Bởi vì hiện trạng các hệ thống sản xuất nước ở một số nơi còn còn sử dụng lao động tay và với phương pháp thủ công lạc hậu, còn các quy trình sản xuất nước hiện đại tự động thì còn ít đa
Trang 1Mục lục
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1
1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1
1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 1
1.3 Phương pháp nguyên cứu 1
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiển đề tài 2
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
2.1 Các công trình nghiên cứu liên quan 3
2.1.1 Đồ án quy trình sản xuất nước đóng chai 3
2.1.2 Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động 4
2.1.3 Đồ án chiết rót và lưu kho tự động của sinh viên trường SPKT 6
2.2 Giới thiệu về PLC MISUBISHI FX3u -32M 8
2.2.1 Giới thiệu 8
2.2.2 Cấu trúc 9
2.2.3 Một số tập lệnh cơ bản: 15
2.2.4 Một số tập lệnh nâng cao 26
2.3 OPC Server 31
2.4 Các phần mềm sử dụng 32
2.4.1 Phần mềm Intouch Wonderware 32
2.4.2 GX Works2 34
2.4.3 KEPServerEX và phần mềm DeviceXPlorer OPC Server 38
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 39
3.1 Sơ đồ khối 39
3.2 Nguyên lý hoạt động 39
3.3 Lưu đồ giải thuật 40
3.4 Chọn thiết bị cho hệ thống 43
3.5 Thiết kế và thi công mô hình 46
3.6 Bảng phân công vào ra plc 48
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 49
4.1 Kết quả 50
Trang 24.2 Ưu điểm 50
4.3 Khuyết điểm 50
4.4 Hướng phát triển của đề tài 50
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
PHỤ LỤC 53
Trang 3Bảng 1: Danh mục hình ảnh
Số hiệu Tên hình vẽ trang
Trang 4Bảng 2: danh mục bảng biểu
pháp truyền thống cũ
51
Trang 5CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay sự tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng những tiến bộ ở những nước phát triển như Mitsubishi, siemens, omron, Rockwell, Những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều công nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế cho những công nghệ đã lỗi thời Nhằm bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng yêu cầu CNH_HĐH đất nước thì ngành công nghiệp Việt Nam đã và dần dần hạn chế dần lao động chân tay qua đó tiết kiệm được sức người, nâng cao được hiệu quả và năng suất của công ty, đảm bảo an toàn sức khỏe cho người lao động trong các môi trường nguy hiểm và độc hại
Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi xử lý,
vi điều khiển, điện khí nén, … Đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như các dây truyền xản xuất nước ngọt, nước suối, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo quy trình CNC, PLC,
Một trong những loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đảm bảo có độ tin cậy cao
là hệ thống điều khiển tự động PLC Với đề tài “Thiết kế mô hình hệ thống đóng nắp chai ” Bởi vì hiện trạng các hệ thống sản xuất nước ở một số nơi còn còn sử dụng lao động tay và với phương pháp thủ công lạc hậu, còn các quy trình sản xuất nước hiện đại tự động thì còn ít đa phần được sử dụng ở các công ty sản xuất lớn vì giá thành cao Chúng em đã nghiên cứu và vận dụng được những ưu điểm của hệ thống điều khiển này có để có hiệu quả cao Điều đặc biệt là ý tưởng này được giúp ứng dụng trong thực tế rất nhiều
1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.2.1 Đối tượng nghiên cứu
1.2.2 Phạm vi nghiên cứu
nước nhỏ
1.3 Phương pháp nguyên cứu
Trang 6- Phương pháp tìm kiếm nghiên cứu tài liệu
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiển đề tài
Hiện nay có rất nhiều cở sở sản xuất nước đóng chai hoạt động, tuy nhiên đa phần các cơ sở sử dụng phương pháp thủ công nên việc xây dựng một hệ thống sản xuất nước đóng chai giá rẻ một cách hiệu quả là một phần không thể thiếu để tăng
năng suất cũng như hạn chế được lao động bằng tay cho công ty vừa và nhỏ
Hệ thống đóng nắp chai giúp thay thế một số công đoạn làm bằng tay sang sử dụng máy
