Đồ án Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7-1200
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT SỬ DỤNG PLC S7 - 1200
GVHD: Th.S. NGHUYỄN TẤN ĐỜI
SVTH: ĐỖ QUANG HUY
MSSV: 15141170
SVTH: NGÔ HOÀI NAM
MSSV: 15141214
Tp. Hồ Chí Minh - 12/2019
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT SỬ DỤNG PLC S7 - 1200
GVHD: Th.S. NGHUYỄN TẤN ĐỜI
SVTH: ĐỖ QUANG HUY
MSSV: 15141170
SVTH: NGÔ HOÀI NAM
MSSV: 15141214
Tp. Hồ Chí Minh - 12/2019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP –
Y SINH
VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----
Tp. HCM, ngày tháng năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
Đỗ Quang Huy
MSSV: 15141170
MSSV: 15141214
Ngô Hoài Nam
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:
Kỹ thuật điện tử - truyền thông Mã ngành: 141
Đại học chính quy
Mã hệ: 1
2015
Lớp: 15141DT
I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT SỬ
DỤNG PLC S7 – 1200
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu
- Nhìn nhận tính cấp thiết và vai trò quan trọng của việc điều khiển và giám sát hệ thống
chiết rót.
- Tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, các mô hình hiện tại liên quan tới đề tài để so
sánh, cải tiến.
- Nghiên cứu datasheet và ứng dụng của servo trong công nghiệp.
2. Nội dung thực hiện
- Nhiệm vụ 1: Kết nối PLC với Driver để điều khiển Servo Motor.
- Nhiệm vụ 2: Thiết kế và thi công dây chuyền triết rót.
- Nhiệm vụ 3: Thiết kế giao diện SCADA giao tiếp với PLC và dây chuyền thực tế.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S. Nguyễn Tấn Đời
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
BM. TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
i
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y
SINH
NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----
Tp. HCM, ngày tháng năm 2019
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Đỗ Quang Huy
Lớp: 15141DT2C
MSSV: 15141170
MSSV: 15141214
Họ tên sinh viên 2: Ngô Hoài Nam
Lớp: 15141DT2C
Tên đề tài:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT SỬ DỤNG PLC
S7-1200
Tuần/ngày
Nội dung
Kết quả dự kiến
Xác
nhận
GVHD
Tuần 1 (26/08 – 31/08)
Tuần 2 (02/09 – 07/09)
Tuần 3 (09/09 – 14/09)
Tuần 4 (16/09 – 21/09)
Tuần 5 (23/09 – 28/09)
Nhận đề tài tốt nghiệp Đề tài
Viết đề cương
Thiết kế cơ khí
Thiết kế cơ khí
Gia công cơ khí
Đề cương DATN
Bản vẽ 3D
Bản vẽ 3D
Kết nối các chi tiết cơ
khí
Tuần 6 (30/09 – 05/10)
Tuần 7 (07/10 – 12/10)
Gia công cơ khí
Kết nối các chi tiết cơ
khí
Thiết kế, thi công hệ
thống điện
Bản vẽ và tủ điện
kết nối các thiết bị
điện
Tuần 8 (14/10 – 19/10)
Tuần 9 (21/10 – 26/10)
Lập trình PLC
Code PLC
Thiết kế giao diện
Giao diện Wincc
Wincc
giám sát
ii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tuần 10 (28/10 – 02/11)
Lắp đặt hệ thống và
chạy thử nghiệm
Lắp đặt hệ thống và
chạy thử nghiệm
Viết báo cáo + cân
chỉnh hệ thống
Dây chuyền
Tuần 11 (04/11 – 09/11)
Tuần 12 (11/11 – 16/11)
Kết quả chạy thử
nghiệm
Báo cáo phần cơ
sở lý thuyết, cân
chỉnh băng tải
Báo cáo phần tính
toán, cân chỉnh
mâm xoay
Tuần 13 (18/11 – 23/11)
Tuần 14 (25/11 – 30/11)
Tuần 15 (02/12 – 07/12)
Tuần 16 (09/12 – 14/12)
Tuần 17 (16/12 – 21/12)
Viết báo cáo + cân
chỉnh hệ thống
Viết báo cáo + cân
chỉnh hệ thống
Báo cáo phần thiết
kế, cân chỉnh khối
dán nhãn
Viết báo cáo + cân
chỉnh hệ thống
Báo cáo phần thực
hiện, cân chỉnh
khối kiểm tra
Viết báo cáo + cân
chỉnh hệ thống
Báo cáo phần thực
hiện, cân chỉnh hệ
thống dây dẫn
Hoàn thành
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)
iii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
- Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT
SỬ DỤNG PLC S7 - 1200
- GVHD: Th.S. NGUYỄN TẤN ĐỜI
- Họ và tên sinh viên 1:
MSSV: 15141170
Số điện thoại liên lạc:
- Họ và tên sinh viên 2: NGÔ HOÀI NAM
MSSV: 15141214 Lớp: 15141DT2C
Số điện thoại liên lạc: 0349078300
ĐỖ QUANG HUY
Lớp: 15141DT2C
0972993676
“ Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là do chính tôi nghiên cứu là thực
hiện. Tôi không sao chép từ bất kì một bài viết nào đã được công bố mà không trích
dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kì một sự vi phạm nào, tối xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”.
