Đồ Án Tốt Nghiệp.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG Sinh viên thực hiện Đặng Công Mạnh Trầ[.]

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN NHẬT KÝ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đặng Công Mạnh

Trần Văn Việt Lớp : Trang bị điện trong CN và GTVT Khóa: 25.1

Thời gian làm tốt nghiệp: 27/02/2023 – 11/06/2023

Tên đề tài:Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống đóng nắp chai tự động

2 17/02 – 7/03 Tính toán lựa chọn thiết bị Đạt

3 7/03 – 7/04 Tính toán lựa chọn thiết bị

điều khiển, lập lưu đồ thuật toán

Đạt

4 7/04 – 29/05 Lập chương trình mô phỏng

hệ thống qua Scada

Đạt

Ghi chú: Nhật ký là minh chứng cho kết quả được kiểm duyệt trong quá trình làm

ĐATN của sinh viên, BM sẽ lấy NKTT làm căn cứ để xét điều kiện được làm, được bảo

vệ tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 24 tháng 06 năm 2023

Trưởng Bộ môn

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN

1 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2 Nhận xét của giáo viên đọc duyệt ………

………

………

………

………

………

………

………

………

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống đóng nắp chai tự động”

Sinh viên thực hiện : Đặng Công Mạnh

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tuấn Phường

Ngày nhận đề tài: 04/03/2023 Ngày bảo vệ: 24/06/2023

I Mục tiêu của đề tài, phạm vi đề tài

+ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống chiết rót chai tự động

+ Nghiên cứu và ứng dụng lập trình PLC điều khiển tự động hệ thống

+ Nghiên cứu và ứng dụng các phần mềm thiết kế cơ khí, điện và khí nén ứng dụng vào việc thiết kế và chế tạo mô hình có khả năng ứng dụng thực tế

II Phương pháp nghiên cứu, lựa chọn giải pháp công nghệ

- Phân tích và tổng hợp lý thuyết, kiến thức đã học tại trường

- Tham khảo tài liệu, hỏi đáp giáo viên hướng dẫn

- Viết chương trình, chạy mô phỏng chương trình

- Cụ thể:

 Tìm hiểu PLC S7-1200 phần cứng và tập lệnh

 Viết chương trình điều khiển bằng phần mềm TIA PORTAL

 Mô phỏng giám sát trên phần mềm wincc

III Nội dung nghiên cứu: 5 chương

- Chương 1: Tổng quan về dây chuyền công nghệ

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết

- Chương 3: Tính toán hệ thống và lựa chọn thiết bị

- Chương 4: Lựa chọn thiết bị mạch điều khiển trung tâm

- Chương 5 : Kết quả - Nhận xét – Đánh giá và hướng phát triển

IV.Các bản vẽ , đồ thị

- Sơ đồ mạch động lực

- Sơ đồ mạch điều khiển

- Sơ đồ mạch điều khiển khí nén

- Bản vẽ tủ điện

- Bản vẽ thuật toán và chương trình

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 9

1.1 Lịch sử nghiên cứu 9

1.2 Lí do chọn đề tài 11

1.3 Mục tiêu 11

1.4 Nội dung nghiên cứu 12

1.5 Bố cục 12

1.6 Giới hạn 12

1.7 Yêu cầu công nghệ 13

1.8 Kết cấu cơ khí 14

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14

2.1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT 14

2.1.1 Giới thiệu 14

2.1.2 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên thị trường 15

2.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC 18

2.2.1 Giới thiệu về PLC S7 – 1200 18

2.2.2 Các thành phần chính của PLC S7 – 1200 19

2.2.3 Module mở rộng PLC S7 – 1200 19

2.2.4 Các tính năng nổi bật của PLC S7 – 1200 20

2.2.5 Lựa chọn PLC 21

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 21

3.1 Yêu cầu về hệ thống 21

3.2 Mô tả hệ thống 22

3.3 Lựa chọn băng tải 26

3.3.1 Các loại băng tải 26

3.3.2 Lựa chọn băng tải cho hệ thống 28

3.4 Lựa chọn biến tần và động cơ cho hệ thống 28

3.4.1 Biến tần OMRON 3G3JX 28

3.4.2 Động cơ băng tải 27

3.4.3 Động cơ vặn nắp 29

3.4.4 Động cơ bơm nước Error! Bookmark not defined 3.5 Cảm biến trong dây truyền 33

