ĐATN_tự động hóa mô phỏng quá trình sản xuất bia (full code)

ĐATN này là tâm huyết của mình trong 4 năm đại học, nó đã giúp mình đạt điểm 9. File này mình đã ghi chi tiết đầy đủ cách đấu nối, lắp ráp và code. các bạn tải về và làm theo thôi nhé. Chúc các bạn thành công.

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp thân Các kết Đồ án tốt nghiệp trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả ĐATN/KLTN Chữ ký i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.s Vũ Minh Quang người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo trường Đại học Thủy Lợi nói chung, thầy Khoa điện- điện tử nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ viii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TÌM HIỂU DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA 1.1 Tổng quan nghành bia: 1.1.1 Sự đời phát triển bia giới .1 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam .3 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất bia 1.2.1 Chỉ tiêu chất lượng 1.2.2 Nguyên liệu sản xuất bia 1.3 Ví dụ quy trình cơng nghệ sản xuất bia vàng 1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 1.3.2 Nghiền malt 10 1.3.3 Nghiền gạo 10 1.3.4 Hồ hóa 11 1.3.5 Đường hóa 11 1.3.6 Lọc dịch đường .12 1.3.7 Nấu hoa 12 1.3.8 Quá trình lắng .13 1.3.9 Làm lạnh nhanh 14 1.3.10 Bão hòa O cho dịch đường 14 1.3.11 Lên men 14 1.3.12 Lọc bia 15 1.3.13 Bão hòa CO .16 1.3.14 Hoàn thiện sản phẩm: 16 CHƯƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT BỊ CHẤP HÀNH 20 2.1 Lựa chọn PLC 20 2.1.1 Tổng quan PLC 20 2.1.2 PLC Siemens 22 2.1.3 Lựa chọn PLC modul mở rộng 25 2.2 Tính tốn chọn thiết bị chấp hành .26 2.2.1 Máy chiết chai 26 2.2.2 Máy dập nút chai 27 2.2.3 Bàn xoay .27 2.2.4 Máy dãn nhãn .27 2.2.5 Máy gắp bia 28 2.2.6 Máy loại sản phẩm 28 2 iii 2.2.7 Băng tải 28 2.2.8 Tính tốn cơng suất tồn hệ thống 34 2.3 Chọn aptomat, contactor role nhiệt 34 2.3.1 Chọn thiết bị cho máy chiết bia 43 2.3.2 Chọn thiết bị cho máy dập nút chai 43 2.3.3 Chọn thiết bị cho bàn xoay 44 2.3.4 Chọn thiết bị cho máy dán nhãn 44 2.3.5 Chọn thiết bị cho máy gắp bia 45 2.3.6 Chọn thiết bị cho máy loại sản phẩm 45 2.3.7 Chọn thiết bị cho băng tải 45 2.3.8 Chọn aptomat cho nguồn tổng 47 2.4 Nút nhấn 47 2.5 Cảm biến vị trí 53 2.6 Mạch lực mạch điều khiển 54 2.6.1 Mạch điều khiển 54 2.6.2 Mạch động lực 55 CHƯƠNG LẬP TRÌNH SƠ ĐỒ LOGIC HỆ THỐNG ĐĨNG GĨI TRONG SẢN XUẤT BIA 56 3.1 Sơ đồ công nghệ 56 3.2 Biểu đồ chức 62 3.3 Lập trình sơ đồ logic dạng bậc thang(LAD) 63 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 89 4.1 Giới thiệu phần mềm mô Wincc RT advanced 89 4.2 Mô hệ thống đóng gói sản phẩm sản xuất bia 89 4.2.1 Chế độ Auto 93 4.2.2 Chế độ Manual 98 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Sản lượng sản xuất bia mức độ tăng trưởng bia giới, 1996-2015 Hình Sản lượng tiêu thụ bia mức độ tăng giới, 1997-2015 Hình Đóng góp ngành Bia-Rượu năm 2014-2016 .4 