MỤC LỤC Đồ án Cơ điện tử -tự động hoá

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.. 11

1.1. Lịch sử nghiên cứu. 11

1.1.1. Trên thế giới11

1.1.2. Tại Việt Nam.. 12

1.2. Các vấn đề đặt ra. 13

1.3. Đối tương nghiên cứu. 14

1.4. Phương pháp thực hiện đề tài14

1.5. Dự kiến kết quả đạt được. 15

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG   16

2.1. Nguyên lí hoạt động và quy trình công nghệ của hệ thống. 16

2.1.1. Nguyên lí hoạt động của hệ thống. 16

2.1.2. Quy trình công nghệ của hệ thống. 16

2.2. Hệ thống điều khiển. 17

2.2.1. Bộ điều khiển PLC.. 17

2.2.2. Rơ le trung gian. 20

2.2.3. Phần tử điều khiển khác. 22

2.3. Cảm biến quang. 24

2.3.1. Khái niệm.. 24

2.3.2. Cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK.. 25

2.4. Phần tử khí nén. 25

2.4.1. Van điện từ khí nén. 25

2.4.2. Xylanh khí nén. 27

2.4.3. Máy bơm.. 28

2.5. Các khối nguồn. 29

2.5.1. Khối nguồn 24v. 29

2.5.2. .Khối nguồn 12V.. 29

2.5.3. Khối nguồn 5V.. 30

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CƠ KHÍ31

3.1. Tính toán thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp chai31

3.1.1. Tính toán hệ thống cơ khí31

3.1.2. Tính toán xylanh. 34

3.2. Thiết kế hệ thống cơ khí38

3.2.1. Thiết kế khung cơ khí38

3.2.2. Thiết kế cấp chai42

3.2.3. Thiết kế xoáy nắp. 43

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG.. 45

4.1. Thiết kế và thi công mô hình. 45

4.1.1. Tổng quan mô hình. 45

4.1.2. Phần bảng điện. 46

4.1.3. Phần cơ khí46

4.2. Thiết kế hệ thống điện. 48

4.2.1. Sơ đồ khối hệ thống. 48

4.2.2. Thiết kế hệ thống điện sử dụng phần mềm Autocad 2010. 50

4.2.3. Thiết kế hệ thống thủy khí sử dụng phần mềm Festo Fluisim.. 50

4.3. Thiết kế giao diện trên màn hình điều khiển. 51

4.3.1. Giới thiệu phần mềm GT Designer 3. 51

4.3.2. Giao diện giám sát điều khiển. 53

4.4. Thiết kế chương trình điều khiển. 55

4.4.1. Lưu đồ thuật toán hệ thống. 55

4.4.2. Xây dựng chương trình điều khiển. 57

CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ.. 60

5.1. Kết quả đạt được. 60

5.2. Đánh giá. 60

5.3. Hạn chế và phương pháp giải quyết61

5.3.1. Hạn chế. 61

5.3.2. Phương pháp giải quyết61

 

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hệ thống chiết rót của công ty nước khoáng Vĩnh hảo. 11

Hình 1.2 Hệ thống sản xuất nước ngọt có gas của công ty Bidrico. 12

Hình 1.3 Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của TÂN HIỆP PHÁT. 12