Người thực hiện đề tài
Đỗ Quang Huy
Ngô Hoài Nam
iv
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Tấn Đời – Giảng viên bộ môn
Tự Động Điều Khiển đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn
thành tốt đề tài.
Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đã tạo ra
những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài.
Em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như
những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Đỗ Quang Huy
Ngô Hoài Nam
v
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ...............................................................................i
LỜI CAM ĐOAN..........................................................................................................iv
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................v
MỤC LỤC .....................................................................................................................vi
LIỆT KÊ HÌNH .............................................................................................................ix
LIỆT KÊ BẢNG.............................................................................................................x
TÓM TẮT......................................................................................................................xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..........................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU............................................................................................................1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.................................................................................1
1.4 BỐ CỤC................................................................................................................2
1.5 GIỚI HẠN.............................................................................................................2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...............................................................................3
2.1.1 Giới thiệu............................................................................................................3
2.1.2 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên thị trường.....................................................3
2.2 TỔNG QUAN VỀ PLC ........................................................................................8
2.2.1 PLC là gì ? ......................................................................................................8
2.2.2 Cấu tạo của PLC .............................................................................................9
2.2.3. Đặc điểm và vai trò của PLC.......................................................................10
2.2.3.1. Đặc điểm................................................................................................10
2.2.3.2. Vai trò....................................................................................................11
2.3 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 - 1200........................................................................11
2.3.1 Khái niệm chung về PLC S7 – 1200 ............................................................11
2.3.3. Các dòng chính của CPU S7 – 1200............................................................12
2.3.4. Module mở rộng PLC S7 – 1200.................................................................13
vi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.4.1. TIA portal V13.............................................................................................14
2.4.2. WinCC professional.....................................................................................16
2.5.1 Động cơ servo là gì ? ....................................................................................17
2.5.2 Cơ cấu hoạt động ..........................................................................................18
2.5.3 Sơ đồ hồi thiếp vòng kín...............................................................................18
2.5.4 Phương pháp điều khiển hệ servo.................................................................18
2.5.4.1 Điều khiển vị trí......................................................................................18
2.5.4.2 Điều khiển tốc độ ...................................................................................19
2.5.4.3 Điều khiển Mômen.................................................................................19
2.5.5 Các lệnh điều khiển trong khối motion.........................................................20
3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ ........................................................................................22
3.2 MÔ TẢ HỆ THỐNG...........................................................................................22
3.3 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ.............................................................................23
3.3.1 Chọn băng tải................................................................................................23
3.3.2 Chọn khung sườn..........................................................................................23
3.3.3 Chọn mâm xoay............................................................................................24
3.3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN ....................................................................................25
3.3.1 Sơ đồ khối của hệ thống ...............................................................................25
3.3.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống .....................................................................26
3.3.2.1 Khối điều khiển PLC S7 - 1200 .............................................................26
3.3.2.2 Khối nguồn.............................................................................................27
3.3.2.3 Khối nút nhấn .........................................................................................28