Hình Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia vàng[1] Hình Quy trình lọc dịch đường .12 Hình Quy trình hồn thiện sản phẩm 16 Hình PLC hãng Siemens[7] .20 Hình 2 Cấu trúc PLC 21 Hình PLC S7-1200 CPU 1214C AC/DC/Relay .25 Hình Modul mở rộng SM1221 .26 Hình Aptomat MCCB hãng Schneider 35 Hình 2.6: Cấu tạo Aptomat MCB Schneider 36 Hình Contactor - Khởi động từ S-T50 Mitsubishi 37 Hình 2.8 Cấu tạo Contactor - Khởi động từ 39 Hình 2.9 Rơle nhiệt Schneider 40 Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo Rơle nhiệt .41 Hình 2.11 Rơ le nhiệt ABB 42 Hình 2.12 Nút nhấn giữ 48 Hình 2.13 Nút nhấn nhả .49 Hình 2.14 Nút nhấn nhả Schneider XA2EA31 .50 Hình 2.15 Nút dừng khẩn cấp Schneider XA2ET42 .51 Hình 2.16 Nút nhấn tự giữ Schneider XA2EH031 51 Hình 2.17 Chuyển mạch Auto-Off-Man .52 Hình 2.18 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4(NPN) 53 Hình 2.19 Mạch điều khiển hệ thống 54 Hình 2.20 Mạch động lực .55 Hình Sơ đồ cơng nghệ hệ thống đóng gói sản xuất bia tự động .56 Hình Biểu đồ chức hệ thống đóng gói sản xuất bia tự động 62 Hình 3 Phần mềm Tia Portal V15 .63 Hình Cách tạo Project .63 Hình 3.5 Cách chọn phần cứng .64 Hình Giao diện hình làm việc Tia Portal V15 64 Hình 3.7Mơ chương trình 65 Hình Giao diện làm việc 89 Hình Giao diện quan sát trình 90 Hình Giao diện bảng điều khiẻn .90 Hình 4 Giao diện số liệu cảnh báo trình 91 v Hình Popup loại sản phẩm lỗi 91 Hình Popup băng chuyền 92 Hình Popup máy tính điều khiển 92 Hình Nhập tài khoản truy cập 93 Hình Giao diện quan sát trình hoạt động chế độ Auto 94 Hình 10 Bàn xoay hoạt động sau bấm Start 94 Hình 11 Băng chuyền đưa két rỗng vào vị trí gắp bia 95 Hình 12 Két rỗng tới vị trí gắp 95 Hình 13 Máy loại loại sản phẩm lỗi 96 Hình 14 Quá trình chiết dập nắp 96 Hình 15 Gắp bia vào két 97 Hình 16 Két bia hồn thành di chuyển 97 Hình 17 Cảnh báo lỗi 98 Hình 18 Bảng điều khiển trình hoạt động chế độ Manual 98 Hình 19 Popup băng chuyền 99 Hình 20 Hình ảnh kết nối Plc thực 99 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Các nước có mức tiêu thụ bia lớn năm 2005[5] Bảng Thành phần hóa học malt Bảng Thành phần hóa học hoa houblon Bảng Hàm lượng hóa chất xử lý nước uống dư lượng cho phép Bảng Bảng thông số công nghệ 26 Bảng 2 Các thiết bị chấp hành hệ thống đóng gói sản phẩm sản xuất bia .34 Bảng Địa kiểu liệu biến đầu vào .60 Bảng Địa kiểu liệu biến đầu .61 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ DI (Digital input): đầu vào số DO (Digital output): Đầu số PLC (Porogrammable Logic Controller): Thiết bị điều khiển khả trình viii LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta đà phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân ngày nâng cao Sự phát triển nhanh chóng kinh tế tốc độ gia tăng dân số Việt Nam tạo điều kiện cho ngành hàng tiêu dùng đồ uống tăng trưởng mạnh mẽ, bật phải kể đến nghành bia rượu chiếm tới 94% tổng tiêu thụ đồ uống có cồn 31% tổng thị trường đồ uống Vì nghành sản xuất bia rượu