Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển và Giám Sát Dây Chuyền Sản Xuất Mì Ăn Liền

Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển và tự động hóa cho dây chuyền sản xuất mì ăn liền, tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất sản xuất.

Chuyên ngành

Điện

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án

2024

55
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN

1.1. Tổng quan về mì ăn liền

1.2. Nguyên liệu chính để chế biền mì

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

2.1. Giời thiệu về hệ thống điều khiển

2.2. Tổng quan về các thiết bị

2.3. Tổng quan về quy trình công nghệ

2.4. Tìm hiểu về các thiết bị có trong hệ thống

2.4.1. Bồn trộn ngang

2.4.2. Công nghệ băng truyền

2.4.3. Bộ phận cán bột

2.4.4. Cắt sợi, đùn bông

2.4.5. Hệ thống hấp sợi mì

2.4.6. Tạo khuân vắt mì

2.4.7. Sấy hoặc chiên

2.4.8. Làm nguội

2.4.9. Đóng gói

2.5. Thiết bị cảm biến

2.5.1. Cảm biến quang

2.5.2. Cảm biến tiệm cận

3. CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẦU TRÚC CỦA HỆ THỐNG

3.1. Sơ đồ khối hệ thống

3.2. Lưu đồ thuật toán chương trình

3.3. Lưu đồ thuật toán tổng quát của hệ thống

3.4. Lưu đồ khởi động hệ thống và sử lý tín hiệu tương tự

3.5. Lưu đồ chọn chế độ làm việc

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRÊN TIA PORTAL

4.1. Mô tả quy trình hoạt động của hệ thống điều khiển

4.2. Địa chỉ vào ra của hệ thống trên phần mềm Tia portal

4.2.1. Địa chỉ vào

4.2.2. Địa chỉ ra

4.2.3. Địa chỉ nút ấn mô phỏng trong chế độ manual

4.3. Chương trình điều khiển hệ thống trên Tia portal

4.3.1. Điều khiển hệ thống và chọn chế độ

4.3.2. Chương trình xử lý tín hiệu tương tự

4.3.3. Chương trình điều khiển lưu lượng bột

4.3.4. Chương trình điều khiển lưu lượng nước

4.3.5. Chương trình giám sát nguyên liệu

4.3.6. Chương trình điều khiển hệ thống trộn

4.3.7. Chương trình điều khiển van xả nguyên liệu trộn

4.3.8. Chương trình điều khiển hệ thống cán mì

4.3.9. Chương trình điều khiển hệ thống cắt sợi và BT 1

4.3.10. Chương trình điều khiển hệ thống hấp mì

4.3.11. Chương trình điều khiển hệ thống cắt định lượng và BT2

4.3.12. Chương trình điều khiển hệ thống chiên mì

4.3.13. Chương trình điều khiển hệ thống làm nguội

4.3.14. Chương trình điều khiển băng tải 3 và hệ thống đóng gói

4.3.15. Chương trình đếm sản phẩm

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG TRÊN WINCC

5.1. Giới thiệu WinCC

5.2. Kết nối WinCC với S7 - 1200

5.3. Giao diện thiết kế WinCC cho hệ thống

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyền Sản Xuất Mì Ăn Liền

Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất mì ăn liền là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Hệ thống này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ hiện đại vào thiết kế hệ thống điều khiển giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu chi phí sản xuất.

1.1. Giới thiệu về quy trình sản xuất mì ăn liền

Quy trình sản xuất mì ăn liền bao gồm nhiều bước từ chuẩn bị nguyên liệu đến đóng gói sản phẩm. Mỗi bước đều cần sự giám sát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm.

1.2. Vai trò của hệ thống điều khiển trong sản xuất

Hệ thống điều khiển tự động giúp quản lý và giám sát toàn bộ quy trình sản xuất, từ việc trộn nguyên liệu đến đóng gói sản phẩm. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

II. Những Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyền Sản Xuất Mì

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất mì ăn liền cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của cảm biến, khả năng tương thích của phần mềm và phần cứng, cũng như việc đảm bảo an toàn thực phẩm là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác của cảm biến trong dây chuyền sản xuất

Cảm biến là thành phần quan trọng trong hệ thống điều khiển. Độ chính xác của cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Việc lựa chọn cảm biến phù hợp là rất cần thiết.

