Đồ án thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam tự động với PLC S7-1500

Đồ án nghiên cứu tự động hóa thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm ứng dụng cho nhà máy sản xuất nước cam, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho

Trường đại học

Trường Đại Học Kỹ Thuật

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án

2023

54
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TRIẾT RÓT NƯỚC CAM VÀ ĐÓNG NẮP TỰ ĐỘNG

1.1. Tổng quan về dây chuyền chiết rót nước cam

1.1.1. a) Dây truyền chiết rót và đóng nắp chai nước cam tự động

1.1.2. b) Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam bằng chai nhựa

1.1.3. c) Máy chiết rót nước cam dạng túi

1.1.4. d) Máy chiết rót nước cam dạng lon

2. CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ SỬ DỤNG

2.1. Băng tải

2.2. Động cơ băng tải

2.3. Xylanh

2.4. Nút nhấn, đèn báo

2.5. PLC S7-1500

2.6. Bơm lưu lượng

2.7. Cảm biến

3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PLC VÀ GIAO ĐIỆN GIÁM SÁT WINCC

3.1. Giới thiệu chung

3.2. Cấu trúc chung của PLC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động cho nước cam

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất nước cam. Nó không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống này sử dụng công nghệ hiện đại như PLC S7-1500Tia Portal V16 để điều khiển các quy trình chiết rót và đóng nắp một cách chính xác và hiệu quả.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống chiết rót

Hệ thống chiết rót bao gồm nhiều thành phần như băng chuyền, cảm biến và PLC. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên việc tự động hóa quy trình chiết rót, từ việc đưa chai vào vị trí cho đến khi hoàn thành đóng nắp.

1.2. Lợi ích của việc tự động hóa trong sản xuất nước cam

Tự động hóa giúp giảm thiểu sai sót, tăng tốc độ sản xuất và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Hệ thống chiết rót tự động cũng giúp tiết kiệm chi phí lao động và nâng cao hiệu quả sản xuất.

II. Thách thức trong việc thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong chiết rót, khả năng tương thích giữa các thiết bị và yêu cầu về bảo trì là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác trong quy trình chiết rót

Độ chính xác trong chiết rót là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng cảm biến và PLC giúp kiểm soát chính xác lượng nước cam được chiết rót vào mỗi chai.

2.2. Khả năng tương thích giữa các thiết bị

Các thiết bị trong hệ thống cần phải tương thích với nhau để hoạt động hiệu quả. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp với PLC S7-1500Tia Portal V16 là rất quan trọng.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống chiết rót tự động hiệu quả

Để thiết kế một hệ thống chiết rót tự động hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và công nghệ tiên tiến. Việc sử dụng PLC S7-1500Tia Portal V16 là một trong những giải pháp tối ưu.

3.1. Sử dụng PLC S7 1500 trong điều khiển hệ thống

PLC S7-1500 cung cấp khả năng xử lý nhanh và chính xác, giúp điều khiển các thiết bị trong hệ thống chiết rót một cách hiệu quả. Nó cũng hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp, giúp kết nối dễ dàng với các thiết bị khác.

3.2. Tia Portal V16 Công cụ lập trình mạnh mẽ

Tia Portal V16 là phần mềm lập trình giúp thiết kế và mô phỏng hệ thống chiết rót. Nó cho phép người dùng dễ dàng lập trình và kiểm tra các quy trình trước khi triển khai thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống chiết rót và đóng nắp trong nhà máy sản xuất nước cam

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động đã được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất nước cam. Các sản phẩm như nước cam ép Twister và nước ép trái cây Le Fruit là những ví dụ điển hình cho việc áp dụng công nghệ này.

4.1. Các sản phẩm tiêu biểu sử dụng hệ thống chiết rót

Nước cam ép Twister và nước ép trái cây Le Fruit là những sản phẩm nổi bật sử dụng hệ thống chiết rót tự động. Hệ thống này giúp đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm cuối cùng.

