Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng S7-1200

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 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

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

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

o0o

Tp HCM, ngày tháng năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Đỗ Quang Huy

Ngô Hoài Nam

MSSV: 15141170 MSSV: 15141214 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử - truyền thông Mã ngành: 141

Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1

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

Tuần 1 (26/08 – 31/08) Nhận đề tài tốt nghiệp Đề tài

Tuần 2 (02/09 – 07/09) Viết đề cương Đề cương DATN

Tuần 3 (09/09 – 14/09) Thiết kế cơ khí Bản vẽ 3D

Tuần 4 (16/09 – 21/09) Thiết kế cơ khí Bản vẽ 3D

Tuần 5 (23/09 – 28/09) Gia công cơ khí Kết nối các chi tiết cơ

khíTuần 6 (30/09 – 05/10) Gia công cơ khí Kết nối các chi tiết cơ

khíTuần 7 (07/10 – 12/10) Thiết kế, thi công hệ

thống điện

Bản vẽ và tủ điện kết nối các thiết bị điện

Tuần 12 (11/11 – 16/11) Viết báo cáo + cân

chỉnh hệ thống

Báo cáo phần cơ

sở lý thuyết, cân chỉnh băng tải Tuần 13 (18/11 – 23/11) Viết báo cáo + cân

chỉnh hệ thống

Báo cáo phần tính toán, cân chỉnh mâm xoay Tuần 14 (25/11 – 30/11) Viết báo cáo + cân

chỉnh hệ thống

Báo cáo phần thiết

kế, cân chỉnh khối dán nhãn

Tuần 15 (02/12 – 07/12) Viết báo cáo + cân

chỉnh hệ thống

Báo cáo phần thực hiện, cân chỉnh khối kiểm tra Tuần 16 (09/12 – 14/12) Viết báo cáo + cân

chỉnh hệ thống

Báo cáo phần thực hiện, cân chỉnh hệ thống dây dẫn Tuần 17 (16/12 – 21/12) Hoàn thành

GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)

LỜI CAM ĐOAN

- Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT

Người thực hiện đề tài

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

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

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 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT 3