có tiềm phát triển lớn ngày có nhiều dây chuyền sản xuất bia rượu xây dựng Một yêu cầu đặt cần hệ thống sản xuất đóng gói có tính tự động hóa cao nhằm đảm bảo suất chất lượng sản phẩm Khâu đóng gói sản phẩm khâu quan trọng dây chuyền sản xuất Vậy nên vận dụng kiến thức trình học tập bảo thầy cô em nghiên cứu thực đề tài “Tự động hóa dây chuyền đóng gói sản phẩm sản xuất bia” Network 10 Network 11 Network 12 Network 13 Network 14 87 Network 15 Network 16 88 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 4.1 Giới thiệu phần mềm mô Wincc RT advanced WinCC RT advanced gói phần mềm hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu trình sản xuất Cụ thể hơn, WinCC RT advanced chương trình dùng để thiết kế giao diện Người Máy – HMI (Human Machine Interface) hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập số liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Hình Giao diện làm việc 4.2 Mơ hệ thống đóng gói sản phẩm sản xuất bia Xây dựng mô trương trình với chế độ Auto Manual Chế độ Auto chế độ hoạt động cách tự động theo chu trình lập trình sẵn Hệ thống tự động hoạt động sau nhấn nút Start Chế độ Manual chế độ điều khiển tay Khi chọn chế độ ta điều khiển thiết bị chấp hành Để đảm bảo hoạt động dừng h oàn toàn, trước khởi động hệ thống ta cần nhấn Stop Reset lại hệ thống sau nhấn Start để khởi động 89 Hình Giao diện quan sát trình Hình Giao diện bảng điều khiẻn 90 Hình 4 Giao diện số liệu cảnh báo trình Và số hình popup thuận tiện theo dõi điều khiển Hình Popup loại sản phẩm lỗi 91 Hình Popup băng chuyền Hình Popup máy tính điều khiển Khi muốn vào hình điều khiển cần cấp tài khoản truy cập điều khiển hệ thống 92 Hình Nhập tài khoản truy cập 4.2.1 Chế độ Auto Khi nhấn chọn chế độ Auto nhấn nút khởi động Start, trục động an tồn hệ thống bắt đầu hoạt động theo quy trình hệ thống Hệ thống có nút Stop muốn dừng khẩn cấp hệ thống; nút Reset muốn reset lại toàn hệ thống Trước nhấn Reset người vận hành phải nhấn nút Stop để đảm bảo động dừng họat động Nút Dung để dừng hệ thống cách an tồn theo quy trình dừng an tồn thiết lập sẵn 93 Hình Giao diện quan sát trình hoạt động chế độ Auto Khi bấm Start bàn xoay hoạt động Hình 10 Bàn xoay hoạt động sau bấm Start Khi cảm biến phát két trống đầu băng chuyền băng chuyền hoạt động đưa két vào 94 Hình 11 Băng chuyền đưa két rỗng vào vị trí gắp bia Khi cảm biến phát két rỗng tới vị trí chờ gắp bia băng chuyền dừng hoạt động Hình 12 Két rỗng tới vị trí gắp Khi máy kiểm tra sản phẩm phát sản phẩm lỗi đẩy chai lỗi sang băng chuyền 95 Hình 13 Máy loại loại sản phẩm lỗi Khi bàn xoay đưa chai đến vị trí để chiết dập nắp q trình chiết dập nắp bắt đầu Hình 14 Quá trình chiết dập nắp Khi đủ chai cuối băng chuyền tay gắp gắp bia xuống két 96 Hình 15 Gắp bia vào két Khi đủ 24 chai két băng chuyền chạy đưa két bi ngồi đua két rỗng tới Hình 16 Két bia hoàn thành di chuyển Khi cáp an tồn khơng đảm bảo có cảnh báo 97 Hình 17 Cảnh báo lỗi 4.2.2 