Đồ án Thi công và điều khiển mô hình chiết rót đóng nắp chai tự động (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thi công và điều khiển mô hình chiết rót đóng nắp chai tự động (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THI CÔNG VÀ ĐIÊÙ KHIÊN̉ MÔ HÌNH CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG GVHD : TS. VŨ QUANG HUY SVTH : VŨ VĂN THẮNG 12146177 HỒ TRỌNG HUY 12146068 S K L 0 0 4 5 0 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH ___ KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn : TS. VŨ QUANG HUY Sinh viên thực hiện : Vũ Văn Thắng 12146177 Hồ Trọng Huy 12146068 Lớp : 12146CLC Khóa : 2012 – 2016 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2016
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS. VŨ QUANG HUY Sinh viên thực hiện : Vũ Văn Thắng 12146177 Hồ Trọng Huy 12146068 1. Lớp: 12146CLC Khóa: 2012 – 2016 2. 3. Tên đề tài: “Thi Công Và Điều Khiển Mô Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động” 4. Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Các mô hình chiết rót nắp chai và thiết kế có trên mạng. • Các tài liệu về PLC và tài liệu về cảm biến trong công nghiệp 5. Nội dung chính của đồ án: • Tìm hiểu các thiết bị công nghiệp. • Thiết kế và chế tạo mô hình chiết rót nắp chai tự động được điều khiển bằng PLC S7-1214 DC/DC/DC Relay. • Thi công cơ khí và mạch điện cho chương trình. 6. Các sản phẩm dự kiến Mô hình chiết rót nắp chai tự động được điều khiển bằng PLC S7-1214 7. Ngày giao đồ án: 8. Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Được phép bảo vệ i
4. LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG” - GVHD: TS. Vũ Quang Huy - Họ tên sinh viên: Vũ Văn Thắng - MSSV: 12146177 Lớp: 12146CLC - Địa chỉ sinh viên: 115/21 Hồ Văn Tư-P. Trường Thọ-Q. Thủ Đức- TP. Hồ Chí Minh - Số điện thoại liên lạc: 0969789969 - Email: vuthang280994@gmail.com - Họ tên sinh viên: Hồ Trọng Huy - MSSV: 12146068 Lớp: 12146CLC - Địa chỉ sinh viên: 115/21 Hồ Văn Tư-P. Trường Thọ-Q. Thủ Đức- TP. Hồ Chí Minh - Số điện thoại liên lạc: 01627721733 - Email: huycena.ho@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 năm 2016 Ký tên Vũ Văn Thắng Hồ trọng Huy ii
5. LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cha mẹ, gia đình, những người đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội học tập và hoàn thành khóa học tại trường ĐH. SPKT. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án và hoàn thành báo cáo này, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn quý báu của các thầy, các anh chị và các bạn trong cùng khóa học. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Thầy Vũ Quang Huy, người thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong quá trình thực hiện đồ án. Một lần nữa xin gửi lời tri ân sâu sắc đến các thầy, các anh chị và các bạn, chúc sức khỏe và thành công. Nhóm sinh viên thực hiện đồ án. Vũ Văn Thắng Hồ Trọng Huy iii
6. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tên đề tài: “Mô Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động Phục Vụ Cho Dạy Học” Mô hình chiết rót đóng nắp chai tự động phục vụ cho dạy học dùng để hỗ trợ cho việc học tập. Giúp sinh viên làm quen với các thiết bị công nghiệp,làm quen với cách viết chương trình điều khiển PLC. Mô hình sử dụng thiết bị điều khiển S7 –1200 để điều khiển các thiết bị như cảm biến, xy-lanh, động cơ, băng chuyền. Chương trình được viết trên PLC có thể dùng nhiều cách viết khác nhau. Mô hình hoạt động nhờ các tín hiệu từ nút nhấn, cảm biến truyền cho PLC. Sử dụng các rơ-le để đảm bảo tính toàn cho mô hình, đóng ngắt điện. Nhóm sinh viên thực hiện đồ án. Vũ Văn Thắng Hồ Trọng Huy iv
7. MỤC LỤC Trang tựa Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC v DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH viii BẢNG PHÂN CÔNG KẾ HOẠCH x Chương 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1 1.5 Phương pháp thực hiện 2 1.6 Kết cấu đồ án 2 Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 3 2.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 3 2.2 Tổng quan về tự động hóa quá trình sản xuất 5 2.3 Phân loại tự động hóa 7 2.3.1 Tự động hóa cứng 7 2.3.2 Tự động hóa lập trình 8 2.3.3 Tự động hóa linh hoạt 8 Chương 3: XU HƯỚNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ 9 3.1 Tìm hiểu các hướng phát triển hiện nay 9 3.1.1 Công nghiệp robot 9 v
8. 3.1.2 Sự trở lại của các phân xưởng sản xuất lớn 10 3.1.3 Đa kết nối 10 3.1.4 Dữ liệu lớn 10 3.2 Các chủ đề của Kỹ thuật điều khiển thông thường 11 3.2.1 Lý thuyết điều khiển 11 3.2.2 Lý thuyết hệ thống 12 3.2.3 Mô hình hoá và mô phỏng, nhận dạng hệ thống 14 3.2.4 Điều khiển các loại máy điện, truyền động và hệ thống năng lượng 15 3.2.5 Điều khiển các hệ sinh học 17 3.3 Tự động hóa chương trình 19 3.3.1 Cảm biến cơ cấu chấp hành, I/O thông minh, hệ thống đo lường 19 3.3.2 Hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện 19 3.3.3 Mạng công nghiệp và điều khiển 20 3.3.4 Giao diện người-máy, các hệ SCADA, DCS, CIM 21 3.3.5 Điều khiển chuyển động 22 3.3.6 Điều khiển quá trình công nghệ 23 3.4 Hệ thống điều khiển PLC 28 3.4.1 Giới thiệu về PLC 28 3.4.2 Cấu trúc PLC 29 3.4.3 Nguyên lý hoạt động của PLC 30 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ - THI CÔNG PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 32 4.1 Cơ sở lýthuyết 32 4.1.1 Động cơ điện một chiều 32 4.1.2 Motor bơm nước 37 4.1.3 Van đảo chiều 39 4.1.4 Xy lanh khí nén 40 4.1.5 Cảm biến 42 4.1.6 Role điện từ 42 vi
9. 4.1.7 Biến Tần 45 4.1.8 Sơ lược PLC (Programmable Logic Controller ) 48 4.2 Phương án thiết kế 54 4.2.1 Phương án 1 54 4.2.2 Phương án 2 55 4.2.3 Lựa chọn phương án 56 4.3 Thiết kế cơ khí 56 4.3.1 Phương pháp thiết kế cơ khí 56 4.3.2 Bản vẽ cơ khí 58 4.3.3 Thiết kế hệ dẫn động băng tải 62 4.4 Thiết kế mạch điện 71 Chương 5: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 72 5.1 Lưu đồ giải thuật 72 5.2 Chương trình điều khiển PLC 75 5.3 Giao diện giám sát và điều khiển WinCC Runtime V13 81 Chương 6: THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 83 6.1 Các bước chuẩn bị. 83 6.2 Thử nghiệm 83 6.3 Phân tích quá trình 83 Chương 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 84 7.1 Những kết qủa đạt được 84 7.1.1 Phần thiết kế cơ khí 84 7.1.2 Phần điều khiển 84 7.2 Những hạn chế còn tồn tại 84 7.3 Hướng phát triển đề tài 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 vii
10. DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH Hình 2.0 Dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai trà xanh 4 Hình 2.1 Máy chiết rót đóng nắp chai 4 Hình 2.2 Máy chiết rót đóng nắp chai bình 20 lít 5 Hình 2.3 Dây truyền tự động hóa sản xuất 6 Hình 2.4 Dây truyền dán nhãn chai 8 Hình 3.1 Mô hình nghiên cứu và phát triển cánh tay robot 9 Hình 3.2 Phạm vi lý thuyết điều khiển, đầu vào, đầu ra và tín hiệu phản hồi 11 Hình 3.3 Khái niệm vòng phản hồi điều khiển hành vi động lực của hệ thống 12 Hình 3.4 Sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa các khái niệm cơ bản của hệ thống 13 Hình 3.5 Mô hình toán của hệ thống 14 Hình 3.6 Các phương pháp điều khiển thông minh hiện đại 15 Hình 3.7 Bảng phân phối tập mờ theo tuổi 16 Hình 3.8 Ví dụ giao diện người dùng của Logic mờ 17 Hình 3.9 Hệ thống phản hồi tín hiệu 18 Hình 3.10 Hệ thống hoạt động của cơ cấu chấp hành 19 Hình 3.11 Dây truyền lắp ráp oto tự động 20 Hình 3.12 Mô hình mạng công nghiệp trường học 21 Hình 3.13 Bảng thiết kế giao diện người máy 22 Hình 3.14 Bộ điều khiển tự động Mitsubishi 23 Hình 3.15 Sơ đồ điều khiển thích nghi quá trình công nghệ 23 Hình 3.16 Hệ thống thông tin kết nối với nhau theo thời gian thực 25 Hình 3.17 Kiến trúc hệ tổng thể của một hệ thống nhúng 26 Hình 3.18 Cấu trúc chung của một vi điều khiển 27 Hình 3.19 Hệ thống điều khiển PLC, tín hiệu vào và ra 29 Hình 3.20 Cấu trúc PLC 29 Hình 3.21 Nguyên lý hoạt động PLC 30 Hình 3.22 Mô hình hoạt động PLC 31 viii
11. Hình 4.1 Động cơ DC có hộp giảm tốc 32 Hình 4.2 Động cơ bơm nước 37 Hình 4.3 Cấu tạo chung của máy bơm nước 38 Hình 4.4 Van đảo chiều 5/2 40 Hình 4.5 Hướng thoát khí theo cấu tạo van 5/2 40 Hình 4.6 Xy lanh tác động kép để kẹp cổ chai vặn nắp 41 Hình 4.7 Xy lanh tác động kép 41 Hình 4.8 Cảm biến điện dung 42 Hình 4.9 Rơ-le điện từ Omron 43 Hình 4.10 Cấu tạo bên trong và nguyên lý hoạt động của Rơ-le 43 Hình 4.11 Sơ đồ mạch bên trong của một biến tần 46 Hình 4.12 Biến tần Frenic-Mini FRN0.2C1S-2A 46 Hình 4.13 Những ưu điểm của biến tần Frenic 47 Hình 4.14 Bảng hướng dẫn cài đặt biến tần Frenic-Mini FRN0.2C1S-2A 47 Hình 4.15a Hình hướng dẫn nối chân nguồn vào biến tần và ra động cơ 48 Hình 4.15b Hướng dẫn nối chân cấp tín hiệu cho biến tần 48 Hình 4.16 PLC S7-1214 49 Hình 4.17 So sánh giữa PLC S7-1214 và S7-200 về các module mở rộng 51 Hình 4.18 CPU S7-1214 51 Hình 4.19 Các tính năng của CPU S7-1214 52 Hình 4.20 Các tính năng của Module mở rộng PLC 53 Hình 4.21 Các kiểu kết nối của PLC S7-1214 54 Hình 4.22 Một số loại PLC 55 Hình 4.23 Mạch Adruno Uno R3 55 Hình 4.24 Lưu đồ quá trình thiết kế mô hình 57 Hình 4.25 Kích thước băng truyền 67 Hình 4.26 Sơ đồ phân bố lực trên dây băng tải 70 Hình 4.27 Sơ đồ mạch điện 71 ix
12. Hình 5.1 Giao diện giám sát qua máy tính 81 Hình 5.2 Giao thức kết nối 81 Hình 5.3 Cổng kết nối HMI trên TIA Portal 82 x
