KHẢO SÁT MÁY ĐÓNG GÓI GIÒ TỰ ĐỘNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1002.7 KB, 39 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT MÁY ĐÓNG GÓI
GIÒ TỰ ĐỘNG
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Qúy
Ngành: Cơ điện tử
Niên khóa: 2008 – 2012
Tháng 6/2012
KHẢO SÁT MÁY ĐÓNG GÓI GIÒ CHẢ TỰ ĐỘNG
Tác giả
NGUYỄN VĂN QUÝ
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng 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 và KS Nguyễn Trung Trực lời cảm ơn
chân thành. Cảm ơn Thầy và anh đã tận tình hướng dẫn, định hướng, tạo điều
kiện giúp em hoàn thành luận văn này.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô ở khoa Cơ khí Công
nghệ Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt
kiến thức và định hướng cho em trong suốt khóa học.
Cuối cùng chúng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ
chúng em trong suốt quá trình học tập.
Xin trân trọng.
Nguyễn Văn Qúy
ii
TÓM TẮT
Đề tài "khảo sát máy đóng gói giò chả tự động" đã được thực hiện tại
trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, hoàn tất vào đầu tháng 6
năm 2012.
Đề tài đã thực hiện thành công. Điều khiển hệ thống dùng PLC S7300. Đầu
vào là màn hình cảm ứng, công tắc hành trình và nút nhấn. Đầu ra là cơ cấu
chấp hành (3 xi lanh).
Nhiệm vụ chính của đề tài:
-
Khảo sát máy đóng gói giò, từ đó vẽ bản vẽ chi tiết của một số chi tiết
máy quan trọng.
-
Dùng phần mềm Step 7 lập trình cho PLC S7300 để điều khiển máy
đóng gói giò.
Kết quả thu được:
-
Đã hiểu được các cơ cấu máy cũng như hoạt động của chúng.
-
Đã lập trình thành công trong việc điều khiển máy cho công ty Việt
Hương Food ở xã Bình Mỹ huyện Hooc Môn.
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 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích .......................................................................................................................... 1
Chương 2 TỔNG QUAN............................................................................................................ 2
2.1 Khái quát về máy đóng gói giò ........................................................................................ 2
2.1.1 Sơ đồ kết hợp giữa máy đóng gói giò và máy đùn giò .............................................. 2
2.1.2 Giới thiệu về máy đùn giò ( lấy ví dụ là 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 của 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 các hằng số .............................................................................................. 8
2.2.2 Các ngôn ngữ lập trình ............................................................................................. 9
2.2.2.1 Ngôn ngữ lập trình LAD: .................................................................................. 9
2.2.2.2 Ngôn ngữ lập trình FBD : ................................................................................ 10
2.2.2.3 Ngôn ngữ lập trình STL.................................................................................... 10
2.2.2.4 Ngôn ngữ lập trình SCL (Structured Control Language): ............................... 11
iv
2.2.2.5 Ngôn ngữ lập trình : S7-Graph. ....................................................................... 12
2.2.2.6 Ngôn ngữ lập trình : S7-HiGraph. .................................................................... 12
Chương 3 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 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. ................................................................................ 14
4.1 Khảo sát máy đóng gói giò ............................................................................................ 14
4.1.1 Cấu tạo và 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 bộ điều khiển bằng 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 ra Output ................................................................................ 24
Chương 5 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 giữa máy đóng gói giò và máy đùn giò .............................................. 2
Hình 2.2 Máy đóng gói giò (trái) và 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 về 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 - 3 ................................................................................ 5
Bảng 2.3 Các vùng nhớ PLC S7300 .......................................................................................... 8
Bảng 4.1: Các thiết bị chính của hệ thống điều khiển bằng PLC. ........................................... 22
viii
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Xu hướng tự động hóa ngày càng được phát triển trong thời buổi đất nước
ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiên đại hóa. Lao động thủ công của con
người dần được thay thế bằng các máy móc hiện đại. Nó không những đảm bảo
mà còn nâng cao chất lượng cũng như số lượng sản phẩm, giá thành cũng được
hạ xuống.
Trong sản xuất thực phẩm nói chung và chế biến giò chả nói riêng cũng cần
được tự động hóa.
1.2 Mục đích
Để đáp ứng được nhu cầu thực thế nhằm nâng cao chất lượng, giảm giá
thành sản phẩm phù hợp với yêu cầu của thị trường.
Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ, bộ môn Cơ
Điện Tử. Em đã làm đề tài: "khảo sát máy đóng gói giò chả tự động". Nhằm
mục đích:
- Tìm hiều cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy đóng gói giò chả.
- Lập trình điều khiển máy dùng PLC S7300.
- Xác định những ưu nhược điểm của máy đóng gói giò từ đó đề ra
những hướng khắc phục nhược điểm và phát huy ưu điểm.
