Thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp chai

Là một kĩ sư, công việc sau này có thể làm việc trong những nhà máy như vậy, hoặc tựmình chế tạo sản xuất cung ứng các dây chuyền sản xuất đó cho nhà sản xuất trongnước giảm nguồn nhập khẩu để ngày càng tự chủ hơn về mặt công nghệ. Do đó việctìm hiểu các dây chuyền sản xuất trong thực tế là hết sức cần thiết. Bước đầu tiếp cận, chúng em hướng vào dây chuyền chiết rót và đóng nắp chaitự động, để hiểu hơn về nguyên lý, cách hoạt động cũng như cách điều khiển. Làm tiềnđề cho các nghiên cứu về sau có chiều sâu và rộng hơn.Qua thời gian tìm tòi và nghiên cứu cùng với sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy giáoTS. Nguyễn An Toàn em đã hoàn thành đồ án “Thiết kế hệ thống chiết rót và đóngnắp chai” của mình

Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn MỤC LỤC CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ CÁC HỆ THỐNG TRONG THỰC TẾ 1.1 Tìm hiều hệ thống chiết rót sống: 1.1.1 Máy chiết rót mỹ phẩm 1.1.2 Máy chiết rót nước 1.1.3 Máy chiết rót nước lọc 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 1.4 Kết luận CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Nút nhấn 2.2 Đèn báo trạng thái 2.3 Các động dùng cho hệ hống 2.3.1 Động kéo băng truyền 2.3.2 Động 24 VDC 60W (động đóng nắp chai) 2.3.3 Động bơm chất lỏng 2.4 Pit tông 2.5 Van điện tử 2.6 Cảm biến phát vật 2.7 Công tắc tơ 2.7.1 Giới thiệu contaco 2.7.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động công tắc tơ 2.7.3 Thông số công tắc tơ 2.8 Aptomat pha 2.9 Băng tải 2.10 Kết luận CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Khái niệm PLC 3.1.2 Cấu trúc phần cứng, phần mềm 3.1.3 Ưu điểm PLC 3.2 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC 3.2.1 Bộ điều khiển PLC S7-300 3.2.2 Các thành phần có PLC Siemens CPU 314C-2DP 3.2.3 Truyền thông PC PLC 3.3 Lập trình s7-300 3.3.1 Ngơn ngữ lập trình SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn 3.3.2 Lệnh lập trình CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ MƠ PHỎNG 4.1 Chương trình 4.2 Mô thuyết minh LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, nhà máy xí nghiệp khơng thiếu dây chuyền sản xuất nhằm nâng cao suất đáp ứng nhu cầu nhà sản xuất người tiêu dùng SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Là kĩ sư, cơng việc sau làm việc nhà máy vậy, tự chế tạo sản xuất cung ứng dây chuyền sản xuất cho nhà sản xuất nước giảm nguồn nhập để ngày tự chủ mặt cơng nghệ Do việc tìm hiểu dây chuyền sản xuất thực tế cần thiết Bước đầu tiếp cận, chúng em hướng vào dây chuyền chiết rót đóng nắp chai tự động, để hiểu nguyên lý, cách hoạt động cách điều khiển Làm tiền đề cho nghiên cứu sau có chiều sâu rộng Qua thời gian tìm tịi nghiên cứu với dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Nguyễn An Tồn em hoàn thành đồ án “Thiết kế hệ thống chiết rót đóng nắp chai” Tuy nhiên kiến thức thân cịn hạn chế, cịn kinh nghiệm thực tiễn, đồ án khơng thể tránh khỏi số thiếu sót Rất mong quan tâm, bảo q thầy để đồ án em hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn An Tồn nhiệt tình hướng dẫn, dạy em suốt trình thực hiên đồ án Quy Nhơn, ngày .tháng .năm Sinh viên thực NGUYỄN HỒNG DƯƠNG NGUYỄN VĂN CƯỜNG SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ CÁC HỆ THỐNG TRONG THỰC TẾ 1.1 Tìm hiểu hệ thống chiết rót sống: Dây chuyền chiết rót tự động dây chuyền tiên tiến, đại giúp doanh nghiệp, xưởng sản xuất tiết kiệm thời gian, chi phí tăng suất cơng việc Tồn q trình chiết rót thực theo quy trình khép kín nghiêm ngặt nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm Dây chuyền chiết rót tự động dây chuyền tự động hóa từ khâu sản xuất, đóng nút chai đóng thùng, thay hiệu máy chiết rót, máy đóng nhãn, máy vặn nắp giúp tiết kiệm thời gian chi phí cho doanh nghiệp Trong ngành công nghiệp thực phẩm, máy chiết rót thường áp dụng cho trường hợp địi hỏi suất cao, yêu cầu nghiêm ngặt vệ sinh thực phẩm Tùy theo tính chất chất lỏng, máy chiết rót khác phận làm việc chính, cấu rót Quy trình thực đóng chai dây chuyền chiết rót tự