3.3.2.4 Đèn báo...................................................................................................29
3.3.2.5 Thiết bị đóng ngắt Relay ........................................................................30
3.3.2.6 Khối chiết rót..........................................................................................31
3.3.2.7 Khối đóng nắp ........................................................................................32
3.3.2.8 Khối dán nhãn ........................................................................................35
3.3.2.9 Khối phân loại ........................................................................................36
3.3.2.10 Khối mâm xoay ....................................................................................39
vii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.4 SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC.............................................................................44
3.4.1 Sơ đồ mạch động lực Driver servo ...............................................................44
3.4.2 Sơ đồ mạch động lực động cơ ......................................................................45
3.5 SƠ ĐỒ KẾT NỐI HỆ THỐNG...........................................................................45
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG .......................................................................47
4.1 GIỚI THIỆU .......................................................................................................47
4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG ....................................................................................47
4.2.1 Thi công phần cơ khí ....................................................................................48
4.2.1.1 Thi công hệ thống khí nén......................................................................48
4.2.1.2 Thi công hệ thống mâm xoay.................................................................49
4.2.2 Thi công phần điện .......................................................................................49
4.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT......................................................................................51
4.4 ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT...........................................................................53
4.4.1 Viết chương trình điều khiển........................................................................53
4.4.2 Thiết kế giao diện giám sát...........................................................................59
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT.......................................................................61
5.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................................61
5.2 KẾT QUẢ THỰC HIỆN.....................................................................................61
5.2.1 Kết quả phần cứng ........................................................................................61
5.2.2 Kết quả phần chiết rót...................................................................................62
5.2.3 Kết quả phần giám sát...................................................................................63
6.1 KẾT LUẬN.........................................................................................................64
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................65
PHỤ LỤC .....................................................................................................................66
viii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LIỆT KÊ HÌNH
Hình 2. 1 Máy chiết rót bằng bơm bánh răng................................................................3
Hình 2. 2 Máy chiết rót bằng bơm piston.......................................................................4
Hình 2. 3 Máy chiết rót bằng bơm trục vít.....................................................................5
Hình 2. 4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế ....................................................................5
Hình 2. 5 Máy chiết rót kiểu đối lưu ..............................................................................6
Hình 2. 6 Máy dán nhãn tự động....................................................................................7
Hình 2. 7 Máy dán nhãn bán tự động.............................................................................7
Hình 2. 8 Máy dán nhãn thủ công ..................................................................................8
Hình 2. 9 Cấu tạo cơ bản của PLC ................................................................................9
Hình 2. 10 PLC S7 - 1200.............................................................................................11
Hình 2. 11 Cấu tạo của bộ điều khiển CPU S7 - 1200.................................................12
Hình 2. 12 TIA portal V13............................................................................................15
Hình 2. 13 Các loại Wincc............................................................................................16
Hình 2. 14 Servo AC.....................................................................................................17
Hình 2. 15 Sơ đồ hồi tiếp vòng kín Servo .....................................................................18
Hình 3. 1 Bảng vẽ 3D hệ thống ....................................................................................22
Hình 3. 2 Băng tải.........................................................................................................23
Hình 3. 3 Sắt V ( 3x3 ) ..................................................................................................23
Hình 3. 4 Mâm dưới......................................................................................................24
Hình 3. 5 Mâm trên.......................................................................................................24
Hình 3. 6 Sơ đồ khối của hệ thống ...............................................................................25