3.6 Hệ thống điều khiển xylanh , khí nén 37

3.6.1 Máy nén khí 37

3.6.2 Van đảo chiều 37

3.6.3 Xylanh khí nén 40

3.7 Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ 42

3.7.1 Lựa chọn aptomat 42

3.7.2 Lựa chọn role trung gian 45

3.7.3 Lựa chọn Contactor 47

3.7.4 Lựa chọn role nhiệt 53

3.7.5 Nút ấn 56

3.7.6 Đèn báo 57

3.8 Mạch điều khiển trung tâm 57

3.8.1 Sơ đồ hoạt động của hệ thống 57

3.8.2 Sơ đồ mạch lực 58

3.8.3 Tủ điện 59

CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG 59

4.1 Sơ đồ khối hệ thống 59

4.1.1 Khối chiết rót 60

4.1.2 Khối cấp nắp 60

4.1.3 Khối đóng nắp 61

4.1.4 Khối phân loại 61

4.1.5Khối xử lí trung tâm 61

4.1.6 Khối nguồn 24VDC 64

4.2 Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm 65

4.3 Lưu đồ thuật toán 67

4.4 Tính toán tốc độ chuyển động 68

4.4.1Tốc độ băng tải vào ra 68

4.4.2 Tốc độ mâm xoay 69

4.5 Các phần mềm hỗ trợ 69

4.5.1 TIA Portal 69

4.5.2 WinCC professional 70

4.6 Điều khiển và giám sát 70

4.6.1 Các cổng vào ra trong hệ thống 70

4.6.2 Thiết kế giao diện giám sát 72

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 74

5.1 Ưu điểm đạt được 74

5.2 Hạn chế 75

5.3 Hướng phát triển của đề tài 75

LỜI KẾT 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Hệ thống chiết rót của công ty nước khoáng Vĩnh hảo 10 Hình 1 2 Hệ thống sản xuất nước ngọt có gas của công ty Bidrico 10 Hình 1 3 Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của Tân Hiệp Phát _ 11 Hình 1 4 Kết cấu cơ khí chung của hệ thống 14

Hình 2 1Máy chiết rót bằng bơm bánh răng _ 15 Hình 2 2 Máy chiết rót bằng bơm piston 16 Hình 2 3 Máy chiết rót bằng trục vít 16 Hình 2 4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế _ 17 Hình 2 5 Máy chiết rót kiểu đói lưu 17 Hình 2 6 Cấu tạo cơ bản của PLC _ Error! Bookmark not defined Hình 2 7 PLC S7 - 1200 _ 18

Hình 3 1Mô tả hệ thống _ 22

Hình 3 2 Băng tải PVC 24 Hình 3 3 Băng tải con lăn Error! Bookmark not defined Hình 3 4 Biến tần omron 3G3JX 25 Hình 3 5 Sơ đồ đấu nối biến tần _ 26 Hình 3 6 Băng tải trong nhà máy Error! Bookmark not defined Hình 3 7 Cảm biến đo lưu lượng dông chảy _ 34 Hình 3 8 Cảm biến hồng ngoại 35 Hình 3 9 Cảm biến phát hiện nước không tiếp xúc 36 Hình 3 10 Cảm biến từ 36 Hình 3 11 Van đảo chiều _ 37 Hình 3 12 Van khí nén AIRTAC 4V210-08 39 Hình 3 13 Xylanh kép _ 41 Hình 3 14 Sơ đồ điều khiển khí nén 42 Hình 3 15 Các loại aptomat 43 Hình 3 16 Aptomat LS BKN 6A 6kA 3P _ 45 Hình 3 17 Rơ le 24vDC 8 Chân _ 45 Hình 3 18 Rơ le trung gian RJ2S CL D2 46 Hình 3 19 Contactor – Khởi động từ _ 47 Hình 3 20 Cấu tạo contactor _ 48 Hình 3 21 MC 6A – Contactor LS 3P 6A 53 Hình 3 22 Rơ le nhiệt _ 54 Hình 3 23 Cấu tạo rơ le nhiệt 54 Hình 3 24 Một số loại nút ấn _ 56 Hình 3 25 Sơ đồ hoạt động cảu hệ thống 57 Hình 3 26 Sơ đồ mạch lực 58 HÌnh 4 1 Sơ đồ khối hệ thống 60 HÌnh 4 2 Nguồn 24vDc _ 64 Hinh 4 3 Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm _ 65 HÌnh 4 4 Sơ đồ kết nối hệ thống 66 HÌnh 4 5 Lưu đồ thuật toán 67 HÌnh 4 6 Kết nối WinCc với PLC _ 72 HÌnh 4 7 Giao diện giám sát trên scada 74

