Đồ án chuẩnTìm hiểu và thực hiện khâu rót chất lỏng vào chai trong hệ thống sản xuất chất lỏng 1.2.Tìm hiểu tổng quan về hệ thống rót chất lỏng vào chai trong nhà máy1.2.1.Quá trình rót chất lỏng 1.2.2.Quy trình đóng nút1.2.3.Quy trình dán nhãn1.2.4.Quá trình đóng thùngI.CÁC CÔNG NGHỆ TRÊN DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT CHẤT LỎNG VÀO CHAI TỰ ĐỘNG2.1.Cảm biến mức2.2.Cảm biến quang2.3.Hệ thống băng chuyềnII.SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGIII.BỘ ĐIỀU KHIỂN PLCTìm hiểu và làm quen với một dây chuyền sản xuất tự động cùng với các thiết bị điện hiện đại như PLC, Sensor, biến tần…Nghiên cứu và sử dụng được chương trình Step7 MicroWin trong việc viết chương trình điều khiển đáp ứng đúng yêu cầu của một hệ thống máy.Phát triển kỹ năng tư duy sáng tạo, khả năng học hỏi và giải quyết vấn đề. Khai thác được sức mạnh công nghệ thông tin trong việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN Đề tài: Tìm hiểu thực khâu rót chất lỏng vào chai hệ thống sản xuất chất lỏng Sinh viên thực hiện: Nhóm Giáo viên hướng dẫn: Thầy Hà Văn Phương Hà Nội, 5/2018 LỜI NÓI ĐẦU Trong học phần Đo lường Cảm biến, chúng em tiếp thu kiến thức lý thuyết cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động, ứng dụng thiết bị đo lường cảm biến Đồng thời với tiết học thực hành, chúng em tiếp xúc thực tế với thiết bị, giúp hiểu rõ lý thuyết học Những kiến thức kỹ thu học phần giúp chúng em sống làm việc thời đại Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa Kết thúc học phần, nhóm thầy giao cho đề tài: “Tìm hiểu thực khâu rót chất lỏng vào chai hệ thống sản xuất chất lỏng” Chúng em nhận thấy đề tài cần thiết hợp lý giúp áp dụng lý thuyết kỹ học thực tiễn Do thiếu sót kiến thức kinh nghiệm Chúng em mong có giúp đỡ góp ý từ thầy để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nhiệm vụ đề tài 1.2 Tìm hiểu tổng quan hệ thống rót chất lỏng vào chai nhà máy 1.2.1 Q trình rót chất lỏng 1.2.2 Quy trình đóng nút 1.2.3 Quy trình dán nhãn 1.2.4 Q trình đóng thùng CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN I II III CÁC CƠNG NGHỆ TRÊN DÂY CHUYỀN CHIẾT RĨT CHẤT LỎNG VÀO CHAI TỰ ĐỘNG 2.1 Cảm biến mức 2.2 Cảm biến quang 2.3 Hệ thống băng chuyền SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nhiệm vụ đề tài - Rót chất lỏng theo mức định trước Lượng chất lỏng rót vào chai theo chế độ: 0.5 lít; lít; 1.5 lít Tốc đọ 60 chai/ phút Đếm số lượng sản phẩm 1.2 Tìm hiểu tổng quan hệ thớng rót chất lỏng vào chai nhà máy Hiện với cơng nghệ đại nhiều q trình cơng nghiệp tự động hóa Trong dây truyền đóng nút chai tự động hệ thống sử dụng phổ biến rộng rãi Một hệ thống sản xuất nước đóng chai đại thường phân chia thành nhiều khâu nối tiếp Một quy trình dây truyền đóng chai khép kín mô tả sau: Từ khâu cấp chai, chai đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai cho qua hệ thống rửa Chai dùng hệ thống đóng chai thường chai thành phẩm, nên thường khâu