ĐẶT VẤN ĐỀ : Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao đông và cho ra sản phẩm có chất lượng cao. Một trong những phương án đầu tư vào tự động hóa là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Một trong những ngành đang phát triển mạnh mẽ nhất hiện nay đó là nhu cầu giải khát, và việc ứng dụng PLC vào trong giải khát là một việc làm sẽ đem lại hiệu quả cao và rất phù hợp, đặc biệt là trong công đoạn định lượng.2 DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT NƯỚC KHOÁNG: I.
Sơ lược về dây chuyền SpectraPack 5000 và kích thước của thiết bị: Heä thoáng naøy xöû lyù ñöôïc 85 chai trong 1 phuùt. Vôùi caùc thaønh phaàn moâ ñun co hieäu suaát toái ña vaø tinh teá. Daây chuyeàn coù theå roùt vaøo chai khoaøng töø 330ml ñeán 3.8 lít vôùi nöôùc hoaëc caùc chaát loûng khaùc. SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 4 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp II.
Các khâu xử lý của dây chuyền SpectraPack 5000: Dây chuyền SpectraPack 5000 : 1) Khaâu xöû lyù chai: Khi baét ñaàu quaù trình, chai ñöôïc ñaët treân baøn quay troøn. Baøn quay troøn naøy ñöôc thieát keá ñaëc bieät höôùng daãn chai ñeå giöõ cho caùc chai khôùp vaøo baêng taûi ñuùng caùch maø khoâng xaûy ra ruûi ro khi caùc chai khaùc ñi tôùi. 2) Khâu khử trùng chai: (BR 5000) BR-5000 laø thieát bò duøng ñeå khöû truøng chai.BR-5000 coù theå khöû truøng hieäu quaû leân ñeán 85 chai trong voøng 1 phuùt. Caùc chai hoaøn toaøn bò ñaûo ngöôïc vaø ñöôïc khöû truøng vôùi caùc nöôùc saûn phaåm.
3) Khâu rót nước : (BF 5000) SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 5 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp Cô cheá hoaït ñoäng cô baûn cuûa BF5000 laø ñaûm baûo cho chai ñeán ñuùng vò trí cuûa chai ñöôïc roùt ñeå giaûm thieåu taùc ñoäng cuûa nöôùc trong quaù trình laøm nay. 4) Khâu dán nhản, nắp : (LC 5000) SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 6 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 7 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Hệ thống chiết rót là một hệ thống hoàn toàn tự động. Giúp cho việc hoàn thành sản phẩm một cách dễ dàng và tốn ít thời gian. Trong các khâu sản xuất thì khâu chiết rót đóng vai trò quan trọng nhất.
Vì khâu chiết rót phỉa chính xác để thể tích nước trong chai đạt yêu cầu do nhà sản xuất đề ra nhằm giảm được sự hao hụt của nguyên liệu và giảm được tổn thất cho nhà sản xuất. Để loại bỏ những nhược điểm trên. Cũng như để tạo ra những sản phẩm theo mong muốn, chỉ bằng một thao tác đơn giản, đưa bộ điều khiển lập trình PLC vào để thực hiện cụ thể là một dây chuyền sản xuất tự động : “Hệ thống chiết rót tự động”. Mô hình này có thể sử dụng trong các dây chuyền như: nước khoáng, nước ngọt, rượu bia……… Ñeå hoaøn thaønh saûn phaåm trong khaâu chieát roùt ngöôøi ta thöôøng duøng caùc loaïi caûm bieán ñeå phaùt hieän ñöôc theå tích trong chai.
Ví duï nhö: Caûm bieán ñieän dung: Ñaây laø loaïi caûm bieán chuyeân duøng ñeå ño löôïng nöôùc trong chai. SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 8 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp Hoaït ñoäng nhôø boä dao ñoäng phaùt ra taàn soá cao, khi coù vaät naèm trong vuøng ñieän tröôøng, ñieän dung thay ñoåi. Taàn soá rieâng cuûa boä dao ñoäng thay ñoåi, qua boä soá , boä naùn doøng, tín hieäu ñöôïc khueác ñaïi. Caûm bieán quang: Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa caûm bieán quang bieåu dieãn goàm 2 phaàn: - Boä phaän nhaän - Boä phaän phaùt Boä phaän phaùt seõ phaùt ra tia hoàng ngoaïi baèng ñieän phaùt quang.
Khi gaëp vaät chaén tia hoàng ngoaïi seõ phaûn hoài vaøo boä phaän nhaän. Nhö vaäy boä phaän nhaän tia hoàng ngoaïi phaûn hoài seõ ñöôïc xöû lyù trong maïch vaø cho tín hieäu ra sau khi khueách ñaïi. Loadcell : Loadcell ño möùc baèng caùch chuyeån ñoåi troïng löïc cuûa chaát loûng taùc ñoäng leân noù thaønh tín hieäu coù theå ñoïc ñöôïc. Khi möùc cuûa chaát loûng trong chai taêng , thì löïc taùc ñoäng leân loadcell cuõng taêng vaø ngöôïc laïi.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Từ yêu cầu của Luận văn tốt nghiệp, cũng như khả năng về kiến thức và thời gian không cho phép nên em chỉ thực hiện những công việc sau : Tìm hiểu mô hình chiết rót trong thực tế.