2.2. Khả năng tương thích của phần mềm và phần cứng

Sự tương thích giữa phần mềm điều khiển và phần cứng là yếu tố quyết định đến hiệu suất của hệ thống. Cần đảm bảo rằng các thiết bị có thể giao tiếp và hoạt động hiệu quả với nhau.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyền Sản Xuất Mì Ăn Liền

Để thiết kế một hệ thống điều khiển hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại như SCADA và PLC. Những công nghệ này giúp tự động hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

3.1. Ứng dụng công nghệ SCADA trong sản xuất

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là một công nghệ quan trọng trong việc giám sát và điều khiển quy trình sản xuất. Nó cho phép người quản lý theo dõi và điều chỉnh các thông số sản xuất từ xa.

3.2. Lập trình PLC cho dây chuyền sản xuất

PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển chính trong dây chuyền sản xuất. Việc lập trình PLC giúp tự động hóa các quy trình và đảm bảo hoạt động liên tục của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyền Sản Xuất Mì

Hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất mì ăn liền đã được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn. Các doanh nghiệp đã ghi nhận sự cải thiện đáng kể về năng suất và chất lượng sản phẩm nhờ vào việc tự động hóa quy trình sản xuất.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả sản xuất

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng hệ thống điều khiển tự động giúp tăng năng suất lên đến 30% so với phương pháp sản xuất truyền thống.

4.2. Tác động đến chất lượng sản phẩm

Hệ thống điều khiển giúp kiểm soát chất lượng sản phẩm tốt hơn, từ đó giảm thiểu tỷ lệ sản phẩm hỏng và tăng sự hài lòng của khách hàng.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyền Sản Xuất Mì

Hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất mì ăn liền đang ngày càng trở nên quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến với sự phát triển của công nghệ.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong sản xuất

Công nghệ IoT và AI đang được tích hợp vào hệ thống điều khiển, giúp nâng cao khả năng tự động hóa và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

5.2. Tầm quan trọng của an toàn thực phẩm

Đảm bảo an toàn thực phẩm sẽ luôn là ưu tiên hàng đầu trong thiết kế hệ thống điều khiển. Các tiêu chuẩn an toàn cần được tuân thủ nghiêm ngặt để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

10/07/2025
Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển và tự động hóa đề tài thiết kế điều khiển và giám sát hệ thống dây chuyền sản xuất mì ăn liền

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN 1. Tổng quan về mì ăn liền Hình 1. Sơ đồ các bước thực hiện quy trình hệ thống sản xuất mì ăn liền Hình 1. 4: Sơ đồ quy trình hệ thống sán xuất mì ăn liền 1.

Nguyên liệu chính để chế biền mì Nguyên liệu chính để sản xuất mì ăn liền là bột mì. Bột mì được chế biến từ hạt lúa mì,tùy theo chủng loại hạt lúa mì mà ta có: Bột mì đen: chế biến từ hạt lúa mì đen, thường dung làm bánh mì đen, loại bánh mì này chỉ thích hợp với một số vùng trên thế giới do có vị chua. Bột mì trắng: chế biến từ hạt lúa mì trắng, dựa vào chất lượng bột, chia ra thành các hạng bột: thượng hạng, loại I, loại II và loại nghiền lẫn. Nước ta chỉ nhập loại I và loại thượng hạng.

Thành phần bột mì dao động trong khoảng khá rộng, tùy thuộc vào loại bột và thành phần hóa học của hạt mì. Trong thành phần hóa học của hạt mì có cả chất hữu cơ và vô cơ. Chất hữu cơ chiếm tới 83-85%, trong đó chủ yếu là glucid, protid, lipid, vitamin, sắc tố và cnzym. Chất vô cơ chiếm khoảng 15-17% gồm nước và chất khoáng.