2.1.1 Giới thiệu 3

2.1.2 Các hệ thống chiết rót có sẵn trên thị trường 3

2.1.3 Các loại máy dán nhãn công nghiệp trên thị trường hiện nay 6

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

2.3.2 Các thành phần chính của PLC S7 – 1200 12

2.3.3 Các dòng chính của CPU S7 – 1200 12

2.3.4 Module mở rộng PLC S7 – 1200 13

2.3.5 Các tính năng nổi bật của PLC S7 – 1200 14

2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ 14

2.4.1 TIA portal V13 14

2.4.2 WinCC professional 16

2.5 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ SERVO 17

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

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 22

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

3.4 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

3.6 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PLC VỚI DRIVER SERVO 46

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

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

6.1 KẾT LUẬN 64

6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 66

LIỆT KÊ HÌNH

Hì nh 2 1 Máy chiết rót bằng bơm bánh răng 3

Hì nh 2 2 Máy chiết rót bằng bơm piston 4

Hì nh 2 3 Máy chiết rót bằng bơm trục ví t 5

Hì nh 2 4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế 5

Hì nh 2 5 Máy chiết rót kiểu đối lưu 6

Hì nh 2 6 Máy dán nhãn tự động 7

Hì nh 2 7 Máy dán nhãn bán tự động 7

Hì nh 2 8 Máy dán nhãn thủ công 8

Hì nh 2 9 Cấu tạo cơ bản của PLC 9

Hì nh 2 10 PLC S7 - 1200 11

Hì nh 2 11 Cấu tạo của bộ điều khiển CPU S7 - 1200 12

Hì nh 2 12 TIA portal V13 15

Hì nh 2 13 Các loại Wincc 16

Hì nh 2 14 Servo AC 17

Hình 2 15 Sơ đồ hồi tiếp vòng kín Servo 18

Hì nh 3 1 Bảng vẽ 3D hệ thống 22

Hình 3 2 Băng tải 23

Hì nh 3 3 Sắt V ( 3x3 ) 23

Hình 3 4 Mâm dưới 24

Hì nh 3 5 Mâm trên 24

Hình 3 6 Sơ đồ khối của hệ thống 25

Hì nh 3 7 PLC S7 – 1200 DC/DC/DC 26

Hì nh 3 8 Nguồn tổ ong trong thực tế 28

Hì nh 3 9 nút nhấn 29

Hì nh 3 10 Đèn báo 29

Hì nh 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

Hì nh 3 14 Xi – lanh TN20x150 33

Hì nh 3 15 Van khí nén SY3120-5LZ-M5 33

Hì nh 3 16 Mô tả hoạt động cảm biến quang 34

Hì nh 3 17 Sơ đồ cấu tạo và đấu dây 34

Hì nh 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

Hì nh 3 21 Cảm biến dán nhãn trong thực tế 36

Hình 3 22 Sơ đồ đấu dây 37

Hì nh 3 23 Cảm biến trong thực tế 37

Hình 3 25 Động cơ AC Servo R7M-A40030 39

Hì nh 3 26 Driver R7D-AP04H 41

Hì nh 3 27 Cơ đồ cấu tạo và đấu dây 43

Hì nh 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

Hì nh 4 1 Nguyên lý thi công khí nén 48

Hì nh 4 2 Lắp đặt xi-lanh cho hệ thống 48

Hình 4 3 Cơ cấu mâm xoay 49

Hì nh 4 4 Bảng điện hệ thống 49

Hì nh 4 5 Sơ đồ đi dây hệ thống 50

Hì nh 4 6 Lưu đồ giải thuật 52

Hình 4 7 Đặt tên cho dự án 54

Hì nh 4 8 Chọn loại bộ điều khiển để lập trì nh 54

Hì nh 4 9 Giao diện viết chương trình PLC 55

Hì nh 4 10 Tạo hệ trục Axis 56

Hì nh 4 11 Chọn xung và đơn vị khoảng cách cho Axis 57

Hì nh 4 12 Thiết lập kiểu phát xung và chân điều khiển Axis 57

Hì nh 4 13 Thiết lập thông số cho động cơ 58

Hì nh 4 14 Chọn tốc độ và thời gian cho động cơ 58

Hì nh 4 15 Kết nối giữa PLC với Wincc 60

Hì nh 4 16 Xây dựng giao diện giám sát SCADA 60

Hì nh 5 1 Kết quả phần cứng 61

Hì nh 5 2 Kết quả thực nghiệm chiết rót 62

Hì nh 5 3 Kết quả giao diện giám sát chí nh 63

Hì nh 5 4 Kết quả giao diện giám sát điều khiển 63

LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2 1 Đặc tí nh kỹ thuật của PLC S7 - 1200 13

Bảng 2 2 Đặc tí nh module mở rộng 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

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…

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

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 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

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

1.4 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

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

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

Hì nh 2 1 Máy 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

Hì nh 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

Hì nh 2 3 Máy chiết rót bằng bơm trục ví t

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

Hì nh 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

 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

Hì nh 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:

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

Hì nh 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

Thiết kế máy dán nhãn tự động nhỏ gọn dễ dàng di chuyển, không tốn chi phíbảo trì, giá trị đầu tư thấp, máy có thể đạt năng suất dán lên đến vài nghìn sản phẩm/giờ

 Máy dán nhãn thủ công

Máy dán nhãn thủ công gồm máy dán nhãn chai tròn và máy dán nhãn cầm tay

- Ưu điểm của máy dán nhãn chai tròn thủ công:

- Ưu điểm lớn nhất là tiết kiệm chi phí vì máy không sử dụng năng lượng hoàn toàn bằng thủ công

- Máy dán nhãn chai tròn thủ công có thể để bàn tiết kiệm được không gian

Người sử dụng PLC có thể lập trình nó để thực hiện hàng loạt trình tự các quá trình (sự kiện), các quá trình này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có thời gian trễ Một khi quá trình được kích hoạt, PLC sẽ bật ON hoặc OFF thiết bị điều khiển bên ngoài

PLC thích hợp nhất cho điều khiển logic (thay thế các rơle), song cũng có chức năng điều chỉnh (như PID, mờ, ) và các chức năng tính toán khác Lúc đầu, PLC chủ

yếu được ứng dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo, điều khiển các quá trình rời rạc Trong các hệ SCADA, PLC phát huy được nhiều ưu điểm và thế mạnh

2.2.2 Cấu tạo của PLC

Hì nh 2 9 Cấu tạo cơ bản của PLC Khối xử lý (CPU)