qua súc rửa để làm bụi Sau rửa sạch, chai băng chuyền đưa đến hệ thống rót liệu, tới vị trí rót, chai dừng xác nhờ cảm biến, để đảm bảo xác nữa, bố trí cấu khí để kẹp giữ chai Hệ thống van rót, cấu rót hạ xuống cho vòi rót ngập sâu miệng chai Sở dĩ cần thiết kế áp suất bể chứa giữ lớn không đổi, đảm bảo tốc độ rót cao thời gian lần rót nhau, việc nhúng vòi rót vào chai để tránh chất lỏng văng rót với tốc độ lớn Khi chai đạt mức quy định băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút Khâu đóng nút bao gồm cấu cấp nắp chai đóng nút Cơ cấu đóng xi lanh thủy khí (với nút dập) mô tơ (với nút vặn), cấu cấp nắp chai dạng gài sẵn băng tải kết hợp với cấu dập Sau khâu dán nhãn, coi khâu đơn giản hệ thống đóng chai Cơ cấu bơi keo dính gắn băng tải bố trí tiếp tuyến cho tì vào mặt chai, ngồi chuyển động thẳng băng tải, chai chuyển động quay tròn lực tì cấu bơi keo Tương tự với cấu cấp nhãn, chai sau bôi keo, quay tròn, băng giấy nhãn vòng quanh chai Khâu cuối kiểm tra đóng gói sản phẩm Khâu kiểm tra bao gồm loạt cảm biến để kiểm tra chất lượng sản phẩm (đủ định mức, đóng nút dán nhãn đạt yêu cầu…) sau kiểm tra qua cấu phân loại, tay gạt loại bỏ chai sang băng tải khác Các chai đạt tiêu chuẩn qua khâu đóng gói, chai xếp thành khối nhờ tay máy gạt nâng hạ Như toàn quy trình cơng nghệ đóng nút chai tự động hồn toàn, với đầu vào nguyên liệu chai rỗng, đầu sản phẩm đem bán trực tiếp • Gồm q trình sau: 1.2.1 Quá trình rót chất lỏng Các chai sau rửa băng tải đưa đến vị trí rót Khi gặp cảm biến vị trí băng tải dừng lại Cảm biến vị trí lại báo cho điều khiển hệ thống rót chất lỏng hoạt động, hệ thống rót xả nhiên liệu vào chai đo cảm biến mức, đạt mức quy định cảm biến lưu lượng báo điều khiển dừng hệ thống rót Q trình rót kết thúc Hình 1.1: Máy chiết rót tự động FOL Hình 1.2: Máy chiết rót bàn quay 1.2.2 Quy trình đóng nút Khi đạt mức quy định cảm biến vị trí báo điều khiển dừng hệ thống rót Các chai rót đủ nhiên liệu tiếp tục băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút Khi chai gặp cảm biến vị trí hệ thống băng tải dừng lại Cảm biến báo điều khiển, điều khiển hệ thống đóng nút chai Van khí nén điều khiển xi lanh dập nút chai, nút chai dập vào chai Sau dập xong cảm biến vị trí lại báo tín hiệu cho hệ thống chai lại tiếp tục di chuyển đến vị trí dán nhãn Hình 1.3: Máy đóng nắp chiết rót tích hợp 1.2.3 Quy trình dán nhãn Sau chai qua vị trí đóng nút, tiếp tục di chuyển Khi đến vị trí dán nhãn cảm biến vị trí lại báo cho hệ thống băng tải dừng lại Tại vị trí dán nhãn có cấu kẹp hai bên vào kẹp chặt chai lại Khi xi lanh dán nhãn hoạt động chai dán nhãn Sau dán xong cấu kẹp nhả cảm biến vị trí báo cho hệ thống băng tải tiếp tục chạy Các chai sau dán xong đưa vào đóng hộp Hình 1.4: Máy dán nhãn 1.2.4 Q trình đóng thùng Các máy đóng thùng chai đa dạng từ thô sơ tới đại Tùy theo dạng sản phẩm có cách đóng gói khác Với chai lọ thủy tinh dễ vỡ hay chai có dung tích lớn thường đóng thùng cánh