CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Các sản phẩm tiêu dùng hiện nay phần lớn được chứa đựng trong các bao bì dạng chai lọ, nhất là ngành thực phẩm ví dụ như: bia, rượu, nước giải khát, hóa mỹ phẩm, v., với những 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 và dán nhãn chai tự động được sử dụng rộng rãi với nhiều chủng loại khác nhau. Việc áp dụng những nghiên cứu lý thuyết vào thực tế là một điều hết sức quan trọng để kiểm nghiệm một cách chính xác nhất tính đúng đắn và hiệu quả của những nghiên cứu đó.
Ý tưởng về một dây chuyền sản xuất nước đóng chai cũng bắt nguồn từ đó. Dựa trên những nền tảng có từ trước cùng với sự nghiên cứu phát triển của nhóm, nhóm đã mạnh dạn thiết kế “hệ thống chiết rót, đóng nắp và dán nhãn tự động”. Bởi lẽ trong thực tế, ở các nhà máy sản xuất nước uống đóng chai thì việc chiết rót, đóng nắp,dán nhãn là những khâu rất quan trọng và không thể thiếu trong một dây chuyền. Mục đích của đề tài.
Sử dụng PLC, động cơ servo, động cơ DC để điều khiển mô hình thông qua 2 chế độ (auto, manual). Nền tảng để xây dựng và phát triển các dây chuyền tự động trong các nhà máy nhằm thay thế sức lao động của con người để đạt năng suất tối ưu. Phạm vi đề tài. Áp dụng các kiến thức đã học để xây dựng các mô hình thực nghiệm, cụ thể: - Tìm kiếm tài liệu qua sách vở, mạng xã hội, hỏi người có chuyên môn.
- Tiến hành chạy mô phỏng và text mô hình dưới sự góp ý của giáo viên hướng dẫn. Tổng quát về toàn bộ dây chuyền. Chiết rót nước vào chai. 4 Hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng sẽ có cách chiết rót khác nhau như: Nước có gaz, nước không gaz, chất lỏng dạng cô đặc.
Định lượng sản phẩm lỏng là chiết một thể tích nhất định sản phẩm lỏng và rót vào trong chai, bình, lọ, v.v… Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm. Khi định lượng bằng máy thì cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định lượng sản phẩm một cách chính xác. Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có: Định lượng bằng bình định mức: chất lỏng được định lượng chính xác nhờ bình định mức trước khi rót vào chai. Định lượng bằng chiết tới mức cố định: chất lỏng được chiết tới mức cố định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi chai; khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất kể thể tích của các chai có bằng nhau hay không.
Ngoài ra còn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ dứng lại. Phương pháp này có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai. Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chai trong khoảng thời gian xác định, có thể xem như thể tích chất lỏng chảy là không đổi. Phương pháp này chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá trị thấp, không yêu cầu độ chính xác định lượng.
Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có: Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về độ cao thủy tinh. Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt. Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai. Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai.
5 Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm có gas như bia, nước ngọt. Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng. Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch độ cao. Máy định lượng - chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cơ cấu rót, mỗi cơ cấu rót được bố trí chiết cho 1 chai.
Các cơ cấu rót có thể được bố trí thẳng hàng, làm việc cùng lúc (máy chiết có cơ cấu chiết thẳng) hoặc bố trí trên bàn quay, làm việc tuần tự (máy chiết bàn quay) như hình 1.1: Máy chiết rót nước bàn quay. Đóng nắp chai. Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, thực phẩm, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp. Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai thủy tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, không rò rỉ chất lỏng ra ngoài.
6 Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được xếp đúng chiều, chai nước được đưa vào vị trí dập nắp và cố định để hệ thống dập nắp hoạt động (Hình 1. Sau khi dập nắp chai sẽ được đưa tới bộ phận vặn nắp để chắc chắn rằng tất cả các nắp phải được đóng kín.2: Máy chiết rót và đóng nắp chai kiểu bàn xoay. Dán nhãn vào chai. Máy dán nhãn chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, thực phẩm, mỹ phẩm… Máy có tác dụng dán nhãn của nhà sản xuất, thương hiệu vào các sản phẩm.
Máy được sử dụng với công dụng chính là dán nhãn decal, nhãn hàng hóa lên sản phẩm một cách chính xác và tiết kiệm thời gian, công sức nhất có thể. Giải pháp dán nhãn với máy dán tự động đem lại chất lượng cao và đồng đều, nâng cao năng suất và sản lượng từ đó hạ thấp giá thành và tăng sức cạnh tranh trên thị trường cho sản phẩm. 7 Nhãn được dẫn từ cuộn chứa nhãn thông qua các con lăn và nhãn được sắp xếp đúng chiều dán và được dán vào sản phẩm. Khả năng ứng dụng của dây chuyền chiết rót, đóng nắp và dán nhãn.