DANH MỤC BẢNG Bảng 3 1 Thông số động cơ băng tải _ Error! Bookmark not defined Bảng 3 2 Thông số độn cơ mâm quay Error! Bookmark not defined Bảng 3 3 Thông số đppmgk cơ LS 220 24VDC _ Error! Bookmark not defined Bảng 3 4 Thông số kĩ thuật cảm biến SBU623 _ 34 Bảng 3 5 Thông số xilanh kép TDA 10- 40 MCP _ 41 Bảng 3 6 Thông số kỹ thuật một sô loại Relay _ 46 Bảng 3 7 Thông só Role RJ2S CL D24 _ 47 Bảng 3 8 Thông số kĩ thuật Contartor LD 3P 6A _ 53

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay vai trò của Điều khiển và Tự động hóa trong nền kinh tế quốc dân và sự nghiệp phát triển của xã hội là cực kỳ to lớn.Tự động hóa mang lại nhiều tiện ích trong muôn màu muôn vẻ của cuộc sống văn minh hiện đại Chính vì thế Đảng và Nhà nước ta đã xác định

tự động hóa là một trong bốn hướng công nghệ cao cần ưu tiên phát triển Góp phần vào

công cuộc phát triển đó là các dòng, các bộ điều khiển trở nên nhỏ gọn và tiện ích Là sinh

viên theo học chuyên ngành “Trang Bị Điện Công Nghiệp và Giao Thông ” cùng những

nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà, em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa

Vì những lý do trên em đã chọn đề tài: “ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG”

Nội dung của bản thuyết minh đồ án:

- Mô tả công nghệ, nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng nắp chai tự động trong sản xuất

- Tính chọn các thiết bị động lực

- Xây dựng mô hình dây chuyền chiết rót, đóng nắp chai nước giải khát điều khiển bằng PLC S7 1200

- Tính toán lựa chọn thiết bị điều khiển

- Thiết kế hệ thống điều khiển cho mô hình dây chuyền

- Xây dựng mô hình mô phỏng

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023

Sinh viên Đặng Công Mạnh Trần Văn Việt

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ĐẶT VẤN ĐỀ

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 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: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG ” để nghiên cứu và thực

hiện đề tài tốt nghiệp

Đề tài là quá trình khảo sát nghiên cứu và thiết kế SCADA cho hệ thống chiết rót một

bộ phận quan trọng trong các quy trình sản xuất

1.1 Lịch sử nghiên cứu

Trên thế giới

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn ra từ nửa cuối thế kỷ 19 đã thúc đẩy các ngành sản xuất biến chuyển nhanh chóng với hàng loạt dây chuyền sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng, tự động hóa Các hệ thống có sự tự động hóa ngày càng cao, cũng như độ chính xác trong quá trình làm việc

Dây chuyền sản xuất tự động hóa có thể được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau như: Công nghiệp chế biến thực phẩm, Công nghiệp chế tạo ô tô Đặc biệt là trong sản xuất và đóng chai đồ uống, nhiều quốc gia có nhà máy sản xuất, đóng chai

đồ uống rất lớn

Năm 1990 với sự phát triển mạnh mẽ của nước uống đóng chai, hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động từ đó được chú trọng nghiên cứu và phát triển

Hình 1 1 Hệ thống chiết rót của công ty nước khoáng Vĩnh hảo

Tại Việt Nam

Ngành sản xuất nước đóng chai đang có tốc độ tăng trưởng cao, giàu tiềm năng phát triển do nhu cầu tiêu thụ đang lớn hơn sản lượng sản xuất Các công ty xuất hiện với nhiều quy mô khác nhau giúp thúc đẩy sự cạnh tranh mạnh mẽ của thị trường đồng thời đẩy mạnh sự phát triển của quá trình sản xuất Sự tự động hóa trong quá trình sản xuất là yêu cầu bắt buộc với mọi tập đoàn sản xuất

Hình 1 2 Hệ thống sản xuất nước ngọt có gas của công ty Bidrico

Hình 1 3Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của Tân Hiệp Phát

1.2 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, nền khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, làm cho mỗi người chúng ta phải không ngừng nâng cao kiến thức chuyên môn cũng như khả năng nắm bắt các thông tin mới trong nước và trên thế giới để áp dụng vào trong lao động sản xuất Ngành tự động hóa luôn là lĩnh vực đi đầu trong công nghệ mới, luôn đòi hỏi phải được đầu tư nghiên cứu

để có thể đáp ứng được xu thế mới

Với nhu cầu muốn học hỏi các kiến thức mới để áp dụng vào trong thực tiễn, cùng với

kiến thức học tại trường, chính vì vậy chúng em đã quyết định chọn đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG”

