Thiết kế xây dựng hệ thống định mức và chiết rót chai tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỊNH MỨC VÀ CHIẾT RÓT CHAI TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỊNH MỨC VÀ CHIẾT RÓT CHAI TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Lê Văn Q Người hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Thắng HẢI PHỊNG - 2019 Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Lê Văn Quí – MSV : 1312102016 Lớp : ĐC1701- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế xây dựng hệ thống định mức chiết rót chai tự động NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Nguyễn Trọng Thắng Tiến sĩ Trường Đại học dân lập Hải Phòng Toàn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngàytháng năm 2019 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng .năm 2019 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Lê Văn Quí Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hướng dẫn Đ.T.T.N TS Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngày tháng năm 2019 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2019 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2019 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ .2 1.1 TỔNG QUAN VỀ TOÀN BỘ DÂY CHUYỀN 1.1.1 Máy chiết rót 1.1.2 Máy đóng nắp chai 1.2.3 Máy đóng thùng 1.1.4 Máy dán nhãn 11 1.2 CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG, YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG 14 CHƯƠNG CÁC CÔNG NGHỆ TRÊN DÂY CHUYỀN ĐO MỨC VÀ CHIẾT RÓT CHAI TỰ ĐỘNG 15 2.1 CẢM BIẾN ĐO MỨC NHIÊN LIỆU 15 2.2 CẢM BIẾN DÙNG TRONG DÂY TRUYỀN CHIẾT RÓT 19 2.2.1 Cảm biến tiệm cận 19 2.2.2 Cảm biến quang 21 2.2.3 Biến tần động băng tải 23 2.3 TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200 27 2.3.1 Giới thiệu chung 27 2.3.2 Chương trình S7-200 32 CHƯƠNG THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN ĐO MỨC VÀ CHIẾT RÓT TỰ ĐỘNG 37 3.1 GIỚI THIỆU VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ĐO MỨC VÀ CHIẾT RĨT TẠI CƠNG TY TNHH VICO 37 3.1.1 Giới thiệu dây chuyền định mức chiết rót nước rửa chén 37 3.1.2 Các thiết bị liên quan có máy chiết rót chai .39 3.1.3 Chế độ vận hành 40 3.2 NGUYÊN LÝ HỌAT ĐỘNG 41 3.3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH PLC VÀ THIẾT KẾ CÁC KHỐI CHO DÂY CHUYỀN 48 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 LỜI MỞ ĐẦU Tự động hóa cơng nghiệp mục tiêu quan trọng q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Ngành tự động hóa ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: nơng nghiệp, sinh hoạt… Tự động hóa giúp tăng suất, tăng độ xác tăng hiệu q trình sản xuất Để thực tự động hoá sản xuất, bên cạnh thiết bị máy móc khí hay điện, dây chuyền sản xuất…v.v, cần có điều khiển để điều khiển chúng Trong thiết bị đại đưa vào dây chuyền sản xuất tự động không kể đến biến tần PLC PLC thiết bị điều khiển đa ứng dụng rông rãi công nghiệp để điều khiển hệ thống theo chương trình viết người sử dụng Các đối tượng mà PLC điều chỉnh đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất…v.v Là sinh viên theo học chun ngành “Điện Tự Động Hóa Cơng nghiệp” nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà, phục vụ tốt cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Vì lý em chọn đề tài: “ Thiết kế xây dựng hệ thống định mức chiết rót chai tự động” Trong đồ án em trình bày nội dung sau: Chương 1: Tổng quan dây chuyền công nghệ Chương 2: Các công nghệ dây chuyền đo mức chiết rót chai tự động Chương 3: Thiết kế dây chuyền đo mức chiết rót tự động Hình 3.5: Hình ảnh cần nhiên liệu, cảm biến thước đo vị trí cảm biến tiệm cận - Bước 5: Choán nhiên liệu đầy đường ống Ban đầu hứng máng nhiên liệu vào trước, sau hạ bình nhiên liệu, tiếp đến mở van vịi rót, mở van lật sau nâng bình nhiên liệu, nhiên liệu chảy thành dòng tiến hành đóng van vịi rót trước, sau đóng van lật Khi bước hồn thành ta tiến hành chay máy tự động Chú ý: Khi chuyển hệ thống sang chạy tự động phải đóng tất cửa máy, khơng phép cho tay vào cảm biến không hệ thống đếm nhầm Khi chạy tự động phải chắn nút dừng khẩn cấp mở, công tắc điều khiển cấu chuyển chế động tự động thực bước phần hiệu chỉnh, chuyển công tắc hệ thống sang tự động 44 Nhấn nút KHỞI ĐỘNG màu xanh bảng điều khiển, sau nhấn nút CHẠY lúc băng tải chạy hệ thống barier hoạt động chặn cửa băng tải, sau băng tải chạy cảm biến gương số đếm đủ 10 chai vào đóng barier 1, cần nhiên liệu hạ xuống chạm vào cảm biến tiệm cận dừng lại, sau van vịi phun mở, có tín hiệu cảm biến vịi phun mở van lật đảo trạng thái bình nhiên liệu đẩy lên bơm nhiên liệu vào chai, xi lanh bình nhiên liệu chạm vào cảm biến hành trình phía pitton kết thúc trình bơm nhiên liệu, cần nhiên liệu nhấc lên chạm tới