động: Đầu tiên, chai đưa lên hệ thống băng tải qua hệ thống súc rửa để làm bụi bẩn Sau rửa sạch, chai băng tải đưa đến hệ thống rót liệu, vào vị trí rót để đảm bảo bố trí cấu khí để kẹp giữ chai Tại đây, chất lỏng chiết vào chai theo phương pháp khác nhau, chiết đẳng áp, chiết đẳng tích, chiết định lượng… Khi chiết xong, chai băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút đóng nắp Khâu đóng nút (nắp) bao gồm cấu cấp phơi đóng nút (nắp) Cơ cấu đóng xi lanh khí nén (với nút dập) motor (với nút vặn) Sau hệ thông chiết rót thực tế SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn 1.1.1 Máy chiết rót mỹ phẩm: Máy chiết rót đóng nắp chai tự động thiết bị hỗ trợ đắc lực cho bạn vận hành sở sản xuất đóng gói loại dung dịch mĩ phẩm, hóa chất, thực phẩm nước tương, tương ớt, cao… Năng suất trung bình 40 sản phẩm/ phút, khơng cần tác động người giúp tiết kiệm thời gian chi phí nhân cơng Nếu máy chiết rót mỹ phẩm thơng thường máy đóng nắp chai có chức năng, chiết rót, đóng nắp chai Sau thực chiết rót định lượng, bạn phải vận chuyển hộp chứa sang máy đóng nắp chai Công đoạn tốn nhiều thời gian nhân cơng để đóng gói liên tục Nhưng sở hữu dây chuyền đóng gói đại máy chiết rót định lượng đóng nắp chai kết hợp bạn cần có nhân cơng để vận hành máy cho suất tương đương 40 sản phẩm/ phút Sau chiết rót với lượng dung dịch cài đặt sẵn, hộp chứa theo khuôn tới vị trí lấy nắp chai siết chặt nắp Các phận máy chiết rót đóng nắp chai kết nối với nhờ băng tải khuôn đỡ hộp chứa SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn 1.1.2 Máy chiết rót nước ngọt: Trong ngành cơng nghiệp thực phẩm, máy chiết rót thường áp dụng cho trường hợp đòi hỏi suất cao, hặc yêu cầu nghiêm ngặt vệ sinh thực phẩm Tùy theo tính chất chất lỏng, máy chiết rót khác phận làm việc chính, cấu rót  Quy trình thực đóng chai dây chuyền chiết rót tự động: Đầu tiên, chai đưa lên hệ thống băng tải qua hệ thống súc rửa để làm bụi bẩn SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn Sau rửa sạch, chai băng tải đưa đến hệ thống rót liệu, vào vị trí rót để đảm bảo bố trí cấu khí để kẹp giữ chai Tại đây, chất lỏng chiết vào chai theo phương pháp khác nhau, chiết đẳng áp, chiết đẳng tích, chiết định lượng… Khi chiết xong, chai băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút đóng nắp Khâu đóng nút (nắp) bao gồm cấu cấp phơi đóng nút (nắp) Cơ cấu đóng xi lanh khí nén (với nút dập) motor (với nút nút vặn) Sau đóng nút (nắp) xong, khâu dán nhãn, coi khâu đơn giản hệ thống đóng chai Khâu cuối khâu 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 chuấn qua khâu đóng gói, chai xếp thành khối nhờ tay máy gạt nâng hạ Như vậy, nhờ dây chuyền chiết rót tự động, tồn q trình đóng chai tự động hóa, từ khâu sản xuất thành phẩm, đảm bảo đạt suất cao định lượng sản phẩm cách xác Máy dùng để chiết rót chất lỏng vào lọ vận hành theo nguyên lý chiết dạng thẳng Thiết bị có ưu điểm bật như: + Hệ thống board mạch bảo vệ hộp kín, đảm bảo mạch khơng bị đứt nhân tố môi trường tác động người, giúp máy hoạt động hiệu + Thiết kế đẹp, hoạt động ổn định có độ bền cao, đảm bảo tiết kiệm chi phí + Phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, khơng lo bám bẩn cịn chứa tạp chất, kim loại độc hại cho thể SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Cận cảnh q trình thực đóng chai dây chuyền chiết rót tự động 1.1.3 Máy chiết rót nước lọc:  Tính bật: − 1, tự động rửa chai, chiết rót đóng nắp − Cơng suất 3,000 – 18,000 chai/giờ chai có dung tích 200-2000 ml − Van chiết rót tốc độ cao, đảm bảo độ xác cao khơng lãng phí nước Nắp đóng vào thiết bị mơ-men xoắn cố định để đảm bảo chất lượng ngăn ngừa nắp bị hỏng − Hệ thống điều khiển có đầy đủ chức điều khiển tốc độ sản xuất, lưu -trữ nắp, đóng chai, tự ngắt hệ thống tự đếm số lượng thành phẩm − Hệ thống điều khiển lập trình (PLC) điều khiển thiết bị vận hành tự động SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn  Bộ phận vệ sinh chai: − Khí nén đưa trựa tiếp vào chai theo vịng quay − Tồn đầu vòi vệ sinh chai chất liệu Inox 304/316, vòi vệ sinh chai dạng phun