1.3 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

Thiết kế được hệ thống chiết rót

Thiết kế được hệ SCADA công nghiệp

1.4 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 giải thuật điều khiển, lập trình PLC, thiết kế giao diện giám sát

trên Wincc

Nội dung 4: Thử nghiệm, điều chỉnh phần mềm, thu thập kết quả qua những lần thử

nghiệm

Nội dung 5: Viết quyển báo cáo tốt nghiệp

Nội dung 6: Báo cáo đồ án tốt nghiệp

1.5 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

Chương 3: Tính toán hệ thống và lựa chọn thiết bị

Tính toán và thiết kế các thiết bị cần cho hệ thống: Động cơ băng tải , động cơ bơm nước động cơ mâm xoay, động cơ vặn nắp ,các thiết bị đóng ngắt , cảm biến , xylanh khí nén

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

Các biện pháp an toàn điện: hệ thống được thiết kế chống giật trên toàn hệ thống và các thiết bị điện khác đạt chuẩn Nút tắt khẩn cấp khi có sự cố xảy ra

Điện áp sử dụng: 3 pha 380V, 50Hz

Ống dẫn nước: ống chịu áp lực cao bằng PVC hoặc bằng thép không gỉ 304 (tùy theo yêu cầu thiết kế), đảm bảo an toàn vệ sinh, không đóng cặn, gỉ sét và gây ra các nấm mốc vi sinh

Tủ điều khiển trung tâm: chất liệu bằng inox, khối PLC S7 1200, modul, chương trình điều khiển đạt chuẩn với công nghệ nhà máy đặt ra

Khí nén cung cấp cho các cơ cấu xilanh đạt tiêu chuẩn ở áp suất 3000 hoặc 3600psi Mạch điều khiển trung tâm PLC của Siemens : điều khiển xuyên suốt hệ thống chiết rót, đóng nắp

Động cơ xoay vòng: các chai nước được vận chuyển tự động trên băng chuyền xoay vòng liên tục vào hệ thống chiết rót và đóng nắp

Có 2 chế độ hoạt động auto/manual: giúp người sử dụng có thể kiểm tra hoạt động của các chức năng

1.7 Yêu cầu công nghệ

Băng tải 2

Sản phẩm lỗi

Sản phẩm đạt Phân loại

CB4

Sơ đồ công nghệ Nhấn START, băng tải vào và ra hoạt động

Khi cảm biến chai vào lên mức 1 băng tải vào ngừng hoạt động, động thời bơm sẻ hoạt động cấp nước cho chai, sau thời gian trễ bơm ngừng và đếm chai vào + 1

Mâm xoay quay góc 90° sau khi cấp nước xong hoặc khi không có chai vào sau một thời gian

Khi cảm biến đóng nắp lên mức 1, xi-lanh nắp và động cơ nắp hoạt động, sau 4s động

cơ nắp ngừng hoạt động, xi-lanh nắp trở về vị trí ban đầu

Khi cảm biến kiểm tra lên mức 1, băng tải 2 ngừng

Khi cảm biến nước vàc ảm biến nắp cùng lên mức 1: băng tải 2 hoạt động đếm sản phẩm đạt + 1

Khi 1 trong 2 cảm biến nước vàc ảm biến nắp ở mức 0: Xi-lanh đẩy đẩy chai ra và trở lại vị trí ban đầu sau 4s đếm sản phẩm lỗi + 1, băng tải 2 tiếp tục hoạt động

Nhấn stop đèn OFF sáng băng tải 1 ngừng sau 45s thì ngừng toàn bộ hệ thống

1.8 Kết cấu cơ khí

Hình 1 4 Kết cấu cơ khí chung của hệ thống

CHƯƠNG II: 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 ưa chuộng và là sự lựa chọn ưu tiên của các cơ sở sản xuất đó là: máy chiết rót bằng bơm bánh răng, máy chiết rót bằng bơm piston, máy chiết rót bằng bơm trục vít, máy chiết rót bằng lưu lượng kế và máy chiết rót kiểu đối lưu

+ Máy chiết rót bằng bơm bánh răng

Hình 2 1Máy chiết rót bằng bơm bánh răng

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

+ 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

Hình 2 3 Máy chiết rót bằng trục vít

+ 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 vàdễ 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

+ 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 đói 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

Hình 2 4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế

2.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC

ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200

S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO) S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU vàchương trình điều khiển:

Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC

Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet vàTCP/IP Ngoài ra

Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal của Siemens

13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

Bổ sung 4 cổng Ethernet

Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý, bộ nhớ chương trình khác nhau…