14 Vai trò của bột mì trong sản xuất mì ăn liền: - Là nguồn gluten và tinh bột chính của mì ăn liền. - Là chất tạo hình, tạo độ khung, hình dáng; góp phần xác định trạng thái: độ cứng, độ đặc, độ dai và độ đàn hồi cho sợi mì. - Glucid: Chiếm khoảng 70-90% chất khô, gồm đường (0,6 – 1,8%), dextrin (1 – 1,5%), hemicellulose (2 – 8%), tinh bột (80%), pentose (1,2 – 3,5%), rafinose và fructose (0,5 – 1,1%). - Protid: Protid trong bột mì là protid không hoàn hảo, gồm có hai dạng đơn giản và phức tạp.

Dạng đơn giản gọi là protein, bao gồm bốn loại: albumin, globulin, prolamin và glutelin. Dạng phức tạp gọi là protein gồm có glucoproteit, nuclcoprotcit, cromoprotcit.Cũng như các ngũ cốc khác (trừ yến mạch), trong bột mì lượng prolamin và glutelin chiếm một tỉ lệ khá cao. Khi nhào bột hai thành phần này hút nước tạo mạng lưới phân bố đều trong khối bột nhào. Mạng này vừa dai, vừa đàn hồi, được gọi là glutcn.

Nhờ đó mà bột mì nhão, có tính dai,dễ cán, cắt định hình nên được dung trong sản xuất mì sợi và mì ăn liền. Chất lượng gluten ướt được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu cảm quan và các chỉ tiêu vật lý như: màu sắc, độ dai, độ căng đứt, độ đàn hồi. - Lipid: Hàm lượng chất béo trong bột mì khoảng từ 2 - 3%, trong đó ¾ là chất béo trung tính, còn lại là phosphatit, stearin, sắc tố và vitamin tan trong chất béo. Trong quá trình bảo quản bột, chất béo dễ bị phân hủy, giải phóng axit béo tự do, ảnh hưởng đến độ axit và vị của bột, đồng thời ảnh hưởng đến tính chất gluten.

- Gia vị: Bột ngọt, đường, muối, bột súp, hành, tiêu, tỏi, ớt, dầu ăn, bột trứng, bột tôm.nằm trong thành phần nước trộn bột và trong gói bột nêm, được 15 pha chế khác nhau tùy theo từng loại sản phẩm: mì gà, mì tôm, mì chay.làm nên hương vị riêng, làm tang giá trị cảm quan cho từng loại mì. 16 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 2. Giời thiệu về hệ thống điều khiển 2. Tổng quan về các thiết bị Hệ thống điều khiển dây chuyền mì ăn liền có cấu tạo chính gồm: - Bồn trộn.

- Động cơ truyền động. - Biến tần - Bộ PLC xử lí tín hiệu. - Van xả - Các cảm biến. - Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.

Tổng quan về quy trình công nghệ Đưa nước và nguyên liệu vào các tank chứa để đảm bảo nguyên liệu luôn có sẵn. Khi hệ thống bắt đầu hoạt động: các van trên tank chứa bắt đầu xả. bột được xả vào tank cân bột riêng đến số lượng kg nhất định rồi khóa van. Nước cũng được xả vào bồn chứa nước riêng khi đã đủ số lượng nước và lượng số kg bột bắt đầu xả vào tank trộn.

Sau khi nguyên liệu được xả xong. Cảm biến S1 và S2 có tín hiệu thì động cơ trộn bắt đầu hoạt động trong khoảng thời gian nhất định thì dừng, sau đó xả van tổng. Nguyên liệu được xả vào hệ thống cán mì. Bộ phận cán mì cán mỏng mì rồi đưa vào hệ thống cắt sợi.

