Quy trình đóng gói sản phẩm

MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 2 LỜI NÓI ĐẦU 3 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM 4 I. Băng tải. 4 1. Hệ thống truyền động băng tải: 4 2. Phân loại: 4 3. Các bộ phận băng tải. 5 II. Trang bị hệ thống băng tải. 5 1. Độ cơ. 5 2. Nút khởi động và nút dừng. 8 3. Cảm biến xác định vị trí sản phẩm và thùng. 8 4. Vật thể. 9 III. Lập trình điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm. 9 1. Lựa chọn linh kiện 9 2. Mô tả công nghệ dây chuyền đóng gói sản phẩm. 10 3. Mạch kết nối. 11 4. Lập trình điều khiển. 12 5. Chương trình điều khiển. 13 6. Mô phỏng chương trình. 14 KẾT LUẬN 15 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Cần thơ, ngày.tháng.năm 2014 LỜI NÓI ĐẦU Như đã biết, nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa.Vì thế vấn đề tự động hóa sản xuất đóng vai trò rất quan trọng và yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất càng trở nên cấp thiết và phổ biến. Tự động hóa giúp tăng năng suất lao đông, tăng độ chính xác và do đótăng tính hiệu quả trong quá trình sản xuất. Vào những thập niên cuối thế kỷ XX sự phát triển vượt bậc của nghành công nghệ bán dẫn điện tử cùng với sự bùng nổ của nghành công nghệ thông tin đã mở ra nhiều hướng đi mới cho nghành tự động hóa từ đó xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình với tên gọi Programmable Logic Controller viết tắt là PLC PLC là một thiết bị điều khiển đa năng được dùng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển hệ thống theo một chương trình được viết bởi người sử dụng. Chính vì những ưu điểm của nó nên hiện nay PLC đang là sự lựa chọn tối ưu cho các công ty, xí nghiệp hoạt động trong lĩnh vực tự động hóa đang muốn nâng cao chất lượng hệ thống sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí vận hành cũng như tiết kiệm nhân công lao động, đáp ứng được nhu cầu thưc tiễn của cuộc sống Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế, chúng em sau một thời gian học tập được các thầy, cô giáo trong khoa giảng dạy về kiến thức chuyên nghành, đồng thời nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy “Lê Hữu Nghĩa” chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án của môn học PLC nâng cao.. Cùng với sự lỗ lực của cả nhóm nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm đóng góp và phát triển đề tài. Em xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày 30 tháng 10 năm 2014 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM I. Băng tải. 1. Hệ thống truyền động băng tải: Các băng tải thường dùng để di chuyển các vật liệu đơn chiếc .Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bị này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện vận chuyển các linh kiện nhẹ. Ngày nay, người ta sử dụng băng tải có độ bền cao, chiều rộng có thể tới 3m và vận tốc vận chuyển có thể đạt 4m/giây và hơn nữa năng suất của băng tải có thể đạt vài nghìn tấn trong một giờ. Những hệ thống nối được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ quặng, cũng như ngành xây dựng. Ở những vị trí đó, băng tải có năng cạnh tranh lớn với đường vận chuyển bằng cáp treo hay vận chuyển bằng ô tô, đường sắt. 2. Phân loại: Băng tải có nhiều kiểu dáng khác nhau vì thế được phân nhiều loại: - Theo phương chuyển động (Phương ngang, phương nghiêng, phương đứng) Hình 1. Băng tải phương ngang - Theo kết cấu (cố định, di động) Hình 2. băng tải cố định 3. Các bộ phận băng tải. - Bộ phận kéo: + Băng dẹt tấm cao su là loại băng phổ biền nhất. Băng gồm có một số lớp đệm băng vải bông giấy, được lưu hóa bằng