Hình 3. 7 PLC S7 – 1200 DC/DC/DC..........................................................................26
Hình 3. 8 Nguồn tổ ong trong thực tế...........................................................................28
Hình 3. 9 nút nhấn........................................................................................................29
Hình 3. 10 Đèn báo.......................................................................................................29
Hình 3. 11 Relay trong thực tế .....................................................................................30
Hình 3. 12 Động cơ bơm nước 12VDC ........................................................................31
Hình 3. 13 Động cơ vặn nắp chai.................................................................................32
Hình 3. 14 Xi – lanh TN20x150....................................................................................33
Hình 3. 15 Van khí nén SY3120-5LZ-M5 .....................................................................33
Hình 3. 16 Mô tả hoạt động cảm biến quang..............................................................34
Hình 3. 17 Sơ đồ cấu tạo và đấu dây ............................................................................34
Hình 3. 18 Cảm biến quang trong thực tế....................................................................35
Hình 3. 19 Động cơ dán nhãn ......................................................................................35
Hình 3. 20 Sơ đồ cấu tạo và đấu dây............................................................................36
Hình 3. 21 Cảm biến dán nhãn trong thực tế...............................................................36
Hình 3. 22 Sơ đồ đấu dây .............................................................................................37
Hình 3. 23 Cảm biến trong thực tế...............................................................................37
Hình 3. 24 Cấu tạo xi-lanh...........................................................................................38
ix
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3. 25 Động cơ AC Servo R7M-A40030 ...............................................................39
Hình 3. 26 Driver R7D-AP04H....................................................................................41
Hình 3. 27 Cơ đồ cấu tạo và đấu dây...........................................................................43
Hình 3. 28 Cảm biến tiệm cận trong thực tế ................................................................43
Hình 3. 29 Sơ đồ nối dây driver servo..........................................................................44
Hình 3. 30 sơ đồ mạch động lực động cơ.....................................................................45
Hình 3. 31 Sơ đồ kết nối hệ thống ................................................................................45
Hình 3. 32 Sơ đồ kết nối PLC với Driver Servo...........................................................46
Hình 4. 1 Nguyên lý thi công khí nén ...........................................................................48
Hình 4. 2 Lắp đặt xi-lanh cho hệ thống........................................................................48
Hình 4. 3 Cơ cấu mâm xoay .........................................................................................49
Hình 4. 4 Bảng điện hệ thống.......................................................................................49
Hình 4. 5 Sơ đồ đi dây hệ thống ...................................................................................50
Hình 4. 6 Lưu đồ giải thuật ..........................................................................................52
Hình 4. 7 Đặt tên cho dự án .........................................................................................54
Hình 4. 8 Chọn loại bộ điều khiển để lập trình............................................................54
Hình 4. 9 Giao diện viết chương trình PLC .................................................................55
Hình 4. 10 Tạo hệ trục Axis..........................................................................................56
Hình 4. 11 Chọn xung và đơn vị khoảng cách cho Axis...............................................57
Hình 4. 12 Thiết lập kiểu phát xung và chân điều khiển Axis ......................................57
Hình 4. 13 Thiết lập thông số cho động cơ ..................................................................58
Hình 4. 14 Chọn tốc độ và thời gian cho động cơ........................................................58
Hình 4. 15 Kết nối giữa PLC với Wincc.......................................................................60
Hình 4. 16 Xây dựng giao diện giám sát SCADA........................................................60
Hình 5. 1 Kết quả phần cứng........................................................................................61
Hình 5. 2 Kết quả thực nghiệm chiết rót ......................................................................62
Hình 5. 3 Kết quả giao diện giám sát chính.................................................................63
Hình 5. 4 Kết quả giao diện giám sát điều khiển .........................................................63
LIỆT KÊ BẢNG
Bảng 2. 1 Đặc tính kỹ thuật của PLC S7 - 1200...........................................................13
Bảng 3. 1 Catalog PLC S7-1200 ..................................................................................27
Bảng 4. 1 Danh sách linh kiện......................................................................................47
Bảng 4. 2 Bảng tag các ngõ vào, ngõ ra ......................................................................55
x
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÓM TẮT
Đề tài tốt nghiệp đề cập đến việc thiết kế giao diện để điều khiển, giám sát
và thu thập dữ liệu từ dây chuyền chiết rót. Giao diện được thiết kế trên phần mềm
Wincc của hãng Siemens với thiết kế đẹp mắt và đầy đủ các tính năng cần thiết cho
người vận hành cũng như người giám sát hệ thống. Khóa luận cũng hướng dẫn cụ thể
các bước để các bạn khóa sau có thể tham khảo lập trình trên Wincc một cách dễ dàng.