Mì sau khi cán mỏng thông qua hệ thống cắt sợi tạo thành các sợi mì. Sợi mì được hấp thông qua hệ thống hấp mì theo băng tải rồi chuyển đến bộ phận cắt định lượng. Bộ phận cắt định lượng cắt sợi mì rồi đưa vào các khuôn tạo hình rồi đưa vào hệ thống chiên theo băng tải. Mì sau khi chiên xong sẽ được đưa vào hệ thống làm nguội để mì được bảo quản lâu hơn.

Sau đó đưa vào băng tải tiếp theo để đóng gói sản phẩm và đếm số lượng sản phẩm. Tìm hiểu về các thiết bị có trong hệ thống 2. Bồn trộn ngang Hình 2. 1: Bồn trộn ngang Bồn trộn ngang là một hệ thống bồn trộn đa năng với các ứng dụng trong các phân đoạn chế biến mì, nước giải khát, thực phẩm và hóa chất cung cấp nhanh chóng trộn và có thể được thiết kế theo nhu cầu của khách hàng.

Kích động tốc độ cao được thực hiện với khuấy lồng sóc và kinh tế xoắn bánh ổ đĩa khuấy. Thông qua việc sử dụng một tốc độ thay đổi tùy chọn, động cơ truyền động yêu cầu chu trình chế biến khác nhau có thể lập trình có thể được đáp ứng. Thông số kỹ thuật: - Kích thước tiêu chuẩn: 200-3000 gallon hoặc lớn hơn. - Cách nhiệt bằng thép không gỉ.

Công nghệ băng truyền Băng chuyền thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rời theo phương ngang và phương nghiêng. Trong các dây chuyền sản xuất các thiết bị này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu. Cấu tạo chung của băng chuyền: 18 Hình 2. 2: Cấu tạo chung của băng truyền (1) – Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.

(2) – Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo. (3) – Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo Ngoài ra còn có hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) nằm dưới bộ phận kéo có tác dụng làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc. Trong thực tế, tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại sản phẩm, các hệ thống phân loại tự động có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau. Do đó băng chuyền cũng cần có kích thước khác nhau sao cho phù hợp với hệ thống phân loại.

Nhận thấy thực tiễn đó, nhóm đồ án sẽ thiết kế và thi công một mô hình nhỏ nhưng có chức năng gần tương tự như ngoài thực tế, đó là: Tạo ra một băng chuyền để vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo kích thước đã đạt trước. Bộ phận cán bột Hình 2. 3: Bộ phận cán bột 19 Sau khi hoàn tất công đoạn trộn bột, khối bột nhao được đưa vào hệ thống cản để cán thanh là bột. Có nghĩa là, các khối bột được cán dẹt để giảm bớt không khi trong bột, đồng thời giúp bột dề keo sợi và tạo hình Công đoạn cán bột gồm 02 bước.

Càn tỉnh và cán thô. Sau khi cản, độ dày của bột là 0,8 1,2mm và phải đảm bảo bề mặt mịn, không có lỗ xốp, là bột không bị rách. Nhìn chung, giai đoạn càn bột có tốt hay không phụ thuộc vào chất lượng gluten tại quá trình nhào, trộn bột. Cắt sợi, đùn bông Hình 2.

4: Cắt sợi, đùn bông Việc tạo hình sợi mi có thuận lợi hay không phụ thuộc vào công đoạn cắt sợi, đùn bông. Mục đích của công đoan đùn bông nhăm tăng tính thẩm mỹ cho sợi mi và cắt sợi giúp định hình, kích thước cho sợi mi. Ở công đoạn này, tiến hành cán mỏng là bột, sau đó theo băng chuyền tới máy cắt sợi. Các dao cắt sẽ cắt dọc là bột và tạo ra các sợi mi.

Nhớ bộ phận lược tỷ sát bề mặt trục dao, sơi mi được gỡ ra khỏi các rãnh nhằm mục đích tránh làm rối sợi mì Lúc này, sợi mi đang có hình dạng thẳng. Khi mi đi ra khỏi dao cắt, do tốc độ mi đi ra khỏi dao lớn hơn nhiều so với tốc độ băng chuyền nên sợi mi bị đùn 20 lại, tạo ra gợn sóng. Kết quả thu được là sợi mi có hình gợn sóng đồng đều, không bị răng cưa, sợi làng. Sợi mi có đường kính là 0,8 1mm.