Ứng dụng vào sản xuất. Nâng cao tốc độ sản xuất: Đâu tiên và quan trọng nhất máy chiết rót, đóng nắp và dán nhãn tự động cho phép người dán nhãn, đóng nắp chai sản xuất nhiều hơn mức có thế so với khi sản phẩm này được sản xuất bằng tay. Với chiết rót thủ công hoặc bán tự động chúng ta cần nhiều người hơn bởi năng xuất sản xuất thủ công rất thấp. Bạn chỉ việc chuẩn bị nguyên liệu đầu vào sau đó đơn giản là cài đặt các thông số và nhấn nút để máy chiết rót, đóng nắp và dán nhãn tự động.
Tùy vào loại máy và bạn chỉ cần từ 1 đến 2 nhân công để đóng gọi sản phẩm. Tính linh hoạt: Máy chiết rót, đóng nắp và dán nhãn tự động không phải lúc nào cũng được chế tạo để sử dụng cho một loại dung tích hoặc thậm chí cho một sản phẩm. Chất làm đầy 8 chai tự động có thể được thiết lập để xử lý một loạt các hình dạng và kích thước của chai chứa. Ngoài ra có thể xử lý nhiều sản phẩm như dầu, nhớt xe, mỹ phẩm… và cả đóng nắp vặn hay nắp đóng như bia… 1.
Một số dây chyền chiết rót, đóng nắp, dán nhãn ở Việt Nam. Ngành sản xuất nước đóng chai đang có tốc độ phát triển cao, giàu tiềm năng phát triển do nhu cầu tiêu thụ đang lớn hơn sản lượng sản xuất. Các công ty xuất hiện nhiều với quy mô khác nhau giúp thúc đẩy sự cạnh tranh mạnh mẽ của thị trường đồng thời đẩy mạnh sự phát triển của quá trình sản xuất, sự tự động hóa trong quá trình sản xuất là yêu cầu bắt buộc với mọi tập đoàn sản xuất.4: Hệ thống sản xuất nước ngọt có gas của công ty Bidrico.5: Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của Tân Hiệp Phát. Mục đích nghiên cứu.
- Chế tạo thành công mô hình chiết rót, đóng nắp và dán nhãn chai tự động. - Sử dụng PLC để xây dựng chương trình điều khiển. - Mô hình hoạt động linh hoạt, ổn định. 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.
Giới thiệu về hệ thống tự động. Tự động hóa (điều khiển tự động) là sử dụng hệ thống điều khiển cho các thiết bị máy móc trong sinh hoạt và sản xuất công nghiệp, hạn chế tối đa sự can thiệp của con người. Trong thực tế có rất nhiều hệ thống tự động được sử dụng tại các dây chuyền sản xuất, nồi hơi, lò nhiệt, mạng điện thoại, ổn định tàu thủy, máy bay,.1: Ứng dụng của tự động hóa trong sản xuất bia Heniken ở Việt Nam. Một hệ thống tự động hóa tổng hợp, việc điều khiển toàn bộ quá trình sản xuất có một chức năng trọng yếu.
Đặc tính linh hoạt của quá trình được thể hiện ở tính liên tục, tính nhịp điệu, tính tỷ lệ, tính song song của các dòng vận động. Dưới con mắt kinh tế, mức độ tự động hóa của một cơ sở sản xuất không phải luôn luôn là tối đa, mà tùy thuộc những điều kiện cụ thể phải xác định được mức độ tự động hóa tối ưu, thích hợp với số lượng sản phẩm, đảm bảo chất lượng gia công cao nhất cũng như giá thành rẻ nhất. Thuật ngữ "tự động hóa", lấy cảm hứng từ các máy tự động, chưa được sử dụng rộng rãi trước năm 1947, khi Ford thành lập một bộ phận tự động hóa. Trong thời gian này ngành công nghiệp đã được áp dụng nhanh chóng điều khiển phản hồi, mà đã được giới thiệu trong những năm 1930.
11 Tự động hóa đã được thực hiện bằng phương tiện khác nhau bao gồm cơ khí, thủy lực, khí nén, điện, điện tử và máy tính, thường kết hợp. Các hệ thống phức tạp, chẳng hạn như các nhà máy hiện đại, máy bay và tàu thường sử dụng tất cả những kỹ thuật kết hợp. Vai trò của hệ thống tự động. Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao động.
Quá trình sản xuất chịu tác động của các quy luật kinh tế. Nhu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm cũng làm tăng chi phí trong việc nâng cao mức độ phức tạp của gia công (về đào tạo nhân công và đội ngũ, giá thành trang thiết bị,. Đây cũng chính là động lực kích thích sự phát triển của tự động hóa. Tự động hóa cho phép cải thiện điều kiện sản xuất.