2.3.3 Module mở rộng PLC S7 – 1200

PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài để mở rộng chức năng của CPU Ngoài ra, có thể cài đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ giao thức truyền thông khác

Khả năng mở rộng của từng loại CPU tùy thuộc vào các đặc tính, thông số và quy định của nhà sản xuất S7-1200 có các loại module mở rộng sau: Communication module (CP), Signal board (SB), Signal Module (SM) Mô-đun ngõ vào analog SIMATIC S7-1200, SM

1231, 4AI, +/-10V, +/-5V, +/-2.5V, hoặc 0-20mA/4-20mA, 12bit + signal bit (13bit ADC)

2.3.4 Các tính năng nổi bật của PLC S7 – 1200

Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn:

Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC-PLC

Kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở

Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo

Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s

Hỗ trợ 16 kết nối Ethernet

TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình:

6 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đo lường, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz

Ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí động cơ bước hay bộ lái servo (servo drive)

Ngõ ra điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ…

16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển (auto-tune functionality)

Bảng tín hiệu

(SB)

Kiểu tương tự

Module truyền thông (CM)

RS485

RS232

Thiết kế linh hoạt:

Mở rộng tín hiệu vào/ra bằng board tín hiệu mở rộng (signal board), gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà không thay đổi kích thước hệ điều khiển Mỗi CPU có thể kết nối tối đa 8 module mở rộng tín hiệu vào/ra

Ngõ vào analog 0-10V được tích hợp trên CPU

Module truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộng khả năng truyền thông, vd module RS232 hay RS485

Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay cập nhật firmware chuẩn đoán lỗi online/offline

2.3.5 Lựa chọn PLC

Với số lượng 16 ngõ vào và 12 ngõ ra thì lựa chọn mô-đun CPU PLC S7 1212C DC/DC/Rly có mã hiệu là 6ES7212- 1AE40-0XB0 kết hợp với mô-đun analog input SM1223 16DI/16DO

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN

THIẾT BỊ 3.1 Yêu cầu về hệ thống

Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7 – 1200 có các yêu cầu sau:

Hệ thống vận hành ổn định

Kích thước chai :17 x 4,5 x 61cm

Trọng lượng chai :100g

Năng suất 10 chai 1 phút

Chiết rót nước đúng theo yêu cầu, có sai số thấp

Gạt và đóng nắp chai chính xác

Khi gặp sự cố thì dừng toan bộ dây chuyền để đảm bảo an toàn

Với những yêu cầu trên, nhóm sẽ thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống và tính toán lựa chọn thuật toán phù hợp

3.2 Mô tả hệ thống

Dựa vào yêu cầu chức năng hoạt động và công nghệ của dây chuyển chiết rót, đóng nắp chai nước tinh khiết, chúng em xây dựng hệ thống dây chuyền nghiên cứu trong đồ án tốt nghiệp của mình như trình bày ở bên dưới

Hình 3 1Mô tả hệ thống

Hệ thống gồm 4 khối:

Khối chiết rót: Khi băng tải 1 đưa chai vào cảm biến sẽ nhận biết có chai vào, băng tải

1 ngừng lại sau đó bơm sẽ hoạt động để bơm một lượng nước nhất định vào chai Khi chai

đã được bơm đầy nước thì bơm sẽ ngắt và mâm xoay hoạt động để đưa chai đến vị trí cấp nắp

Khối cấp nắp: Khi chai đi qua vị trí cấp nắp sẽ được cấp nắp, sau khi chai được cấp nắp thì mâm xoay đưa chai đến vị trí đóng nắp

Khối đóng nắp: Cảm biến đóng nắp chai sẽ nhận biết có chai tới, xi – lanh nắp sẽ đẩy động cơ nắp xuống và động cơ sẽ đóng nắp cho chai.sau thời gian trễ thì nâng tay đóng nắp

về vị trí ban đầu

Khối phân loại: Khi chai đến vị trí phân loại cảm biến chai ra hoạt động, băng tải 2 ngừng đồng thời cảm biến mức nước và cảm biến nắp chai sẽ kiểm tra chai

3.3 Lựa chọn băng tải

Băng tải là thiết bị chuyên dụng được dùng trong công nghiệp được cấu tạo từ hệ thống máy hoặc cơ có khả năng di chuyển một vật nặng hay một khối lượng lớn nguyên vật liệu

từ điểm này tới điểm khác cách đó một khoảng cách vật lý nhất định

Với yêu cầu của hệ thống là băng tải vận chuyển chai nước, để đáp ứng yêu cầu công nghệ của hệ thống cũng như đáp ứng về mặt kinh phí đầu tư, chúng em quyết định lựa chọn băng PVC

