Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế dây chuyền nạp chai tự động
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Chương I DẪN NHẬP I.ĐẶT VẤN ĐỀ : Uống nhu cầu người Các loại thức uống ngày đa dạng chủng loại chất dùng để chế tạo chúng Người ta phân loại thức uống theo nhiều cách khác nhau, ví dụ theo thành phần hóa học sản phẩm phân loại theo phương pháp chế biến Hiện ngành công nghệ sản xuất nước uốngđang phát triển mạnh mẽ toàn cầu đặc biệt Mỹ số nước Châu Âu Nước ta với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, dân số 80 triệu người, ngành du lòch phát triển nên nhu cầu tiêu thụ loại thức uống lớn, mà sản xuất nước uống Việt Nam ngành công nghiệp nhiều tiềm Do đòi hỏi lượng lớn thức uống thò trường với việc nghiên cứu, phát triển mẫu mã, chủng loại thức uống vấn đề cần đẩy mạnh nghiên cứu công nghệ sản xuất Tự động hóa trình sản xuất ngày trọng hoàn thiện Trước khoa học kó thuật chưa phát triển mạnh trình sản xuất mang tính chất thủ công, bán tự động: việc chiết rót nước vào chai hay đóng nắp chai người thực có trợ giúp máy móc Hiện công nghệ tự động có thành tựu đònh, máy móc, hệ thống tự động dần thay người Điều góp phần làm tăng đáng kể suất sản xuất giá thành hạ làm cho loại thức uống trở nên gần gũi với người tiêu dùng Nếu xét đến thành phần hóa học ta phân thức uống thành: nước giải khác pha chế không cồn, Vonka, rượu mùi…nhưng giới hạn thời gian số điều kiện khác mà đề tài đề cập đến việc nghiên cứu công nghệ sản xuất nước giải khác pha chế không cồn mà cụ thể không chứa CO2 công nghệ nghiên cứu hệ thống chiết rót tự động Thuận lợi khó khăn sử dụng chai thủy tinh chứa sữa dậu nành Chai thủy tinh giữ tính chất,hương vò thực phẩm , giảm tối đa thoát gas ,tính chòu nhiệt , không bò biến dạng Thời gian sử dụng sữa đậu nành kéo dài Nhưng trình vận chuyển chai dễ vỡ Chính đòi hỏi thò trường rộng lớn mối quan tâm đến vấn đề thiết kế chế tạo máy mục đích ngành theo học, chúng em tìm hiểu thực tế bắt tay vào thực đề tài:“ Thiết kế dây chuyền nạp chai tự động “ II TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI : Đối với đội ngũ cán khoa học kỹ thuật nói chung người kỹ sư thiết kế nói riêng, việc thiết kế chế tạo sản phẩm phục vụ cho nghiên cứu sống yêu cầu cấp thiết, kỹ sư chuyên ngành chế tạo máy Những máy sản xuất nước với chất lượng tương đương máy ngoại Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG nhập giá rẻ đáp ứng nhu cầu thò trường đồng thời khẳng đònh trình độ đội ngũ kỹ thuật theo kòp nước phát triển, đồng thời góp phần vào công xây dựng phát triển đất nước, mục tiêu dân giàu nước mạnh III GIỚI HẠN ĐỀ TÀI : Việc nghiên cứu - thiết kế máy nói chung mẻ cán kỹ thuật đội ngũ sinh viên đông đảo nước ta Nhóm chúng em sinh viên chuyên ngành chế tạo máy , lần đầu thực công việc này, nên công việc giới hạn phạm vi kiến thức, thiết bò học trường cấu dẫn tài liệu kỹ thuật Đề tài giới hạn phạm vi thiết kế phần cơ, phần điện, tính toán phận điều khiển khí nén đáp ứng công suất với sản xuất hàng loạt vừa IV MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Thực đề tài “ Thiết kế dây chuyền nạp chai tự động “ hội để sinh viên vận dụng kiến thức học trường hiểu biết thân vào vận dụng thực tế, đồng thời hình thành kỹ tham khảo tài liệu, khả thiết kế học tập kiến thức mới, nâng cao hiểu biết Dựa theo thực tế sản phẩm nghiên cứu đưa vào chế tạo thực tế sản xuất với giá thành rẻ nước mà chất lượng tương đương Khi thiết kế hệ thống chiết rót tự động, hội để sinh viên làm quen với hệ thống điều khiển tự động khí, điện – khí nén điện – điện tử Trong đề tài nhóm thiết kế vận dụng hệ điều khiển tự động khí nén ưu điểm: dễ điều khiển ,chi phí thấp, khả truyền tải lượng xa,hệ thống phòng ngừa áp suất đảm bảo V THỂ THỨC NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu : Trong đề tài nhóm thiết kế sử dụng phương pháp sử dụng tài liệu