Đồ án trộn sơn tự động dùng S71200 và Tia portal

MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 08 Hình 2.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc 12 Hình 2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 14 Hình 2.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng 15 Hình 2.4 Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 17 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày…tháng…năm 2021 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội, ngày… tháng…năm 2021 Giáo viên phản biện LỜI MỞ ĐẦU Trong cơng đẩy mạnh Cơng nghiệp hóa - hiệnđại hóa Đất nước, việc đầu tư vàứng dụng dây chuyền sản xuất tự động hóa nhằm mụcđích giảm chi phí sản xuất nâng cao suất lao động, cho sản phẩm chất lượng, đáp ứng nhu cầu khách hàng quan trọng Một ngànhđang phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng việcứng dụng dây chuyền sản xuất tự động hóa lĩnh vực khơng thể thiếu có cơng nghệ kỹ thuật pha, trộn sơn Sơn nguyên vật liệu chủ yếu ngành xây dựng, chủ yếu để sơn phủ bề mặt đối tượng đồng thời hình thức trang trí thẩm mỹ Chính vậy, màu sắc sơn yếu tố quan tâm hàng đầu Đa số việc pha màu thị trường thực theo phương pháp thủ công, theo kinh nghiệm nên độ xác khơng cao,chất lượng suất thấp Để loại bỏ nhượcđiểm trên, để tạo sản phẩm theo mong muốn, PLC (Program Logic Control – thiết bị điều khiển lập trình được) sử dụng rộng rãi để điều khiển hệ thống trộn sơn.Với ưu điểm vượt trội như: giá thành hạ, dễ thi công lắp đặt, dễ sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt… , Xuất phát từ tình hình thực tế ham muốn hiểu biết PLC, em xin chọn đề tài làm tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống trộn sơn tự động dùng PLC S7- 1200 ” Trong thời gian thực đề tài, nhóm tác giả nhận giúp đỡ quý thầy cô bạn, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo NGUYỄN VĂN A để nhóm hồn thành đề tài cách tốt Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! Việc hoàn thành đề tài khơng tránh sai lầm thiếu sót Nhóm mong phê bình, đánh giá thầy để nhóm rút kinh nghiệm phát triển thêm đề tài Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 00 tháng 00 năm 2021 Nhóm tác giả thực hiện: Trần Văn A Trần Văn B CHƯƠNG - GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TRỘN SƠN 1.1 Lịch sử phát triển 1.2.1 Lịch sử phát triển ngành sơn giới Sơn (hoặc gọi chất phủ bề mặt) xem loại vật liệu thiếu xây dựng trang trí Lịch sử ngành sơn khởi nguồn từ lâu, trải qua thời gian sản phẩm công nghệ sơn ngày cải tiến khơng ngừng.Có thể nói, cơng nghệ sản xuất sơn công nghệ lâu đời lịch sử phát triển loài người Ngay từ thời cổ xưa, cách khoảng 25.000 năm trước, nhiều cộng đồng người cổ xưa giới biết cách sử dụng nguyên liệu từ tự nhiên để tạo thành loại sơn trang trí lịch sử loài người Các loại sơn từ thời sơ khai chủ yếu sử dụng để tạo nên tranh phản ánh đời sống sinh hoạt hàng ngày hang động phiến đá, nhiều tranh số cịn tồn đến ngày Sau đến thời kỳ văn minh cổ đại Ai Cập khoảng thời gian từ năm 3000 đến năm 600 trước công nguyên bắt đầu chế tạo sơn mỹ thuật người Hy Lạp La Mã tạo sơn dầu béo thời kỳ từ năm 600 trước công nguyến đến năm 400 sau công ngun Loại sơn vừa có tác dụng trang trí, vừa có khả bảo vệ bề mặt cần sơn nhiên màu sắc đơn điệu Mặc dù tận kỷ 13, nhiều nước châu Âu khác biết đến công nghệ sản xuất sơn Bước ngoặt lịch sử ngành sơn bắt đầu vào kỷ 18 với cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ thúc đẩy việc xây dựng nhà