tay Robot Phương pháp đại xác nhất, đảm bảo chống va đập làm hỏng sản phẩm Số lượng sản phẩm phụ thuộc vào kích thước thùng chứa, số lượng chai gắp lần dễ dàng cài đặt, ví dụ để đóng két cho bia chai lần cánh tay robot gắp 20 chai Dây chuyền đóng thùng gồm băng tải, băng tải đưa sản phẩm đến tay gắp, băng vận chuyển thùng, hai băng tải đặt ngang Bộ phận gắp chai điểu khiển đồng khí nén Hình 1.5: Bộ phận gắp chai vào thùng CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN • Hệ thống chiếu sáng: Tất hệ thống có hệ thống đèn chiếu sáng tiết kiệm điện, khơng gây mỏi mắt … • Mặt bàn làm việc: Dùng cho công nhân thao tác, vận hành Vật liệu gỗ MDF phủ cao su, PVC Inox • Tủ điều khiển: biến tần, Đèn báo, công tắc, nút dừng khẩn cấp … • Chi tiết khác: Ngồi ra, tùy theo yêu cầu riêng biệt, hệ thống dây chuyền thiết kế móc treo dụng cụ, khay đựng linh kiện, quạt làm mát, hệ thống khí nén II SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Từ thực tế dây truyền nhà máy qua tìm hiểu, nhóm xây dựng sơ đồ khối đề tài sau: Nguyên lý hoạt động • Nhấn nút khởi động hệ thống đồng thời chọn lượng chất lỏng cần rót • • • • • • • III với chế độ: 0.5 lit; lit; 1.5 lit Sau ấn nút khởi động, động kéo băng tải quay đẩy xilanh chặn đầu hệ thống rót chất lỏng, đồng thời hút chất lỏng vào bình chứa trước rót Các chai theo băng tải qua cảm biến quang đầu vào hệ thống rót chất lỏng Cảm biến phát chai gửi tín hiệu đếm Khi đếm đủ chai, đẩy xilanh chặn đầu vào hệ thống rót chất lỏng xilanh hạ cần rót Cần rót hạ xuống vị trí đặt cảm biến hạ cần thực rót chất lỏng Do lưu lượng chất lỏng không đổi, nên ta định lượng cách xác định thời gian rót - 1.5 giây chế độ 0.5 lit - giây chế độ lit - 4.5 giây chế độ 1.5 lit Sau rót xong, cần rót nâng lên cảm biến hạ cần khơng tín hiệu, mở đầu hệ thống rót chất lỏng Cảm biến quang đầu đếm phát đủ chai mở đầu vào chặn đầu hệ thống, đồng thời hút thêm chất lỏng vào bình chứa Quy trình lặp lại đến ấn nút OFF, hệ thống dừng hoạt động BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC Để triển khai trì hoạt động q trình cơng nghệ phải cần tới cơng nghệ lập trình PLC - PLC ( Programmable Logic Controller ): Bộ điều khiển lập trình, PLC xếp vào họ máy tính, sử dụng ứng dụng công nghiệp thương mại - PLC đặt biệt sử dụng ứng dụng hoạt động logic điều khiển chuổi kiện - PLC có đầy đủ chức tính tốn vi xử lý Ngồi ra, PLC có tích hợp thêm số hàm chuyên dùng điều khiển PID, dịch chuyển khối liệu, khối truyền thơng,… - PLC có ưu điểm: + Có kích thước nhỏ, thiết kế tăng bền để chịu rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn, đáng tin cậy + Rẻ tiền ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp + Dễ dàng nhanh chống thay đổi cấu trúc mạch điều khiển + PLC có chức kiểm tra lỗi, chẩn đốn lỗi + Có thể nhân đơi ứng dụng nhanh tốn - Trên thị trường có nhiều loại PLC như: Siemen, Mitsubishi, Omron, Idec, Fuji Qua tìm hiểu phân tích thơng số loại PLC u cầu dây truyền cơng