1
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Khái quát về máy đóng gói giò
Máy đóng gói giò phải kết hợp với máy đùn giò. Nguyên liệu của máy đóng
gói là sản phẩm của máy đùn giò.
2.1.1 Sơ đồ kết hợp giữa máy đóng gói giò và máy đùn giò
Ống dẫn
nguyên liệu
Nguyên liệu
Máy đùn giò
Máy đóng gói
giò
Sản
phẩm
Vỏ bọc
giò
Hình 2.1: Sơ đồ kết hợp giữa máy đóng gói giò và máy đùn giò
Nguyên liệu là thịt nạc, thịt mỡ và một số phụ gia được trộn theo một tỉ lệ
hợp lý đã được xay nhuyễn.
2
Nguyên liệu được cho vào máy đùn giò. Ở đây chúng được định lượng để
đùn số lượng giò theo thông số đã được thiết lập. Chúng được dẫn sang qua ống
dẫn nguyên liệu. Lúc này nguyên liệu được bao bọc bởi vỏ bọc chất liệu nilon
sẽ được kẹp lại và cắt ra từng đoạn tại đây.
Sản phẩm máy đóng gói giò được ướp lạnh tại chỗ sau đó cho vào nồi hấp.
Hình 2.2 Máy đóng gói giò (trái) và máy đùn giò (phải).
2.1.2 Giới thiệu về máy đùn giò ( lấy ví dụ là máy Konti A50)
Hình 2.3 Máy đùn giò Konti A50
3
2.1.2.1 Cấu tạo
Máy hỗ trợ bên ngoài vỏ và phiễu là hoàn toàn bằng thép không rỉ. Tốc độ,
số lượng liên kết và tạm dừng vô hạn điều chỉnh. Bộ nhớ trong hỗ trợ lên đến
99 chương trình .
2.1.2.2 Nguyên lý
Điều khiển điện tử chân không đầy đủ liên tục nhồi thích hợp cho tất cả
các loại giò.
2.1.2.3 Thông số kỹ thuật
Dung lượng phiễu
80 lít
Năng suất
2300 kg/h
Áp lực
35bar
Phạm vi đùn
5-100 gram
Tốc độ nhồi
300 vòng/ phút
Nguồn điện
220V/3,4KW
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật máy KontiA50
2.1.3 Máy đóng gói giò LSK-3
Hình 2.4 Máy đóng gói giò LSK-3
4
Các thông số kỹ thuật và năng suất
Tên máy
LSK-3
Nơi sản xuất
Trung Quốc
Áp suất không khí (Mpa)
0.5-0.6
Điện áp (V)
AC 220V, DC 24V
Tốc độ dập (lần/phút)
30 - 50
Kích thước (mm)
1000 * 620 * 1560 mm
Khối lượng
450 KG
Chất liệu kẹp
Nhôm
Đường kính vòng nhôm (mm)
2.1 - 2.9
Chất liệu đóng gói
Màng phức hợp nilon
Đường kinh giò (mm)
35-120
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật máy LSK-3
2.2 Thiết bị điều khiển dùng PLC S 7300
2.2.1 Cấu hình phần cứng
2.2.1.1 Cấu tạo của họ PLC- S7-300
PLC Step S7-300 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại
PLC đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản (chỉ để xử
lý) sau đó ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở
rộng tiêu chuẩn.
Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là
hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể.
5
2.2.1.1 Các nút cơ bản.
Các nút cơ bản của PLC S7-300 như hình dưới
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 đang làm việc.
+ Đèn STOP: Báo PLC dang ở chế độ dừng.
2.2.1.2 Công tắc chuyển đổi chế độ:
+ RUN-P: Chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình.
+ RUN: Đưa PLC vào chế độ làm việc.
+ STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ.
+ MRES: Vị trí chỉ định chế độ xoá chương trình trong CPU.
Muốn xoá chương trình trong PLC thì giữ nút bấm về vị trí MRES để đèn
STOP nhấp nháy, khi thôi không nhấp nháy thì nhả nhanh tay. Làm lại nhanh
một lần nữa (không để ý đèn STOP) nếu đèn vàng nháy nhiều lần là xong, nếu
không thì phải làm lại.
2.2.1.3 Các kiểu module
Tuỳ theo quá trình tự động hoá đòi hỏi số lượng đầu vào và đầu ra mà phải
lắp thêm bao nhiêu module mở rộng cũng như loại module cho phù hợp. Tối đa
có thể gá thêm 32 module vào ra trên 4 panen (rãnh), trên mỗi panen ngoài
6
module nguồn, CPU và module ghép nối còn gá được 8 các module về bên
phải. Thường Step 7- 300 sử dụng các module sau:
+ Module nguồn PS.
+ Module ghép nối IM (Intefare Module).
+ Module tín hiệu SM (Signal Module):
- Vào số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
- Ra số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
- Vào ra số các loại: 8 kênh vào 8 kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh ra.