thông qua sách vở, internet vận dụng kiết thức thực tế qua tham quan vào việc thiết kế đề tài Kế hoạch thời gian nghiên cứu: Đề tài thiết kế tuần, với trình tự sau: - Tuần 1: Tham quan tham khảo tài liệu - Tuần – 4: Soạn thảo thiết kế - Tuần 5: Duyệt thiết kế - Tuần 6: Hoàn thành nhiệm vụ Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN I CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠ CẤU ĐỊNH LƯNG Trong trình sản xuất cần phải tiến hành trình đo lường nguyên vật liệu xác đònh gọi đònh lượng Công đoạn có ý nghóa lớn đảm bảo xác thành phần phục vụ người tiêu dùng Đối tượng đo lường đa dạng : rời, lỏng, lỏng nhớt, dẻo nhảo, quánh Đònh lượng phương pháp đo lường vật liệu với độ xác theo yêu cầu Mức độ xác dựa yêu cầu công nghệ loại thực phẩm, dựa vào yêu cầu thực tế Có phương pháp đònh lượng: đònh lượng vật liệu theo thể tích đònh lượng theo khối lượng, thực tế yêu cầu không cần độ xác cao ta dùng phương pháp đònh lượng theo thời gian Với phương pháp đònh lượng theo thể tích có sai số từ 2÷3% nên áp dụng đo lường sơ bộ, cấu đònh lượng theo thể tích có cấu tạo đơn giản , sử dụng dễ dàng nhiên độ xác không cao, phương pháp đònh lượng theo khối lượng có sai số khoảng 0,1% nên áp dụng đo lường xác Với máy đònh lượng làm việc theo nguyên tắc khối lượng cần tiến hành đònh lượng phần liên tục Việc thực tự động kiểm tra điều khiển máy dễ dàng Máy có khả bảo đảm mức độ đònh lượng xác cao chúng lại có cấu phức tạp giá thành cao Việc lựa chọn phương pháp đònh lượng phụ thuộc vào tính chất lý loại sản phẩm cần đònh lượng : + Khối lượng thể tích, độ linh động (độ xốp), độ ẩm, kết dính, khả kết tảng lớn tính phân tán sãn phẩm + Khối lượng riêng , độ nhớt , có mặt huyền phù chất lỏng Khi lựa chọn máy đònh lượng phải bảo đảm độ tin cậy , độ xác thay đổi hay bố trí lại nguyên liệu cần đònh lượng Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Máy rửa chai GAB công nghiệp rượu mùi Hình Máy rửa chai GAB công nghiệp rượu mùi Trên hình cho cấu tạo máy GAB , dùng rộng rãi công nghiệp rượu mùi Máy có vỏ thép , phân chia bên thành vách ngăn làm phần , hình thành bể nằm ngang bên ba bể đứng 2,3,4 Hai xích vô tận qua bể tạo nên băng chuyền xích mang theo giá đựng chai , giá đặt 12 hay 14 chai dung tích từ 0,25 đến 0,5 lít suất máy với loại giá 12 chỗ 6200 chai , loại 14 lỗ 7200 chai Bể thấp dùng để nhúng ướt bên chai Ở cuối bể có đặt phận vứt bỏ nhãn hiệu ; nhánh xích lên có phận bơm trung gian , rửa bên trước đưa chúng vào bể dung dòch kiềm ; nhãn hiệu bong chảy theo dòng nước từ bể vào phận vứt bỏ nhãn hiệu Tiến hành rửa chai bể vả dung dòch kiềm , bể bốn nước Để nhiệt độ cần thiết bể đặt cụm ống tăng nhuệt thành ngang đứng bể chứa Dung dòch kiềm nước đưa váo chai qua vòi phun thùng bơm ; thùng đặt hai trục đóa xích quay với trục Dung dòch kiềm đưa vào thùng quay bơm đặc biệt , nước mạng ống Tiến hành bơm rửa chai lần cuối nhờ khung nâng lên có hai dẫy ống bơm đưa hẳn vào chai Đồng thời đoạn tưới nước bên chai Ưu điểm máy : Dùng nước để làm vệ sinh hâm nóng chai sơ nhờ chuẩn bò mà ta tiến hành rửa chai dung dòch kiềm nhiệt độ cao hai bể ; ngoiài không bò rơi nhiều chất bẩn , keo dính nhãn hiệu cặn lắng sản phẩm vào dung dòch kiềm , giữ hoạt tính độ dung dòch không cần phải thay đổi Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG 1) Phương pháp đònh lượng thể tích Với phương pháp đònh lượng thể tích sử dụng cho vật liệu rời phần dung dòch lỏng Khối lượng đònh lượng tính theo công thức q =Y.V q: khối lượng cần đònh lượng (kg) Y: khối lượng thể tích vật liệu (kg/m3) V : thể tích phần vật liệu đònh lượng (m3) Trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm, nước giải khát,… máy đònh lượng thể tích làm việc liên tục dùng cấu cấp liệu sản phẩm hay vật liệu vào máy, máy đònh lượng thể tích làm việc liên tục cấp sản phẩm thành dòng đồng , sản phẩm thể tích đưa vào theo đơn vò thời