BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT MÁY ĐĨNG GĨI GIỊ TỰ ĐỘNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Qúy Ngành: Cơ điện tử Niên khóa: 2008 – 2012 Tháng 6/2012     KHẢO SÁT MÁY ĐĨNG GĨI GIỊ CHẢ TỰ ĐỘNG Tác giả NGUYỄN VĂN Q Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Cơ điện tử Giáo viên hướng dẫn: KS ĐÀO DUY VINH KS NGUYỄN TRUNG TRỰC Tháng 6/2012 i   LỜI CẢM ƠN Em xin gởi đến Thầy Đào Duy Vinh KS Nguyễn Trung Trực lời cảm ơn chân thành Cảm ơn Thầy anh tận tình hướng dẫn, định hướng, tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn Chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cơ khoa Cơ khí Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức định hướng cho em suốt khóa học Cuối chúng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ chúng em suốt trình học tập Xin trân trọng Nguyễn Văn Qúy ii   TÓM TẮT Đề tài "khảo sát máy đóng gói giò chả tự động" thực trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, hồn tất vào đầu tháng năm 2012 Đề tài thực thành công Điều khiển hệ thống dùng PLC S7300 Đầu vào hình cảm ứng, cơng tắc hành trình nút nhấn Đầu cấu chấp hành (3 xi lanh)  Nhiệm vụ đề tài: - Khảo sát máy đóng gói giò, từ vẽ vẽ chi tiết số chi tiết máy quan trọng - Dùng phần mềm Step lập trình cho PLC S7300 để điều khiển máy đóng gói giò  Kết thu được: - Đã hiểu cấu máy hoạt động chúng - Đã lập trình thành công việc điều khiển máy cho công ty Việt Hương Food xã Bình Mỹ huyện Hooc Mơn iii   MỤC LỤC TRANG TỰA i LỜI CẢM ƠN ii  TÓM TẮT iii  MỤC LỤC iv  DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi  DANH MỤC HÌNH vii  DANH MỤC BẢNG .viii  Chương MỞ ĐẦU 1  1.1 Đặt vấn đề 1  1.2 Mục đích 1  Chương TỔNG QUAN 2  2.1 Khái qt máy đóng gói giò 2  2.1.1 Sơ đồ kết hợp máy đóng gói giò máy đùn giò 2  2.1.2 Giới thiệu máy đùn giò ( lấy ví dụ máy Konti A50) 3  2.1.2.1 Cấu tạo 4  2.1.2.2 Nguyên lý 4  2.1.2.3 Thông số kỹ thuật 4  2.1.3 Máy đóng gói giò LSK-3 4  2.2 Thiết bị điều khiển: PLC S 7300 5  2.2.1 Cấu hình phần cứng 5  2.2.1.1 Cấu tạo họ PLC- S7-300 5  2.2.1.2 Công tắc chuyển đổi chế độ: 6  2.2.1.3 Các kiểu module 6  2.2.1.4 Vùng đối tượng 8  2.2.1.5 Nhập số 8  2.2.2 Các ngơn ngữ lập trình 9  2.2.2.1 Ngơn ngữ lập trình LAD: 9  2.2.2.2 Ngơn ngữ lập trình FBD : 10  2.2.2.3 Ngôn ngữ lập trình STL 10  2.2.2.4 Ngơn ngữ lập trình SCL (Structured Control Language): 11  iv   2.2.2.5 Ngơn ngữ lập trình : S7-Graph 12  2.2.2.6 Ngơn ngữ lập trình : S7-HiGraph 12  Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13  3.1 NỘI DUNG 13  3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13  3.2.1 Phương tiện làm việc: 13  3.2.2 Phương pháp 13  Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 14  4.1 Khảo sát máy đóng gói giò 14  4.1.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 14  4.1.1.1 Cơ cấu kẹp 16  4.1.1.2 Cơ cấu đẩy kéo 17  4.1.1.3 Cơ cấu dập chì 18  4.1.1.4 Tóm lược nguyên lý hoạt động 19  4.1.2 Cách kiểm tra 20  4.2 Thiết kế điều khiển PLC 21  4.2.1 Sơ đồ khối: 21  4.2.2 Lưu đồ giải thuật 21  4.2.3 Tủ điều khiển 22  4.2.4 Khai báo I/O 23  4.2.5 Sơ đồ đấu mạch đầu vào Input 24  4.2.6 Sơ đồ đấu mạch đầu Output 24  Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 25  5.1 Kết luận 25  5.2 Đề nghị 25  TÀI LIỆU THAM KHẢO 26  PHỤ LỤC 27  v   DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT PLC: Programmable Logic Controller vi   DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ kết hợp máy đóng gói giò máy đùn giò 2  Hình 2.2 Máy đóng gói giò (trái) máy đùn giò (phải) 3  Hình 2.3 Máy đùn giò Konti A50 3  Hình 2.4 Máy đóng gói giò LSK-3 4  Hình 4.1: Bản vẽ 3D máy đóng gói giò 15  Hình 4.2: Bản vẽ 2D tổng quan máy đóng gói giò 15  Hình 4.3: Cơ cấu kẹp 16  Hình 4.4: Cơ cấu đẩy kéo 17  Hình 4.5 : Cơ cấu dập chì 18  Hình 4.6: Nguyên lý dập chì 19  Hình 4.7: Biểu đồ trạng thái ba xi lanh 19  Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật 21  vii   DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật máy Konti A50 4  Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật máy LSK - 5  Bảng 2.3 Các vùng nhớ PLC S7300 8  Bảng 4.1: Các thiết bị hệ thống điều khiển PLC 22  viii   Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Xu hướng tự động hóa ngày phát triển thời buổi đất nước ta đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, hiên đại hóa Lao động thủ công người dần thay máy móc đại Nó khơng đảm bảo mà nâng cao chất lượng số lượng sản phẩm, giá thành hạ xuống Trong sản xuất thực phẩm nói chung chế biến giò chả nói riêng cần tự động hóa 1.2 Mục đích Để đáp ứng nhu cầu thực nhằm nâng cao chất lượng, giảm giá thành sản phẩm phù hợp với yêu cầu thị trường Được đồng ý ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ, môn Cơ Điện Tử Em làm đề tài: "khảo sát máy đóng gói giò chả tự động" Nhằm mục đích: - Tìm hiều cấu tạo, ngun lý hoạt động máy đóng gói giò chả - Lập trình điều khiển máy dùng PLC S7300 - Xác định ưu nhược điểm máy đóng gói giò từ đề hướng khắc phục nhược điểm phát huy ưu điểm   4.1.1.1 Cơ cấu kẹp Bản vẽ 2D cấu kẹp: Hình 4.3: Cơ cấu kẹp  Cấu tạo: Xilanh 1, truyền 2, kẹp 3, ốc nối  Nguyên tắc hoạt động: Xi lanh thay đổi hành trình: đẩy pittơng lên kèm theo đầu truyền lên làm cho đầu bên xuống (theo ngun lý đòn bẩy) Khi ốc nối tác động làm cho kẹp di chuyển theo hướng ngược chiều Từ hình thành cấu kẹp 16   4.1.1.2 Cơ cấu đẩy kéo Hình 4.4: Cơ cấu đẩy kéo  Cấu tạo: Xi lanh 5, truyền 6, tựa 7, trục đẩy kéo 8, kẹp 4, kẹp  Nguyên lý hoạt động: Hai kẹp gắn cố định vào đầu bên trục đẩy kéo Xi lanh thay đổi hành trình: đẩy pittơng lên làm cho truyền đẩy trục đẩy kéo nhờ tựa Kéo theo hai kẹp dịch chuyển tiến xa hai kẹp 17   4.1.1.3 Cơ cấu dập chì Hình 4.5 : Cơ cấu dập chì  Cấu tạo: Xi lanh 10, truyền 11, 12, 13, 14, 17, 18, 20, tựa 19, dập 15, dập 16  Nguyên lý hoạt động: Xi lanh 10 thay đổi hành trình, pittơng lên, kéo theo đẩy truyền làm hai truyền 14 17 xoay ngược chiều từ hồn thành động tác dập 18    Nguyên lý dập chì        Hình 4.6: Nguyên lý dập chì Dập 20 đỡ chì 21 Dập 19 đè đỡ chì kẹp đầu giò hình Dập chì 19 ơm tồn chì, tiến dập chì làm biến dạng chì chì ơm chặt vỏ bọc giò 4.1.1.4 Tóm lược ngun lý hoạt động Sau hiểu nguyên lý hoạt động cấu Sau ráp lại thành hoạt động máy hồn chỉnh Mơ tả hoạt động ba cấu tương ứng với ba xi lanh biểu đồ trạng thái sau:   Hình 4.7: Biểu đồ trạng thái ba xi lanh 19   Trong đó: - Xi lanh A tương ứng với cấu kẹp - Xi lanh B tương ứng với cấu đẩy kéo - Xi lanh B tương ứng với cấu dập chì Mơ tả: Pittông xi lanh A lên mức 1, bắt đầu kẹp giò Sau pittơng xi lanh B lên mức 1, cấu đẩy kéo hoạt động, giò dồn sang bên Tiếp theo pittông xi lanh C lên mức 1, cấu dập chì hoạt động, chì kẹp vào vỏ bọ giò Lúc pittơng xi lanh C mức 0, cấu dập chì trạng thái ban đầu Tiếp pittơng xi lanh A mức - cấu kẹp nhả giò Sau pittơng xi lanh B mức - cấu đẩy kéo trạng thái ban đầu Kết thúc hành trình 4.1.2 Cách kiểm tra Kiểm tra xem chì dập tạo hinh theo yêu cầu hay chưa Nếu chưa điều chỉnh ốc nối Kiểm tra giò tạo có khối lượng theo yêu cầu hay khơng Nếu khơng thiết lập lại thơng số cho phận định lượng giò theo yêu cầu 20   4.2 Thiết kế điều khiển PLC Lập trình phần mềm Step đổ chương trình cho PLC S7- 300 4.2.1 Sơ đồ khối: Dùng phần mềm Step lập trình rổi đổ chương trình cho PLC S7 300 PLC nhận tín hiệu điều khiển từ tín hiệu điều khiển tín hiệu trả Từ xuất tín hiệu điều khiển cấu chấp hành 4.2.2 Lưu đồ giải thuật Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật 21   Trong đó: DL: báo định lượng xong XL A, B, C: xi lanh A, B ,C SA1, SA2, SB1, SB2, SC1, SC2 cơng tắc hành trình tương ứng xi lanh A, B, C 4.2.3 Tủ điều khiển auto handy -A A start DL B stop -B C Stt Tên linh kiện Nơi sản xuất Số lượng PLC S7-300 Siemens, Đức Relay Trung Quốc Cơng tắc hành trình Trung Quốc Nút nhấn Trung Quốc Công tắc Trung Quốc Bảng 4.1: Các thiết bị hệ thống điều khiển PLC 22   4.2.4 Khai báo I/O Tên gọi Địa Trạng thái ban đầu INPUT start (thường hở) I0.0 stop (thường đóng) I0.1 Auto I0.2 handy I0.2 A I1.1 B I1.2 C I1.3 -A I2.1 -B I2.2 SA1 (cơng tắc hành trình xlA) I3.1 SA2 (cơng tắc hành trình xlA) I3.2 SB1 (cơng tắc hành trình xlB) I3.6 SB2 (cơng tắc hành trình xlB) I3.3 SC1 (cơng tắc hành trình xlC) I3.4 SC2 (cơng tắc hành trình xlC) I3.5 OUTPUT Relay xi lanh A Q0.0 Relay xi lanh B Q0.1 Relay xi lanh C Q0.2 Giả sử định lượng giò cần có thời gian T0 Khi lượng giò báo đầy (giả sử 3s) T0 lên mức 23   4.2.5 Sơ đồ đấu mạch đầu vào Input I0, I1, I2, I3 L1 0.0 0.1 0.2 K4 K2 K3 K1 1.1 K5 1.2 K6 1.3 2.1 K7 +24v 0V 4.2.6 Sơ đồ đấu mạch đầu Output Q0 M 0.0 R1 0.1 R2 0.2 L2 R3 0v +24V Lập trình điều khiển máy (xem phụ lục 1) 24   K8 2.2 K9 3.1 3.6 K10 M Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài thực mục tiêu đề thiết kế, khảo nghiệm máy đóng gói giò tự động Dùng phần mềm Pro Engineer thiết kế vẽ 3D giúp người thiết kế dễ hình dung cấu máy.Lắp ráp, mô chuyển động cấu, từ thấy nguyên lý làm việc máy Do kiến thức nhiều hạn chế nên việc thực luận văn chắn có nhiều sai sót Rất mong góp ý, bảo, giúp đỡ quý thầy cô 5.2 Đề nghị Vỏ bọc máy nên ưu tiên sử dụng chất liệu inox Cải tiến máy vừa có nhiệm vụ đóng gói vừa đùn giò 25   TÀI LIỆU THAM KHẢO VŨ TIẾN ĐẠT, 2006 - Vẽ Cơ Khí , Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TPHCM Trần Hưũ Quế, 2008- Vẽ khí – tập 1, Nhà xuất giáo dục Trần Hưũ Quế, 2008- Vẽ khí – tập 2, Nhà xuất giáo dục TS Lê Văn Bạn, KS Lê Ngọc Bích - Giáo trình PLC S7300, ĐH Nông Lâm TP.HCM Trung tâm Việt Đức, SIMATIC S7 – 300 Điều khiển hệ thống , ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Châu Kim Lang, 1989 - Phương pháp nghiên cứu khoa học - Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, TP.HCM, Trang web: https://www.ptc.com/ 26   PHỤ LỤC Phụ lục Lập trình điều khiển máy đóng gói giò tự động     27   28   29   Phụ lục Bản vẽ kỹ thuật máy đóng gói giò tự động 30   ... nút Các nút PLC S7-300 hình Trong đó: Các đèn báo: + Đèn SF: báo lỗi CPU + Đèn BAF: báo nguồn ắc quy + Đèn DC 5v: Báo nguồn 5v + Đèn RUN: Báo chế độ PLC làm việc + Đèn STOP: Báo PLC dang chế độ