cao su nguyên chất hay cao su tổng hợp, các bề mặt ngoài của băng được phủ bằng cao su. Độ bền của băng được xác định bằng mác của vải, chiều rộng của băng và và số lượng các lớp đệm. Chiều dài của lớp vỏ cao su phụ thuộc vào kích thước và tính chất của vật được vận chuyển. - Bộ phận tựa: + Để tránh võng và lắc bộ phận kéo trong thời gian làm việc thì trên nhánh làm việc cũng như trên nhánh không tải người ta dùng bộ phận tựa. Gối tựa trượt thường có dạng con chạy, con trượt hoặc vấu lắp trên bộ phận kéo. - Bộ phận dẫn động: + Bộ phận dẫn động dùng để dẫn động bộ phận kéo và bộ phận làm việc của băng tải. + Thường thì bộ phận dẫn động gồm có: động cơ điện, khớp nối đàn hồi để nối trục động cơ với trục vào của hộp giảm tốc. II. Trang bị hệ thống băng tải 1. Độ cơ. - Lựa chọ động cơ. Để kéo băng tải thùng và băng tải sản phẩm ta lựa chọn động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha. Dùng động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ có giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng và vận hành. Được sử dụng nhiều trong thực tế. Tuy nhiêm đối với băng tải nhỏ có thể sử dụng động cơ điện một chiều. Động cơ oriental motor Thông số kỹ thuật: Công suất ngõ ra 25W Điện áp hoạt động Single-Phase 115 VAC. Tỉ số truyền động của hộp số 150:1 Mômen định mức (lb-in): 88. Tốc độ định mức (rpm): 12 Kích thước khung 90 mm. Hình 3. Động cơ oriental Nhưng trêm thực tế để tính được tốc độ quay của động cơ với băng tải người ta tính bành công thức: Dẫn động xích dùng các đĩa xích có răng: Trong đó: z: số mắc xích được đặt lên vòng tròn của tang t1, t2: là các bước của hai mắc xích kề nhau Trường hợp cá biệt đối với mắc xích như nhau của tất cả các mắc xích nếu răng của đĩa xích ăn khớp với mỗi mắc xích thì: Trong đó: z: số răng của đĩa xích t: là bước của mắt xích Tỷ số truyền chung của bộ phận dẫn động là: Trong đó: Ndc: số vòng quay trong một phút của động cơ n: số vòng quay của trục dẫn động - Khớp nối mở máy và khớp nối bảo vệ: Trong các bộ phận dẫn động của các băng tải dài và chịu tải nặng, người ta thường đặt giữa động cơ và hộp giảm tốc các khớp nối mở máy, hạn chế và bảo vệ. Để dẫn động trong trường hợp này thì người ta sử dụng các động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc. Đối với các khớp nối mở máy và khớp nối giới hạn, cần phải đạt được các yêu cầu sao cho: chúng không được chất tải động cơ cho đến khi đạt được số vòng quay nghĩa trong 1 phút và moment chúng truyền đi cần phải không tải trong thời kỳ trượt của động cơ. Hình 4. Khớp nối và bảo vệ động cơ. 2. Nút khởi động và nút dừng. Lựa chọn nút bấm loại: Control-Station-Button-Sưitch START STOP Hinh 5. Nút khởi động và nút dừng. Các nút bấm khởi động là nút bấm đơn thường mở: Bình thường các tiếp điểm của nó ở trạng thái mở tương ứng đầu vào mức logic OFF. Khi ấn nút, khi đó các tiếp điểm ở trạng thái đóng tương ứng đầu vào mức logic 1. 3. Cảm biến xác định vị trí sản phẩm và thùng. Các cảm biến này có tác dụng xác định chính xác vị trí dùng của sản phẩm. Khi nó tác động chuyển từ trạng thái ON sang OFF, các Bít tương ứng có mức logic từ “1” chuyển về trạng thái “0”. Hình 6. Cảm biến. 4. Vật thể. - Thùng. Hình 7. Thùng chứa sản phẩm. - Sản phẩm. Hình 8. Nước tăng lực sting. III. Lập trình điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm. 1. Lựa chọn linh kiện - PLC S7-200-224:  + Nguồn nuôi : 24VDC  + Số bộ đếm counter : 256 bộ  + Số bộ timer : 256 bộ   + Số đầu vào số tích hợp sẵn trên CPU : 14 đầu +Số đầu ra số tích hợp sẵn trên CPU : 10 đầu  + Cu nguồn cấp cho sensor : với nguồn 24VDC +Số modun mở rộng tối đa có thể lên tới 7 modun Hình 9. PLC S7-200- 224 - Rơle: Hình 10. Rơle trung gian Rơle làm nhiệm vụ trung gian giữa đầu ra của PLC và tải (làm bớt dòng cho đầu ra của PLC). 