gian xác đònh tốc độ cấp liệu hay tiết diện ngang dòng sản phẩm 1)Đònh lượng thể tích xilanh cho chất lỏng : Pittông đẩy Van xả Xilanh cấp nước Dung dòch Van hút Hình Dung dòch cấp vào xilanh thông qua vòi hút nhờ áùp suất chân không pittông tạo di chuyển xuống phía dưới, van đẩy đóng lại Sau đó, pittông lên đẩy dung dòch vòi đẩy để thực trình cấp dung dòch vào chai, pittông bắt đầu lên van hút đóng lại van đẩy mở Quá trình hút đẩy diễn ra, trình liên tục hay gián đoạn phụ thuộc vào pitton hoạt động liên tục hay gián đoạn Với yêu cầu rót nguyên liệu chất lỏng vào chai không cần độ xác cao ta chọn phương pháp đònh lượng theo thể tích xilanh phương pháp có ưu điểm sau: + Đảm bảo điều kiện vệ sinh nên thích hợp với chiết rót nước + Để thiết kế chế tạo nên giảm giá thành sản phẩm Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG + Năng suất chiết rót cao Tuy nhiên phương pháp có số nhược điểm đònh: + Độ xác thấp phụ thuộc nhiều vào độ xác cấu đònh lượng, cấu điều khiển, độ nhớt dung dòch,… + Kém linh hoạt thay đổi thay đổi dung tích chiết 2) Rót kiểu Piston với vật liệu sệt : Ứng dụng :Kiểu rót thích hợp cho sản phẩm nhớt hồ ,hồ trộn Kiểu rót thỏa tiêu chuẩn thực phẩm phù hợp với ứng dụng lónh vực hóa chất Ví dụ : nước xốt nặng , salad ,kem , dầu gội , gels sáp , chất kết dính , dầu nặng ,chất bôi trơn Ưu điểm : Công nghệ truyền thống có giá trò thấp đơn giản dễ hiểu hầu hết người Tốc độ rót nhanh đạt tới với sản phẩm mỏng Nguyên lý hoạt động :khi Piston kéo trở xylanh lúc sản phẩm bơm vào xylanh Lúc van xoay thay đổi vò trí để sản phẩm đẩy khỏi vòi phun thay ngược trở phễu đổ liệu Hình Rót kiểu Piston Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG 2) Đònh lượng phân lượng: Phân lượng sản phẩm lỏng máy dùng phổ biến ngành sản xuất thực phẩm Khi đònh lượng máy cải tiến điều kiện vệ sinh, đảm bảo xuất đònh lượng cách xác Trong phương án đònh lượng nêu phổ biến sản phẩm chất lỏng phương án: đònh lượng theo thể tích phân lượng Các yêu cầu nêu với máy rót thực phẩm lỏng chủ yếu tính chất vật lý loại chất lỏng đònh (độ nhớt, độ bay hơi) Cơ cấu rót chân không Điều chỉnh tỉ lệ rót Bồn chứa Đóa cố đònh Chuyển động quay rót vào chai Van tự động đóng lại chai đầy Bơm Làm tia nước Hình A- van mở phần cho chất lỏng chảy êm ;B- mở gần hết cho chất lỏng chảy vào chai ; C,D – đóng lại dần chất lỏng đầy chai Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Cơ cấu rót kiểu van chắn Hình : a) Cơ cấu rót kiểu van chắn dùng cho chai b) Cơ cấu rót kiểu van chắn dùng cho hộp Trong cấu rót kiểu van xoay quay thân van rãnh bên trùng với rãnh vỏ van , cấu rót kiểu van chắn , chất lỏng nạp vào đầy bao bì nhờ phá vỡ chỗ nối kín van với đế Trong cấu kiểu van chắn che hình vành khuyên van đế tạo nên kết tác dụng miệng chai cần nạp đầy lên van hay lên đế Ở đáy thùng rót có lắp ống nối đai ốc (xem hình a) Ống lót có vành cao su dòch chuyển dọc theo ống nối Ống hở hai đầu, dùng để tháo không khí bò chất lỏng đẩy khỏi chai Đầu phía ống ghép chặt với đệm cao su lò xo dùng để tăng lực đóng kín cặp van – đế Mép ống lót van chắn Khi chai nâng lên phía , ấn chặt miệng vào đệm cao su , nén lò xo nâng ống lót lên, lúc qua khe hở vừa tạo ra, chất lỏng từ thùng rót chảy nạp đầy vào chai Khi nạp vào chai miệng chai đựơc ép chặt vào vành cao su 4, không khí ông theo ống vào không gian bên chất lỏng thùng rót Khi chất lỏng dâng lên đến mép ống áp suất không khí chai chỗ ngăn cản việc tiếp tục đưa chất lỏng vào Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Ta nghiên cứu cấu rót kiểu van chắn dùng phổ biến công nghiệp đồ hộp để rót xiro, nước sản phẩm khác vào chai (hình b) Đế di động lò xo ép chặt vào van cố đònh sản phẩm lỏng van từ thùng chảy hộp Khi hộp nằm bàn đỡ dòch chuyển lên nâng đế cao su, nhờ mà chất lỏng chải vào hộp qua khe hở hình vành khuyên vừa tạo Lượng chất lỏng chảy vào hiệu thể tích chai thể