Tại việt nam, hệ thống đóng nắp chai đã xuất hiện từ khá lâu nhưng còn ít đa phần ở chỉ được sử dụng ở các công ty lớn
Trang 7
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Các công trình nghiên cứu liên quan
2.1.1 Đồ án quy trình sản xuất nước đóng chai
thành ngay trên một máy
hoa quả, nước khoáng, nước tính khiết, trong các loại chai nhựa tổng hợp và thủy tinh Các công đoạn chiết rót bằng phương thức mới (công đoạn chiết với công suất nén nhỏ) nhanh hơn và ổn định hơn Sử dụng PLC Omron trong bộ điều khiển của máy để điều khiển máy chạy tự động, trong khi sự vận hành của băng chuyền đưa chai vào máy với tốc độ có thể điều chỉnh được Nước sử dụng hai đầu nước vào và
1 đâu nước ra Đầu nước vào để rửa chai và 1 đầu nước để chiết Sau khi được qua công đoạn rửa chai nước được chuyển qua phần chiết nước với định lượng đã được
đặt trước rồi được chuyển sang phần xoắn nắp
phóng xạ, muối, phụ da thực phẩm,
Hình 2.1: Đồ án quy trình sản xuất nước đóng chai
Trang 82.1.2 Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động
Thiết bị khả trình PLC mà tôi sử dụng để viết chương trình điều khiển đóng nắp chai trong đồ án này là PLC S7 -200 của hãng Siemens - Đức
Yêu cầu công nghệ
+ Hai băng tải: Băng tải 1: chuyền chai, Băng tải 2: chuyền nắp chai
+ Có 5 cảm biến lần lượt là: Cảm biến siêu âm phát hiện chai bị nứt Cảm biến quang kiểm tra chai không có nước hoặc chưa đầy Cảm biến tiệm cận kiểm tra chai thành phẩm Cảm biến quang kiểm tra nắp chai hỏng Cảm biến quang kiểm tra nắp chai tốt
+ Các Cylinder được sử dụng như sau: Cylinder đẩy chai nứt vào ngăn chứa phế phẩm Cylinder kẹp chai Cylinder tịnh tiến đóng nắp chai Cylinder đẩy nắp chai hỏng
+ Một cái van nhả nắp xuống Cylinder đóng nắp
Một số loại cảm biến siêu âm Cảm biến siên âm có nhiều loại, tùy theo công dụng như để nhận biết vật trong khoảng cách gần hay xa, nhận biết các vật có tính chất khác nhau và trong những điều kiện hoạt động khác nhau mà người ta chế tạo các loại cảm biến siêu âm cũng khác nhau Cảm biến siêu âm và nguyên tắc TOF (Time Of Flight) sóng siêu âm được truyền đi trong không khí với vận tốc khoảng 343m/s Nếu một cảm biến phát ra sóng siêu âm và thu về các sóng phản xạ đồng thời, đo được khoảng thời gian từ lúc phát đi tới lúc thu về, thì máy tính có thể xác định được quãng đường mà sóng đã di chuyển trong không gian Quãng đường di chuyển của sóng sẽ bằng 2 lần khoảng cách từ cảm biến tới chướng ngoại vật, theo hướng phát của sóng siêu âm.Hay khoảng cách từ cảm biến tới chướng ngại vật sẽ được tính theo nguyên lý TOF: d = v • t/2 Tầm quét của cảm biến siêu âm : Cảm biến siêu âm có thể được mô hình hóa thành một hình quạt, trong đó các điểm ở giữa dường như không có chướng ngại vật, còn các điểm trên biên thì dường như có chướng ngại vật nằm ở đâu đó Thông số một số loại cảm biến siêu âm SRF: Ước tính góc của hình nón cảm biến ở 1 / 2 cảm biến: Số vang ghi lại bởi cảm biến
Trang 9Đây là những tiếng vọng ghi từ đọc gần đây nhất, và được ghi đè mới bằng mỗi lần khác nhau
A: Những cảm biến nhỏ hơn điển hình (SRF 05/04 / 08) kích thước
B: Phạm vi thời gian có thể được điều chỉnh xuống bằng cách điều chỉnh được C: cảm biến này cũng bao gồm một photocell ở mặt trước để phát hiện ánh sáng
D: Hoạt động ở một tần số 235kHz cao hơn
Một số loại cảm biến tiệm cận Cảm biến tiệm cận là giải pháp đủ khả năng và chung nhất để phát hiện đối tượng mà không cần chạm vào Cảm biến tiệm cận được sử dụng phổ biến nhất là loại cảm ứng từ, nó phát ra một trường điện từ để phát hiện đối tượng kim loại đi qua gần bề mặt của nó Đây là cách thông thường dễ nhất mà kỹ thuật cảm biến áp dụng cho những ứng dụng phát hiện đối tượng kim loại trong phạm vi một hoặc hai inch của bề mặt cảm biến Cảm biến tiệm cận của Autonics có 12 chủng loại gồm 6 loại khác nhau, cảm ứng từ và điện dung, và duy trì vị trí số 1 thị trường Hàn Quốc hơn 10 năm qua, và vẫn nỗ lực để cải tiến chất lượng sản phẩm và độ tin cậy cảm biến lên mức cao nhất của thị trường toàn cầu Nếu bạn đang tìm kiếm loại cảm biến tiệm cận đáng tin cậy và giá cả hợp lý, Autonics là câu trả lời CR Series : Cảm biến tiệm cận loại điện dung PFI Series : Cảm biến tiệm cận loại dẹp PT Series: Hộp mối nối