Hình 2.1 Quy trình công nghệ. 16

Hình 2.2 PLC FX1N trong thực tế. 17

Hình 2.3 FX1N-40MR.. 19

Hình 2.4 Role trung gian MY2N 24VDC Omron. 21

Hình 2.5 Nút ấn giữ. 22

Hình 2.6 Công tắc hành trình KW11. 23

Hình 2.7 Cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK.. 25

Hình 2.8 Kí hiệu van 5/2. 26

Hình 2.9 Cấu tạo van 5/2. 26

Hình 2.10 Van khí nén 5/2. 27

Hình 2.11 Xylanh Mal16x75. 27

Hình 2.12 Máy bơm WDB-38F. 28

Hình 2.13 Nguồn tổ ong 24v. 29

Hình 2.14 Nguồn tổ ong 12V 2A.. 29

Hình 2.15 Nguồn Adapter 5V-1A.. 30

Hình 3.1 Động Cơ Giảm Tốc Trục JGB37-520. 32

Hình 3.2 Động cơ bước JH 50 - 775. 34

Hình 3.3 Xylanh MAL 16X75. 36

Hình 3.4 Xylanh AKS MAL 40X25. 37

Hình 3.5 Khung hệ thống chiết rót đóng nắp. 38

Hình 3.6 Gá đỡ xy lanh. 39

Hình 3.7 Hình chiếu gá đỡ xy lanh. 39

Hình 3.8 Khung hệ thống. 39

Hình 3.9 Bản vẽ khung hệ thống. 40

Hình 3.10 Đế và khung băng tải40

Hình 3.11 Hình chiếu đế và khung băng tải41

Hình 3.12 Cơ cấu cấp nắp. 41

Hình 3.13 Hình chiếu cơ cấu cấp nắp. 42

Hình 3.14 Mô hình bộ cấp chai42

Hình 3.15 Hình chiếu cạnh của bộ cấp chai42

Hình 3.16 Cơ cấu xoáy nắp. 43

Hình 3.17 Hình chiếu cạnh cơ cấu xoáy nắp. 43

Hình 4.1 Tổng quan mô hình. 45

Hình 4.2 Phần bảng điện. 46

Hình 4.3 Cơ cấu cấp nắp. 46

Hình 4.4 Cơ cấu cấp chai47

Hình 4.5 Cơ cấu xoáy nắp. 47

Hình 4.6 Hệ thống băng tải48

Hình 4.7 Sơ đồ khối hệ thống. 48

Hình 4.8 Sơ đồ hệ thống điện thiết kế bằng phần mềm Autocad 2010. 50

Hình 4.9 Sơ đồ mạch khí nén. 50

Hình 4.10 Sơ đồ mạch điện điều khiển khí nén. 51

Hình 4.11 Giao diện khi khởi động phần mềm.. 52

Hình 4.12 Giao diện chính của phần mềm.. 52

Hình 4.13 Giao diện khởi động hệ thống. 53

Hình 4.14 Giao diện giám sát hệ thống. 53

Hình 4.15 Mô phỏng màn hình chính của HMI54

Hình 4.16 Mô phỏng màn hình làm việc HMI54

Hình 4.17 Lưu đồ thuật toán hệ thống. 56

Hình 4.18 Phần mềm GX Works2. 57

Hình 4.19 Lựa chọn PLC và ngôn ngữ lập trình. 57

BANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Đặc tính kĩ thuật cơ bản của FX1N.. 18

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật FX1N-40MR.. 19

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật role trung gian MY2N 24VDC Omron. 21

Bảng 2. 4 Thông số kĩ thuật cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK.. 25

Bảng 2.5 Thông số kĩ thuật Xylanh Mal16x75. 27

Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật bơm WDB-38F. 28

Bảng 2.7 Thông số kĩ thuật bộ nguồn 24V.. 29

Bảng 2.8 Thông số kĩ thuật bộ nguồn 12V.. 30

Bảng 2.9 Thông số kĩ thuật nguồn Adapter 5V-1A.. 30

Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật động cơ JGB37-520. 33

Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật động giảm tốc JH 50 -775. 34

Bảng 3. 3 Thông số kĩ thuật Xylanh AKS MAL 40X25. 37

Bảng 4.1 Bảng địa chỉ đầu vào. 58

Bảng 4.2 Bảng địa chỉ đầu ra. 58

 

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT	TỪ/ CỤM TỪ	CHÚ THÍCH
1	PLC	Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển Logic có thể lập trình được)
2	CPU	Central Processing Unit(Bộ xử lý trung tâm)
3	HMI	Human-Machine-Interface (Thiết bị giao tiếp giữa người điều hành và máy móc thiết bị)

 