tích phần nhô phía van Van ghép chặt vào đầu bên ống 7, ống dùng nut không khí khỏi cần nạp Khi van di chuyển lên lò xo đẩy đế trở lại vò trí ban đầu, nhờ đình việc cung cấp chất lỏng Lắp chặt cấu rót với đáy thùng rótnhờ có ống nối ecu 9, ống lót cao su 10 dùng để đệm kín, đế cao su giữ chặt đóa 11 Cơ cấu rót chân không Hình Sơ đồ làm việc cấu rót chân không Trong cấu rót chân không , dùng van bi Trong thân có rãnh Một hai rãnh nối với van trượt có bơm chân không sản phẩm vào theo rãnh thứ hai – Vò trí I tương ứng với giai đoạn đầu chu kỳ nạp đầy Bình đặt mâm đỡ bên 10 ; – Vò trí II mâm đỡ bên bắt đầu nâng lên ; vò trí III ,nó ấn khít chặt miệng bình vào đệm cao su Trong thời gian đó, van trượt hình quạt quay nhờ ống nối với thể tích bên bình bơm chân không Ở bình bắt Trang Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG đầu tạo chân không , không khí từ bình theo ống vào thân van trượt – Vò trí IV, nhờ bơm chân không bình mà chất lỏng thùng rót áp suất khí theo ống nâng van bi lên vào bình – Vò trí V tiếp tục hút nạp chất lỏng vào bình – Vò trí VI, Van trượt hình quạt tạm ngừng liên hệ khoang bên bình bơm chân khộng, van bi hạ xuống ngắt việc nạp chất lỏng vào bình – Ở vò trí thùng đổ đầy chất lỏng hạ xuống, chỗ đặt bình khác chu trình làm việc mô tả lại bắt đầu lại Cơ cấu rót kiểu van có bình lường cố đònh: Hình Cơ cấu rót có bình lường cố đònh Trên hình thùng rót , nối với đáy bình lường gồm ngăn a b Van nút cho phép cắt ngăn b trường hợp phải giảm lượng chất lỏng đổ vào bao bì ( thường thể tích a b , cắt ngăn b việc nạp giảm nửa ).Hình nón để đònh tâm miệng chai bắt buộc nâng khung 10,12,13 chai bò dâng lên , lò xo 11 bò nén Điều xảy nâng khung 10,12,13 Khi lò xo nén giãn dài van ép lên đế , tách bình lường khỏi thùng rót Trang 10 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Hệ thống có xylanh : xylanh 1,2 dùng chặn chai , xylanh có nhiệm vụ mang đầu rót Xylanh có gắn cảm biến B1,B6 ; xylanh có cảm biến B2 ,B3 ,xylanh có cảm biến B4 ,B5 Để điều khiển nguồn điện vào cuộn dây ta sử dụng mạch rơle hinh : Xylanh ln nằm vị trí chặn chai Khi cảm biến C1 ,C2 nhận tín hiệu – cảm biến bố trí vị trí xylanh xylanh tịnh tiến chặn chai Xylanh mang ống rót tịnh tiến xuống tiến hành chiết sữa đậu nành Q trình rót hồn thành xylanh lên , khoảng thời gian sau xylanh lùi Chai chạy khỏi vị trí rót , cảm biến nhận tính hiệu , xylanh chạy vào chặn chai , xylanh lùi , q trình tiếp tục Trang 81 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Phương án :Điều khiển khơng tiếp điểm : Hệ thống điều khiển PLC : a Giới thiệu Trong hầu hết lĩnh vực sản xuất ,đối với hoạt động máy móc , trang thiết bị q trình u cầu phải điều khiển phần tử có cung cấp lượng phải có khả khởi tạo , điều khiển , giám sát kết thúc hoạt động máy móc thiết móc q trình b Bộ điều khiển nối dây cứng →PLC Trước , việc điều khiển thường sử dụng điều khiển kết nối với dây cứng , chương trình thực việc nối dây theo nhiệm vụ riêng sử dụng contactors relays Ngày , điều khiển logic khả trình (programmable logic controller ) viết tắt PLC sử dụng để giải nhiệm vụ tự động hóa Chương trình lưu trữ nhớ chương trình hệ thống tự động hóa khơng phụ thuộc vào trang thiết bị thiết kế nối dây thay đổi thời điểm thiết bị lập trình c.Tự động hóa tích hợp tồn diện Qui trình sản xuất khơng xem qui trình riêng lẻ mà phải xem phần tử tích hợp tồn vào qui trình sản xuất Sự tích hợp tồn diện tồn mơi trường tự động hóa hình thành với trợ giúp : • Một phần mềm chung tích hợp tất phần tử nhiệm vụ để dễ dàng sử dụng hệ thống • Một hệ quản lý liệu chung (cơ sở liệu trung tâm cetral database ) • Một truyền thơng chung tất phần tử tự động riêng lẻ Tùy theo u cầu cụ thể mà ta chọn PLC cho tích hợp Sau PLC S7 Của hãng Siemens Với u cầu cho hệ thống ta sử dụng S7-200 đơn giản ,dễ lập trình ,dễ sử dụng ,giá rẻ loại khác Trang 82 