Khung băng tải : Bằng Inox, bằng thép hoặc nhôm định hình

Có các tay đỡ, thanh đỡ và chắn sản phẩm

Kích thước: Dài từ 500m đến 50.000mm, rộng từ 50mm đến 1500mm

Thông số: Băng tải PVC là băng tải được làm từ chất liệu dẻo tổng hợp Poly vinyl clorua

Có khả năng đàn hồi cao, chịu được nhiệt

Khả năng kháng dầu và chịu lực kéo tốt

Dễ dàng tháo lắp

Một số loại băng tải PVC

Băng tải PVC xanh (mặt trên trơn láng, mặt dưới là lớp bố dệt) có độ dày 1mm, 2mm, 3mm, 4mm và 5mm

Băng tải PVC trắng (mặt trên trơn láng, mặt dưới là lớp bố dệt) có độ dày 2mm, 3mm Băng tải PVC xanh (mặt trên trơn láng , mặt dưới PVC caro) có độ dày 3mm và 4,5mm

3.4 Lựa chọn biến tần và động cơ cho hệ thống

3.4.1 Biến tần OMRON 3G3JX

Giới thiệu biến tần

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được

Biến tần là thiết bị có thể làm thay đổi tần số của điện áp điện lưới để thay đổi tốc độ động cơ, và tần số điện lưới của Việt Nam là 50Hz

Theo công thức tính tốc độ của động cơ: n=60f/p Trong đó f là tần số, P là số cặp cực của motor (thông thường là P=2) Từ công thức này ta có thể thấy khi tần số thay đổi thì tốc

độ sẽ thay đổi

Hình 3 2 Băng tải PVC

SVTH :Đặng Công Mạnh Lớp Trang bị điện K25.1 Page 25

Biến tần có thể thay đổi tần số từ 1Hz đến 50Hz, thậm chí là 60Hz hoặc lên đến 400Hz đối với loại động cơ chạy tốc độ cao trong các máy CNC Chính vì vậy nhờ có biến tần mà

ta có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn bình thường so với chạy tần số 50Hz

Biến tần có thể thay đổi tốc độ động cơ dễ dàng, bởi vậy dòng khởi động của động cơ sẽ không vượt quá 1.5 lần so với dòng khởi động truyền thống bằng sao-tam giác, (4~6) lần dòng định mức

Nhờ dễ dàng thay đổi tốc độ cho nên có thể tiết kiệm điện năng cho các tải thường không cần phải chạy hết công suất

Có thể giúp động cơ chạy nhanh hơn, thông thường là 54-60Hz, bình thường là 1500v/p với 50Hz, khi có biến tần thì 1800v/p với 60Hz, giúp tăng sản lượng đầu ra cho máy, tăng tốc

độ cho các quạt thông gió

Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ cao áp và thấp áp, tạo ra một

hệ thống an toàn khi vận hành

Quá trình khởi động từ tốc độ thấp giúp cho động cơ mang tải lớn không phải khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động cơ

Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên hệ số cosphi đạt

ít nhất là 0.96, công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, gần như được bỏ qua, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, giảm chi phí trong lắp đặt tủ tụ bù, giảm thiểu hao hụt đường giây

Tiết kiệm điện 20-30 phần trăm so với hệ thống khởi động truyền thống

Biến tần 3G3JX trong hệ thống băng tải

Băng tải truyền động sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha điện áp 380VAC, công suất 1.1KW được điều khiển bởi biến tần omron 3G3JX

Hình 3 3Biến tần omron 3G3JX

SVTH :Đặng Công Mạnh Lớp Trang bị điện K25.1 Page 26

Hình 3 4 Sơ đồ đấu nối biến tần

Với yêu cầu điều khiển đặt ra, các khối được sử dụng trong biến tần bao gồm:

Khối cấp nguồn vào cho biến tần và động cơ, sử dụng nguồn 380V AC

Khối đầu ra của biến tần nối vào động cơ của cơ cấu băng tải và mâm xoay tại các chân

U, V, W ứng với động cơ 3 pha

SVTH :Đặng Công Mạnh Lớp Trang bị điện K25.1 Page 27

3.4.2 Động cơ băng tải

a Vai trò, vị trí, yêucầu

Các loại động cơ luôn giữ vai trò quan trọng và thiết yếu trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt trong các ngành công nghiệp Nó giữ vai trò thiết yếu trong hầu hết các khâu, các công đoạn, là mắc xích không thể thiếu trong các hệ thống công nghiệp, nhà máy