Để đáp ứng được yêu cầu đã nêu thì PLC cần phải có CPU như một máy tính thực thụ CPU được xem là bộ não của PLC, nó quyết định tốc độ xử lý cũng như khả năng điều khiển chuyên biệt của PLC

CPU là nơi đọc tín hiệu ngõ vào từ khối vào, xử lý và xuất tín hiệu tới khối ra CPU còn chứa các khối chứa năng phổ biến như Counter, Timer, lệnh toán học, chuyển đổi dữ liệu… và các hàm chuyên dụng

Khối ngõ vào (Module Input)

Có hai loại ngõ vào là ngõ vào số DI (Digital Input) và ngõ vào tương tự AI (Analog Input)

Ngõ vào DI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu dạng nhị phân như: công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận

Ngõ vào AI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu liên tục như: các loại cảm biến nhiệt độ, áp suất, khoảng cách, độ ẩm Khi kết nối cần chú ý đến sự tương thích giữa tín hiệu ngõ ra cảm biến với tín hiệu vào mà module AI có thể đọc được Mỗi module

AI sẽ có khả năng đọc tín hiệu tương tự khác nhau: đọc dòng điện, điện áp, tổng trở Một thông số quan trọng khác của các module AI là độ phân giải, thông số này cho biết

độ chính xác khi thực hiện chuyển đổi ADC

Khối ngõ ra (Module Output)

Có 2 loại ngõ ra là ngõ ra số DO (Digital Output) và ngõ ra tương tự AO (Analog Output)

Ngõ ra DO kết nối với các cơ cấu chấp hành điều khiển theo quy tắc On/Off như: đèn báo, chuông, van điện, động cơ không điều khiển tốc độ

Ngõ ra AO kết nối với các cơ cấu chấp hành cần tín hiệu điều khiển liên tục: biến tần, van tuyến tính

2.2.3 Đặc điểm và vai trò của PLC

2.2.3.1 Đặc điểm

Ưu điểm

Khả năng điều khiển chương trình linh hoạt Khi cần thay đổi yêu cầu, đối tượng

điều khiển chỉ cần thay đổi chương trình thông qua việc lập trình

Số lượng Timer, Counter, Relay trung gian rất lớn PLC còn hỗ trợ nhiều khối hàm có chức năng chuyên dụng: phát xung tốc độ cao, bộ đếm tốc độ cao, bộ điều khiển

mở rộng cần chú ý tới khả năng kết nối tối đa của CPU

Khả năng truyền thông, nối mạng với máy tính hay với PLC khác Khả năng này đáp ứng yêu cầu điều khiển, giám sát từ xa, xây dựng hệ thống SCADA

Hoạt động với độ tin cậy cao, chống nhiễu tốt trong môi trường công nghiệp

2.2.3.2 Vai trò

Với những ưu nhược điểm như đã nêu trên, PLC thể hiện ưu điểm vượt trội và hiện nay đã thay thế hệ thống điều khiển tiếp điểm truyền thống trong các nhà máy, dây chuyền công nghệ Việc thay thế này giúp hệ thống hoạt động tin cậy và hiệu quả hơn, tiết kiệm nhân công và tránh những thao tác sai của người vận hành

2.3 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 - 1200

2.3.1 Khái niệm chung về PLC S7 – 1200

Hì nh 2 10 PLC S7 - 1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm 1200 dùng để thay thế dần cho

S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội sau:

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng 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 và chương 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 và TCP/IP Ngoài

ra bạn có thể dùng các module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

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

Hì nh 2 11 Cấu tạo của bộ điều khiển CPU S7 - 1200

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý, bộ nhớ chương trình khác nhau…

2.3.3 Các dòng chính của CPU S7 – 1200

S7 – 1200 có 5 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C, CPU 1217C

Bảng 2 1 Đặc tí nh kỹ thuật của PLC S7 - 1200

Tùy vào ứng dụng điều khiển hệ thống để có thể chọn các module phù hợp…

2.3.4 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)

Đặc tính của module mở rộng như sau:

Bảng 2 2 Đặc tí nh module mở rộng của PLC S7 – 1200

2.3.5 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)