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nuớc, cơ khí nói chung đóng một vai trò rất quan trọng. Nhưng ngày nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, cơ khí truyền thống không thể mang lại hiệu quả cao trong nền kinh tế thị trường. Chính vì vậy đã xuất hiện một xu hướng mới trong công nghệ, đó là sự kết hợp giữa cơ khí, công nghệ thông tin và điện tử để hình thành một lĩnh vực mới:Lĩnh vực Cơ khí tự động hoá. Trên thế giới, cơ khí tự động hoá đã xuất hiện từ khá lâu và phát triển rất mạnh, nhưng tại Việt Nam đây vẫn là một lĩnh vực mới và đang trong quá trình hình thành và phát triển. Một trong những sản phẩm của cơ điện tử -tự động hoá là những hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động. Bên cạnh đó nhu cầu về nước uống cũng như các sản phẩm đóng gói ngày càng tăng. Nắm được tầm quan trọng của hệ thống Nhóm thực hiện nghiên cứu, thiết kế chế tạo một mô hình hệ thống chiết rót và đóng nắp chai nước tự động. Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức mình để hoàn thiện hệ thống nhưng do còn nhiều khó khăn về kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu sót.

 

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

1.1. Lịch sử nghiên cứu

1.1.1. Trên thế giới

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn ra từ nửa cuối thế kỷ 19 đã thúc đẩy các ngành sản xuất biến chuyển nhanh chóng với hàng loạt dây chuyền sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng, tự động hóa... Các hệ thống có sự tự động hóa ngày càng cao, cũng như độ chính xác trong quá trình làm việc.

Dây chuyền sản xuất tự động hóa có thể được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau như: Công nghiệp chế biến thực phẩm, Công nghiệp chế tạo ô tô… Đặc biệt là trong sản xuất và đóng chai đồ uống, nhiều quốc gia có nhà máy sản xuất, đóng chai đồ uống rất lớn.

Năm 1990 với sự phát triển mạnh mẽ của nước uống đóng chai, hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động từ đó được chú trọng nghiên cứu và phát triển.

 

Hình 1.1Hệ thống chiết rót của công ty nước khoáng Vĩnh hảo

1.1.2. Tại Việt Nam

Ngành sản xuất nước đóng chai đang có tốc độ tăng trưởng cao, giàu tiềm năng phát triển do nhu cầu tiêu thụ đang lớn hơn sản lượng sản xuất. Các công ty xuất hiện với nhiều quy mô khác nhau giúp  thúc đẩy sự cạnh tranh mạnh mẽ của thị trường đồng thời đẩy mạnh sự phát triển của quá trình sản xuất. Sự tự động hóa trong quá trình sản xuất là yêu cầu bắt buộc với mọi tập đoàn sản xuất.

Hình 1.2Hệ thống sản xuất nước ngọt có gas của công ty Bidrico

Hình 1.3Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic của Tân Hiệp Phát

1.2. Các vấn đề đặt ra

Đặt vấn đề: Để mô hình có thể hoạt động được và đạt được hiệu quả. Các vấn đề cần quan tâm: Làm thế nào để đưa chai vào hệ thống, giữ chai như thế nào? Làm thế nào để xác định được lượng nước cần rót? Phương pháp việc đóng nắp? Làm cách nào để chai dừng đúng vị trí rót và đóng nắp?

Giải quyết vấn đề: để giải quyết các vấn được đặt ra, đề ta cần xác định được nguyên lý vận hành của hệ thống và chi tiết cần thiết kế. Sau đó, xây dựng sơ đồ khối để xác định cơ chế vận hành cho từng khối. Từ đó thiết kế chi tiết cho từng khối. Cách thức thực hiện: đối với đề tài “Hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động” để có thể thực hiện được đề tài này nhóm cần thiết phải nắm được những kiến thức về cơ khí, về điện tử,về PLC... Tìm hiểu thêm các tài liệu lện quan đến đề tài thông qua sách báo, mạng,… để củng cố thêm kiến thức. Đồng thời cần xây dụng mô hình phần cứng của hệ thống để làm cơ sở cho đề tài. Mô hình hệ thống gồm 2 phần, phần cứng và phần mềm. Vì vậy ta cần cả 2 loại giải pháp phần cứng và phần mềm.

 Giải pháp phần cứng: Trong phần cứng bao gồm các cơ chế tiếp chai, giữ chai, rót nước vào chai và đóng nắp chai.