Ở công đoạn này cần lưu ý, không được để mi bị rối, chập, gợn sóng không đều và thấp hay dao cắt sợi mì không đứt hẳn. Hệ thống hấp sợi mì Hình 2. 5: Hệ thống hấp mì Sau khi tạo hình, sợi mi được đưa vao buồng hấp để làm chín sơ bộ, tăng độ dai giòn và rút ngắn thời gian chiên sợi mi. Đồng thời, công đoạn này còn làm mất hoạt tính của enzym có trong nguyên liệu.

Sau khi hấp, sợi mì vàng, mềm và dai hơn. Độ chín của sợi mi đạt khoảng 80-90%. Quan trọng nhất, sợi mi sau khi hấp xong không bị biến dạng, bị nhão hay dình lại trên băng tải. Sau khi hấp mi xong sẽ đưa ra ngoài buồng hấp, tiến hành thổi nguội để làm khô sợi mi, tạo điều kiện để thực hiện các bước còn lại.

Tạo khuân vắt mì Tạo khuôn vắt mì tức là đưa mì vào khuôn cố định như hình lỵ, hình chữ nhật, hình tròn,. Để cố định vắt mi, khuôn sẽ được gắn trên xích tải. Ở bước này, cần lưu ý, vắt mì phải được tạo khuôn vuông vắn và đều đặn. Sấy hoặc chiên Công đoạn tiếp theo là sấy hoặc chiên mì gói nhằm mục đích bảo quản mi tốt hơn, mì sẽ trở nên giòn xốp.

Bên cạnh đó, trong quá trình chiên, một phần nước trong mi chuyển thành chất béo, tạo ra hương vị thơm ngon. Sau công đoạn chiên hoặc sấy mi, vắt mi có độ ẩm dưới 4,5%. Sợi mi không bị cháy khét, dính dầu, đốm sống hay vỡ vụn. Làm nguội Sau khi chiên mì, cần làm khô dầu trên vắt mì và làm nguội về nhiệt độ thường.

Thiết bị làm nguội sẽ ức chế quá trình oxy hóa của các chất béo có trong mì. Sau quá trình làm nguội, sợi mì sẽ ráo và khô, giảm lượng dầu dư thừa. Đóng gói Nhiều đơn vị sản xuất đã ứng dụng mày đóng gói để tiến hành đóng gói mi ăn liền.

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

Tài liệu "Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển và Giám Sát Dây Chuyền Sản Xuất Mì Ăn Liền" cung cấp cái nhìn sâu sắc về việc phát triển một hệ thống tự động hóa cho quy trình sản xuất mì ăn liền. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa quy trình sản xuất thông qua việc áp dụng công nghệ điều khiển hiện đại, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu lỗi trong sản xuất. Độc giả sẽ tìm thấy những lợi ích rõ ràng từ việc áp dụng hệ thống này, bao gồm tiết kiệm chi phí, tăng cường chất lượng sản phẩm và cải thiện khả năng giám sát quy trình.

Nếu bạn muốn mở rộng kiến thức về các ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực cơ điện tử, hãy tham khảo thêm tài liệu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử ứng dụng trí tuệ nhân tạo và giải thuật visual servoing cho tay máy gắp vật, nơi bạn sẽ tìm thấy thông tin về việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong điều khiển robot. Ngoài ra, tài liệu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí nghiên cứu hệ thống truyền động thủy lực servo cho hệ thống nhiều xi lanh dùng van độc lập sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các hệ thống truyền động phức tạp trong sản xuất. Cuối cùng, tài liệu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử nghiên cứu điều khiển bước đi cho humanoid sẽ mở ra một góc nhìn mới về điều khiển robot trong các ứng dụng thực tiễn. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về công nghệ điều khiển trong sản xuất và tự động hóa.