- Vào tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.
- Ra tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.
- Vào, ra tương tự các loại: 2 kênh vào 2 kênh ra, 4 kênh vào 4 kênh ra.
+ Module hàm (Function Module).
- Đếm tốc độ cao.
- Truyền thông CP 340, CP340- 1, CP341.
+ Module điều khiển (Control Module):
- Module điều khiển PID.
- Module điều khiển Fuzzy.
-Module điều khiển rô bốt.
- Module điều khiển động cơ bước.
- Module điều khiển động cơ servo.
7
2.2.1.4 Vùng đối tượng
Các vùng nhớ
Bảng 2.3 Các vùng nhớ PLC S7300
2.2.1.5 Nhập các hằng số
Các hằng số được viết gồm phần đầu và tham số di liền nhau ví dụ:
B#16#1A là số: viết dạng byte, cơ số 16, giá trị là 1A tương ứng cơ số thập
phân là 26.
8
Các hằng số về thời gian được viết theo các ký hiệu: D (Date) ngày_ H
(Hours) giờ M (minuter) phút_ S (seconds) giây_ MS (milliseconds) mili giây
ví dụ 2D_23H_10M_50S_13MS là: 2 ngày, 23 giờ, 10 phút, 50 giây, 13 mili
giây.
Các kiểu viết hằng số được thể hiện trên bảng dưới:
Hình 2.2.1.6: Các kiểu viết hằng số
2.2.2 Các ngôn ngữ lập trình
Đối với PLC S7-300 có thể sử dụng 6 ngôn ngữ để lập trình.
2.2.2.1 Ngôn ngữ lập trình LAD:
Với loại ngôn ngữ này rất thích hợp với người quen thiết kế mạch điều
khiển Logic chương trình được viết dưới dạng liên kết giữa các công tắc:
9
Ví dụ:
2.2.2.2 Ngôn ngữ lập trình FBD :
Loại ngôn ngữ này thích hợp cho những người quen sử dụng và thiết kế
mạch điều khiển số.
Chương trình được viết dưới dạng liên kết của các hàm logic kỹ thuật số:
Ví dụ:
2.2.2.3 Ngôn ngữ lập trình STL
Đây là ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình
được ghép bởi nhiều lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một
hàng và đều có cấu trúc chung là : "tên lệnh" + "toán hạng".
10
Ví dụ:
2.2.2.4 Ngôn ngữ lập trình SCL (Structured Control Language):
Kiểu viết chương trình này sử dụng ngôn ngữ PASCAL. Rất phù hợp cho
những người đã viết các chương trình bằng ngôn ngữ máy tính.
ví dụ:
11
2.2.2.5 Ngôn ngữ lập trình : S7-Graph.
Ví dụ:
2.2.2.6 Ngôn ngữ lập trình : S7-HiGraph.
Đây là một loại ngôn ngữ viết chương trình rất phù hợp cho các bài toán
làm việc có tính tuần tự. Tại mỗi thời điểm chỉ có một bước được thực hiện.
Với kiểu lập trình này người lập trình phải sử dụng phương pháp lập trình có
cấu trúc.
12
Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
3.1 NỘI DUNG.
Khảo sát máy đóng gói giò tự động.
Dùng phần mềm Step 7 để lập trình điều khiển máy. Có hai chế độ điều
khiển là tự động và bằng tay
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
3.2.1 Phương tiện làm việc:
- Máy tính.
- Phần mềm Pro Engineer 5.0.
- Phần mềm Step 7 – S7 300.
- Tham khảo máy đóng gói giò tại xưởng sản xuất thực phẩm.
3.2.2 Phương pháp.
- Theo dõi hoạt động của máy đóng gói giò đã có sẵn.
- Chụp hình về các cơ cấu của máy.
13
Chương 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
4.1 Khảo sát, thiết kế máy đóng gói giò
4.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bản vẽ 3D máy đóng gói giò:
14
Hình 4.1: Bản vẽ 3D máy đóng gói giò
Hình 4.2: Bản vẽ 2D tổng quan về máy đóng gói giò
Bản vẽ các chi tiết máy (xem phụ lục 2)
15
4.1.1.1 Cơ cấu kẹp
Bản vẽ cơ 2D cấu kẹp:
Hình 4.3: Cơ cấu kẹp
Cấu tạo:
Xilanh 1, thanh truyền 2, 2 kẹp 3, ốc nối 4.
Nguyên tắc hoạt động:
Xi lanh 1 thay đổi hành trình: đẩy pittông đi lên kèm theo một đầu thanh
truyền 2 cũng đi lên làm cho đầu bên kia đi xuống (theo nguyên lý đòn bẩy).
Khi đó ốc nối 4 cũng được tác động làm cho 2 kẹp 3 di chuyển theo 2 hướng
ngược chiều. Từ đó hình thành cơ cấu kẹp.
16