-         Tiếp chai ta dùng cơ cấu xy lanh giữ và đẩy chai. Ngoài ra còn có các cơ chế khác như: dùng băng truyền cuốn thân chai, hoặc cuốn đáy chai.

-         Giữ chai ta dùng phương pháp giữ thân chai, ngoài ra có thể dùng phương pháp giữ cổ chai.

-         Rót nước vào chai ta định lượng bằng phương pháp định thời. Ngoài ra còn các phương pháp định lượng khác như: máy bơm định lượng, bình định lượng, cảm biến thẩm thấu….

-         Đóng nắp chai theo kiểu vặn, dùng động cơ xoay.

Giải pháp phần mềm: Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình cho hệ thống, dùng chương trình để lập trình điều khiển cho PLC Misubishi theo kiểu LAD.

1.3. Đối tương nghiên cứu

Trong thực tế, các hóa chất sản phẩm về dạng dung dịch lỏng thường được bảo quản trong các chai, lọ bởi những ưu điểm riêng biệt như an toàn, có khả năng lưu trữ lâu, sản phẩm được bảo toàn nguyên vẹn so với ban đầu không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài so với nhiều loại sản phẩm bảo quản khác như túi nilong,….

Cùng với sự phát triển không ngừng nghỉ của các dây chuyền máy móc hiện đại tự động với các tính toán thiết kế chính xác, hiệu quả của nghiên cứu nên nhóm đã quyết định ứng dụng dây chuyền sản xuất hệ thống triết rót và đóng nắp chai tự động dựa trên hệ thống có sẵn của các nhà máy sản xuất với một phạm vi nghiên cứu hẹp, chưa được ứng dụng trong thực tế nếu như không có sự nghiên cứu và đầu tư thêm qua đó nhóm đã thực hiện được những mục tiêu mà mình đã học được vào trong nghiên cứu để giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong cuộc sống.

1.4. Phương pháp thực hiện đề tài

Dựa trên cơ sở lý thuyết và tính toán, thiết kế, chế tạo theo từng giai đoạn, sau đó tìm ra phương án hợp lý, đơn giản và tiết kiệm nhất. Khảo sát thực tế, tìm hiểu các phương án định lượng cơ cấu rót chất liệu rót đã và đang được đưa vào sử dụng, kế thừa những ưu diểm, tìm cách khắc phục những khuyết điểm để áp dụng vào thiết kế đề tài. Sau khi tìm hiểu thực tế sẽ tiến hành nghiên cứu thiết kế cơ cấu truyền động, cơ cấu rót bán tự động, cơ cấu định lượng. Giai đoạn tiếp theo là tiến hành chế tạo. Giai đoạn cuối là kiểm nghiệm lại hệ thống, tìm ra những phương án chưa hợp lý từ đó sửa chữa và thay đổi phương án thiết kế kịp thời.

Phương pháp thực hiện:

-         Tham khảo và tổng hợp tài liệu từ các nguồn khác nhau .

-         Tiến hành thực nghiệm trên mô hình thực tế của nhóm.

-         Theo dõi,đánh giá,nhận xét các số liệu thực nghiệm.

-         Xử lý số liệu,tính toán và viết báo cáo.

1.5. Dự kiến kết quả đạt được

-         Hoàn thành xây dựng, thiết kế, lắp ráp các cơ cấu cơ khí.

-         Xây dựng hoàn thiện chương trình điều khiển cho PLC và đưa vào vận hành hệ thống.

-         Có khả năng lập trình và hiểu được nguyên lý vận hành của  PLC trong thực tế.

-         Tính toán và chọn được động cơ phù hợp cho băng tải và hệ thống cấp chai.

-         Hiểu được nguyên lý hoạt động và đối tượng áp dụng của cảm biến và xy lanh trong thực tế.

-         Có khả năng chỉnh sửa và khắc phục băng tải.