Với các chức năng cần thiết, phân quyền người dùng trong Wincc, thiết kế giao diện từ
thư viện, tạo nút nhấn…
Dây chuyền được điều khiển thông qua PLC S7-1200 của Siemens đây cũng
là loại PLC cao cấp của Siemens sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp tự động
vừa và lớn với yêu cầu ổn định và chất lượng cao. Dây chuyền điều khiển thiết kế đơn
giản với 2 băng tải có chức năng vận chuyển chai, các hệ thống vòi chiết rót, hệ thống
cấp nắp, vặn nắp, dán nhãn và mâm xoay đưa các chai vào đúng vị trí. Các cảm biến
khác bao gồm cảm biến quang để xác định vị trí chai, cảm biến tiệm cận để xác định
góc quay, cảm biến mực nước chất lỏng xác định mực nước được rót vào trong chai và
hệ thống khí nén cũng được sử dụng.
xi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật
điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh
vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa… Do đó chúng ta cần phải
nắm bắt và vận dụng điều khiển tự động một cách hiệu quả nhằm đóng góp vào sự phát
triển khoa học kỹ thuật của thế giới nói chung và trong sự phát triển của kỹ thuật điều
khiển tự động nói riêng.
Xuất phát từ những lần tham quan các doanh nghiệp có dây chuyền sản xuất,
nhóm đã được thấy nhiều dây chuyền tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong
những dây chuyền sản xuất tự đông hóa đó là dây chuyền chiết rót sử dụng bộ điều
khiển lập trình PLC ( Programmable Logic Controller).
Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu về các đề tài và công trình trước đây, nhóm
quyết định chọn đề tài: “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT
RÓT SỬ DỤNG S7-1200” để nghiên cứu và thực hiện đề tài tốt nghiệp.
1.2 MỤC TIÊU
Với đề tài này mục tiêu mà nhóm đề ra để giải quyết các công việc như sau:
- Nghiên cứu ứng dụng và giao tiếp giữa PLC và hệ Servo.
- Thiết kế và thi công được hệ thống chiết rót.
- Thiết kế được hệ SCADA công nghiệp
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG 1: Tìm hiểu và tham khảo các tài liệu, giáo trình, nghiên cứu các
chủ đề, nội dung liên quan và đưa ra phương pháp thực hiện đề tài.
NỘI DUNG 2: Tìm hiểu về PLC S7 – 1200 và phần mềm lập trình.
NỘI DUNG 3: Thiết kế phần cứng của hệ thống .
NỘI DUNG 4: Thiết kế giải thuật điều khiển, lập trình PLC, thiết kế giao diện
giám sát trên Wincc.
NỘI DUNG 5: Thử nghiệm, điều chỉnh phần mềm, phần cứng cho hệ thống tối
ưu, thu thập kết quả qua những lần thử nghiệm đánh giá tính ổn định của hệ thống.
NỘI DUNG 6: Viết quyển báo cáo tốt nghiệp.
NỘI DUNG 7: Báo cáo đồ án tốt nghiệp.
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.4 BỐ CỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Chương này trình bày, đặt vấn đề, dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Giới thiệu tổng quan về dây chuyền chiết rót, PLC S7- 1200, Driver Servo và
giới thiệu các phần mềm hỗ trợ, điều khiển Servo bằng các lệnh Motion.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
Đặc tả phần cứng các thiết bị ngõ vào, ngõ ra, thiết kế sơ đồ nguyên lý, tính toán
và thiết kế các khối: khối nguồn, khối băng tải, khối mâm xoay, khối dán nhãn, khối
kiểm tra.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
Thi công phần cứng và thi công phần điện viết chương trình cho hệ thống.
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT
Nêu kết quả đạt được, hình ảnh hoạt động của mô hình, đánh giá tính ổn định
của hệ thống và các chức năng liên quan.
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Nêu kết luận về quá trình thực hiện và thành quả đạt được, các vấn đề còn tồn
tại, đề ra hướng phát triển sản phẩm.
1.5 GIỚI HẠN
-
-
-
-
Dây chuyền chiết rót qui mô nhỏ.
Chiết rót mỗi lần 1 chai.