nghệ chúng em thấy Siemen có ưu điểm phù hợp với yêu cầu dây truyền Với đề tài chúng em lựa chọn CPU 224 AC/DC/RLY Thông tin: - Nguồn cấp: 85-264VAC 47-63Hz - Kích thước: 120.5mm x 80mm x 62mm Dung lượng nhớ chương trình: 4096 words Dung lượng nhớ liệu: 2560 words Bộ nhớ loại EEFROM Có 14 cổng vào, 10 cổng Có thể thêm vào modul mở rộng kể modul Analog Tốc độ xử lý lệnh logic Boole 0.37µs Có 256 timer , 256 counter, hàm số học số nguyên - sốn thực Có đếm tốc độ cao, tần số đếm 20 KHz Có điều chỉnh tương tự Các ngắt: phần cứng, theo thời gian, truyền thông,… Đồng hồ thời gian thực Chương trình bảo vệ Password Tồn dung lượng nhớ không bị liệu 190 PLC bị điện - Xuất sứ: Siemens Germany - CPU cấp nguồn 220VAC.Tích hợp 14 ngõ vào số (mức 24Vdc, mức 0Vdc) 10 ngõ dạng relay Mô tả đèn báo S7-200: - SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu PLC có hỏng hóc - RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC chế độ làm việc thực chương trình nạp máy - STOP (đèn vàng): Đèn vàng sáng báo hiệu PLC chế độ dừng, khơng thực chương trình có - Ix.x (đèn xanh)chỉ trạng thái logic tức thời cổng Ix.x Đèn sáng tương ứng mức logic - Qx.x (đèn xanh): trạng thái logic tức thời cổng Qx.x Đèn sáng tương ứng mức logic Cách đấu nối ngõ vào PLC: Chương trình PLC CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ Thời gian làm đồ án em có nhiều trải nghiệm kinh nghiệm kiến thức cho chuyên ngành Đồ án từ thực tế nên có khả ứng dụng cao Với nỗ lực nhóm giúp đỡ thầy bạn bè em hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên khơng tránh khỏi thiết sót mong góp thầy bạn đọc Trong đồ án chúng em học hỏi phần như: Tìm hiểu làm quen với dây chuyền sản xuất tự động với thiết bị điện đại PLC, Sensor, biến tần… Nghiên cứu sử dụng chương trình Step7 MicroWin việc viết chương trình điều khiển đáp ứng yêu cầu hệ thống máy Phát triển kỹ tư sáng tạo, khả học hỏi giải vấn đề Khai thác sức mạnh công nghệ thông tin việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu Các hạn chế thực hiện: Khơng tham quan q trình thực tế nhà máy mà tham khảo tài liệu qua sách báo, internet,… nên làm có nhiều thiếu sót có sai sót,… Trong suốt q trình học tập làm đồ án tốt nghiệp này, cho chúng em nhiều kiến thức kinh nghiệm chuyên nghành Để hoàn thành đồ án chúng em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! ... hút chất lỏng vào bình chứa trước rót Các chai theo băng tải qua cảm biến quang đầu vào hệ thống rót chất lỏng Cảm biến phát chai gửi tín hiệu đếm Khi đếm đủ chai, đẩy xilanh chặn đầu vào hệ thống. .. khâu cấp chai, chai đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai cho qua hệ thống rửa Chai dùng hệ thống đóng chai thường chai thành phẩm, nên thường khâu qua súc rửa để làm bụi Sau rửa sạch, chai. .. Lượng chất lỏng rót vào chai theo chế độ: 0.5 lít; lít; 1.5 lít Tốc đọ 60 chai/ phút Đếm số lượng sản phẩm 1.2 Tìm hiểu tổng quan hệ thống rót chất lỏng vào chai nhà máy Hiện với công nghệ đại