-         Nâng cao khả năng vẽ và thiết kế trên Solidwork.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

2.1. Nguyên lí hoạt động và quy trình công nghệ của hệ thống

2.1.1. Nguyên lí hoạt động của hệ thống

Hệ thống hoạt động dựa trên chuyển động của băng tải. Các bộ phận thực hiện nhiệm vụ tuần tự từ khâu cấp chai đến chai thành phẩm. Chai nhựa được cấp bởi cơ cấu cấp chai sẽ lần lượt đi qua các cơ cấp cấp nước, cơ cấu cấp nắp, cơ cấu xoáy nắp. Cuối cùng chai thành phầm sẽ được hoàn chỉnh ở cuối băng tải. Tại các vị trí rót nước và xoáy nắp chai được chặn bởi các xylanh chặn.

 

2.2.  Hệ thống điều khiển

2.2.1. Bộ điều khiển PLC

a)     Giới thiệu chung PLC

PLC là thiết bị điều khiển logic khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu:

-         Lập trình dễ dàng do ngôn ngữ lập trình dễ học.

-         Gọn nhẹ, dễ dàng bảo trì.

-         Dung lượng bộ nhớ lớn, có thể chứa được những chương trình phức tạp.

-         Hệ thống điều khiển tin cậy trong môi trường công nghiệp.

-         Giao tiếp với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các mô đun mở rộng.

b)    Bộ điều khiển lập trình PLC FX1N

Hình 2.2PLC FX1N trong thực tế

b.1) Đặc điểm chung của dòng FX1N

FX1N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 14-60 I/O. Tuy nhiên, khi sử dụng các module vào ra mở rộng, FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O. FX1N có thể làm việc với các module analog, các bộ điều khiển nhiệt độ. Đặc biệt, FX1N PLC được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao (tần số tối đa 60kHz), hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là 100kHz.

Nhìn chung, dòng FX1N PLC thích hợp cho các ứng dụng hệ thống nhỏ, không cần độ phức tạp cao máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, hệ thống điều hoà không khí trong các nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt,...

-         Tín hiệu số:

o   Mức 0: tương đương với 0V hoặc mạch hở.

o   Mức 1: tương đương với 24V.

-         Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu liên tục từ 0-10Vhoặc 4-20mA.

    b.2) Đặc tính kĩ thuật cơ bản của FX1N

Bảng 2.1Đặc tính kĩ thuật cơ bản của FX1N

 

Mục	Đặc điểm
Cấu hình vào/ra	Phần cứng có tối đa 128 ngõ vào/ra
Rơ le  phụ trợ (M)	Thông thường: M0- M383. Chốt: M384-M1535. Đặc biệt: M8000-M8255.
Bộ định thì TIMER (T)	100ms: T0-T199 10ms: T200-T245 1ms duy trì: T246-T249 100ms duy trì: T250-T255
Bộ đếm (C)	Bộ đếm 16bit: C0-C199 Bộ đếm 32bit: C200-C234 Bộ đếm 1 pha: C235-C245 Bộ đếm 2 pha: C246-C255

    

 b.3) Cấu trúc bộ nhớ CPU

-         Vùng chứa chương chương trình ứng dụng .

-         Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng.

-         Vùng chứa các khối dữ liệu.

c)     Bộ điều khiển lập trình FX1N-40MR

Hình 2.3  FX1N-40MR

FX1N-40MR thuộc dòng sản phẩm FX1N của Mitsubishi và hiện tại có 2 dòng sản phẩm thịnh hành trên thị trường là FX1N-40MR-001 và FX1N-40MR-ES/UL.

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật FX1N-40MR

 

Nguồn cấp	24VDC
Kích cỡ	130x75x90
Ngõ vào	24 sink/source
Ngõ ra	16 role

2.2.2. Rơ le trung gian

a)     Khái niệm và phân loại

Khái niệm: Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm. Rơle trung gian còn gọi là rơ le kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Gọi là một công tắc vì rơ le có hai trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không.

-         Các loại rơ le trung gian:

o   Rơ le trung gian 12v

o   Rơle trung gian 8 chân

o   Rơ le trung gian 14 chân

o   Rơle trung gian 220v

a)     Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơ le trung gian

-         Cấu tạo của rơ le trung gian

Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.

-         Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.

b)    Công dụng của rơle trung gian trong hệ thống

-         Công  dụng của Rơle trung gian là làm nhiệm vụ trung gian chuyển tiếp mạch điện cho một thiết bị khác.