tia nước giảm tiêu thụ nước mang lại hiệu − Vòng kẹp chai chất liệu Inox 304/316 với đệm nhựa, giảm thiểu va chạm làm vỡ chai trình vệ sinh chai − Bơm nước chất liệu Inox 304/316 cho thời gian sử dụng bền bỉ lâu dài  Bộ phận chiết rót: − Van chiết rót định mức đảm bảo độ xác cao − Van chiết rót tốc độ cao, đảm bảo độ xác cao khơng lãng phí nước SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn − Đầu dị kiểm sốt q trình chiết rót xác − Bộ phận đóng nắp: − Nắp đóng vào thiết bị mô-men xoắn cố định để đảm bảo chất lượng ngăn ngừa nắp bị hỏng 1.2 Sơ đồ nguyên lí hệ thống chiết rót đóng nắp tự động: 1.3 Nguyên lí hoạt động hệ thống: Khi nhấn nút start khởi động hệ thống hai băng tải bắt đầu chạy mang chai rỗng theo Khi chai mang tới vị trí rót nhờ hai cảm biến băng tải phát SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 10 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn Nhấn start M0.0=1 (M0.0 trì cho start) nên Q0.0=1; Q0.1=1 băng tải hoạt động mang chai tới vị trí rót nước Đồng thời lúc Q1.2=1 đèn sáng hệ thống làm việc SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 42 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Khi chai tới vị trí rót nhờ có cảm biến phát (I0.2=0; I0.3=0) nên băng tải ngừng hoạt động SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 43 Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Đồng thời lúc tiếp điểm thường mở hai cảm biến I0.2 I0.3 lên mức logic Do đó: Q0.2=1; Q0.4=1 hai pit tơng đẩy giữ chai Và bơm bắt đầu bơm chất lỏng vào chai (Q0.3=1; Q0.5=1) Và thời điểm T33 34 bắt đầu đếm thời gian SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 44 Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 45 Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Sau 4s cài đặt T33 ngắt pitong 2, bơm điện Sau 5s timer T34 đếm đủ nên khôi phục lại hệ thống băng tải tiếp tục hoạt động SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 46 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn Và sau chai mang nên cảm biến tín hiệu nên T33=0; T34=0 SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 47 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn Khi chai tiếp tục mang tới vị trí đóng nắp nhờ cảm biến phát lúc tiếp điểm thường đóng mở I0.4=0; I0.5=0 nên hai băng tải dừng hoạt động Cịn tiếp điểm thường mở cảm biến đóng lại pittong5 đẩy giữ chai (Q1.0=1; Q1.1=1) SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 48 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn Trong lúc T35 T36 bắt đầu đếm: đầu T35 lên mức trước T36 SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 49 Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Sau T35 đếm đủ tiếp điểm thường đóng mở nên Q1.0 Q1.1=0 nên pittong giữ chai đóng nắp lùi SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 50 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Sau T36 đếm đủ khôi phục lại băng tải tiếp tục chạy SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 51 Đồ án mơn học GVHD: TS Nguyễn An Tồn Sau chai vượt qua cảm biến T35 T35 điện: SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 52 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 53 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn PHỤ LỤC SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 54 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 55 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn An Toàn SVTH: Nguyễn Hồng Dương Nguyễn Văn Cường Lớp: KTĐ-ĐT 40A 56 ... cơng Nếu máy chiết rót mỹ phẩm thơng thường máy đóng nắp chai có chức năng, chiết rót, đóng nắp chai Sau thực chiết rót định lượng, bạn phải vận chuyển hộp chứa sang máy đóng nắp chai Công đoạn... sốt q trình chiết rót xác − Bộ phận đóng nắp: − Nắp đóng vào thiết bị mơ-men xoắn cố định để đảm bảo chất lượng ngăn ngừa nắp bị hỏng 1.2 Sơ đồ nguyên lí hệ thống chiết rót đóng nắp tự động:... cảnh q trình thực đóng chai dây chuyền chiết rót tự động 1.1.3 Máy chiết rót nước lọc:  Tính bật: − 1, tự động rửa chai, chiết rót đóng nắp − Cơng suất 3,000 – 18,000 chai/ giờ chai có dung tích