Tìm hiểu và nghiển cứu PLC S7 – 200. Viết chương trình. Chạy chương trình trên PLC Tìm hiểu phần mềm WinCC. Thiết kế giao diện bằng phần mềm WinCC.
Kết nối giao tiếp giữa giao diện và chương trình PLC. Thi công mô hình và phần cứng.5 HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI : Nghiên cứu mô hình chiết rót. SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp Ấn định sản xuất khối lượng được người sử dụng nhập từ giao diện Thông qua PLC để tác động đóng mở van cấp nguyên vật liệu và điều khiển động cơ băng tải Lập trình điều khiển PLC. Vẽ giao diện mô hình để dễ dàng trong việc giám sát và điều khiển.
Kết nối giữa giao diện và chương trình PLC thông qua phần mềm PC Access. Thi công mô hình và điều khiển mô hình hoạt động. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG Gồm 3 trường hợp: Trường hợp 1: SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 10 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp Trường hợp 2: SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 11 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp Trường hơp 3: SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 12 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU PLC S7-200 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ PLC S7-200 : - PLC ( Programmable Logic Controller ): Bộ điều khiển lập trình, PLC được xếp vào trong họ máy tính, được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại. - PLC đặt biệt sử dụng trong các ứng dụng hoạt động logic điều khiển chuổi sự kiện, duy trì biến số theo giá trị không đổi hoặc theo hàm cho trước.
- PLC có đầy đủ chức năng và tính toán như vi xử lý. Ngoài ra, PLC có tích hợp thêm một số hàm chuyên dùng như bộ điều khiển PID, dịch chuyển khối dữ liệu, khối truyền thông,… - PLC có những ưu điểm: + Có kích thước nhỏ, được thiết kế và tăng bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn, đáng tin cậy. + Rẻ tiền đối với các ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp. + Dễ dàng và nhanh chống thay đổi cấu trúc của mạch điều khiển.
+ PLC có các chức năng kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi. + Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém. - Một PLC gồm có những phần cơ bản sau: + Bộ nguồn: cung cấp nguồn thiết bị và các module mở rộng được kết nối vào. + CPU: thực hiện chương trình và dữ liệu để điều khiển tự động các tác vụ hoặc quá trình.
+ Các ngõ vào/ra: gồm có các ngõ vào/ra số, vào/ra tương tự. Các ngõ vào dùng để quan sát tín hiệu từ bên ngoài đưa vào (cảm biến, công tắc), ngõ ra dùng để điều khiển các thiết bị ngoại vi trong quá trình. + Các cổng/module truyền thông (CP: Communication Professor): dùng để nối CPU với các thiết bị khác để kết nối thành mạng, xử lý thực hiện truyền thông giữa các trạm trong mạng. + Các loại module chức năng (FM: Function Module): Ví dụ các module điều khiển vòng kín, các module thực hiện logic mờ… - Phân loại: + PLC thường được phân làm hai loại theo cấu trúc phần cứng: SVTH : ĐỔ ĐỨC LONG Trường ĐH Tôn Đức Thắng NGUYỄN THIÊN DUY Lớp : 09DD3N Trang 13 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG CHO DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT GVHD : Th.S HUỲNH VĂN KIỂM Luận văn tốt nghiệp PLC kiểu hộp đơn.
Thường sử dụng trong các thiết bị lập trình cỡ nhỏ. Được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc bao gồm cả bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các thiết bị nhập xuất. + PLC kiểu module. Kiểu module gồm các module riêng cho bộ nguồn, bộ xử lý,… Các module thường được lập trên các rãnh bên trong hộp kim loại.
Sự phối hợp các module cần thiết tuỳ theo công dụng do ngừơi dùng xác định khá linh hoạt. - CPU thường có: + Bộ thuật toán và logic: xử lý dữ liệu, thực hiện các phép toán số học (cộng, trừ) và các phép toán logic. + Bộ nhớ (thanh ghi): dùng để lưu trữ thông tin. + Bộ điều khiển: chuẩn thời gian của các phép toán.1 Thiết bị nhập xuất: - Tín hiệu nhập từ các bộ cảm biến có thể là: - Tín hiệu analog: từ các bộ cảm biến nhiệt độ, áp suất,… - Tín hiệu rời rạc: từ các công tắc trực tiếp, gián tiếp (công tắc điện từ, công tắc kiểu điện dung…) - Chuỗi xung: từ encoder.