-         Sừ dụng điều khiển các động cơ băng tải, cấp chai, bơm nước , van điện từ.

c)     Role trung gian MY2N-GS 24VDC Omron

Hình 2.4Role trung gian MY2N 24VDC Omron

Bảng 2.3Thông số kỹ thuậtrole trung gian MY2N 24VDC Omron

 

Loại role	Role 8 chân
Điện áp	24 VDC
Kiểu lắp đặt	Bắt vít, chân cắm, chân hàn ,8 chân dẹp, có đèn
Tiếp điểm	DPDT 5A
Độ bền đóng ngắt	500.000 lần

 

2.2.3. Phần tử điều khiển khác

a)     Nút ấn

-         Khái quát và công dụng

Là 1 khí cụ dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện.Thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện,... Khi thao tác cần dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.

-         Cấu tạo

Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở, đóng và vỏ bảo vệ.Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không có tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

-         Phân Loại:

-         Theo chức năng trạng thái hoạt đỗng của nút nhấn: nút nhấn đơn, nút nhấn kép.

-         Theo hình dạng: loại hở, bảo vệ, loại bảo vệ chống nước và chống bụi, loại bảo vệ khỏi nổ.

-         Theo yêu cầu điều khiển: 1 nút, 2 nút, 3 nút.

-         Theo kết cấu bên trong: có và ko có đèn báo.

-         Nút ấn được sử dụng trong hệ thống:

Hình 2.5Nút ấn giữ

 

Nút nhấn này thuộc loại giữ. Khi ta nhấn và nếu bỏ tay ra thì nút nhấn giữ trạng thái. Việc này làm cho điều khiển chỉ nhận được xung tín hiệu lên.

b)    Công tắc hành trình

-         Khái niệm:

Công tắc hành trình là dạng công tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động, Nó có cấu tao như các loại công tắc điện bình thường, nhưng được thiết kế thêm cần tác động sao cho các bộ phận chuyển động dễ dàng tác động vào nó làm tiếp điểm bên trong thay đổi các trạng thái. Và có một sự khác biệt nữa là công tắc hành trình thường là loại không duy trì trạng thái, khi không còn tác động thì sẽ trở về lại vị trí ban đầu. Trên cần tác động thường có gắn một bánh xe để khi bị tác động không bị mài mòn, và dẫn động dễ dàng hơn.

-         Cấu tạo chung: 3 chân

o   Chân COM

o   Chân tiếp điểm NC

o   Chân tiếp điểm N0

-         Công tắc hành trình KW11

Hình 2.6 Công tắc hành trình KW11

Thông số kĩ thuật: tiếp điểm tối đa 250VAC 5A , có cần gạt

2.3. Cảm biến quang

2.3.1. Khái niệm

Cảm biến quang điện là các linh kiện quang điện tạo thành. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của cảm biến quang, chúng sẽ thay đổi tính chất. Tín hiệu quang được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot khi có một lượng ánh sáng chiếu vào. Từ đó cảm biến sẽ đưa ra đầu ra để tác động theo yêu cầu công nghệ.

-         Một số loại cảm biến

o   Cảm biến quang thu phát chung – phản xạ gương

o   Cảm biến quang thu phát chung – Khuyếch Tán

o   Cảm biến quang loại phản xạ giới hạn

o   Cảm biến quang – loại phát hiện màu

o   Cảm biến quang thu phát độc lập

-         Ưu điểm

o   Phát hiện vật thể nhưng không cần tiếp xúc với vật thể đó

o   Phát hiện được từ khoảng cách xa

o   Ít bị hao mòn, có tuổi thọ và độ chính xác, tính ổn định cao.

o   Phát hiện nhiều vật thể khác nhau.

o   Thời gian đáp ứng nhanh, có thể điều chỉnh độ nhạy theo ứng dụng.