4.2. Kết quả đạt được từ việc tự động hóa

Việc áp dụng hệ thống chiết rót tự động đã giúp tăng năng suất sản xuất, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm chi phí lao động. Điều này đã góp phần nâng cao hiệu quả kinh doanh cho các nhà máy sản xuất nước cam.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống chiết rót tự động

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động đang ngày càng trở nên quan trọng trong ngành sản xuất nước cam. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và hiệu quả hơn nữa.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ chiết rót tự động

Công nghệ chiết rót tự động đang phát triển nhanh chóng với nhiều cải tiến về hiệu suất và độ chính xác. Các nhà sản xuất đang tìm kiếm các giải pháp mới để nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Tầm quan trọng của tự động hóa trong sản xuất

Tự động hóa không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng trong ngành thực phẩm, nơi mà an toàn vệ sinh thực phẩm là ưu tiên hàng đầu.

10/07/2025
Đồ án tự động hóa thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm ứng dụng cho nhà máy sản xuất nước cam sử dụng plc s7 1500 tia portal v16

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TRIẾT RÓT NƯỚC CAM VÀ ĐÓNG NẮP TỰ ĐỘNG 1. Tổng quan về dây chuyền chiết rót nước cam. Nhằm phục vụ nhiệm vụ hiện đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại sản phẩm ra đời là một công cụ hiệu quả giúp thay thế con người trong công việc phân loại, nó đã góp phần nâng cao hiệu quả trong công việc. Một hệ thống hoàn chỉnh có thể phân loại các sản phẩm với độ tin cậy cao, hoạt động liên tục và giảm tối đa thời gian trì hoãn hệ thống.

Hơn thế nữa, đối với những công việc đòi hỏi sự tập trung cao và có tính tuần hoàn, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc. Điều đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất. Vì vậy, hệ thống tự động chiết rót và đóng nắp sản phẩm tự động ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách này. Hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng dụng thực tế trong các nhà máy xí nghiệp.

Dây chuyền chiết rót đóng nắp chai tự động bao gồm các khâu: máy súc rửa, máy chiết rót, máy đóng nắp chai, sử dụng cho các loại chai nhựa, chai pet, thủy tinh và chủ yếu để chiết rót các loại đồ uống như (nước cam, nước khoáng, rượu vang, nước tinh khiết…) a) Dây truyền chiết rót và đóng nắp chai nước cam tự động. Mô hình hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam. Hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm.  Cấu tạo: - Hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm (Hình 1.1) có cấu tạo chính gồm:  Hai băng chuyền.

 Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.  Bốn cảm biến quang.  Hai piston để đóng nắp sản phẩm.  Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.

 Các van đảo chiều.  Các rơ le trung gian.  Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.  Nguyên lý hoạt động: - Hệ thống hoạt động theo các bước sau đây:  Vò chi PET được đặt trên băng truyền trước khi vào hệ thống xúc rửa chiết rót và đóng nắp (gọi tắt là RFC).

 Nguồn nước tinh khiết từ bồn chưa được nối và hệ thống RFC.  Băng chuyền sẽ tự động vận chuyển chai PET vào hệ thống xục 7 rửa. Các chai di chuyển xoay vòng và vào đúng vị trí vòi nước xục rửa. Lưu ý nước rửa có áp lực khá mạnh để rửa sạch chai PET do bơm thiết kế sẵn trong máy phun lên.

 Sau khi rửa, chai PET sẽ được đưa vầ vị trí chiết rót, các cánh tay đòn sẽ giữ chặt cổ cahi để tránh đốc hai trong quá trinh rót. Các chai được xoay vòng liên tục trên băng chuyền chiết rót. Máy bơm nước được thiết kế sẵn trong máy sẽ tự động chiết rót vào bình.  Khi bình chứa đã đầy nước sẽ được chuyển sang vị trí đóng nắp.

Nắp bình chứa được lắp đầy trng ống chứa và được đưa vào ngay đầu chai PET.  Các tay đòn sẽ siết nắp chặt.  Sau đó chai PET được chuyền trên băng tải ra ngoài. Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động.

