Hệ thống điều khiển và giám sát cân định lượng dán nhãn chuyên nghiệp

• Tác giả: Nguyễn Hồ Phi Trường
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tử Đức
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
• Đề tài: Điều khiển giám sát hệ thống cân định lượng – dán nhãn sản phẩm
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tính thực thi
• 2.2. Giới thiệu chung về PLC
• 2.3. Lựa chọn động cơ cho hệ thống
• 2.4. Giải pháp chọn động cơ
• 2.5. Phương pháp điều khiển động cơ
• 2.6. Các loại cân định lượng phổ biến hiện nay
• 2.7. Phương pháp dán nhãn phổ biến
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. Giới thiệu khái quát về hệ thống
• 3.2. Hoạt động của hệ thống
• 3.3. Yêu cầu chung của hệ thống
• 3.4. Các thiết bị sử dụng trong hệ thống
• 3.4.1. Bộ điều khiển trung tâm PLC
• 3.4.2. Nguồn tổ ong 24V-10A
• 3.4.3. Van điện từ
• 3.4.4. Lựa chọn Xy lanh
• 3.4.5. Mạch khuếch đại Transmitter
• 3.4.6. Thiết kế phần cứng
• 3.4.7. Phân khúc cân định lượng hệ thống
• 3.4.8. Phân khúc dán nhãn
• 3.5. Hoàn thiện mô hình thi công
• 3.5.1. Thiết kế tủ điện
• 3.5.2. Thiết kế phần điện
• 3.5.3. Sơ đồ khối hệ thống
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. Thi công phần cứng
• 4.2. Thi công cơ khí
• 4.3. Thi công phần điện
• 4.4. Thi công phần mềm
• 4.5. Giới thiệu giao diện WinCC
• 4.6. Thiết kế giao diện WinCC
• 4.7. Thi công giao diện giám sát WinCC RT Advanced
• 4.8. Hệ cơ sở dữ liệu SQL Server
• 4.8.1. SQL Server thu thập dữ liệu số lượng thùng hoàn thành từ PLC
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ
• 5.1. Kết quả phần cứng
• 5.2. Kết quả cơ khí
• 5.3. Kết quả phần điện
• 5.4. Kết quả phần mềm
• 5.5. Giao diện giám sát WinCC RT Advanced
• 5.6. SQL Server thu thập dữ liệu
• 5.7. Kết quả vận hành hệ thống
• 5.8. Phân tích và so sánh
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giải pháp điều khiển hệ thống

Giải pháp điều khiển hệ thống được xây dựng dựa trên việc sử dụng PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC để quản lý và điều khiển các thiết bị trong hệ thống. PLC này được lập trình thông qua Tia Portal V16, cho phép điều khiển các thiết bị như Driver TB6600, Role trung gian, và Step 42. Hệ thống được thiết kế để tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cao. Công nghệ tự động hóa được áp dụng để giảm thiểu sự can thiệp của con người, tăng năng suất và giảm sai sót trong quá trình vận hành.

1.1. Lập trình PLC

Việc lập trình PLC được thực hiện thông qua Tia Portal V16, một công cụ mạnh mẽ cho phép điều khiển và giám sát các thiết bị kết nối với PLC. WinCC được sử dụng để thiết kế giao diện giám sát, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và điều khiển hệ thống. Các chương trình được viết bằng ngôn ngữ Ladder, đảm bảo tính linh hoạt và dễ bảo trì.

1.2. Tối ưu hóa quy trình

Hệ thống được thiết kế để tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ khâu cân định lượng đến dán nhãn. Việc sử dụng công nghệ tự động hóa giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao. Các thiết bị như Driver TB6600 và Step 42 được điều khiển chính xác thông qua PLC, giúp hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

II. Giám sát hệ thống cân

Giám sát hệ thống cân là một phần quan trọng trong đề tài, đảm bảo độ chính xác của quá trình cân định lượng. Hệ thống sử dụng Load Cell 5kg để đo lường khối lượng nguyên liệu, kết hợp với Weight Transmitter để truyền dữ liệu về PLC. WinCC RT Advanced được sử dụng để giám sát và hiển thị dữ liệu cân, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và điều chỉnh quá trình. Công nghệ thông tin được tích hợp để lưu trữ và phân tích dữ liệu, hỗ trợ quản lý sản xuất hiệu quả.

2.1. Cân định lượng

Hệ thống cân định lượng được thiết kế để đảm bảo độ chính xác cao, với sai số dưới 2%. Các loại cân định lượng phổ biến như cân định lượng mini, cân định lượng trục vít, và cân định lượng đóng bao được nghiên cứu và áp dụng. Load Cell 5kg được sử dụng để đo lường khối lượng nguyên liệu, kết hợp với Weight Transmitter để truyền dữ liệu về PLC.

2.2. Giám sát dữ liệu

Việc giám sát dữ liệu được thực hiện thông qua WinCC RT Advanced, cho phép người vận hành theo dõi và điều chỉnh quá trình cân định lượng. Dữ liệu được lưu trữ và phân tích thông qua SQL Server, hỗ trợ quản lý sản xuất và đưa ra các quyết định kịp thời. Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

III. Dán nhãn hiệu quả

Dán nhãn hiệu quả là mục tiêu chính của đề tài, đảm bảo nhãn được dán một cách chính xác và thẩm mỹ. Hệ thống sử dụng các phương pháp dán nhãn phổ biến như máy dán nhãn dùng con lăn di động, máy dán nhãn dùng cơ cấu kẹp thủy lực, và máy dán nhãn bằng ma sát. Công nghệ tự động hóa được áp dụng để tối ưu hóa quy trình dán nhãn, giảm thiểu sai sót và tăng năng suất. Hệ thống được thiết kế để hoạt động ổn định, dễ bảo trì và sửa chữa.

3.1. Phương pháp dán nhãn

Các phương pháp dán nhãn được nghiên cứu và áp dụng trong hệ thống bao gồm máy dán nhãn dùng con lăn di động, máy dán nhãn dùng cơ cấu kẹp thủy lực, và máy dán nhãn bằng ma sát. Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng, phù hợp với từng loại sản phẩm và yêu cầu sản xuất. Công nghệ tự động hóa được sử dụng để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cao.

3.2. Tối ưu hóa sản xuất

Hệ thống được thiết kế để tối ưu hóa sản xuất, từ khâu cân định lượng đến dán nhãn. Việc sử dụng công nghệ tự động hóa giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao. Các thiết bị như Driver TB6600 và Step 42 được điều khiển chính xác thông qua PLC, giúp hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.