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Đặc điểm • Hệ điều khiển Modular loại nhỏ cho ứng dụng nhỏ • Có nhiều loại CPUs • Có nhiều modules mở rộng đến modules • Bus nối tích hợp vào modules • Có thể : - nối mạng với giao tiếp truyền thơng RS 485 - PROFIBUS - kết nối với Industrial Ethernet , • PG/PC trung tâm truy cập tất modules , • Khơng kén chọn rãnh cắm , • Phần mềm riêng , • “Gói tồn “ nguồn cung cấp ,CPU I/O tất • “Micro PLC” với nhiều chức tích hợp Trang 83 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Expansion Module(EM) • Digital input modules: – 24VDC – 120/230VAC • Digital output module: – 24VDC – Relay • Analog input modules: – Điện áp – Dòng điện – Điện trở – Cặp nhiệt • Analog output modules – Điện áp – Dòng điện Commucations Processors (CP) Sử dụng CP 242-2,S7-200 kết nối với AS –Interface với vai trò master Trong mạng ,31 AS –interface slaves điểu khiển đến 248 phần tử nhị phân Điều làm tăng số luợng inputs/outputs S7-200 Các module truyền thơng khác modem Profibus- DP SIMATIC NET CP 243 -1 sử dụng để nối Industrial Ethernet Phụ kiện Bus connector Trang 84 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Cơng tắc chọn chế độ Cho thực chọn chế độ tay CPU : Stop =chế độ dừng , chương trình khơng thực TERM =Chương trình thực ,có khả read/write tử PG RUN = Chương trình thực ,chỉ đọc (read )từ PG Báo trạng thái (LEDs) SF = lỗi nhóm ,lỗi bên CPU ,đỏ RUN =Run mode ;xanh STOP = Stop mode ;vàng DP = PROFIBUS-DP (chỉ có CPU 215 ) Memmory Card Rãnh cắm memory card lưu trữ nội dung chương trình có cố điện mà khơng cần pin PPI Connection Để kết nối thiết bị lập trình / hiển thị văn CPU khác Điều cho phép ta truy cập nhiều điều khiển từ PG text display Các S7-200 CPUs sử sụng lệnh Network Read (NETR) NETWORKWRITE (NETW) để trau đổi liệu với (truyền thơng peer-to-peer ) Trang 85 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Đặc điểm • Hệ thống điều khiển Modular nhỏ cho ứng dụng nhỏ trung bình • Có nhiều loại CPUs • Có nhiều modules mở rộng • Khả mở rộng đến 32 modules • Bus nối mặt sau (Backplane) tích hợp modules • Có thể nối mạng với – Multipoint interface (MPI) – PROFIBUS or – Industrial Ethernet • PG/PC trung tâm truy cập đến tất modules • Khơng kén chọn rãnh cắm • Cài đặt cấu hình gán tham số cơng cụ “HWConfig,, Trang 86 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Signal Modules (SM) • Digital input modules 24VDC, 120/230/VAC • Digital output modules 24VDC, Relay • Analog input modules : Điện áp ,dòng điện ,điện trở ,Thermocouple • Analog output Modules điện áp ,dòng điện Interface Modules (IM) IM 360/IM 361 IM 365 dùng để nối cấu hình đa tầng interface modules nối bus từ tầng đến tầng khác Mummy Modules (DM) Module giả lập DM 370 (dummy module ) giữ rãnh cho signal module mà chưa định Dummy module sử dụng để giữ rãnh để lắp đặt interface module sau Function Modules (FM) Ứng dụng cho chức đặc biệt • Đếm • Vị trí • Closed –loop control Communications Processor (CP) Cung cấp khả mạng : – Point – to –point connections – PROFIBUS or – Idustrial Ethernet Phụ kiện :Bus connectors đầu nối phía trước Trang 87 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Mode Selector MRES = Chức xóa nhớ (Module Reset ) STOP = Stop mode , chương trình khơng htực RUN = ThỰC chương trình , đọc từ PG RUN-P = Thực chương trình ,có thể truy cập read/write từ PG Chỉ báo trạng thái (LEDs) SF = Lỗi nhóm , lỗi bên CPU lỗi bên module có khả chuẩn đốn BATF = Battery fault ; hết pin khơng có pin DC 5V = Chỉ báo nguồn 5VDC CPU FRCE = FORCE : Chỉ báo có ngõ vào ngõ bị cưỡng RUN = chớp CPU khởi động , sau sang ln chế độ RUN mode STOP = Đèn sáng báo Stop mode Chớp chậm u cầu xóa nhớ Chớp nhanh xóa nhớ thực Chớp chậm việc xóa nhớ cần thiết card nhớ chèn vào Memory Card Rãnh để cắm memory card Memory card lưu nội dung chương trình nguồn cung cấp mà khơng cần pin Ngăn để pin Đối với CPUs sản