máy sản xuất sơn chuyên nghiệp đáp ứng nhu cầu sơn ngày tăng cao Tuy nhiên sản phẩm sơn thời chất lượng chưa cao với khả trang trí, bảo vệ thấp.Trải qua trình nghiên cứu phát triển, lịch sử ngành sơn ngày phát triển,các công nghệ sản xuất sơn cải tiến giúp tăng hiệu bảo vệ, trang trí đồng thời giảm giá thành an tồn cho sức khỏe người Trong 75% sơn sơn gốc nước thay cho sơn gốc dầu với nhiều tính chất lượng vượt trội Các cơng nghệ sơn kể đến công nghệ đan chéo, công nghệ hybrid hay công nghệ sơn nano ứng dụng phát triển 1.2.2 Lịch sử phát triển ngành sơn Việt Nam Ngành cơng nghiệp sơn Việt Nam lấy điểm khởi đầu phát triển năm 1914 -1920 với xuất số xưởng sơn dầu Việt Nam, bật cơng ty sơn ông Nguyễn Sơn Hà – ông tổ ngành sơn Việt Nam.Tuy nhiên bối cảnh lịch sử xã hội Việt Nam đến năm 1975 thực quốc gia độc lập thống lãnh thổ có đầy đủ điều kiện phát triển kinh tế xã hội bước phát triển ngành sơn Việt Nam chia thành giai đoạn sau: (1) Giai đoạn 1914 – 1954: có hãng sơn lớn người Việt Nam khu vực thành phố lớn là: Hà Nội: Công ty sơn Thái Bình – Cầu Diễn, Hà Nội (sau Cơng ty Hóa chất sơn Hà Nội Cơng ty cổ phần Hóa chất Sơn Hà Nội) Hải Phịng: Công ty Sơn Nguyễn Sơn Hà – sau đổi tên Công ty Sơn Phú Hà (hậu duệ ông Nguyễn Sơn Hà) Công ty cổ phần sơn Hải Phòng Sài Gòn (sau Thành phố Hồ Chí Minh): Cơng ty sơn Bạch Tuyết ông Bùi Duy Cận (một cộng tác viên ông Nguyễn Sơn Hà) vào Nam sáng lập, Công ty cồ phần sơn Bạch Tuyết Giai đoạn này, sản phẩm chủ yếu sơn dầu, sơn alkyd gốc dung môi với công nghệ đơn giản, chất lượng sơn không cao chủ yếu phục vụ cho yêu cầu sơn trang trí xây dựng, loại sơn cơng nghiệp chất lượng cao nhập khẩu.Ngoài vùng tự thời kháng chiến chống Pháp có sở sản xuất sơn Việt Nam sản phẩm chủ yếu sơn dầu từ nguyên liệu thiên nhiên sẵn có Việt Nam như: nhựa thơng, dầu chẩu… (2) Giai đoạn 1954 – 1975: Bối cảnh lịch sử đất nước tạm thời chia cắt miền Bắc – Nam với chế độ trị khác điều kiện phát triển kinh tế (trong bao gồm phát triển ngành sơn) khác nhau, cụ thể là: Miền Bắc: có nhà máy sơn Nhà nước quy mô sản xuất công nghiệp là: Nhà máy Sơn Tổng Hợp Hà Nội (mới thành lập) Tổng cục hóa chất quản lý Nhà máy Hóa chất Sơn Hà Nội (trước Cơng ty Sơn Thái Bình – Cầu Diễn) sở công nghiệp Hà Nội quản lý Nhà máy Sơn Hải Phịng (trước xí nghiệp sơn Phú Hà) Sở Cơng nghiệp Hải Phịng quản lý Sản phẩm sơn dầu nhựa thiên nhiên nước sơn Alkyd (nhập cảng nguyên liệu nhựa alkyd) ứng dụng chủ yếu cho công nghiệp dân dụng trang trí, chất lượng chưa cao, cơng nghệ lạc hậu, số lượng sản xuất cịn thấp khơng đáp ứng đủ u cầu (do hạn chế nhập nguyên liệu nguồn ngoại tệ khơng đủ đáp ứng) Miền Nam: Có 16 hãng sơn lớn nhỏ sản xuất đủ loại sơn tổng sản lượng khoảng 7.000 tấn/năm Nhà máy sơn Bạch Tuyết Huệ Phát (nay Công ty sơn Bạch Tuyết): sản phẩm chủ yếu sơn alkyd dùng cho ngành xây dựng lượng không lớn sơn Epoxy Nhà máy sơn Á Đông, Á Châu, Việt Điểu, Vĩnh Phát: Sau năm 1975, nhà máy có cơng ty sơn chất dẻo Tổng cục Hóa chất quản lý sát nhập lại gọi Xí nghiệp sơn Á Đông Công ty cổ phần Sơn Á Đông, sản phẩm chủ yếu sơn dầu, sơn alkyd sơn nước cho ngành sơn trang trí xây dựng (3) Giai đoạn 1976 – 1989: Đặc điểm phát triển ngành sơn giai đoạn mang dấu ấn khó khăn chung kinh tế sau chiến tranh thống đất nước Đó thời kỳ kinh tế bao cấp, đến năm 1986 kinh tế bắt đầu khởi động phát triển với mức đột phá “đổi mới” ngành cơng nghiệp sơn cịn phát triển trì trệ đến năm 1989 Sản phẩm sơn tiêu thụ nước có sơn dầu, hồn tồn khơng có sơn nước, nhà cửa cơng trình xây dựng trang trí qt nước vơi màu Các loại sơn nhựa tổng hợp có chất lượng cao tốt dùng cho ngành công nghiệp gốc Alkyd, Epoxy…chỉ sản xuất số lượng theo hạn mức ngoại tệ nhập nguyên liệu Các loại sơn gốc dầu nhựa thiên nhiên có chất lượng thấp sản xuất với số lượng nhiều sơn nhựa tổng hợp nguồn cung cấp nhựa tạo màng có sẵn nước dối rẻ tiền như: nhựa thông, chai cục Tuy nhiên sản lượng sơn sản xuất bị hạn chế khơng đủ đáp ứng số nguyên liệu quan trọng khác ngành sơn dung mơi, bột màu…cần nhập ngoại tệ Tóm lại đặc điểm phát triển công nghiệp sơn giai đoạn là: Tổng sản lượng sơn đạt mức 10.000 tấn/năm cung không đủ cầu, loại sơn có chất lượng tốt phân phối theo tiêu giá bao cấp Nhà nước quản lý, loại sơn có chất lượng khơng cao (kiểu sơn dầu) phân phối “nới” rộng hơn, nghiêng chế hành “xin cho” với nhà sản xuất người tiêu dùng từ quan quản lý phân phối Nhà nước Số lượng công ty, xí nghiệp sản xuất sơn thuộc quyền sở hữu Nhà nước: Ở miền Bắc có cơng ty sơn (2 Hà Nội Hải Phịng) giai đoạn 1954 – 1975, có thêm xưởng nhỏ sản xuất sơn hải quân; Ở miền Trung có xí nghiệp sơn nhỏ Cơng ty kỹ thuật hóa chất Đà Nẵng thuộc Tổng Cục Hóa Chất; Ở miền Nam có Cơng ty sơn Đồng Nai (cải tạo từ hãng sơn tư nhân Hồng Phát lập từ đầu năm 1975 chưa kịp sản xuất) Sở công nghiệp Đồng Nai sở hữu (4) Giai đoạn 1990 - 2008: Năm 1986, kinh tế Việt Nam bắt đầu bước vào thời kỳ “đổi mới” với đặc tính kinh tế thị trường, chuyển biến tích cực kinh tế thị trường, chuyển biến tích cực ngành sơn bắt đầu khởi đầu từ năm 1990 để bước vào trình hội nhập phát triển với khu vực quốc tế ổn định phát triển liên tục tới (2008).Mức tiêu thụ (chủ yếu sơn trang trí) trung bình khoảng 10.000 tấn/năm Sản phẩm chủ yếu nước sản xuất: sơn dầu alkyd chất lượng sản phẩm công nghệ: không cao, không đáp ứng yêu cầu số lượng - chất lượng chủng loại Nhận xét chung thị phần phân chia thị phần sơn Việt Nam thấy rằng: + Cho đến năm 2008 doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngồi (khoảng 30 doang nghiệp) chiếm 60% thị phần, 40% lại phần doanh nghiệp Việt Nam + Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn thể tích (64 – 66%) tổng sản lượng lại có giá trị thấp, ứng với (41 – 45%) trị giá Với đặc điểm phát triển tốc độ cao giai đoạn có mức tăng trưởng trung bình 15 – 20% năm, số lượng Doanh nghiệp sản xuất sơn ngày gia tăng Việt Nam trở thành “điểm nóng” thu hút đầu tư nước khu vực quốc tế vào ngành cơng nghiệp sơn Trong hồn cảnh lịch sử đó, Hiệp hội ngành nghề sơn - mực in Việt Nam (tên giao dịch VPIA) thành lập 25/4/2008 từ tổ chức tiền thân phân hội sơn - mực in thuộc Hội hóa học – Tp.Hồ Chí Minh Ngay năm thành lập, tính đến 21/4/2009 VPIA quy tụ 112 Hội viên doanh nghiệp có liên quan đến ngành nghề (trong số 71 Hội viên doanh nghiệp sản xuất có: 54 doanh nghiệp sản xuất sơn, 10 doanh nghiệp sản xuất mực in, doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu thiết bị sản xuất sơn) VPIA thành viên thức tổ chức APIC (Hội đồng quốc tế sơn Châu Á) gồm 17 Hiệp hội sơn nước khu vực VPIA Hiệp hội ngành nghề non trẻ, tập hợp số lượng Hội viên chưa lớn (64 Hội viên sản xuất sơn – mực in so với tổng số năm 2009 khoảng 280 doanh nghiệp sản xuất sơn - mực in nước Hiện nay, bối cảnh khủng hoảng kinh tế toàn cầu VPIA bước đầu hội nhập vào đường hoạt động chuyên nghiệp, với nhận định chuyên gia kinh tế có uy tín giới, kinh tế Việt Nam sớm phục hồi gữ mức tăng trưởng 3% năm 2009, riêng ngành công