-         Mục đích sử dụng

o   Phát hiện nắp chai tại vị trí cấp nắp

o   Phát hiện chai tại vị trí rót nước, xoáy nắp

o   Phát hiện và đếm số chai sau hoàn thành

o   Truyền tín hiệu về PLC để thực hiện điều khiển các cơ cấu

2.3.2. Cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK

Hình 2.7 Cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK

Bảng 2. 4 Thông số kĩ thuật cảm biến quang tiệm cận E18-D80MK

 

Điện áp hoạt động	5VDC
Dòng diện hoạt động	20Ma
Nhiệt độ hoạt động	-25 độ C đến 55 độ C
Dải khoảng cách	3-80cm
Loại cảm biến	NPN

Ứng dụng:

-         Phát hiện chai tại các vị trí: đầu băng tải, cấp nước, xoáy nắp

-         Phát hiện nắp trên chai.

-         Phát hiện mực nước.

2.4. Phần tử khí nén

2.4.1. Van điện từ khí nén

a) Khái niệm và nguyên lí hoạt động van điện từ khí nén

-         Khái niệm

Van điện từ là một thiết bị cơ điện, dùng để kiểm soátdòng chảy chất khí dựa vào nguyên lí chặn đóng mở do lực tác động của cuộn dây điện từ.  

-         Nguyên lý làm việc của van điện từ khí nén

Có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi săt và 1 lò so nén vào lõi sắt, trong khi đó, lõi sắt lại tỳ lên đầu 1 giăng bằng cao su. Bình thường nếu không có điện thì lò so ép vào lõi sắt, van sẽ ở trạng thái đóng.

Nếu chúng ta tiếp điện, tức là cho dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường sẽ tác động làm hút lõi sắt ra, từ trường này có lực đủ mạnh để thắng được lò so, lúc này van mở ra.

Hầu hết các loại van điện từ thường đóng (van điện từ phổ biến nhất) được hoạt động dựa vào nguyên lí này. Nguyên lí hoạt động của các van điện từ thường mở cũng hoạt động trên nguyên lí tương tự như thế.

b) Van điện từ khí nén 5/2

-         Nguyên lí hoạt động

• Trạng thái ban đầu, cửa 1 đang thông với cửa số 2, cửa số 4 thông với cửa số 5 và cửa số 3 bị chặn lại.
• Khi điện tác động, từ trường kéo lò xo, lo xo đẩy cửa số 1 sẽ thông với cửa số 4, cửa số 2 thông cửa số 3 và cửa số 5 bị đóng lại.

a)     Kí hiệu van 5/2

Hình 2.8Kí hiệu van 5/2

b)    Cấu tạo van 5/2

Hình 2.9Cấu tạo van 5/2

c)     Van 5/2 trong thực tế

Hình 2.10 Van khí nén 5/2

2.4.2. Xylanh khí nén

a)   Khái niệm và chức năng

-         Khái niệm: Là cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học.

-         Chức năng: thực hiện các chuyển động tịnh tiến và quay trong các cơ cấu.

b)  Xy lanh tác động kép

Hình 2.11Xylanh Mal16x75

Bảng 2.5Thông số kĩ thuật Xylanh Mal16x75

Bore size	16mm
Port size	M5
Stroke	25-300mm
Piston port size	M6x1

2.4.3. Máy bơm

a) Khái niệm

Bơm là máy dùng để di chuyển dòng môi chất và tăng năng lượng của dòng môi chất. Khi bơm làm việc, năng lượng bơm nhậnđược từ động cơ sẽ chuyển hóa thành thế năng, động năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng môi chất.

b) Máy bơm áp suất ZQ2202

Hình 2.12 Máy bơm WDB-38F

Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật bơm WDB-38F

Điện áp hoạt động	12VDC
Dòng hoạt động	2.2A
Áp suất	5.5 bar
Lưu lượng	3l/min

 

2.5. Các khối nguồn

2.5.1. Khối nguồn 24v

Hình 2.13 Nguồn tổ ong 24v

Bảng 2.7 Thông số kĩ thuật bộ nguồn 24V

Điện áp vào	110v-220VAC
Điện áp ra	24VDC
Dòng ra	3A
Công suất	72W

-         Công dụng:

• Cấp nguồn cho PLC.
• Cấp nguồn cho động cơ băng tải, xoáy nắp,bơm nước.
• Cấp nguồn cho các thiết bị khác như: role trung gian, nút ấn,..

