BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: LÊ NGỌC TRÂN LỚP HP: DHCDT15A NHÓM: 8 HỌ TÊN: HÀ LONG THÁI MSSV: 19491291 TRẦN MẠNH TUẤN MSSV: 19506221 NGUYỄN TRIỀU PHĂNG MSSV: 19498611 Tp.HCM, ngày 04 tháng 06 năm 2022 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tính cấp thiết của đề tài: Cùng với sự phát triển của quá trình Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nền kinh tế nước ta ngày càng phát triển. Để phù hợp với sự phát triển đó, năng suất tróng lao động là ưu tiên cấp thiết nhất. Để tăng năng suất lao dộng trong thời kì hiện đại hóa, công nghiệp hóa.
Ta phải hạn chế tối đa nhân công làm việc và áp dụng các máy móc tự động, các dây truyền để có được năng suất lao động tốt nhất. Có nhiều sáng kiến, phát minh đã được tạo ra để áp dụng sản xuất, có những sáng kiến được biết đến và sử dụng rộng rãi ở các nhà máy hay những hộ kinh doanh, nhưng cũng có những phát không được chú ý. Con người luôn phát triển và những phát minh, sáng kiến đó cũng không ngừng phát triển và hoàn thiện để ngày càng nâng cao năng suất hơn giúp phát triển mạnh mẽ nền kinh tế. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại trái cây ngon được bán với mẫu mã đẹp và được bao cẩn thận.
Và trước khi đến được tay người tiêu dung, nó đã trải qua nhiều công đoạn từ thu hoạch, phân loại, bao bọc, đóng thùng,. Để quá trình diễn ra nhanh hơn và đạt hiệu quả cao thì đã có nhiều dây truyền với nhiều thiết bị, nguyên lí hoạt động, cách điều khiển khác nhau. Sau khi tìm hiểu một số đề tài về các dây truyền sản xuất, đóng gói, … Nhóm bọn em đã quyết định lựa chọn, sử dụng PLC để điều khiển dây truyên phân loại và đóng gói thanh long. Mục tiêu của đề tài: Dựa vào thực trạng vấn đề nghiên cứu, nhóm chúng em đề xuất dự án “Nghiên cứu và mô phỏng dây chuyền phân loại và đóng gói tự động sản phẩm thanh long”.
Hệ thống này có chức năng: Tăng năng suất, sản xuất, sử dụng máy móc hổ trợ dây chuyền sản xuất thay cho sức người. Phân loại sản phẩm theo khối lượng tiêu chuẩn đảm bảo được độ chính xác. Đóng gói được thực hiện nhanh chóng, giảm thời gian trong các công đoạn đóng gói. 1 Việc đóng gói sản phẩm có độ thẩm mỹ cao và đúng cách giúp việc bảo quản và vận chuyển sản phẩm dễ dàng hơn.
Sắp xếp tối ưu sản phẩm, tăng năng suất và hiệu quả tránh gây ra các vấn đề về an toàn và hư hỏng sản phẩm. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài: - Ý nghĩa khoa học: góp phần thúc đẩy sự phát triển của các nghiên cứu khác, làm nền tảng cho những phát minh có ích sau này. - Ý nghĩa thực tiễn: Giảm tỉ lệ tai nạn trong quá trình sản xuất. Nâng cao tỉ lệ chính xác khi phân loại.
Giảm nhân công và năng suất được tăng cao. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài: 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu: - Dây truyền phân loại và đóng gói thanh long. - Kết cấu cơ khí, nguyên lí hoạt động. - Mô hình dây truyền (mô phỏng).2 Phạm vi nghiên cứu: - Tìm hiểu về nhu cầu sử dụng các dây truyền.
- Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí của các thiết bị trong dây truyền. - Chế tạo mô hình thực nghiệm cho hệ thống phân loại thanh long. Phƣơng pháp nghiên cứu: 2 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: Các công việc xử lí hoa quả đã được thực hiện từ xưa đến nay bằng nhiều phương pháp. Từ xử lí bằng tay, bằng sức người và dần dần ta đã áp dung công nghệ để có thể nâng cao năng suất lao dộng hơn.
Khi xử lí hoa quả thủ công thì nhiều nhược điểm như: Tốn nhiều nhân công; Năng suất không cao; Chi phí sản xuất cao; Không đảm bảo vê sinh an toàn. Những nhược điểm trên cùng với sự phát triền của xã hội và đặc biệt là về lĩnh vực công nghiệ, khoa học. Thì việc xử lí hoa quả đã được nâng cấp sử dụng dây truyền, máy móc để hạn chế các nhược điểm. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại hoa quả và mỗi nhà máy xử lí, đóng gói đều có dây truyền công nghệ phù hợp với loại quả đó.
Tuy nhiên, sau khi tìm hiểu về một số dây truyên đã có sẵn, nhóm bọn em đã quyết định chọn đề tài về quả thanh long. Vì dây truyền còn nhiều hạn chế và nhiều qua trình vần sử dụng nhiều nhân công hay các loại máy móc chưa được tối ưu. Vì thế, việc chọn dây truyền xử lí thanh long là để cải tiến, nâng cấp, tìm ra phương pháp nâng cao tối đa hiệu quá của dây duyền sản xuất.1 Giới thiệu hệ thống cân định lƣợng: Cân định lượng là một hệ thống cân điện tử động, ứng dụng việc cân định lượng khối lượng nguyên liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm ngay trên hệ thống băng truyền cấp liệu. Việc ứng dụng cân băng định lượng vào dây truyền sản xuất sẽ giúp cho hệ thống sản xuất của nhà máy được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng nguyên liệu chuẩn cho sản phẩm đầu ra.
Giúp cho tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm đạt được tiêu chuẩn cao nhất, giá trị sản phẩm được nâng cao. Các hệ thống cân định lƣợng hiện nay: 3 Việc đo lường, kiểm soát các khối lượng trong các nhà máy, xí nghiệp rất quan trọng. Trong nhiều quá trình, việc đo lường tốt giúp cho nhà máy hoạt động một cách liên tục, năng suất cao và tạo ra những sản phẩm tốt. Ngày nay, các hệ thống hiện đại đòi hỏi các hệ thống phải có độ chính xác cao và năng suất lớn, được kết nối với các thiết bị khác trong hệ thống sản xuất đã cho ra đợi các hệ thống cân điện tử đo lường sử dụng loadcell.
Qua đó tiết kiệm chi phí tiêu hao nguyên liệu, tăng năng suất, quản lý được chi phí sản xuất. Các hệ thống cần sử dụng loadcell thường dùng như: Cân bồn, cân phễu cân băng tải, cần dạng cơ, .1: Một số hệ thống cân thông thường 2.2 Băng tải cân định lƣợng: Băng cân tải định lượng là một hệ thống băng tải kết hợp với cân điện tử. Nó có thể cân định lượng khối lượng sản phẩm nguyên liệu vật liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm ngay trên hệ thống băng truyền cấp liệu. Điều này giúp cho quá trình hoạt 4 sản xuất của doanh nghiệp được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng thành phần nguyên liệu cho sản phẩm là đạt chuẩn.
Từ đó giúp cho chất lượng sản phẩm đầu ra tốt nhất, đạt tiêu chuẩn cao và mang lại nhiều giá trị hơn.1 Cấu tạo: Băng tải cân định lượng gồm: Hình 2.2: Cấu tạo băng tải cân định lượng - Khung cơ khí phần giá đỡ toàn bộ hệ thống: phễu chứa và cấp liệu, hệ thống con lăn băng tải, băng tải vận chuyển nguyên liệu, một số linh kiện, phụ kiện hỗ trợ khác. - Hệ thống cảm biến, điều khiển: thiết bị cảm biến lực (loadcell cân định lượng), thiết bị cảm biến tốc độ, bộ chỉ thị điều khiển, biến tần, động cơ truyền động. - Hệ thống điều khiển tự động hóa: hệ thống tủ điện điều khiển trung tâm, phần mềm điều khiển băng tải cân định lượng.2 Nguyên lý hoạt động của băng tải cân định lƣợng: - Cấp liệu - Cấp liệu lên băng tải - Xác định khối lượng/xác định tốc độ chạy - Phân tích thông số thô - Xác định được khối lượng chuẩn – Điều khiển định mức chuẩn - Hệ thống hoạt động vòng lặp. - Bộ phận cơ khí: (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con lăn nhỏ): Nơi cấp liệu đầu vào, bao gồm phễu chứa và cấp liệu.
Tại đây, liệu được cấp vào và bắt đầu quy trình của cân băng. Liệu qua cửa cấp liệu qua băng tải. Toàn bộ băng tải chạy liệu được gá trên khung cân băng, trên các con lăn trong đó con lăn lớn làm nhiệm vụ tải băng, con lăn nhỏ dùng gá đỡ cho băng tải chạy. Trong số băng tải nhỏ sẽ có bộ phận được cảm biến trọng lượng (loadcell) để kiểm tra, đong đếm khối lượng chảy trên băng.
5 - Bộ phận cảm biến: (Loadcell cảm biến trọng lượng, encoder cảm biến tốc độ): Được gá trên những con lăn nhỏ, tại nơi đây sẽ xuất hiện những trọng lực tác dụng trực tiếp lên con lăn và thông số đó sẽ được gửi về bộ phận điều khiển. Encoder cảm biến tốc độ sẽ có nhiệm vụ kiểm tra tốc độ chạy của băng tải, từ đó sẽ đưa ra được thông số tốc độ của băng tải. Kết hợp 2 thông số này lại sẽ có được thông số khối lượng trên giờ để điều chỉnh được chính xác nhất. - Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển cân băng, phần mềm cân băng): Từ những thông số kỹ thuật truyền về từ cảm biến tốc độ và cảm biến lực, qua đầu cân điều khiển xử lý thông tin sau đó sẽ được gửi về phần mềm điều khiển trên máy tính.
Từ đây những thông số thô sẽ được xử lý và phản hồi ngược lại tủ điện. Tại tủ điện điều khiển trung tâm sẽ có được những quyết định, thông số thời gian chạy trên băng và từ đó kiểm soát được đúng định mức khối lượng /thời gian cân thiết.3 Giới thiệu máy đóng gói tự động trục ngang: Là máy đóng gói tự động cho các sở sản xuất chế biến các sản phẩm thông dụng trong siêu thị, các hộ kinh doanh cá thể. Máy đóng gói tự động nằm ngang cho các sản phẩm ở dạng rắn cố định như kẹo, các loại bánh quy, bánh mì … với đặt tính là 1 sản phẩm trong 1 gói hoặc đóng nguyên bịch nhiều sản phẩm, trong đóng gói rau củ quả… Máy gồm phần máy tạo túi dạng biên giữa và phần băng chuyền để chuyển sản phẩm vào túi đóng.3: Máy đóng gói ngang Máy đóng gói ngang bao gồm các bộ phận chính: - Băng tải: để máy hoạt động nhanh chóng và tiện lợi thì băng tải là một phần không thể thiếu. Phần băng tải của máy kéo dai đóng vai trò như một đầu cấp sản phẩm và đầu đưa thành phẩm ra bên ngoài.
- Bộ phận làm túi: máy đóng gói ngang có trang bị một hệ thống định hình túi để đưa sản phẩm vào bên trong.