xuất sau tháng 10 năm 2002 , có ngăn để chứa pin lithium Pin có mục đích lưu trữ nội dung RAM nguồn cung cấp Đối với CPUs sản xuất sau tháng 10 năm 2002 khơng cần pin MPI Connection Nối thiết bị lập trình thiết bị khác có giao tiếp MPI DP Interface Kết nối trực tiếp I/O phân tán (distributed I/Os với CPU ) Trang 88 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Hình 56 PLC S7-400 Đặc điểm · Power PLC cho ứng dụng từ mức trung bình đến mức cao · Có nhiều loại CPUs · Có nhiều module mở rộng · Khả mở rộng đến 300 modules · Bus nối mặt sau tích hợp modules · Có thể nối mạng với - Multipoint interface (MPI) - PROFIBUS or - Industrial Ethernet · PG/PC trung tâm truy cập đến tất modules · Khơng kén chọn rãnh cắm · Thiết lập cấu hình gán tham số với cơng cụ “HWConfig” · Xử lý song song (Muticomputing )(đến CPUs sử dụng giá trung tâm Signal Modules (SM) · Digital Input Modules :24 VDC 120/130VAC · Digital Output Modules : 24 VDC ,Relay · Analog Input Modules : Điện áp ,Dòng điện , điện trở ,Thermocouple · Analog output Modules :Điện áp ,Dòng điện Interface Modules (IM) Module giao tiếp IM460,IM461,IM463, IM467 dùng để kết nối với giá khác : · UR1 (Universal Rack ) đến 18 modules · UR2 (Universal Rack ) đến modules · ER1 ( Expansion Rack ) đến 18 modules · ER2 ( Expansion Rack ) đến modules Function Modules (FM) dùng cho chức đặc biệt : Trang 89 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG · Đếm · Vị trí · Closed –loop control Communications Processors (CP) cung cấp khả mạng sau : · Point-to-Point connections · PROFIBUS · Industrial Ethernet Hình 57 S7-400 CPU Fault LEDs LEDs để trạng thái lỗi CPU ,cả hai bên bên ngồi Slot for Memory Card :với S7-400TM CPUs , tùy theo u cầu , ta chèn RAM card flash EPROM cards làm nhớ chương trình (load memory ): · RAM cards có dung lượng nhớ :64KByte ,256 KByte , 1MByte , 2MByte · Pin CPU lưu trữ nội dung card · Flash EPROM cards có dung lượng nhớ : 64KBtyte ,256 KBtyte , 1Mbtyte01, 2MBtyte, MBtyte , 8MBtyte , 16 MBtyte Nội dung lưu trữ EEPROMs ` Mode Selector MRES =Chức xóa nhớ(Module RESet ) STOP = STOP mode , khơng thực chương trình khơng cho phép ngõ (“OD” mode = Output Disabled) RUN = Thực chương trình ,chỉ truy cập đọc từ PG RUN-P =Thực chương trình , truy cập read/write từ PG MPI/DP Interface MPI/DP interface (có thể cài đặt tham số HW-Config ) để Trang 90 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG · Cho phép kết nối online với thiết bị lập trình · Nối với ngoại vi phân tán (distributed peripherals (DP)) · Trao đổi liệu với trạm khác (S7 Communication ) DP Interface Để kết nối với ngoại vi phân tán (DP,chỉ có CPUs có cổng giao tiếp ) EXT-BATT Khe cắm pin phụ thêm bên ngồi từ VDC đến 15 VDC để back up RAM nguồn cung cấp thay Hình 58 Giao tiếp máy tính với PLC S7-200 Khi chọn PLC Simatic S7-200 cho hệ thống ta cần lập trình phần mềm STEP MICROWIN 32 Ngơn ngữ lập trình STEP Có số ngơn ngữ soạn thảo chương trình STEP sử dụng tùy theo khả Theo quy tắc định chương trình tạo dạng liệt kê lệnh sau chuyển sang dạng khác 1) LAD Ladder Diagram giống với sơ đồ mạch điện điều khiển Sử dụng ký hiệu tiếp điểm cuộn dây Ngơn ngữ soạn thảo chương trình thường người vẽ mạch điện điều khiển hay mạch điện cơng nghiệp sử dụng 2) STL Statement List chứa lệnh STEP Chúng ta viết chương trình thoải mái với STL Ngơn ngữ thường dùng cho lập trình viên ,những người quen với ngơn ngữ lập trình khác 3) FBD Funtion Block Diagram sử dụng “boxes” cho lệnh đơn lẻ Ký tự hộp cho biết chức ,(ví dụ & > AND Logic Operation ) Ngơn ngữ lập trình có ưu điểm chí người khơng chun (“non-programmer”) vận dụng FBD có từ version 3.0 phần mềm STEP Trang 91 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG S7-200 với quy ước ký hiệu chân CPU sau: Hình Quy ước chân PLC S7-200 Hình PLC S7-200 CPU 214 Trang 92 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Ta sử