 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

2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ

2.4.1 TIA portal V13

TIA Portal – phần mềm cơ sở tích hợp tất cả các phần mềm lập trình cho các

sử dụng phát triển, tích hợp các hệ thông tự động hóa một cách nhanh chóng, do đó giảm nhiều thời gian trong việc tích hợp, xây dựng tất cả các bộ điều khiển PLC, màn

hình HMI, các bộ truyền động của Siemens đều được lập trình, cấu hình trên TIA portal Việc này giúp giảm thời gian, công sức trong việc thiết lập truyền thông giữa các thiết

bị này Ví dụ người sử dụng có thể sử dụng tính năng “kéo và thả” một biến trong chương trình điều khiển PLC và một màn hình của chương trình HMI Biến này sẽ được gán vào chương trình HMI và sự kế nối giữa PLC – HMI đã được tự động thiết lập, không cần bất cứ sự cấu hình nào thêm

Phần mềm mới Simatic Step 7 V13 tích hợp trên TIA Portal, để lập trình cho S7-1500, S7-1200, S7-300 và hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC Simatic Step 7 V13 được chia thành các module khác nhau, tùy theo nhu cầu của người sử dụng Simatic Step 7 V13 cũng hỗ trợ tính năng chuyển đổi chương trình PLC, HMI đang sử dụng sang phương trình mới trên TIA Portal

Phần mềm mới Simatic WinCC V13, cũng được tích hợp trên TIA Portal, dùng để làm cấu hình cho các màn hình TP và MP hiện tại, màn hình mới Comfort, cũng như để giám sát điều khiển hệ thống trên máy tính (SCADA)

Hì nh 2 12 TIA portal V13

2.4.2 WinCC professional

Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý và lưu dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa

WinCC là chữ viết tắt của Windowns Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows), nói cách khác nó cung cấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều hành của Microsoft như Windowns NT hay Windowns 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1)

Phần mềm giao diện người máy với Simatic WinCC V13 bao gồm các phiên bản khác nhau:

 WinCC Basic lập trình cho Basic Panels

 WinCC Comfort lập trình cho tất cả các dòng Simatic Panels

 WinCC Advanced kết hợp WinCC Runtime Advanced hỗ trợ giám sát các hệ thống chạy trên nền máy tính cấp thiết bị như các Panel PC

 WinCC Professional là phần mềm bao gồm tất cả các tính năng trên và sử dụng để lập trình SCADA

Hì nh 2 13 Các loại Wincc

2.5 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ SERVO

2.5.1 Động cơ servo là gì ?

Hì nh 2 14 Servo AC

Động cơ Servo AC là dạng động cơ đồng bộ 3 pha dùng nam châm vĩnh cửu, được tích hợp encoder độ phân giải lớn để giúp quá trình điều khiển chính xác Để điều khiển motor này thì mỗi hãng sẽ tích hợp riêng driver cho động cơ của mình Tùy mỗi ứng dụng thì động cơ AC servo thường có 3 chế độ điều khiển chính là tốc độ, vị trí và momen, ở mỗi chế độ khác nhau thì chúng ta cần cài đặt tùy theo thông số của ứng dụng

và tải Lưu ý trong một thời điểm thì AC servo chỉ chạy được một chế độ, một số loại servo mới hiện nay thì có thể chuyển đổi giữa các mode điều khiển

Ở ngành công nghiệp động cơ Servo sử dụng động cơ một chiều không chổi than Rotor của động cơ là một nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh và Stator của động cơ được cuốn các cuộn dây riêng biệt, được cấp nguồn theo một trình tự thích hợp

để quay rotor

Nếu thời điểm và dòng điện cấp tới các cuộn dây là chuẩn xác thì chuyển động quay của rotor phụ thuộc vào tần số và pha, phân cực và dòng điện chạy trong cuộn dây

Động cơ servo được hình thành bởi những hệ thống hồi tiếp vòng kín Tín hiệu

ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển Khi động cơ vận hành thì vận tốc và

vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này Khi đó bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí

mong muốn Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác nhất

2.5.2 Cơ cấu hoạt động

Thiết bị tự động có sử dụng lỗi cảm biến phản hồi âm để điều chỉnh hành động của một cơ cấu Nó thường bao gồm một bộ mã hóa (encoder) đi kèm bên trong hoặc cơ cấu phản hồi vị trí khác để đảm bảo đầu ra đạt được hiệu quả mong muốn

Thuật ngữ này chỉ áp dụng một cách chính xác đối với những hệ thống mà các thông tin phản hồi hoặc các tín hiệu điều chỉnh sai số giúp điều khiển vị trí cơ khí, tốc

