra có thể thay thế Malt Đại Mạch bằng nguyên liệu phụ như bột mì, gạo ngô hay MALT chưa nảy mầm. tuy vậy cho đến nay bia trên thế giới được sản xuất chủ yếu với công thức cổ điển BIA = MALT ĐẠI MẠCH +HOA HOUBLON +NƯỚC Ở các cơ sở sản xuất bia lớn trong nước ta hầu hết các nguyên liệu được nhập từ nước ngoài chủ yếu là MALT ĐẠI MẠCH và hoa HUOBLON Chương này giới thiệu tổng thể về qui trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy, cũng như các nguyên lý hoạt động của từng thiết bị máy móc. Trên cơ sở công nghệ, bố trí thiết bị và nguyên lý hoạt động sẽ thực hiện việc thiết kế chương trình cho hệ thống máy bốc gắp bia I.2.1 Tổng quan Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia: SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang9 - Nghiền thô Nghiền thô Nguyên liệu Gạo Nguyên liệu Malt Sàn rung Sàn rung Hút bụi Thải ra ngoài Nghiền tinh Nghiền tinh Thùng chứa Bơm đẩy Nước phối trộn Đồ án tốt nghiệp:Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang10 - Nấu malt Nấu gạo Khuấy trộn và lọc bả Chứa hèm Bả hèm N ư ớ c n h a Chứa trung gian Hoa ,Houblon, màu Ủ men D ị c h n h a Glycol lạnh -40 0 C Cấy men Hơi nóng [...]... gp bia SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT - Chng I - Trang11 Nc lc tinh ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Lc thụ Lc tinh Nc Del CO2 Phi trn nc Del Hng v Bm bia lc cn Cha bia Soi ốn 1 Chit bia chai SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT - Thanh trựng - Trang12 ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Soi ốn 2 Dỏn nhón Ra chai Chai bn In Date Kim phm Ra kt Bc kt Kt v chai bn Chai bia. .. bụng v lng xung ỏy thựng Sn phm thu c l bia non tin hnh tip quỏ trỡnh bia t 6-10 ngy nng CO2, hm lng cn diaxentin, axit t ch tiờu yờu cu Lm trong bia t c trong cn thit phi tin hnh lc lm trong bia Cú th s dng nhiu thit b khỏc nhau v nhiu cht tr lc khỏc nhau Lc tỏch trit cỏc phn t rn lúng, khuych tỏn trong bia, lc loi b hu ht cỏc vi sinh vt, k c nm men, lm cho bia cú trong sỏng ỳng yờu cu cht lng... bia ngng chy vo chai Quỏ trỡnh chic mt chai bia kt thỳc mt khi chai quay n v trớ úng cng bc vũi chic - Chu k 4: Phi m ca vi thi gian nht nh ỏp sut trong chai bia cõn bng vi ỏp sut bờn ngoi Ri mi a chai bia ra khi chp chai, iu ny nhm mc ớch trỏnh tro bia khi m t ngt u chp chai d Mỏy úng np chai Yờu cu k thut : - bia khụng b gim cht lng thỡ thi gian t khi bia c rút n lỳc úng np xong khụng c quỏ 5 giõy... thựng thỡ bia chy vo chai SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT - - Trang30 ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Chai õaợ t chióỳ xong Chai õang chióỳ t Chai b õỏử t ừ u chióỳ t Chai rọựg n Chai chuỏứ bở n õoùg n n p ừ Trucỷvờ dỏự hổồùg t n n chai Hỡnh I.16: Hot ng ca mỏy chit bia - Chu k 3: Bia t ng chy vo chai theo ỳng nh mc do cõn bng ỏp sut Lỳc ny CO2 khụng to ỏp sut ngc chiu c do ú bia ngng... tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I ỡnh ch s hot ng ca nm lờn men bia, tiờu dit cỏc