Đối với đề tài của em thì động cơ giữ vai trò thiết yếu, là phần không thể thiếu trong hệ thống Trong hệ thống băng tải phân loại sản phẩm của em thì mỗi băng tải đều có 1 động cơ dẫn động

Yêu cầu: động cơ hoạt động ổn định, không gây ồn, đảm bảo cho hệ thống

hoạt động một cách hiệu quả nhất

Chọn động cơ điện bao gồm những việc chính là chọn loại, kiểu động cơ; chọn công suất điện áp và số vòng quay của động cơ

Chọn loại, kiểu động cơ đúng thì động cơ sẽ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định

Chọn đúng công suất động cơ có một ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn

Cần chú ý đến việc chọn hợp lý số vòng quay của động cơ điện Động cơ có số vòng quay lớn thì kích thước khuôn khổ, trọng lượng, giá thành của động cơ giảm

b.tính toán chọn động cơ

Công suất động cơ được xác định theo công thức:

Pct = Pt

η Trong đó Pct , Pt: là công suất cần thiết trên trục động cơ và công suất tính toán Giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi ta có:

- Công suất công tác:

SVTH :Đặng Công Mạnh Lớp Trang bị điện K25.1 Page 28

2

Với: v = 0.2 m/s (vận tốc băng tải)

F1 = 60N (lực kéo băng tải)

η: hiệu suất trên toàn máy

η1 = 0.97 : hiệu suất bộ truyền bánh răng

η2 = 0.995 : hiệu suất của một cặp ổ bi

η3 = 0.75 : hiệu suất của băng chuyền

η4 = 0.95 : hiệu suất của bộ truyền đai răng

Tra bảng (2.3) trang 19 - Giáo trình “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí” ta

η1 = 0.97 ; η2 = 0.995 ; η3 = 0.75 ; η4 = 0.95

Do đó:

η = 0.97 0.9952 0.75 0.95 = 0.67 Vậy:

P𝑐𝑡 =𝑃𝑡

η =130.67= 19.2(𝑊)

D = 25 mm : đường kính con lăn

Ud: tỉ số truyền ngoài với bộ truyền đai răng Ud =15

- Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện: Pđc > Pct ; nđc ≈ n

- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđc = 1500 (vòng/phút)

Từ những tính toán như trên ta thấy công suất của động cơ rất nhỏ nên ta có thể chọn động cơ một chiều điện áp 24V với tốc độ 1500 vòng/phút, công suất 20W có sẵn trên thị trường

Nhóm tác giả đã lựa chọn động cơ một chiều sử dụng trong mô hình hệ thống

Động cơ điện một chiều 57A-AM-18-A268

3.4.4động cơ bơm nước

a) Cấu tạo của máy bơm nước

Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần và cánh kín Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Roto

Bánh công tác được đúc bằng gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác Các bề mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tương đối cao (tam giác 3 đến 6) để giảm tổn thất Bánh công tác và Roto của máy bơm nước đều phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm

Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh công tắc thông qua mối ghép then

Bộ phận dẫn hướng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm thường

Bộ phận dẫn hướng ra: (buồng xoắn ốc) đúc bằng gang có hình dạng tương đối phức tạp

Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm

Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hướng kéo vật ra xa trục quay và có phương lực đi qua tâm quay Đó là lực ly tâm

Hạt nước khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm

và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài

Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm Nước được dẫn vào tâm quay của cánh bơm Nhờ lực ly tâm, nước bị đẩy văng ra mép cánh bơm Năng lượng bên ngoài thông qua cánh bơm đã được truyền cho dòng nước, một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nước chuyển động

Trước khi máy bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công tác)

và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm

Khi máy bơm làm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị văng từ trong ra ngoài, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng có chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của máy bơm nước, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là quá trình hút của bơm

Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm

Bộ phận dẫn hướng ra (thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng xoắn ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa, ổn định và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết

Nhận dạng: Máy bơm nước ly tâm có ống hút đưa nước vào tâm của cánh bơm và ống đẩy nằm trên mép cánh

Các đặc điểm của máy bơm nước

Khi hạt nước bị lực ly tâm đẩy từ tâm cánh bơm ra phía mép bơm, sẽ xuất hiện khoảng trống tại tâm cánh bơm Áp suất tại khoảng trống này có thể nhỏ hơn áp suất khí trời và thậm chí có lúc đạt gần tới độ chân không tuyệt đối Bơm ly tâm lý thuyết có thể hút nước

ở độ sâu tối đa 10 m so với tâm cánh bơm Thực tế bơm ly tâm hút được nước ở độ sâu từ

3 đến 8 m, tùy loại bơm

Lực ly tâm tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật Vì không khí nhẹ hơn 1000 lần so với nước nên nếu khí lọt vào tâm cánh bơm, lực ly tâm sẽ tác dụng nhỏ hơn 1000 lần và không

đủ sức kéo khối khí đó ra khỏi máy bơm, tạo chân không cho lượng chất lỏng kế tiếp tràn vào Cánh bơm vẫn quay mà nước thì không bơm được Đây là hiện tượng lọt khí vào ống hút máy bơm ly tâm đang hoạt động Thực tế thường gọi là “bơm bị e (air).”