Do giới hạn đề tài là mô phỏng trên máy tính nên em sẽ nghiên cứu những thiết bị phần điện tự động là chính, mô hình mô phỏng sẽ có một số điểm khác so với hệ thống thực để thuận tiện cho việc mô phỏng. Cụ thể là 8 dây chuyền mô phỏng sẽ có các khâu chính là.  Kiểm tra khuyết tật chai.  Chiết rót vào chai.

 Đóng nắp chai.  Đưa sang dây truyền đóng thùng sản phẩm.  Ứng dụng: Hệ thống chiết rót và đóng nắp sản phẩm được ứng dụng rất nhiều trong các dây chuyền sản xuất Nước Cam như Nước cam ép Twister, Nước ép trái cây xoài Le Fruit. b) Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam bằng chai nhựa.

Công đoạn chiết rót và đóng nắp nước cam trong quy trình sản xuất nước cam ép đóng chai đóng vai trò vô cùng quan trọng, đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm cuối cùng. Quy trình bắt đầu từ việc chiết rót nước cam ép vào chai, đảm bảo mỗi chai đều được đong đúng lượng và không bị tràn đổ. Thiết bị chiết rót hiện đại giúp thực hiện quá trình này một cách nhanh chóng và chính xác, đồng thời giảm thiểu tối đa tiếp xúc của nước cam với không khí, ngăn chặn sự oxy hóa và giữ nguyên hương vị tươi ngon. Sau khi chiết rót, các chai nước cam sẽ được đưa vào máy đóng nắp tự động.

Máy này đảm bảo mỗi chai đều được đóng kín hoàn toàn, không cho phép vi khuẩn hay các tác nhân gây hại xâm nhập. Quy trình này cũng được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo độ an toàn và vệ sinh cao nhất cho sản phẩm. Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam bằng chai nhựa tự động tự động (Hình 1. Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam bằng chai nhựa.

 Cấu tạo:  Hai băng chuyền.  Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.  Bốn cảm biến quang.  Hai piston để đẩy nắp chai.

 Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.  Một van đảo chiều.  Các rơ le trung gian.  Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.

 Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều thứ nhất hoạt động, truyền chuyển động cho băng chuyền thứ nhất thông qua dây đai. Trên băng chuyền này sẽ thiết kế những cảm biến nhận biết chai nước đã được chiết rót đầy và đóng nắp hay chưa. Khi sản phẩm đi qua, cảm biến nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu về van đảo chiều tác động điều khiển piston đẩy nắp chai và trung bình vào từng chai, sản phẩm thấp sẽ được đi đến hết băng chuyền và được đóng thùng chứa nằm trên băng chuyền thứ hai. Sau đó động cơ một chiều thứ hai truyền chuyển động cho băng chuyền thứ hai vận 10 chuyển thùng chứa sản phẩm thấp về vị trí tương ứng.

c) Máy chiết rót nước cam dạng túi Máy chiết rót nước cam lỏng dạng túi là một thiết bị được sử dụng để tự động chiết rót và đóng nắp các túi chứa nước cam đã được ép. Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam dạng túi Máy chiết rót nước cam dạng túi được thiết kế đặc biệt để xử lý và đóng gói, vì vậy nó phù hợp cho các sản phẩm như nước cam dài hạn, nước cam ép ngắn hạn. Máy này có khả năng đóng gói nước cam vào nhiều loại túi dạng đứng, túi phẳng hoặc túi đối, tuỳ theo yêu cầu của thi trường. Máy chiết rót nước cam dạng túi thường được thiết kế để hoạt động tự động.

Quy trình này bao gồm việc nạp túi, chiết rót nước cam, đóng nắp, đánh dấu date, và kiểm tra chất lượng một cách tự động, giảm thiểu sự can thiệp của con người.  Cấu tạo:  Một băng chuyền.  Một băng chuyền.  Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.

 Cảm biến quang (Nhận dạng vật thể qua led).  Một động cơ bước gạt. 11  Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.  Các rơ le trung gian.

 Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.  Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạt động, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai. Trên băng chuyền sẽ thiết kế cảm biến quang nhận dạng túi. Khi sản phẩm đi qua, Cảm biến quang nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ bước gạt từng túi vào nơi chứa riêng biệt.

d) Máy chiết rót nước cam dạng lon Dây chuyền chiết rót nước cam vào lon là sản phẩm dùng để chiết rót các loại nước cam ép vào lon vì nước cam không chỉ là thức uống phổ biến nhất trên thế giới mà còn được biết đến với hương vị tuyệt vời và giá trị dinh dưỡng cao cấp. Với sự giàu chất vitamin C, carotene, axit citric, cellulose, pectin và các khoáng chất quan trọng, nước cam có khả năng bảo vệ tim mạch, cải thiện hệ tiêu hóa và giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư. Để tham gia vào ngành sản triết rót nước cam, việc xây dựng một dây chuyền chế biến nước cam hiện đại và hiệu quả là vô cùng quan trọng. Dây chuyền triết rót nước cam sẽ giúp bạn tạo ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

Hãy đầu tư vào dây chuyền triết rót nước ép cam để khai thác tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp thức uống này. Đối với hệ thống dây chuyền chiết rót nước ép trái cây vào lon các thiết bị chính của dây chuyền sản xuất nước ép trái cây bao gồm dây chuyền máy xử lý nước, thiết bị pha chế đồ uống chức năng, máy có thể dỡ 12 hàng, máy đóng nắp và máy đóng gói. Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam bằng lon  Nguyên lý hoạt động: Nhấn nút start băng tải đưa lon vào máy chiết rót. Máy chiết tự chiết đầy rồi đẩy lon đã có thành phẩm ra ngoài.

Thiết bị dùng xi lanh để định lượng chiết, Sau khi chiết xong băng tải đưa lon ra phần máy đóng nắp. Hệ thống máy đóng lon tự động nhập khẩu nguyên bộ đầy đủ bao gồm các khâu: 13 - Hệ thống xếp lon - Máy rửa lon - Máy đóng lon tự động - Máy làm khô lon - Máy in ngày tháng - Máy đóng gói tự động - Hệ thống băng chuyền 1. ứng dụng: Ứng dụng của máy chiết rót nước cam là rất phổ biến trong các ngành sản xuất và đóng gói. Máy chiết rót nước cam tự động có khả năng đo và chiết lượng chất lỏng hoặc dạng nhớt một cách chính xác và nhanh chóng, giúp tăng năng suất và độ chính xác của quy trình sản xuất.

Máy chiết rót nước cam tự động được sử dụng trong nhiều nhà máy triết rót nước cam như Nước Ép Cam LE FRUIT, Nước Ép Cam Twister Tropicana, Nước Ép Cam Vfresh. Nó có thể được sử dụng để đóng dạng 14 chai,dạng hộp,dạng túi. Máy triết rót tự động Máy chiết rót nước cam tự động có nhiều ưu điểm so với quy trình chiết rót thủ công. Nó giảm thiểu sự sai sót và mất mát sản phẩm, tăng năng suất và độ chính xác, tiết kiệm thời gian và chi phí lao động.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Hệ thống chiết rót và đóng nắp nước cam tự động sử dụng PLC S7-1500" trình bày một hệ thống tự động hóa hiện đại, giúp tối ưu hóa quy trình chiết rót và đóng nắp nước cam. Hệ thống này sử dụng PLC S7-1500, mang lại độ chính xác cao và hiệu suất làm việc ổn định. Những lợi ích chính mà tài liệu mang lại cho người đọc bao gồm khả năng giảm thiểu thời gian sản xuất, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Để mở rộng kiến thức về tự động hóa trong ngành chế biến thực phẩm, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7-1200, nơi cung cấp cái nhìn sâu sắc về các hệ thống tương tự. Ngoài ra, tài liệu Nghiên cứu ứng dụng PLC S7-1200 điều khiển mức chất lỏng trong sản xuất hóa chất công nghiệp cũng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng của PLC trong các quy trình sản xuất khác. Cuối cùng, tài liệu Điều khiển giám sát hệ thống bơm lọc và cân sản phẩm tự động sử dụng PLC S7-200 sẽ cung cấp thêm thông tin về các hệ thống tự động hóa trong ngành chế biến thực phẩm. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và hiểu rõ hơn về các ứng dụng của công nghệ PLC trong sản xuất.