dụng ngơn ngữ LAD để viết chương trình điều khiển việc chuyển từ mạch điều khiển sang chương trình PLC đơn giản Trang 93 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG CHƯƠNG KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu nguyên lý chiết rót tự động dung dòch như: hóa chất, mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm nước giải khát Tùy theo loại dung dòch yêu cầu mức độ xác chiết rót mà lựa chọn nguyên lý chiết rót cho phù hợp,do phạm vi nghiên cứu rộng lớn kiến thức thời gian có hạn nên người thiết kế nghiên cứu chiết rót tự động sản phẩm nước đóng chai Trong đề tài người thiết kế giải vấn đề sau: − Tính toán thiết kế cấu rót kiểu van chắn cho hệ thống chiết rót − Thiết lập hệ điều khiển PLC điều khiển hành trình làm việc cần pittông để thực trình chiết rót − Tính toán thiết kế phận truyền động hệ thống − Tuy nhiên đề tài nghiên cứu mặt hạn chế đònh nhiều yếu tố khách quan chủ quan mà dẫn đến tồn động đònh: Chưa sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng độ nhớt dung dòch dẫn đến tổn hao thể tích tạo bọt khí trình chiết rót Khung máy chưa thiết kế hoàn chỉnh * Hướng phát triển đề tài Hệ thống chiết rót tự động thiết kế vừa phận trung tâm dây chuyền sản xuất nước giải khát tự động , vừa hệ thống độc lập sản xuất Khi phận trung tâm dây truyền sản xuất phận liên kết khác như: phận cấp phôi tự động, phận đóng nắp dán nhãn, đóng gói tự động thiết kế thông qua thông số kỹ thuật hệ thống để hoàn chỉnh dây chuyền sản xuất khép kín nhằm nâng cao suất, giảm chi phí đầu vào cho sản xuất Mục đích cuối tăng tỉ lệ nội đòa máy móc hệ thống sản xuất máy công nghiệp mà trước phụ thuộc chủ yếu vào nước Khi hệ thống độc lập sản xuất cần nghiên cứu sâu nguyên lý chiết rót mức độ tự động hóa cấu điều khiển nhằm mở rộng phạm vi chiết rót, mức độ xác tăng công suất làm việc hệ thống nhằm phục vụ cho ngành công nghiệp sản xuất vừa nhỏ Khuyến nghò Trong thực đề tài người thiết kế vấp phải số khó khăn đònh mà lẽ khắc phục có hướng dẫn trước, xin đóng góp vài ý kiến: + Sinh viên nên tìm hiểu đề tài có chuẩn bò kiến thức liên quan trước nhận đề tài nhằm tránh lúng túng thực + Tài liệu liên quan hạn chế mặt yếu thiết kế + Nhà trường nên tạo điều kiện tốt để sinh viên thuận tiện tham quan trình thực đề tài Trang 94 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn - CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG - NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm -THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Phạm Thò Thanh Tâm -THỦY KHÍ KỸ THUẬT VÀ MÁY BƠM -Xuất năm 2003 Hồ Viết Bình -TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT -Xuất năm 2005 Nguyễn Trọng Hiệp -THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY -Nhà xuất giáo dục GS.TS Nguyễn Đắc Lộc -SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY -Nhà xuất Khoa học kỹ thuật PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương Hệ thống điều khiển khí nén Nhà xuất Giáo Dục FESTO – Các sản phẩm – Xuất lần Trang 95 [...]... vào nó( như lực của công nhân, lực được truyền bằng xích kéo hoặc cáp kéo cùng với thiết bò kẹp Trên các băng lăn có dẫn động thì các con lăn quay được nhờ truyền động và nhờ lực ma sát, từ đó truyền chuyển động tònh tiến cho các vật nằm trên đó Chọn loại băng lăn dẫn động chai: Ở đây, khi thiết kế hệ thống chiết rót tự động, phân tích điều kiện làm việc: vật liệu chính là dung dòch lỏng do đó mà ở vùng... ống dẫn (11) và cửa nạp (12) sẽ chảy vào trong chai Khi đó , khí từ trong chai sẽ theo các ống dẫn (7) và (9) thoát trở lại vào khoảng không gian của thiết bò chứa sản phẩm Sản phẩm sẽ dâng lên từ từ trong chai và chạm đến phần đáy của ống dẫn (7) Lúc bấy giờ , khí từ bên trong chai sẽ không thoát ra ngoài nữa và việc rót sản phẩm vào chai cũng kết thúc – Vò trí 4: khi rotor của thiết bò rót tiếp... dẫn động bằng đai Nguyên lý hoạt động :Trục dẫn được dẫn động bởi 1 động cơ Ống cuộn gắn trên trục dẫn và được giữ bởi những vành khóa Khi trục dẫn chuyển động , vành khóa chuyển động truyển động cho các con lăn Khi các kiện hàng bò chặn lại cho việc tập trung thì trục cuộn sẽ trượt sẽ tách năng lượng từ trục truyền trên mặt lăn Băng lăn có thể có dẫn động các con lăn theo nhóm cũng như dẫn động. .. chọn các bộ truyền : 1) Bộ truyền xích nối giữa động cơ và puly chủ động Khi động cơ quay , chuyển động quay đó được bộ truyền xích truyền cho puly chủ động Trường hợp này do động cơ quay chậm , ta chỉ cần dùng một bộ truyền giảm tốc Trang 30 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Xích Hình 30 Truyền động xích từ động cơ lên trục chủ 2) Trường hợp động cơ quay quá nhanh ( 1750 v/p ) thì ta phải... giữa động cơ và puly dẫn Hợp giảm tốc nối với động cơ qua đai V hay khớp nối C Hộp giảm tốc nối với Puly dẫn thông qua xích Lúc này Puly dẫn quay chậm hơn Xích Động cơ Hộp giảm tốc Khớp nối Xích Động cơ Hộp giảm tốc Đai V Hình 31 Truyền động đối với động cơ quay nhanh Trang 31 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Phương án bố trí các bộ phận trong dây chuyền Vấn đề bố trí các bộ truyền trong dây. .. trí các bộ truyền trong dây chuyền chiết rót đóng vai trò quan trọng không kém so với việc chọn các bộ truyền Ta phải bố trí các bố trí các bộ truyền sau cho chúng chiếm khoảng không gian càng ít càng tốt Trong dây chuyền chiết rót của chúng ta thì động cơ và hộp giảm tốc thường đặt ở dưới băng chuyền Dẫn động mặt “C” Động cơ Dẫn động đai V Xích Đầu nối chữ C Hộp giảm tốc Động cơ Xích Đai V Hộp giảm... chuyển động tự do Dây xích bao gồm nhiều liên kết bản lề nối lại bởi những thanh plastic và được khóa lại bằng những cái kẹp dẫn tán đinh Hình 23 Xích tải dạng tấm Đơn vò dẫn động được đặt ở 1 đầu của băng lăn Hai hay nhiều đóa xích trên trục dẫn động kéo xích ở đầu trên của băng Xích trở về lại phía dưới ,những bánh xích nằm trên trục tách rời được sử dụng dẫn hướng xích Động cơ sẽ truyền chuyển động. .. 10 Nguyên lý hoạt động của vòi rót thiết bò VDR Trang 13 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : TS LÊ HIẾU GIANG Quy trình hoạt động của vòi rót trên thiết bò VDR như sau : – Vò trí 1 : chai sạch được bánh xe hình sao đưa lên bàn nâng (7) (H.4.12) Bàn nâng chưa hoạt động để nâng chai lên chạm vòi rót Lúc này , van rót sản phẩm (1) và van thông khí (2) (H.4.13) vẫn đóng – Vò trí 2 : bàn nâng đẩy chai áp sát vào phễu... bán các dạng thiết bò rót thức uống tự động , hoạt động trong điều kiện đẳng áp Nguyên lý rót sản phẩm trong điều kiện đẳng áp của thiết bò rót P-6 Hình 13 Nguyên lý rót sản phẩm trong điều kiện đẳng áp của thiết bò rót P-6 Các ký hiệu (4) - đường dẫn khí liên thông với vùng C của thiết bò rót ; (5)đường dẫn liên thông với thùng chứa sản phẩm ; (6)- đường dẫn khí liên thông với vùng B của thiết bò rót... bảo việc nạp hoặc không nạp chất lỏng từ thùng 1 Trên hình vẽ chỉ 2 vò trí của van trượt , có lỗ tương ứng với sự mở lỗ chảy (bên phải) và đóng lỗ chảy (bên trái ) để nạp chất lỏng từ thùng rót vào chai Trong các máy có chi tiết che kiểu van trượt mới , thực hiện được những chức năng phức tạp nhất , phản ánh kòp thời khi có hay không có bao bì dưới cơ cấu rót Van trượt tự động nhận vò trí cần thiết ... băng tải tự động MÁY CHIẾT CHAI TỰ ĐỘNG Điều khiển PLC Chế tạo từ vật liệu thép không rỉ SUS-304 , đảm bảo độ bền thiết bò Khả hoạt động độc lập kết nối với dây chuyền MÁY XIẾT NẮP TỰ ĐỘNG Bộ... GIẢI KHÁT I.Sơ đồ đặt dây chuyền chiết chai tự động Đặc điểm : − Dây chuyền kết nối từ thiết bò chuẩn hoạt động độc lập − Dễ dàng lắp đặt thay thiết bò dây chuyền phù hợp với suất sử dụng − Sử... đề tài “ Thiết kế dây chuyền nạp chai tự động “ hội để sinh viên vận dụng kiến thức học trường hiểu biết thân vào vận dụng thực tế, đồng thời hình thành kỹ tham khảo tài liệu, khả thiết kế học