vi sinh vt cũn sút li trong bia (do cụng ngh sn xut ) lm tng thi gian bo qun bia, m bo an ton v sinh thc phm Hỡnh I.19: S hot ng mỏy thanh trựng Yờu cu k thut: - m bo ỳng nhit yờu cu tng khoang thanh trựng - Thi gian chai lu li trong mi khoan - Tc chai chy tựy theo lng chai cú trong mỏy m bin tn... cMỏy dỏnbng s mụ t sau: nhón Soi ốn 1 Soi ốn 2 SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT Mỏy úng Bia Mỏy np chai chit bia - Trang23 Mỏy thanh trựng ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Hỡnh I.9: S hot ng nh chit X a Mỏy bc chai SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT Z - - Trang24 ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Hỡnh I.10: S ng hc mỏy bc chai Robot bc chai l mt robot hai bc t do,... hon ton nhón trờn chai bia Nhón bia c ly i v a ra ngoi nh mt bng ti, trờn bng ti ny cú trang b mt bn chi xoay lm sch cỏc nhón bỏm trờn bng ti ny Chai tip tc a lờn phớa trờn ca mỏy ra cao ỏp, mỏy ra ny cú nhim v ra sch c b mt bờn trong ln bờn ngoi chai nh vo mt dóy cỏc vũi phun cao ỏp t k tip nhau Kt thỳc bng vũi phun nc sch cú nhit bỡnh thng c Mỏy chit Cụng sut ca mỏy chit bia l 15000 chai/h, quỏ... bc gp bia Chng I Hỡnh I.15: Hot ng ca c cu nõng chai bng cam v con ln C cu cam c nh vi thõn mỏy, cũn cỏc con ln chuyn ng xoay trũn Khi con ln quay, kt hp cựng vi c cu cam thc hin nõng chai tip xỳc vi u chit bia Nguyờn lý lm vic: - Chu k 1: Nh cú trc vớt dn hng chai m chai i ỳng vo v trớ cn chit C cu cam nõng v chai vo ỳng v trớ ca u chit, lỳc ny ng ng ỏp ngc chiu c thụng gia chai v thựng tr bia v do... lm n nh v gia tng bn vng sinh hc, hoỏ hc, nờn bia sau khi lc tinh cú th bn thỏng khụng cn thanh trựng Chai + kt mt Chai+kt thnh phm Cỏc quỏ trỡnh khỏc Ngoi ra trong nh lờn men cũn cú cỏc tank cha NaOH lm v sinh cho cỏc tank lờn men sau khi kt thỳc quỏ trỡnh lờn men Kt thỳc quỏ Mỏy bc trỡnh hot ng tichai lờn men v lc, dch s chuynMỏy bc chai ú bia nh thnh bia Sau vo kt c chuyn n nh chit Ra Kt sch Kt... hot ng SVTH: Trn Thnh Nam -Lp :04LT - - Trang26 ỏn tt nghip:Lp trỡnh iu khin t ng mỏy bc gp bia Chng I Trng thỏi ban u ca mỏy bc l Tx2, Tz2 cú tớn hiu, bng chai v bng ti kt chy - Cm bin quang E1 thc hin vic m kt, cht nh v C2 úng khụng cho kt bia chy qua Nu hai kt thỡ cht nh v C1 úng (hai cht nh v C1, C2 chn kt bia ), mỏy bc thc hin vic bc kt - Mỏy bc thc hin chuyn ng tnh tin xung theo trc Z, cho n khi . nghiệp :Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN :TỰ ĐỘNG- ĐO LƯỜNG Thuyết minh Đề tài: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY BỐC GẮP. Đồ án tốt nghiệp :Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I SVTH: Trần Thành Nam -Lớp :04ĐLT - Trang11 - Đồ án tốt nghiệp :Lập trình điều khiển tự động máy bốc gắp bia Chương I SVTH:. : TỰ ĐỘNG - ĐO LƯỜNG NỘI DUNG 1. ĐỀ TÀI THIẾT KẾ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY BỐC GẮP BIA DÙNG S7 200 2 NỘI DUNG PHẦN THUYẾT MINH: CHƯƠNG1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA QUẢNG NAM VÀ QUY TRÌNH