Hệ thống pha màu trộn sơn tự động tại HCMUTE

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Mục tiêu đề tài

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

1.4. Phương hướng thực hiện đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Lý thuyết tổng quan về sơn nước

2.1.1. Khái niệm chung

2.1.2. Quy trình sản xuất sơn

2.1.3. Lý thuyết cơ bản về pha màu

2.1.3.1. Pha màu German Yellow

2.1.3.2. Pha màu cơ bản

2.1.3.3. Pha màu từ 3 màu cơ bản đỏ, vàng, xanh dương

2.2. Tổng quan về PLC

2.2.1. Giới thiệu về PLC

2.2.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC

2.2.3. Đánh giá ưu nhược điểm của PLC

2.2.4. Ứng dụng của hệ thống sử dụng PLC

2.2.5. Giới thiệu về bộ điều khiển PLC S7 300

2.2.5.1. Giới thiệu chung

2.2.5.2. Các module của PLC S7-300

2.2.5.3. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ

2.2.5.4. Vòng quét chương trình PLC S7-300

2.2.5.5. Cấu trúc chương trình của PLC S7-300

2.2.5.6. Đặc điểm PLC

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG

3.1. Mô tả hệ thống

3.2. Sơ đồ khối phần cứng hệ thống

3.3. Lựa chọn thiết bị điều khiển

3.3.1. Chọn PLC cho hệ thống

3.3.2. Module 4AI/2AQ

3.4. Lựa chọn thiết bị phần cứng

3.4.1. Role trung gian

3.4.2. Van điện từ

3.4.3. Cảm biến áp suất đo mực nước

3.4.4. Cảm biến báo tràn và báo cạn bồn trộn

3.4.5. Bồn trộn và bồn định lượng

3.4.6. Sơ đồ nối dây phần cứng

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN

4.1. Phần mềm WinCC Flexible 2008

4.1.1. Khái niệm điều khiển hệ thống HMI với WinCC Flexible

4.1.2. Giới thiệu phần mềm WinCC Flexible 2008

4.1.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển chương trình

4.1.4. Màn hình điều khiển HMI trên WinCC Flexible

4.1.4.1. Chọn tỉ lệ pha màu

4.1.4.2. Màn hình chính Main Screen

4.1.4.3. Màn hình điều khiển Control Screen

4.1.4.4. Màn hình cảnh báo sự cố và thông tin lỗi Alarm Screen

4.1.4.5. Màn hình quản lý phân cấp người dùng

4.2. Lập trình S7-300

4.2.1. Yêu cầu lập trình

4.2.2. Mô tả chi tiết chương trình

4.2.3. Địa chỉ tag biến

4.2.4. Scale giá trị cảm biến

4.2.5. Chạy chương trình hệ thống

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Mô hình phần cứng. Mô phỏng, lập trình

5.2. Phương hướng phát triển của đề tài

PHỤ LỤC: Chương trình phần mềm S7 300

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về hệ thống pha màu trộn sơn tự động

Hệ thống pha màu trộn sơn tự động tại HCMUTE được thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành công nghiệp sơn. Hệ thống pha màu này sử dụng công nghệ hiện đại để tự động hóa quy trình trộn sơn, từ đó giảm thiểu sai sót và tăng năng suất. Việc áp dụng công nghệ pha màu giúp cho quá trình sản xuất trở nên chính xác hơn, đồng thời tiết kiệm thời gian và chi phí. Hệ thống này bao gồm các bồn chứa sơn, cảm biến áp suất, và các thiết bị điều khiển như PLC S7 300. Sự kết hợp giữa phần mềm điều khiển và phần cứng giúp cho việc giám sát và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng và hiệu quả.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài

Mục tiêu của đề tài là phát triển một hệ thống tự động có khả năng pha màu sơn từ ba màu cơ bản: đỏ, vàng, và xanh dương. Ứng dụng pha màu này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu lượng phế phẩm trong quá trình sản xuất. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nằm ở việc cải thiện quy trình sản xuất sơn, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Hệ thống này có thể được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác như pha chế hóa chất và thực phẩm.

II. Cơ sở lý thuyết về sơn và quy trình sản xuất

Sơn nước là một trong những nguyên liệu chính trong ngành xây dựng, với thành phần chính bao gồm chất tạo màng, bột màu, và dung môi. Quy trình sản xuất sơn bao gồm nhiều bước như muối ủ, pha sơn, và lọc. Mỗi bước đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc hiểu rõ về quy trình trộn sơn giúp cho việc thiết kế hệ thống pha màu trở nên hiệu quả hơn. Hệ thống pha màu tự động tại HCMUTE được xây dựng dựa trên những nguyên lý này, nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2.1. Các thành phần trong sơn

Các thành phần chính trong sơn bao gồm chất tạo màng, bột màu, và phụ gia. Chất tạo màng quyết định tính chất cơ lý của màng sơn, trong khi bột màu tạo ra màu sắc mong muốn. Phụ gia giúp nâng cao hiệu quả sử dụng sơn. Việc lựa chọn đúng tỷ lệ giữa các thành phần này là rất quan trọng để đạt được chất lượng sơn tốt nhất. Hệ thống pha màu tự động sẽ giúp cho việc pha chế các thành phần này trở nên chính xác và đồng nhất hơn, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.

III. Thiết kế và cấu hình hệ thống

Hệ thống pha màu trộn sơn tự động được thiết kế với các bồn chứa sơn, cảm biến áp suất, và bộ điều khiển PLC S7 300. Máy trộn sơn được tích hợp với các van điện từ và động cơ trộn để đảm bảo quá trình pha màu diễn ra liên tục và hiệu quả. Thiết kế này không chỉ đảm bảo tính chính xác trong việc pha chế mà còn giúp cho việc giám sát và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn. Hệ thống được lập trình để có thể hoạt động tự động hoặc điều khiển bằng tay qua màn hình HMI.

3.1. Các thiết bị và công nghệ sử dụng

Hệ thống sử dụng các thiết bị hiện đại như cảm biến áp suất TC-131 và phần mềm WinCC Flexible để giám sát và điều khiển. Công nghệ tự động hóa trong hệ thống giúp cho việc điều khiển trở nên chính xác và nhanh chóng. Các thiết bị này được kết nối với nhau qua mạng PROFIBUS, cho phép truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả. Việc sử dụng PLC S7 300 làm trung tâm điều khiển giúp cho hệ thống có khả năng mở rộng và nâng cấp trong tương lai.

IV. Kết quả thực hiện và hướng phát triển

Kết quả thực hiện đề tài cho thấy hệ thống pha màu trộn sơn tự động hoạt động hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và năng suất. Hệ thống đã được thử nghiệm và cho kết quả tích cực trong việc giảm thiểu phế phẩm và nâng cao độ chính xác trong quá trình pha chế. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc mở rộng ứng dụng của hệ thống sang các lĩnh vực khác như pha chế hóa chất và thực phẩm. Việc cải tiến công nghệ và nâng cao tính năng của hệ thống sẽ là mục tiêu tiếp theo.

4.1. Đánh giá và triển vọng

Hệ thống pha màu trộn sơn tự động tại HCMUTE không chỉ mang lại lợi ích về mặt kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc giảm thiểu lượng phế phẩm và ô nhiễm trong quá trình sản xuất là một trong những ưu điểm lớn của hệ thống. Triển vọng phát triển của hệ thống rất khả quan, với khả năng áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất sơn đến chế biến thực phẩm.

Đồ án HCMUTE: Hệ thống pha màu trộn sơn tự động