Sau khi tìm hiểu cơng nghệ các dây chuyền sản xuất nước uống đóng chai kết hợp với kiến thức về S7-300 và WinCC, em đưa ra phương án thiết kế mơ phỏng hệ thống máy chiết rót, đóng nắp và đóng thùng với các đặc điểm kỹ thuật như sau:
Giao diện mô phỏng trện WinCC gồm 3 Graphics:
Welcome: Chứa thông tin giới thiệu về đồ án, giáo viên hướng dẫn, sinh viên thực hiện. Ngồi ra cịn có 2 nút nhấn vào và thốt Runtime.
Fill: Đây là graphics mơ phỏng q trình chiết rót, đóng nắp, phân loại chai cùng các nút điều khiển, màn hình hiển thị số lượng…
Package : Mơ phỏng q trình đóng chai vào thùng carton. Giao diện này chỉ hoạt động khi dây chuyền đóng chai hoạt động.
Chương trình mơ phỏng sẽ chạy với PLC-Simulator thay cho hệ thống phần cứng PLC thực tế. Các ngõ vào trên thực tế được thay bằng Bit nội trong chương trình S7-300.
Hệ thống hoạt động hoàn toàn ở chế độ tự động. Người vận hành có thể khởi động hệ thống trực tiếp từ bàn điều khiển hoặc có thể khởi động từ giao diện giám sát trên máy tính. Q trình hoạt động của hệ thống là liên tục từ khi nhấn nút ‘‘START“ cho đến khi người điều khiển nhấn nút ‘‘STOP“ hoặc ‘‘EXIT“.
Các chuyển động trong mơ hình được viết bằng ngơn ngữ C-Sript. Các cảm biến hoạt động giống như trong thực tế, khi vật thể đi vào vùng quét của cảm biến thì cảm biến sẽ tác động rồi gửi tín hiệu về chương trình PLC.
Để đáp ứng yêu cầu thực tế, hệ thống có phân quyền người quản trị, một số chức năng trong mơ hình có thể bị giới hạn khi chưa đăng nhập.
4.1.1 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai:
Mơ hình gồm các thành phần chính và chức năng từng thành phần:
- Băng tải 1: vận chuyển chai rỗng từ nơi cấp chai đến hệ thống kiểm tra, chiết rót và đóng nắp
- Băng tải 2: vận chuyển chai sau khi đã đóng hồn chỉnh sang hệ thống đóng thùng.
- Sensor 1: nhận diện có chai đi vào dây chuyền, nhiệm vụ chính của sensor này là phát tín hiệu dịch chuyển bit trong chương trình S7-300.
- Camera: kiểm tra khuyết tật chai để đưa đi tái chế.
- Sensor 2: đếm số chai thành phẩm trước khi vào bộ phận đóng gói. - Bộ phận chiết nước vào chai.
- Bộ phận dập nắp
- Bộ phận gạt chai khuyết tật về băng tải 3
- Các nút nhấn, bảng thông báo trạng thái, hiển thị số lượng, khung đăng nhập. 4.1.2 Hệ thống đếm và đóng thùng:
Mơ hình gồm các thành phần chính và chức năng từng thành phần:
- Băng tải 1‘: vận chuyển chai từ dây chuyền chiết rót sang bộ phận gắp chai vào thùng.
- Băng tải 2‘: vận chuyển thùng rỗng từ nơi cấp đến vị trí thích hợp để chứa sản phẩm chai và đưa thùng đã đủ số lượng sang bộ phận thành phẩm.
- Tay gắp chai: khi chai đến vị trí đặt trước, tay gắp sẽ được kích hoạt để đưa chai vào thùng, mỗi lần gắp 1 lốc 3 chai. Trên thực tế tay gắp được điều khiển bằng động cơ Servo cùng các cơ cấu khí nén.
- Sensor 5: cảm biến vị trí thùng, khi sensor 5 thấy thùng, băng tải 2‘ sẽ dừng để tay gắp hoạt động.
- Các nút nhấn, bảng thông báo trạng thái, hiển thị số lượng, khung đăng nhập và cài đặt.
- Số lượng chai một thùng có thể thay đổi linh hoạt trong khoảng 1 đến 4 lốc. u cầu cơng nghệ:
Q trình điều khiển tồn hệ thống trên hai giao diện chính : Chiết nướcvào chai đóng nắp và đóng thùng diễn ra hồn tồn tự động sau khi người vận hành ấn nút Start. Nhưng một yêu cầu đặt ra là, việc giám sát hoạt động của hệ thống cũng cần thực hiện tự động. Điều này là thực sự cần thiết vì những lý do sau:
- Trình điều khiển và giám sát gắn liền với nhau nhằm thực hiện một giải pháp hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa.
- Đảm bảo sự hoạt động ổn định và tăng tính tin cậy của hệ thống.
- Theo dõi được mọi diễn biến của quá trình, tình trạng thiết bị, trạng thái hệ thống một cách nhanh chóng, chính xác.
- Dễ dàng phát hiện sự cố để có những biện pháp điều chỉnh kịp thời. Vì vậy việc thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống trên WinCC phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Quá trình điều khiển phải đúng qui trình cơng nghệ đảm bảo u cầu cơng nghệ.
- Người vận hành dễ dàng giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, theo dõi diễn biến các quá trình.
- Dễ dàng phát hiện các sự cố để có những biện pháp xử lý kịp thời. - Các giao diện thân thiện, linh hoạt và dễ dàng sử dụng.