độ hay các thông số khác

2.5.3 Sơ đồ hồi thiếp vòng kín

Hồi tiếp vòng kín (hồi tiếp âm) của động cơ servo có thể hiểu là tín hiệu từ encoder gửi về servo drive từ đó biết được sai số giữa vị trí đặt và vị trí thực tế của động cơ, từ

đó servo drive phát điện áp cũng như tần số để điều khiển động cơ

Hì nh 2 15 Sơ đồ hồi tiếp vòng kí n Servo

2.5.4 Phương pháp điều khiển hệ servo

Theo cách này, động cơ servo sẽ thực hiện chính xác theo thông số đã đặt trước

cơ servo trở nên khó di chuyển, bộ điều khiển động cơ servo sẽ điều khiển tăng mô men sinh ra và/hoặc điều khiển động cơ vận hành trong khoảng thời gian lâu hơn để đạt được

vị trí mong muốn bất chấp ma sát của cơ cấu truyền động

2.5.4.2 Điều khiển tốc độ

Tốc độ hay còn gọi là vận tốc và chiều quay của động cơ servo

Khi động cơ servo tăng tốc hoặc giảm tốc, bộ mã hóa xung vòng quay sẽ gửi vận tốc và chiều quay thực tế tới bộ điều khiển động cơ servo hoặc gửi trực tiếp tới bộ điều khiển chuyển động

Mạch vòng tốc độ sẽ so sánh tốc độ cài đặt với tốc độ hiện tại, dựa vào sai số tốc

độ và các thông số căn chỉnh của mạch vòng, bộ điều khiển động cơ sẽ tự động điều chỉnh vận tốc động cơ theo thời gian thực để đạt được các yêu cầu của ứng dụng

Theo cách này, động cơ servo sẽ thực hiện đúng theo các thông số đã cài đặt ngay cả khi điều kiện vận hành thay đổi Ví dụ như, nếu động cơ servo truyền động cho một cơ cấu có trọng lượng lớn, động cơ sẽ rất khó để giảm tốc Trong trường hợp này, động cơ có thể tăng mô men nghịch để dừng tải trong khoảng thời gian và khoảng cách theo yêu cầu của ứng dụng

2.5.4.3 Điều khiển Mômen

Mômen của động cơ Servo là lực tạo ra từ chuyển động quay của rotor động cơ Mômen tạo ra tỷ lệ thuận với dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn dây stator của động cơ Dòng hiệu dụng càng cao, mômen sinh ra càng lớn

Bộ điều khiển động cơ servo đo trị số dòng hiệu dụng chạy trong cuộn dây stator

và dùng phản hồi giá trị này để tự động điều chỉnh dòng điện trong động cơ theo thời gian thực nhằm đáp ứng được yêu cầu mô men của ứng dụng

Mạch vòng dòng điện đôi khi được hiểu là mạch vòng mômen

Trong ví dụ sau, bộ điều khiển gửi đi 32 xung để điều khiển vị trí động cơ

Bộ mã hóa xung vòng quay gửi tín hiệu phản hồi vị trí của động cơ Sai số nhận được sẽ được sử dụng để điều chỉnh động cơ đến vị trí đúng

Do quán tính nên động cơ chuyển động vượt quá vị trí chuẩn một chút, sai số vị trí này sẽ được dùng để điều chỉnh động cơ về vị trí đúng

2.5.5 Các lệnh điều khiển trong khối motion

Ưu điểm của các hàm Motion Control đó là khi ta đã khai báo các thông số phần cứng, phần mềm đầy đủ và chính xác thì khi ta điều khiển động cơ Servo ta chỉ cần đưa vào các thông tin cần thiết như vị trí, khoảng cách, tốc độ là điều khiển được mà không cần phải tính toán số xung cần phát ra cũng như tần số phát xung

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

Đề tài “ Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7 – 1200”

có các yêu cầu sau:

- Hệ thống có phần cứng chắc chắn, vận hành ổn định

- Năng suất tối thiểu 60 chai 1 giờ

- Kích thước băng tải, mâm xoay phải phù hợp với chai nước có kích thước 60*120mm

- Chiết rót nước có sai số thấp

- Cơ cấu mâm xoay phải vào đúng vị trí và quay đúng 90o

Kích thước hệ thống: dài x rộng x cao(cm)= 100x100x70(cm)