Chế độ Manual Hình 18 Bảng điều khiển trình hoạt động chế độ Manual Ta điều khiển thiết bị qua popup 98 Hình 19 Popup băng chuyền Khi nhấn chọn chế độ Manual người dùng trực tiếp điều khiển thiết bị đầu nút bấm bảng điều khiển nút bấm hình điều khiển Hình ảnh kết nối với plc thực: Hình 20 Hình ảnh kết nối Plc thực 99 KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành nghiên cứu thực học phần tốt nghiệp thời gian có hạn gặp khó khăn, với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo Ts Vũ Minh Quang thầy cô môn Kỹ thuật điều khiển tự động hóa bạn lớp giúp em hoàn thành tốt học phần tốt nghiệp Từ kết nghiên cứu đạt đề tài” Tự động hóa dây chuyền đóng gói sản phẩm sản xuất bia” em rút kết sau: - Tìm hiểu dây chuyền, phương thức vận hành nhà máy sản xuất bia - Tính tốn lực chọn động phù hợp để điều khiển hệ thống - Tính tốn thiết kế mạch lực mạch điều khiển - Tìm hiểu PLC Siemens, nắm bắt cấu tạo ngôn ngữ lập trình plc Siemens - Viết chương trình điều khiển hệ thống ngơn ngữ lập trình Lad Siemens - Thiết kế giao diện mô hệ thống giám sát wincc Qua thời gian thực học phần tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô môn Kỹ thuật điều khiển tự động hóa đặc biệt thầy giáo Ts Vũ Minh Quang tạo điều kiện bảo tận tình giúp em hồn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ sản xuất bia vàng, [Online] Available: https://www.slideshare.net/hoannguyencong790/cng-ngh-sn-xut-bia-vng [2] Bài giảng cung cấp điện, Bộ môn kĩ thuật điện, trường Đại học Thủy lợi [3] Các thiết bị bảo vệ hệ thống điện, [Online] Available: https://dtech.vn/aptomatla-gi-cau-tao-aptomat-cac-thong-so-co-ban-cua-aptomat-gp-1152.htm [4] Hướng dẫn thực hành thiết kế lắp dặt điện công nghiệp, Trần Duy Phụng [5] Thực trạng ngành bia rượu Việt Nam, [Online] Available: https://tapchidouong.com.vn/thuc-trang-nganh-bia-ruou-o-viet-nam-1192.html [6] Báo cáo ngành bia rượu, [Online] Available: http://static1.vietstock.vn/edocs/5817/BaocaonganhBia_25082017_FPTS.pdf [7] Tổng quan plc Siemens, [Online] Available: https://abientan.com/tim-hieutong-quan-co-ban-ve-plc-siemens/ [8] Giáo trình Điều khiển Logic PLC (Programmable Logic Controllers), Trường Đại học Thủy Lợi [9] Hệ thống cung cấp điện, Nguyễn Công Hiền(Chủ biên), Nguyễn Mạnh Hoạch [10] Giáo trình thiết bị điện, Lê Thành Bắc 101 ... “Tự động hóa dây chuyền đóng gói sản phẩm sản xuất bia? ?? CHƯƠNG TÌM HIỂU DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA 1.1 Tổng quan nghành bia: 1.1.1 Sự đời phát triển bia giới Nhiều chứng khảo cổ cho thấy giọt bia. .. liệu sản xuất bia Các nguyên liệu để sản xuất bia bao gồm malt đại mạch, hoa bia, nước nấm men 1.2.2.1 Malt Trong sản xuất bia malt nguyên liệu quan trọng định lớn đến chất lượng bia Malt dùng sản. .. để trùng bia Sau thời kì này, ngành công nghiệp sản xuất bia thực phát triển mạnh chất lượng Ngày công nghiệp sản xuất bia ngành quan trọng kinh tế Sản xuất bia ngày tăng chất lượng sản lượng