Chưa đảm bảo độ chính xác của từng thiết bị.
Được điều khiển và giám sát trên Wincc.
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT
2.1.1 Giới thiệu
Để có thể xây dựng được một hệ thống như yêu cầu đặt ra, chúng ta cần phải tìm
hiểu một số khái niệm, cơ sở liên quan đến hệ thống. Các khái niệm về hệ thống chiết
rót, các cách thức để giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi và các phần mềm được
hỗ trợ đều được trình bày trong chương này.
Có thể thấy các sản phẩm tiêu dùng hiện nay phần lớn chưa đựng trong các bao
bì dạng chai lọ nhất là trong ngành thực phẩm ví dụ như: bia, rượu, nước giải khát, v.v..
với nhiều ưu điểm nổi trội như giá thành hạ, cứng cáp, tính thẩm mỹ cao, dễ sản xuất.
Cũng chính vì lý do này các hệ thống máy chiết rót, đóng nắp chai tự động được sử
dụng rộng rãi với nhiều những chũng loại khác nhau.
Dây chuyền đóng nắp chai tự động có nhiều kích thước đa dạng, được sử dụng
kết hợp chung với dây chuyền chiết rót chất lỏng. Nó không chỉ được sử dụng trong các
công ty lớn mà còn sử dụng ở các cơ sở sản xuất tư nhân nhỏ.
2.1.2 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên thị trường
Trên thị trường các dòng máy chiết rót hiện nay, có 5 dòng máy chiết rót được
Máy chiết rót bằng bơm bánh răng
Hình 2. 1 Máy chiết rót bằng bơm bánh răng
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Máy chiết rót bằng bơm bánh răng hay còn gọi là máy chiết rót tự động 8 đầu
(bơm rotary) thích hợp cho việc chiết rót các sản phẩm ngành thực phẩm, hóa mỹ
phẩm,… Cấu trúc dòng máy này được làm từ thép không gỉ và hợp kim nhôm với thiết
kế thay đổi nhanh cho kích thước khác của chai. Máy chiết rót bằng bơm bánh răng
được thiết lập dựa trên màn hình cảm ứng hiện thị LCD, rất tiện dụng và dễ dàng điều
chỉnh.
Hệ thống chiết rót bằng đầu bơm rotary, điều khiển bởi motor AC với biến tần
giúp thao tác rót mềm mại hơn, điều chỉnh lưu lượng dễ dàng. Hệ thống bơm bánh răng
hạn chế tối đa khả năng tạo bọt trong khi rót.
Dung tích chiết rót của dòng máy chiết rót bằng bơm bánh răng vào khoảng 250
– 5000ml với loại vòi ngâm không làm tràn chất lỏng lên chai và băng tải. Hệ thống
bơm và động cơ băng tải được bảo vệ toàn diện tránh sụt áp trong quá trình vận hành.
Máy chiết rót bằng bơm piston
Hình 2. 2 Máy chiết rót bằng bơm piston
Máy chiết rót bằng bơm piston hay còn gọi là máy chiết rót tự động 6 đầu (bơm
piston) có thiết kế đầu bơm piston phù hợp trong các công việc chiết rót các chất lỏng
không hạt như dầu ăn, sữa tắm, dầu gội,…
Máy chiết rót bằng bơm piston điều khiển bởi motor servo, cho độ chính xác
chiết rót cao, phù hợp các sản phẩm yêu cầu định lượng động chuẩn chỉnh cao. Dòng
máy được sản xuất kèm thiết bị bảo vệ “không chai – không chiết rót” với loại vòi ngâm
không làm tràn chất lỏng. Bơm piston hoạt động trơn tru và linh hoạt, màn hình cảm
ứng điều khiển hỗ trợ tối đa các thao tác điều chỉnh.
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Máy chiết rót bằng bơm trục vít
Hình 2. 3 Máy chiết rót bằng bơm trục vít
Máy chiết rót bằng bơm trục vít hay còn gọi là máy chiết rót tự động 8 đầu (bơm
trục vít) với thiết kế phù hợp với chiết rót các loại dầu nhớt.