2. Mô tả công nghệ dây chuyền đóng gói sản phẩm. - Các yêu cầu của hệ thống: - Hoạt động tự động từ khâu đưa thùng đến nhận sản phẩm đến khâu đưa sản phẩm đến thùng. - Đếm chính xác lượng sản phẩm đủ theo yêu cầu kỹ thuật. - Dừng hộp đúng vị trí để nhận sản phẩm. - Hai dây chuyền phải hoạt động nhịp nhàng. - Độ an toàn lao động phải được đảm bảo tuyệt đối. - Nguyên lý hoạt động: Khi ta nhấn nút START để khởi động hệ thống thì động cơ thứ hai (K2) hoạt động kéo băng tải thùng di chuyển. Khi có một thùng đi đến vị trí băng tải sản phẩm thì cảm biến thứ hai (CB2 – dùng để phát hiện thùng) hoạt động làm băng tải thùng dừng lại và khởi động động cơ thứ nhất (K1) hoạt động và kéo băng tải sản phẩm di chuyển để đưa sản phẩm vào thùng. Cảm biến thứ nhất (CB1) dùng để phát hiện và đếm sản phẩm khi số lượng sản phẩm đạt yêu cầu thì hệ thống sẽ điều hiển động cơ thứ nhất (K1) dừng lại, và khởi động động cơ thứ hai (K2) cho băng tải thùng di chuyển và một thùng rỗng tiếp tục dừng lại ở cảm biến thứ hai (CB1). Cứ như vậy chu trình được lặp lại, khi muốn dừng hệ thống thì ta nhấn nút STOP. Nếu xảy ra sự cố thì hệ thống sẽ ngừng hoạt động và đèn báo sự cố sẽ nhấp nháy. 3. Mạch kết nối. - Sơ đồ kết nối: ĐC1 ON OFF I0.0 PLC CPU 226 Q0.0 CB1 I0.1 Q0.1 CB2 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 + 24V- I1.0 Q1.0 COM COM ĐC2 K1 K2 Đ1 Đ2 220V Hình 11. Sơ đấu nối với PLC - Mạch động lực. RL1 RL2 K2 + - K1 Hình 12. Sơ đồ kết nối động cơ. 4. Lập trình điều khiển. - Địa chỉ vào ra. Kí hiệu Địa chỉ Ghi chú ON I0.0 Nút ấn khởi động dây chuyền OFF I0.1 Nút ấn dừng dây chuyền CB1 I0.2 Cảm biến nhận sản phẩm CB2 I0.3 Cảm biến nhận thùng ĐC1 Q0.0 Băng tải sản phẩm ĐC2 Q0.1 Băng tải sản thùng Đ1 Q0.3 Đèn báo dây chuyền đang làm việc Đ2 Q1.0 Đèn báo sự cố 5. Chương trình điều khiển. Hình 13. Lập trình chương trình theo ngôn ngữ LAD Hình 14. Chương trình điều khiển PLC 6. Mô phỏng chương trình. Hình 15. Chương trình mô phỏng. KẾT LUẬN Sau một tháng nghiên cứu và thực hiện đề tài, với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong khoa điện và đặc biệt là thầy Lê Hữu Nghĩa. Cùng với sự nỗ lực của bản thân, nhóm em đã hoàn thành, hoàn thiện đồ án của mình theo yêu cầu đề ra. Trong quá trình làm đồ án chúng em đã nghiên cứu tìm hiểu một số tài liệu sẵn có, tài liệu trên mạng internet và sự hướng dẫn chỉ bảo của giáo viên hướng dẫn nên chúng em đã thu được một số kết quả nhất định: - Biết được cách trình bày, kết cấu cơ bản của một đồ án. - Hiểu được quy trình công nghệ của dây chuyền đóng gói sản phẩm và cách thức vận hành. - Tìm hiểu được phầm mềm STEP7 MicroWIN. - Mô phỏng được quá trình làm việc trên phần mềm mô phỏng PC_SIMU. Tuy nhiên, với thời gian có hạn cùng với năng lực bản thân nên đồ án còn một số hạn chế: - Đồ án bố trí chưa được cân đối và thiết kế chưa đạt mĩ quan. - Tuy chỉ là một khâu trong dây chuyền đóng gói nhưng vẫn còn thiếu chức năng tự động khác. Hướng phát triển của đồ án: - Thiết kế thêm nhiều chức năng để đồ án được hoàn thiện hơn. - Quan tâm đến tính thẩm mĩ. Tìm hiều thêm về công nghệ hiện đại, ứng dụng để dây chuyền được thiết kế nhỏ gọn và nhiều tính năng. Mặc dù đã hoàn thành xong nhưng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo trong khoa, để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ. Cần thơ, ngày 30 tháng 10 năm 2014 Thực hiện Trương Quang Trung Phạm Ngọc Lâm