Vì lý do này, người ta dùng bơm ly tâm chỉ ở những nơi có điều kiện lắp đặt cố định và ống hút của bơm ly tâm lúc nào cũng phải đầy nước

Lựa chọn bơm nước

Máy bơm nước lifetech ap 5400

3.5 Cảm biến trong dây truyền

Với yêu cầu của hệ thống là cảm biến phát hiện chai nước để phát tín hiệu về PLC để điều khiển các cơ cấu chấp hành như bơm nước, cơ cấu xoáy nắp, xi lanh giữ chai nước lại cố định thì trong các loại cảm biến nêu trên, cảm biến quang phản xạ khuếch tán là cảm biến phù hợp với hệ thống với những lý do như:

Dễ dàng tìm thấy trên thị trường

Giá thành rẻ

Dễ dàng tiếp cận người dùng (lắp đặt, sử dụng)

Ở hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động này em đã dùng 1 số loại cảm biến sau: Cảm biến đo lưu lượng dòng chảy

Mục đích việc đo là xác định mức độ hoặc khối lượng chất lỏng chứa trong bình chứa

Có 2 dạng đo: đo liên tục và xác định theo ngưỡng

Khi đo liên tục biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu còn lại trong bình chứa Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tín hiệu dạng nhị phân cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng có đạt hay không

Có 3 phương pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức chất lưu:

Phương pháp thủy tĩnh dùng biến đổi điện

Phương pháp điện dựa trên tính chất điện của chất lưu

Phương pháp bức xạ dựa trên sự tương tác giữa bức xạ và chất lưu

Trên dây chuyền đo mức cho nhà máy sản xuất nước rửa chén ta sử dụng cảm biến đo lưu lượng dòng chảy SBU625

SBU623 là cảm biến mức ứng dụng phổ biến cho các loại chất lỏng sử dụng nguyên lý dung của đầu đo cho kết quả tin cậy và ổn định Nó có khả năng phát hiện chất lỏng với độ chính xác tới hàng mm kể cả trong những điều kiện làm việc rất khắc nghiệt

Thiết kế chắc chắn

Ứng dụng linh động cho phép lựa chọn giải pháp trong những ứng dụng cụ thể, đặc biệt trong lĩnh vực y tế cũng như khả năng cháy nổ cao

Khả năng làm việc lặp lại với tần số cao

Dải đo : 0.3 đến 25 l/min

Được đúc từ 100% nhôm

Bảng 3 1 Thông số kĩ thuật cảm biến SBU623

Nhiệt độ chất lỏng đo xoắn[oC] 0-60

Áp suất làm việc định mức [bar] 200 Điện áp hoạt động [V] 10 30[VDC]

Dòng điện tiêu thụ [mA] 10 Kiểu tín hiệu đầu ra Tương tự Điện áp tương tự đầu ra [V] 0 10

Hình 3 5 Cảm biến đo lưu lượng dông chảy

Dải đo [l/min] 0,3 25 Thời gian đáp ứng [s] <0,01 Nhiệt độ môi trường làm việc [oC] 0 60 Nhiệt độ môi trường lưu trữ [oC] -15 60 Tiêu chuẩn bảo vệ IP65; IP67

Sơ đồ nối dây:

Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK

Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu

Chất liệu sản phẩm: nhựa

Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ

Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)

Cảm biến phát hiện nước không tiếp xúc PHN-Y26

Thông số kỹ thuật quan trọng:

Điện áp nguồn: 12~24VDC

Dòng: 10mA

Nhiệt độ: 0 - 85oC

Cảm biến độ dầy 20mm (ổn định ở 0.5mm)

Chân OUT : tín hiệu đầu ra

Nguyên lý hoạt động của cảm biến phát hiện nước không tiếp xúc:

MODE nối vào GND => phát hiện có nước OUT mức 0V, không có nước mức cao 5-24V

MODE không nối GND=> phát hiện có nước OUT mức cao 5-24V, không có nước mức 0V