2.5.2. .Khối nguồn 12V

Hình 2.14 Nguồn tổ ong 12V 2A

Bảng 2.8 Thông số kĩ thuật bộ nguồn 12V

Điện áp vào	110-220VAC
Điện áp ra	12VDC
Dòng ra	2A

-         Công dụng: Cấp nguồn cho động cơ cấp chai và động cơ máy bơm

2.5.3. Khối nguồn 5V

................

CHƯƠNG 1. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

Sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em đã trang bị thêm được cho mình một số kiến kiến thức chuyên môn mà khi học lý thuyết chúng em chưa được hiểu rõ, cũng như có thêm được một số kinh nghiệm gia công chi tiết, biết thêm được nhưng cửa hàng hay là nơi chuyên buôn bán các chi tiết vật liệu cơ khí. Những vấn đề mà chúng em đã đạt và còn hạn chế trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

1.1. Kết quả đạt được

-         Nắm rõ được quy trình để thiết kế và chế tạo một sản phẩm chi tiết máy.

-         Biết sử dụng được thêm nhiều phần mêm trong ngành cơ khí: solidworks,….

-         Biết được các quy tắc và tác phong khi làm việc ở nhà xưởng.

-         Khả năng và tinh thần làm việc nhóm được nâng cao.

-         Kiến thưc chuyên môn được nâng cao làm bước đà sau khi tốt nghiệp.

-         Thiết kế, chế tạo, vận hành cơ bản hệ thống.

1.2. Đánh giá

Qua đồ án lần này chúng em mới cảm nhận thấy được tầm quan trọng của mỗi sản phẩm mình làm ra có tầm quan trọng như thế nào đối với xã hội, mỗi một sản phẩm làm ra góp phần tăng trưởng nền kinh tế của nước ta. Sản phẩm của nhóm làm ra tuy không được hoàn thiện như mong muốn nhưng nó cũng là tâm huyết mà nhóm em đã cực khổ làm ngày,đêm để hoàn thành được nó. Do còn nhiều hạn chế về kiến thức cũng như là kiến thức thực tế và tình hình tài chính không cho phép nên đồ án chỉ dừng lại ở mức độ cho phép mong quý thầy cô thông cảm. Đề tài tốt nghiệp là bài học cuối cùng mà các thầy cô dành cho tất cả chúng em, nó giúp chúng em cũng cố lại toàn bộ kiến thức đã học,cũng như là rèn luyện lại tay nghề chúng em cho vững chắc. Bài học này giúp cho chúng em biết cách thiết kế bản vẽ như thế nào là hợp lý, chính xác gia công được chi tiết đó và nó giúp chúng nhận biết sự khác biệt rõ giữa chi tiết trên bản vẽ và cách gia công thật ngoài thực tế. Đồ án giúp em đánh giá được thực lực điểm mạnh và điểm yếu của mình.

1.3. Hạn chế và phương pháp giải quyết

1.3.1. Hạn chế

-         Thời gian đầu làm đồ án còn chưa quen và bỡ ngỡ với công việc.

-         Trong quá trình gia công chi tiết sai sót nên khi lắp ráp gặp phải khó khăn dẫn đến phải điều chỉnh lại các chi tiết nhiều lần.

-         Do thời gian và kinh phí có hạn bên cạnh đó hiểu biết về thực tiễn về gia công cơ khí chưa được tốt nên đồ án hoàn thành chưa thực sự tốt.

-         Cơ cấu cấu chai còn chưa ổn định.

-         Các chi tiết gá chưa tối ưu dẫn đến hoạt động chưa chính xác hoàn toàn.

1.3.2. Phương pháp giải quyết

-         Do những hạn chế về mặt kiến thức,thời gian,điều kiện kinh tế nên trong phạm vi đồ án chỉ dừng lại ở mô hình,hi vọng đề tài ngày càng được nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn nữa trong tương lai để có thể ứng dụng trong các nhà máy sản xuất trong thực tế,đó là hướng phát triển của đề tài mà nhóm mong muốn thực hiện được.

-         Sử dụng phần mềm để điều khiển, giám sát hệ thống.

-         Thiết kế, chế tạo chính xác các chi tiết gá để tránh tình trạng sai sót trong vận hành.