4.1 Thi cơng:
Sau khi tính tốn, thiết kế, chương này tiến hành thực hiện thi cơng và lập trình cho hệ thống.
Thi cơng: hệ thống được thi công bao gồm thi công phần cứng (lắp đặt) và thi công phần điện ( đấu nối)
- Về phần cứng: tiến hành lắp ráp các thiết bị vào mơ hình đã gia cơng trước đó. - Về phần điện: đấu nối các thiết bị đã lắp ráp vào mơ hình với nhau bằng dây điện
0.5mm, đấu nối DI, DO của plc và kí hiệu trên đường dây.
Lập trình: Chương trình được lập trình dựa vào nguyên lý hoạt động cũng như lưu đồ giải thuật của hệ thống từ khi cấp nguồn cho tới khi hệ thống dừng hoạt động. Tất cả các qui trình hoạt động của hệ thống đều phải bám sát theo giải thuật để mơ hình hoạt động một cách tối ưu nhất.
Thi công hệ thống:
Dưới đây là hình ảnh thực tế đã hồn thành của mơ hình máy pha cà phê tự động. Hiện mơ hình đã đáp ứng được yêu cầu của đề tài.
Thi công phần cứng:
- Lắp ráp băng tải và thanh khung định hình:
- Lắp ráp động cơ băng tải và cố định thanh chữ L, cố định khoảng cách hợp lý giữa các khâu.
Hình 4-2 Lắp ráp động cơ và thanh chữ L
Trong đó:
1: băng tải
2: các thanh chữ L
Lắp gá cảm biến và cảm biến vào vị trị cố định khoảng cách ở 1 bên băng tải. 1
2 2
Hình 4-3 Vị trí gắn gá cảm biến, cảm biến
Trong đó:
1: cảm biến 2: gá cảm biến
- Lắp ráp phiểu và xilanh khí nén, cố định bằng ốc vít và dây gút
Hình 4-4 Lắp đặt phiểu chứa liệu và xilanh
Trong đó:
1: xilanh khí nén 2: phiểu chứa liệu
1 2 2 1 2 2
- Tạo hộp nút nhất bằng bìa phơm để cố định nút nhấn:
Hình 4-5 Tạo hộp nút nhấn
Thi công phần điện:
- Để phần cứng hoạt động thì phần điện điều khiển đóng vai trị quyết định cho tồn bộ hệ thống. Các thao tác đấu nối các thiết bị điện với nhau đều phải chuẩn xác, nếu đấu sai có thể dẫn tới hư hỏng thiết bị hoặc khiến hệ thống gặp lỗi khi vận hành. Vì vậy việc thi cơng phần điện cần phải được thực hiện đấu nối qua sơ đồ trước, kiểm tra, đo thông mạch, tránh trường hợp chập cháy đáng tiếc. Trước khi tiến hành đấu nối, dựa trên nguyên lý hoạt động của các thiết bị, em đã tiến hành vẽ sơ đồ đấu nối trên phần mềm AutoCAD. Và việc đấu nối thực tế dựa trên sơ đồ này. Xem phụ lục 2.
Hình 4-6 Sơ đồ đấu nối
Bảng 4.1 Bảng mô tả một số ký hiệu của các thiết bị trên sơ đồ
Ký hiệu Địa chỉ Mô tả
N1 I0.0 Nút nhấn START N2 I0.1 Nút nhấn STOP N3 I1.0 Nút nhấn cf1 N4 I1.1 Nút nhấn cf2 N5 I1.3 Nút nhấn đường
N7 I1.5 Switch
N8 I1.2 Reset
C1 Q0.0 Cuộn coi relay 1 C2 Q0.0 Cuộn coi relay 2 1 Q0.1 Động cơ băng tải 2 Q0.2 Van liệu 1
3 Q0.3 Van liêu 2 4 Q0.4 Van liệu 3
5 Q0.5 Động cơ bơm nước
6 Q0.6 Van khuấy A Q0.7 Đèn báo nút nhấn N3 B Q1.0 Đèn báo nút nhấn N5 C Q1.1 Đèn báo nút nhấn N4 D Q2.0 Đèn báo nút nhấn N6 E Q2.1 Đèn báo nút nhấn N1 F Q2.2 Đèn báo nút nhấn N2 G Q2.3 Động cơ khuấy
- Sau khi hoàn chỉnh sơ đồ đấu nối, tiến hành đấu nối thực tế các thiết bị điện. Kết quả đấu nối thực tế được thể hiện qua hình ảnh dưới đây:
-
Hình 4-9 Hộp nút nhấn
- Nhược điểm: mơ hình khơng sử dụng tủ điện cho hoạt động của hệ thống, tính thẩm mỹ khơng cao.