Một số loại cảm biến quang Các thiết bị chuyển mạch quang điện có thể vận hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát hiện sẽ chắn chùm sáng không cho chúng chiếu tới thiết bị dò hoặc theo kiểu phát xạ vật thể cần phát hiện sẽ phản chiếu chùm sáng lên thiết bị dò Trong cả hai kiểu, cực phát bức xạ thông thường gọi là điốt phát quang (LED) thiết bị dò bức xạ có thể là các transistor quang thường
là một cặp transistor Cặp transistor này làm tăng độ nhạy của thiết bị tuỳ theo mạch được sử dụng đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp sau khi ánh sáng truyền đến transistor Các bộ cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của vật thể ở khoảng cách ngắn
Cylinder Cylinder là một thiết bị giống như trục lăn, dùng để làm những băng chuyền dể di chuyển những vật đặt trên nó Thiết bị này đặc biệt phù hợp với những nhà máy sản xuất ở Việt Nam chúng ta
Trang 10Mô tả hoạt động hệ thống Sau khi qua khâu chiết rót, chai được băng tải chuyển đến khâu đóng nắp Như vậy, bắt đầu qua khâu chiết rót thì khâu tiếp theo sẽ được
mô tả như sau: Chai đi từ khâu chiết rót có thể sẽ có chai bị nứt ( không vỡ, vì muốn chiết rót nước vào chai thì trước đó khâu chiết rót phải phát hiện chai bị bể, vỡ trước), vì chai nứt thì vẫn có thể chứa nước nhưng không đẹp về thẩm mỹ nên sẽ không được xuất ra thị trường, vì vậy chai nứt sẽ bị loại ở khâu này (hoặc vẫn có thể sẽ bị loại ở khâu chiết rót) Vậy, một cảm biến siêu âm sẽ được đặt để phát hiện chai bị nứt Một cảm biến quang sẽ được đặt để phát hiện chai không có nước hoặc chưa đầy nước.Chai nứt và chai không có nước hoặc chưa đầy nước sau khi được cảm biến phát hiện sẽ bị Cylinder đẩy xuống ngăn chứa phế phẩm Các chai đảm bảo chất lượng tiếp tục được băng tải chuyển đi Khi chai đi đến chỗ đóng nắp sẽ có một cảm biến tiệm cận phát hiện, và sẽ có một cylinder kẹp chai lại, cùng lúc đó sẽ
có một cylinder tịnh tiến xuống đóng nắp chai Về nắp chai, khi có tín hiệu của cảm biến kiểm tra nắp nguyên thì van sẽ nhả nắp xuống Cylinder dập nắp chai
Hình 2.2: Mô phỏng quá trình sản xuất nước đóng
2.1.3 Đồ án chiết rót và lưu kho tự động của sinh viên trường SPKT
Hệ thống sử dụng PLC Siemen S7 500
Hệ thống hoạt động với 3 công đoạn:
Trang 11- Băng chuyền đưa chai nước sẽ có cơ cấu kẹp giữ chặt chai nước, sau đó
nước sẽ được bơm vào chai
này nắp sẽ nằm trên miệng của chai nước
nén và động cơ xoắn nắp Lúc này cảm biến ở vị trí đóng nắp phát hiện và điều khiển khí nén đóng xuống và động cơ xoắn nắp sẽ xoắn nắp theo thời gian quy định
trong chương trình PLC
Hình 2.3: Phần chiết rót và đóng nắp chai
ngang vào vị trí tay kẹp và khi cảm biến đếm số lượng đủ 6 chai nước van khí của tay kẹp sẽ tác động và kẹp cổ của 6 chai, mặt bằng ở phía dưới chai nước mở ra và các xilanh đưa chai nước hoàn chỉnh xuống hệ thống lưu kho được bố trí ở bên
dưới mô hình
Trang 12DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Hoàng Vinh – Đào Duy Khương - Vô Thị Ánh Tuyết - Trần Thị Thu
[2] Nguyễn Thị Phương Hà (2009), Lý thuyết điều khiển hiện đại, NXB ĐH
Quốc Gia ,Thành Phố Hồ Chí Minh
[3] http://doc.edu.vn/tai-lieu/tim-hieu-phan-mem-intouch-wonderware-3590/ [4]
https://plcvietnam.com.vn/forum/forumdisplay.php/36-INTOUCH-WONDERWARE
[5] https://www.kepware.com/en-us/products/kepserverex/
[6] http://plcprovn.com/kepware-vo-doi-trong-moi-ket-noi-opc.t14191.html [7] https://plcvietnam.com.vn/forum/showthread.php
[8] https://www.slideshare.net/phantcang/o-an-quy-trinh-cong-nghe-san-xuat-nuoc-uong-ong-chai-tai-lieu-ebook-giao-trinh