Chương 3: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ
Yêu cầu hệ thống
Yêu cầu về phần cơ khí: Phần cơ khí được xây dựng và lắp đặt với tiêu chí đề
cao sự chắc chắn, chính xác, độ ổn định cũng như đảm về vấn đề vệ sinh nhằm nâng cao tuổi thọ và hạn chế tối đa các lỗi có thể xảy ra của mơ hình.
Với các tiêu chí về phần cơ khí và yêu cầu của đồ án, mơ hình hệ thống pha trộn sơn và đóng nắp tự động được xây dựng với 4 khâu chính.
+ Khâu cấp lon: Lon trống được đặt trong 1 ống hình trịn, cơ cấu cấp lon được thực hiện bởi 1 xylanh đẩy đưa lon từ ống đến băng tải chính.
+ Khâu chiết rót: 4 cảm biến lưu lượng đọc xung tốc độ cao kết hợp 4 van điện từ đóng mở dịng chảy màu sơn pha đảm nhiệm việc rót sơn vào lon theo đúng với tỉ lệ màu.
+ Khâu đóng nắp và cấp nắp: Gồm 1 băng tải cấp nắp, 1 xylanh đẩy nắp vào vị trí đóng nắp và 1 xylanh đập nắp.
+ Khâu trộn sơn: Gồm 1 xylanh đưa lon vào cơ cấu trộn và 1 xylanh đẩy lon ra. Lon sơn được lắc đều nhờ 1 động cơ bước.
Phần điện của mơ hình: Nguồn điện của mơ hình gồm 2 loại nguồn chính là nguồn điện xoay chiều 220V để cấp cho nguồn tổ ong và nguồn điện một chiều 24V cung cấp cho CB, PLC chính, module mở rộng, các cảm biến, van điện từ, các đèn báo, buzzer, các van khí nén, động cơ bước. Phần thiết kế điện phải thật hợp lý, an toàn, việc kết nối diễn ra một cách chính xác, các đầu dây đấu nối được bấm code và bố trí hợp lý. Phần tủ điện của mơ hình phải được thiết kế sao cho gọn gàng, ngăn nắp, dễ vận hành, bảo trì, sửa chữa một cách dễ dàng.
Phần giao diện SCADA: gồm 3 màn hình. Một màn hình chính giới thiệu, một màn hình chọn màu sơn và số lượng, một màn hình vận hành gồm các nút nhấn điều khiển, hiện thị số lượng lon hiện tại. Scada phải được thiết kế cung cấp đầy đủ thông tin, cách hiện thị rõ ràng gần gũi với người sử dụng.
Tính tốn thiết kế
3.2.1. Quy trình vận hành của hệ thống
Chọn mã màu sơn và nhập số lượng lon cần pha từ màn hình SCADA.
Sau khi xác nhận mã màu sơn, số lượng lon hợp lệ, kiểm tra số lượng màu sơn trên bể đạt yêu cầu, nhấn START trên màn hình Scada hoặc điều kiển trực tiếp trên tủ điều khiển để hệ thống bắt đầu làm việc.
Băng tải hoạt động, xy lanh 1 bắt đầu cấp lon. Khi cảm biến 1 phát hiện lon, băng tải dừng lại. Cảm biến lưu lượng kết hợp van điện từ tiến hành rót sơn theo đúng tỉ lệ. Rót sơn hồn tất.
Khi cảm biến 2 phát hiện lon, băng tải dừng lại, xy lanh đẩy nắp hành trình ra, đẩy nắp vào vị trí đóng nắp, xy lanh đẩy nắp hành trình vào, xy lanh đóng nắp hành trình ra đóng nắp rồi rút về. Sau khi đóng nắp xong, băng tải cấp nắp chạy trong 2s rồi dừng để đưa nắp vào đúng vị trí, băng tải chính hoạt động.
Khi cảm biến 3 phát hiện lon, băng tải chính dừng lại, xy lanh đẩy lon vào cơ cấu trộn hành trình ra, động cơ trộn bắt quay đủ số vịng thì dừng.
Nếu số lon đưa vào băng tải nhỏ hơn số lon yêu cầu thì xy lanh tiếp tục cấp lon vào băng tải.
Trộn sơn xong, xyl anh đẩy lon vào cơ cấu trộn hành trình vào. Xy lanh đẩy lon ra cơ cấu trộn hành trình ra, sau đó xy lanh đẩy lon ra cơ cấu trộn hành trình về. Băng tải chính hoạt động đưa lon về cuối bang tải rồi dừng.
Trong quá trình hệ thống hoạt động:
+ Nhấn nút EMO_STOP, reset tất cả các cơ cấu chấp hành, tiến hành khắc phục lỗi nếu có. Khi muốn hoạt động lại, cần reset nút EMO_STOP về trạng thái ban đầu.
+ Nhấn nút PAUSE, hệ thống sẽ chạy hết khâu hiện tại rồi dừng. Nhấn nút RESUME để hệ thống tiếp tục hoạt động.
+ Nhấn nút STOP, hệ thống sẽ không cấp lon mới. Xử lý hết lon sơn còn lại trên băng tải rồi dừng.
Khi pha đủ số lượng lon yêu cầu. Buzzer_Done hoạt động, có màn hình thơng báo trên SCADA.
3.2.2. Thiết kế phần cứng
Phần cơ khí
Sau đây là bản vẽ của mơ hình của hệ thống nhưng để đáp ứng đúng và đủ với yêu cầu ban đầu đặt ra của nhóm đã lượt bỏ bớt phần dán nhãn.