Mỗi đầu bơm trục vít của dòng máy này được điều khiển bởi một motor AC riêng
biệt nên độ chính xác khi rót rất cao. Loại vòi ngâm sử dụng cho máy chiết rót này hạn
chế tối đa sản sinh bọt khí và tránh chất lỏng văng ra ngoài. Người sử dụng có thể dễ
dàng điều chỉnh, cài đặt các thông số thông qua màn hình LCD cảm ứng.
Máy chiết rót bằng lưu lượng kế
Hình 2. 4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế
Máy chiết rót bằng lưu lượng kế là dòng máy chiết rót 10 đầu dạng định lượng
được sử dụng chiết chính xác hơn và dễ dàng cho các thao tác vệ sinh. Loại máy này
phù hợp với việc chiết các chất lỏng có độ nhớt, đậm đặc.
Phạm vi chiết rót của máy chiết rót bằng lưu lượng kế rộng đồng thời có thiết kế
giảm tạo bọt tối ưu khi chiết rót. Cấu trúc máy cho phép cài đặt tiêu chuẩn và lưu lượng
định mức sản phẩm chuẩn xác một cách tối đa.
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Máy chiết rót kiểu đối lưu
Máy chiết rót kiểu đối lưu hay còn gọi là đẳng áp được thiết kế thuận tiện cho
việc rót nước khoáng hay nước ép trái cây.
Hình 2. 5 Máy chiết rót kiểu đối lưu
Dung tích chiết rót của dòng máy này vào khoảng 500 – 1500ml. Thiết kế vòi
ngâm hỗ trợ ổn định chất lỏng không gây tràn. Bên cạnh đó, dòng máy này cũng được
tích hợp màn hình cảm ứng hiệu Proface với hệ thống điều khiển PLC hiệu Mitsubishi.
2.1.3 Các loại máy dán nhãn công nghiệp trên thị trường hiện nay
Phân loại theo mức độ tự động hóa, có thể tạm chia máy dán nhãn thành 3 loại:
Máy dán nhãn tự động
Máy dán nhãn tự động có thể tự động điều chình cho phù hợp để dán nhiều loại
chai, lo, sản phẩm hình trụ, dẹp có kích thước, kiểu đặt khác nhau.
Máy dán nhãn tự động tốc độ cao thường sử dụng ống keo cuộn dán giấy không
cần điều chỉnh, lắp đặt hệ thống đưa sản phẩm vào vị trí cần dán nhãn và sản phẩm hoàn
thiện ra ngoài hoàn toàn tự động.
Thao tác máy một lần đã có thể hoàn thành việc dán nhãn. Thời gian dán nhãn
nhanh chóng và liên tục đem lại sản lượng rất lớn.
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2. 6 Máy dán nhãn tự động
Các máy dán nhãn tự động sử dụng màn hình hiển thị các thông số cho người
dùng, hệ thống băng tải sản phẩm giúp các thông số của công đoạn dán nhãn luôn được
kiểm soát, đảm bảo tốc độ dán nhãn và tốc độ cấp sản phẩm vào/ra được đồng bộ.
Máy dán nhãn bán tự động
Máy dán nhãn bán tự động giúp giảm chi phí đầu tư, phù hợp với các dây chuyền
nhỏ hoặc quy mô hộ gia đình sản xuất loại sản phẩm năng suất không cần cao và tận
dụng lao động một cách tối đa.
Hình 2. 7 Máy dán nhãn bán tự động
Máy dán nhãn bán tự động được thiết kế tối ưu, không bị cuốn nhãn trong quá
trình dán, in date, các thông số, barcode sử dụng mực ruy bang khô gia nhiệt in lên decal
có độ bám dính tốt, đáng tin cậy.
Máy tự động dán nhãn sử dụng bộ lập trình PLC điều khiển giúp máy xử lý nhanh
hơn, chính xác hơn, phầm mềm điều khiển thân thiện dễ sử dụng.
7
Tải về để xem bản đầy đủ
87 trang
30/03/2022
5340
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7-1200", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_dieu_khien_va_giam_sat_day_chuyen_chiet_rot_su_dung_pl.pdf