Khung phần cứng có 2 băng tải đặt vuông góc với nhau, tại đó có cơ cấu mâm xoay, với 4 góc được đặt cách đều nhau 900 thực hiện các nhiệm vụ riêng biệt Bảng điện điều khiển đặt nghiêng 1 góc 500 so với mặt phẳng ngang

3.3 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ

3.3.1 Chọn băng tải

Hì nh 3 2 Băng tải

- Mô hình được thực hiện với mục đích nghiên cứu nên nhóm chọn băng tải

có kích thước nhỏ: dài 50cm, rộng 6cm,cao 10cm vừa đúng cho chai chạy được trên một hàng thẳng

- Động cơ băng tải được sử dụng là động cơ giảm tốc 24VDC, sức kéo tối

- Kích thước sắt: 2m/thanh

- Tổng chiều dài: 10m

 Kích thước mâm:

- Đường kính mâm dưới 32cm

- Đường kính mâm trên 29 cm

 Chất liệu

- Mâm dưới Mica đen dày 5mm

- Mâm trên Mica đen dày 3mm

- Mâm trên được cắt 4 lỗ (d=5mm) cách nhau 90o Với việc cắt 4 lỗ như

vậy thì việc thiết kế phần cơ khí theo góc 90o là hợp lý

3.3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN

Để phần cơ khí hoạt động thì phần điện điều khiển đóng vai trò quyết định cho

toàn bộ hệ thống Từ mô hình cơ khí như đã thiết kế, lên phương án thiết kế tổng thể

các phần trong khâu điều khiển Xác định các khối gồm: Khối nguồn, khối xử lý trung

tâm, khối băng tải, khối nút nhấn, khối cảm biến, khối chiết rót, khối cấp nắp, khối đóng

nắp, khối dán nhãn, khối mâm xoay, khối phân loại

3.3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Hì nh 3 6 Sơ đồ khối của hệ thống

 Chức năng các khối:

 Khối nguồn: Có chức năng cung cấp nguồn cho hệ thống

 Khối nút nhấn: có chức năng điều khiển hệ thống

 Khối cảm biến: Có chức năng xác định vị trí chai và kiểm tra phân loại

 Khối băng tải: Có chức năng di chuyển chai đến vị trí xử lý khác

 Khối chiết rót: Có chức năng cung cấp nước cho chai

 Khối cấp nắp: Có chức năng cấp nắp cho chai nước

 Khối đóng nắp: Có chức năng đóng nắp chai

 Khối dán nhãn: Có chức năng dán nhãn cho chai

 Khối mâm xoay: Có chức năng giữ và di chuyển chai một góc 900

 Khối phân loại: Có chức năng phân loại chai đạt và không đạt

 Khối xử lý trung tâm: Có chức năng nhận, xử lý thông tin và điều khiển các khối khác

3.3.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống

3.3.2.1 Khối điều khiển PLC S7 - 1200

Nhóm chọn PLC S7-1215C DC/DC/DC của hãng Siemen Hệ thống của nhóm

có tất cả 11 ngõ vào DI, 10 ngã ra DO Trong khi đó S7-1215C DC/DC/DC có 14DI,10DO có thể nói là đáp ứng được với yêu cầu của nhóm, đồng thời với thiết kế nhỏ gọn, phần mềm lập trình Tia Portal dễ sử dụng cùng với khả năng mở rộng IO, giao diện thiết kế SCADA với kho thư viện phong phú nên đây sẽ là lựa chọn thích hợp nhất

Bảng 3 1 Catalog PLC S7-1200

3.3.2.2 Khối nguồn

Động cơ băng tải, động cơ nắp sử dụng nguồn 24VDC, dòng điện tiêu thụ lên đến 2A

Động cơ dán nhãn sử dụng nguồn 24VDC, dòng tiêu thụ 0.5A

Cảm biến tiệm cận sử dụng điện áp từ 6VDC đến 36VDC, dòng tiêu thụ tối đa 300mA

Cảm biến sợi quang sử dụng điện áp từ 12VDC đến 24VDC, dòng tiêu thụ tối đa 35mA trở xuống

Cảm biến nhãn sử dụng điện áp từ 10VDC đến 30VDC, dòng tiêu thụ tối đa 200mA

PLC S7 – 1200 CPU 1215C DC/DC/DC sử dụng điện áp 24VDC, dòng tiêu thụ tối đa 1500mA