nghiệp sơn đạt mức tăng trưởng mạnh sơn bảo vệ tàu biển, sơn trang trí…VPIA hy vọng hoạt động có hiệu q trình bảo vệ lợi ích Hội viên đưa ngành sơn mực in Việt Nam hội nhập tốt vào nước khu vực quốc tế 1.2 Cấu tạo hệ thống sơn tự động 1.2.1 Bồn chứa sơn  Hình trụ trịn  Ba bồn chứa sơn : xanh - đỏ - vàng, dung tích bồn m3  Bồn chứa để trộn sơn, dung tích 50 lít Hình 1.1 – Bồn chứa sơn hình trụ trịn 1.2.2 Động bơm        Sử dụng máy bơm sơn APP-2504 Lưu lượng: lít/phút Áp suất mơ tơ khí: 20 ~ 100psi Đường kính mơtơ khí : 85 mm Phạm vi nhiệt độ: 4,4 ~ 70oC Trọng lượng: 20kg Xuất xứ : Đài Loan Hình 1.2 – Máy bơm sơn APP-2504 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 63 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp (5) Chương trình tính tốn (FC5) 64 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 65 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 66 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp (6) Chương trình mơ (FC4) 67 Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 68 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 69 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 70 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp (7) Chương trình chương trình khởi động hệ thống(OB100) 71 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 5.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada 5.3.1 Cấu hình thiết bị Hình 5.2 Phần cứng Scada Hình 5.3 Kết nối PLC với Scada 72 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 5.3.2 Thiết kế giao diện Scada 5.4 Kết mô 5.4.1 Tải chương trình xuống PLC Bước 1: Nhấn vào nút Simulation để chạy PLC SIM Bước 2: Nhấn nút “Load” để tải chương trình PLC 73 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp Bước 3: Nhấn chọn “Start module” sau nhấn “Finish” Bước 4: Vào khối chương trình muốn giám sát thực nhấn biểu tượng đeo kính để online chương trình PLC 74 Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 5.4.2 Chạy runtime Scada Bước 1: Vào hình thiết kế giao diện nhấn nút “RT” 75 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp Bước 2: Giám sát chương trình chế độ tự động Bước 3: Giám sát chương trình chế độ tay 76 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Bùi Quốc Khánh - TS Nguyễn Văn Liễn, “Truyền động điện”, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] Th.S Lê Văn Tiến Dũng, “Điều khiển khí nén thủy lực”, Nhà xuất Giáo Dục, 2005 [3] Khoa Cơ khí - Bộ mơn Cơ điện tử, “Cảm biến hệ thống đo”, Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, 2013 [4] “Khí cụ điện”, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2005 [5] PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí” Tập I, Nhà xuất Giáo Dục, 1998 [6] GS TS Phan Kì Phùng, Th.S Thái Hồng Phong, “Sức bền vật liệu” Nhà xuất Đà Nẵng, 2005 77 ... thống sơn tự động 1.2.1 Bồn chứa sơn  Hình trụ trịn  Ba bồn chứa sơn : xanh - đỏ - vàng, dung tích bồn m3  Bồn chứa để trộn sơn, dung tích 50 lít Hình 1.1 – Bồn chứa sơn hình trụ trịn 1.2.2 Động. .. ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 5.1.2 Sơ đồ khối chế độ tay 36 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 5.1.3 Sơ đồ khối chế độ tự động 37 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt... ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 42 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 43 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp 44 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt