I. Giới thiệu đề tài
Đồ án tốt nghiệp Dây Chuyền Chiết Rót và Đóng Nắp Chai tập trung vào việc thiết kế và điều khiển hệ thống tự động hóa trong quy trình chiết rót và đóng nắp chai. Dây chuyền chiết rót là một phần quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, giúp tăng hiệu suất và độ chính xác trong sản xuất. Đề tài này nhằm mục đích ứng dụng kiến thức về PLC Siemens S7-200 và phần mềm Simatic Step 7 để thiết kế hệ thống điều khiển hiệu quả. Mục tiêu của đề tài là nâng cao kỹ năng lập trình, thiết kế phần cứng và ứng dụng thực tế trong lĩnh vực tự động hóa.
1.1. Mục đích đề tài
Đề tài hướng đến việc trang bị kiến thức về PLC Siemens S7-200 và phần mềm Simatic Step 7, đồng thời phát triển kỹ năng thiết kế phần cứng tối ưu. Đối với cá nhân, đây là cơ hội để kiểm tra và nâng cao kiến thức, kỹ năng làm việc nhóm, và khả năng ứng dụng vào thực tế. Dây chuyền chiết rót không chỉ là một hệ thống tự động hóa mà còn là bước đệm để phát triển các giải pháp công nghệ tiên tiến trong tương lai.
II. Tổng quan về PLC S7 200
PLC S7-200 là một bộ điều khiển lập trình được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ khả năng linh hoạt và độ tin cậy cao. PLC được phát triển từ những năm 1968 và đã trở thành công cụ không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa. Ưu điểm của PLC bao gồm khả năng điều khiển đa dạng, tốc độ xử lý nhanh, và dễ dàng thay đổi chương trình. Tuy nhiên, hạn chế của PLC là giá thành cao và yêu cầu chuyên môn để thiết kế chương trình.
2.1. Cấu trúc phần cứng PLC S7 200
PLC S7-200 bao gồm các khối chức năng chính: Module Input, CPU, và Module Output. Module Input thu nhận tín hiệu từ các cảm biến, CPU xử lý và thực hiện chương trình điều khiển, và Module Output điều khiển các thiết bị đầu ra. CPU 224 là một trong những loại CPU phổ biến của S7-200, với dung lượng bộ nhớ lớn và khả năng mở rộng lên đến 14 module.
2.2. Ứng dụng của PLC
PLC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điều khiển quy trình sản xuất, giám sát hệ thống, và điều khiển động cơ. Trong dây chuyền chiết rót, PLC đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển các thiết bị như cảm biến, van, và động cơ để đảm bảo quy trình hoạt động chính xác và liên tục.
III. Thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp chai
Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai được thiết kế dựa trên quy trình công nghệ hiện đại, sử dụng các thiết bị như cảm biến quang điện, rơ le trung gian, và các phần tử khí nén. PLC S7-200 được lập trình để điều khiển toàn bộ quy trình, từ việc nhận tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển các thiết bị đầu ra. Phần mềm Simatic Step 7 được sử dụng để lập trình và giám sát hệ thống.
3.1. Quy trình công nghệ
Quy trình chiết rót và đóng nắp chai bao gồm các bước: nhận chai từ băng tải, chiết rót dung dịch vào chai, đóng nắp chai, và kiểm tra chất lượng sản phẩm. Cảm biến quang điện được sử dụng để phát hiện vị trí chai, trong khi các van khí nén điều khiển quá trình chiết rót và đóng nắp.
3.2. Lập trình điều khiển
Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ Ladder Logic trên phần mềm Simatic Step 7. Các lệnh như Timer, Counter, và MOV được sử dụng để điều khiển thời gian và quy trình hoạt động của hệ thống. PLC S7-200 đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
IV. Kết quả và hướng phát triển
Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai đã được thiết kế và vận hành thành công, đáp ứng các yêu cầu công nghệ và đảm bảo độ chính xác cao. Hạn chế của đề tài là chi phí đầu tư cao và yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm nâng cấp hệ thống với các công nghệ tiên tiến hơn như IoT và AI để tối ưu hóa quy trình sản xuất.
4.1. Giá trị thực tiễn
Đề tài mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc ứng dụng PLC và tự động hóa vào sản xuất công nghiệp. Dây chuyền chiết rót không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu sai sót trong quy trình sản xuất.
4.2. Hướng phát triển
Trong tương lai, hệ thống có thể được tích hợp thêm các công nghệ như IoT để giám sát từ xa và AI để tối ưu hóa quy trình. Điều này sẽ giúp hệ thống trở nên thông minh và hiệu quả hơn.