cơng tắc hành trình phía dừng lại van vịi phun, van lật bình nhiên liệu tự động đảo trạng thái tiếp tục cho lần bơm nhiên liệu tiếp theo, lúc barier ngắt để chai theo băng tải ngoài, cảm biến gương số đếm đến chai thứ barier mở tiếp tục cho chai vào để chiết rót, cảm biến gương số đếm đủ 10 chai đóng barier cảm biến gương số đếm đủ 10 chai đóng barier tiếp tục q trình chiết rót, quy trình lặp lại có lệnh dừng Rửa bình nhiên liệu đường ống - Chế độ rửa có tác dụng công tắc hệ thống chuyển tay - Chỉ cần chuyển công tắc hệ thống công tắc rửa vệ sinh tay: lúc van vịi phun tự động mở, bình nhiên liệu van lật tự động mở hút để bơm nước rửa bình nhiên liệu đường ống Các lỗi thường gặp cách xử lý khắc phục Đổ chai barier đâm vào chai - Nguyên nhân: + Kích thước chai chưa đúng, chai bị méo - Cách khắc phục + Nhấn nút nhấn dừng khẩn cấp, đẩy toàn chai đếm chạy lại từ đầu 45 Khi máy chạy van khơng hoạt động - Ngun nhân: + Do khơng có điện cấp tới van + Do khơng có khí cấp tới van + Van điện từ bị hỏng (bị kẹt hỏng cuộn hút) + Hỏng rơ le trung gian cấp điện cho cuộn hút - Cách khắc phục + Kiểm tra lại nguồn điện 24V DC cấp tới van + Kiểm tra khí cấp tới van, hay kiểm tra lại khí van + Kiểm tra lại cảm biến hành trình cấu + Kiểm tra lại công tắc chế độ tay Cảm biến đếm nhầm - Nguyên nhân: + Do có vật khơng phải chai che cảm biến gương + Chỉnh độ nhạy cảm biến gương chưa chuẩn Tia cảm biến gương không chỉnh vào phần cổ gần miệng chai mà chỉnh + xuống phần thân chai + Cảm biến chưa nhìn thấy gương phản xạ - Cách khắc phục + Kiểm tra xem có vật lạ che tia phản xạ không + Chỉnh lại độ nhạy cảm biến gương + Chỉnh lại tia cảm biến gương Sau rót xong cần nhiên liệu nâng lên mà barier không mở để chai thoát - Nguyên nhân: + Do cảm biến đếm chai đầu bị tín hiệu + Hơi phần nâng hạ bình nhiên liệu chưa chuẩn - Cách khắc phục 46 + + Kiểm tra lại cảm biến đếm chai đầu Chỉnh lại phần điều chỉnh phần nâng hạ bình nhiên liệu - Lưu đồ thuật tốn: Hình 3.6: Lưu đồ thuật tốn máy chiết rót rút gọn 47 Hình 3.7: Lưu đồ thuật tốn chi tiết 3.3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH PLC VÀ THIẾT KẾ CÁC KHỐI CHO DÂY CHUYỀN + Chương trình PLC: Chương trình viết phần mềm Step7 MicroWIN V4.0 48 49 50 51 52 53 54 55 KẾT LUẬN 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 thân giúp đỡ thầy cô bạn bè em hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên khơng tránh khỏi thiết sót mong góp thầy bạn đọc Trong đồ án 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 + Kiến nghị Do trình bày đồ án khơng có mơ hình thực tế nên khơng tránh khỏi thiết sót Do thời gian kiến thức có hạn nên cịn nhiều chức phần mềm S7 chưa khai thác Dây chuyền ứng dụng chuyên cho sản xuất nước rửa chén loại dịch lỏng + Hướng phát triển đề tài Em hy vọng lớp khóa sau có hội làm đề tài đề tài tương tự mở rộng đề tài với số gợi ý sau : Được tham quan, tìm hiểu kỹ cơng nghệ sản xuất nhà máy xí nghiệp với dây chuyển chiết rót, dập nắp, phân loại đóng thùng sản phẩm nhà máy xí nghiệp như: dây chuyền sản xuất nước rửa chén lớn hơn, dây chuyền sản xuất nước giải khát công ty Pepsi, Cocacola, 56 dây chuyển sản xuất nước mắm tập đoàn Masan, dây chuyển chiết rót nước khống lavie Nestle…v.v , để đề tài có tính thực tiễn sát với u cầu thực tế Khai thác thêm tính ưu việt phần mềm Step7 việc thiết kế thực tế Nghiên cứu, tìm hiểu thêm số phần mềm lập trình PLC mơ khác PCS7 Siemens, Logix Factory Talkcủa Allen Bradley, GX Mitsubishi… Tiến hành phát triển xây dựng đề tài với mơ hình thật Tìm hiểu thêm mạng truyền thơng cơng nghiệp SCADA Và kết hợp với hệ thống mô WINCC hình HMI thay cho bảng điều khiển Trong suốt trình học tập làm đồ án tốt nghiệp này, cho em nhiều kiến thức kinh nghiệm chuyên nghành Để hoàn thành đồ án em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ts Nguyễn Như Hiền, Ts Nguyễn Mạnh Tùng (2007), Điều khiển Logic PLC, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xn Minh (2000), Tự động hố với Simatic S7-200, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Các tài liệu từ Internet tham khảo diễn đàn: http//www.automation.siemens.com http//www.plcvietnam.com.vn http//www.tailieu.hpu.edu.vn 58 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỊNH MỨC VÀ CHIẾT RÓT CHAI TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG... “ Thiết kế xây dựng hệ thống định mức chiết rót chai tự động? ?? Trong đồ án em trình bày nội dung sau: Chương 1: Tổng quan dây chuyền công nghệ Chương 2: Các công nghệ dây chuyền đo mức chiết rót. .. định lượng xác nhờ bình định mức trước rót vào chai  Định lượng chiết tới mức cố định: chất lỏng chiết tới mức cố định chai cách chiết đầy, sau lấy khối thể tích bù trừ khỏi chai; mức lỏng chai