- Ưu điểm: mơ hình nhỏ gọn, thiết bị ít, đấu nối đơn giản, được đặt phía dưới băng tải, dễ dàng quan sát và sửa chữa. Tiết kiệm chi phí.
Lập trình hệ thống:
Chương trình điều khiển, giám sát được viết cho PLC S7 - 1200 bằng ngôn ngữ LAD, với sự hỗ trợ của phần mềm TIA Portal. Dưới đây là chương trình chính của hệ thống. Bắt đầu với việc thiết lập các PLC tag đầu vào, đầu ra:
Address %Ix.y là địa chỉ đầu vào của PLC. Address %Qx.y là địa chỉ đầu ra của PLC.
Hình 4-10 PLC tag đầu vào, đầu ra
4.2 Giao diện kết nối WinCC trên phần mềm TIA Portal.
Hình 4-11 Giao diện Screen
Giao diện giám sát khi hồn thành thiết kế (Hình 4-12).
KẾT LUẬN
I. Kết luận chung
Trải qua quá tình tìm hiểu và bắt tay vào thực hiện công việc song song với sự hướng dẫn của giảng viên thì em đã hồn thành được đề tài “Nghiên cứu, chế tạo máy pha cà
phê tự động” với các kết quả đạt được như sau:
- Thiết kế và thi cơng mơ hình như mục tiêu ban đầu.
- Mơ hình hoạt động tương đối ổn định và cho ra sản phẩm mong muốn. - Tối ưu thời gian pha chế cho người dùng, phù hợp ở nơi công cộng. - Hiểu được quá trình thực hiện một dự án tự động.
- Sử dụng tương đối các phần mềm hỗ trợ chuyên ngành như Cad, paint…
- Rèn luyện, nâng cao các kỹ năng cần có của sinh viên ngành tự động hóa như thiết kế thuật tốn, lập trình, mơ phỏng, kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng tìm kiếm và chọn lọc thơng tin qua sách, báo, internet…
Ưu điểm và nhược điểm của mơ hình: - Ưu điểm:
Mơ hình tự động với độ chính xác tương đối cao và ổn định. Giao diện điều khiển và giám sát trên WinCC tương đối dễ hiểu. Tối ưu thời gian pha chế.
Đảm bảo vệ sinh giúp người dùng an tâm về chất lượng. - Nhược điểm:
Mơ hình tương đối dễ nhìn, chưa thực sự bắt mắt.
Trong q trình tự nghiên cứu và thực hiện cịn nhiều hạn chế, chưa khai thác cũng như chưa tối ưu được phần chương trình. Tuy nhiên, đó cũng là những gì học được và chính bản thân áp dụng kiến thức đó vào trong đề tài, mặc dù chưa thực sự giỏi nhưng đó là tâm huyết.
II. Đề xuất hướng phát triển
Có thể ứng dụng rộng rãi vào thực tế đời sống.
Mơ hình tương đối nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí nếu như được gia cơng số lượng. Nậng cấp mơ hình bằng cách sử dụng thêm các thiết bị cần và thay đổi chương trình điều khiển.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Hữu Tùng, Nguyễn Xuân Hưng (2020). Máy pha café, Đồ án tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật_Đại Học Đà Nẵng.
[2] Tự Động Hóa PLCTECH (2019). Giới thiệu chung về PLC s7 1200. https://drive.google.com/drive/folders/1LC-s-O030Cd-
yTUATZRhNbl5w2aRHgI5?usp=sharing
[3] HQTECH Industrial Automation (2018). Mơ hình máy pha cà phe tự động _s7
PHỤ LỤC
1. Phụ lục 1 (File phụ lục 1.pdf đính kèm). 2. Phụ lục 2 (File phụ lục 2.pdf đính kèm). 3. Phụ luc 3 (File phụ lục 3.pdf đính kèm).