13. Đề tài : THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG. GVHD: Vũ Quang Huy. SĐT: 0918748924 Thành viên: Vũ Văn Thắng, Hồ Trọng Huy. Ngày bắt đầu: 29/2/2016. Ngày hoàn thành: 13/7/2016. Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần STT Nội dung công việc Thực hiện 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Nghiên cứu và tìm hiểu trên mạng,các 1 đồ án đã thực Huy,Thắng X X hiện,đọc các tài liệu về PLC. Thiết kế phần cứng, mua và thuê vật liệu: 2 Huy,Thắng X X X X X X gồm khung cơ khí và phần điện. Kết nối phần cứng 3 vào PLC và lập trình Thắng X X X cho máy. Chạy thử máy và 4 kiểm tra lỗi và sửa Thắng X X X X chữa. 5 Viết báo cáo. Huy X X X X X X X X Thiết kế giao diện và 6 kết nối điều khiển Huy X X X qua mạng. x
14. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cán bộ hướng dẫn : Tiến Sĩ Vũ Quang Huy Sinh viên thực hiện : Vũ Văn Thắng MSSV: 12146177 Sinh viên thực hiện : Hồ Trọng Huy MSSV: 12104068 Tên đề tài: THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG. Yêu cầu đề tài: Hệ thống vận hành tốt và có độ chính xác cao. Giới hạn đề tài: Do còn nhiều hạn chế nên đề tài chỉ được thực hiện bằng mô hình. Dự kiến tiến độ thực hiện: Dự kiến Chữ ký và ý kiến Tuần Thời gian Nội dung kết quả của GV hướng Ghi chú đạt được dẫn theo tuần Khảo sát dây chuyền đóng nắp 29/2/2016 chai ở công ty Coca-cola, phân tích Hoàn 1. đến quy trình đóng nắp chai từ đó lên thành 6/3/2016 kế hoạch và đưa ra phương án để 100% thiết kế và thi công. 2. 3. 4. 7/3/2016 Hoàn đến Thi công hệ thống cơ khí – điện thành 5. 17/4/2016 100% 6. 7. 8. 18/4/2016 Hoàn Kết nối PLC và viết chương trình. 9. đến thành Viết báo cáo. 8/5/2016 100% 10. 9/5/2016 Hoàn Chạy thử, kiểm tra lỗi và sữa chữa. 11. đến thành Viết báo cáo. 15/5/2016 100% 16/5/2016 Hoàn 12. Thiết kế giao diện mạng. đến thành Viết báo cáo. 13. 30/5/2016 100% 14. 31/6/2016 Hoàn đến Viết báo cáo. thành 15. 13/7/2016 100% xi
15. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài. - Từ thực tế cuộc sống công nghiệp của con người, họ muốn máy móc có thể đảm nhiệm và hoàn thành tốt công việc của họ. Thấy được những yêu cầu từ xã hội các trường đã đưa vào trong giảng dạy. Trong dạy học ngoài giờ dạy lý thuyết còn cần những giờ dạy thực hành để sinh viên áp dụng những gì đã học vào thực tế. Trong những giờ dạy thực hành đó đó các mô hình dạy học là không thể thiếu. - Qua đó nhóm em chọn “Thiết kế, thi công mô hình chiết rót và đóng nắp chai nước tự động phục vụ cho dạy học” dùng PLC lập trình để làm đề tài Đồ án cơ điện tử. 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. - Chiết rót đóng nắp chai là hệ thống phổ biến và rất phát triển trong ngành sản xuất nước giải khác. Những công ty, cơ sở sản xuất nước khoáng, nước ngọt việc làm thủ công xúc rữa chai, chiết rót nước vào chai, đóng nắp, dán nhãn và thổi màng có phải cần nhiều người, lượng nước không đồng đều và năng suất không cao, mất nhiều thời gian.Vì thế, ứng dụng tự động hóa trong quá trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ tối đa giá thành. Một trong những phương án hiệu quả và được sử dụng rộng rãi hiện nay là thay thế những hệ thống lạc hậu, không hiệu quả bằng những dây chuyền tự động được điều khiển tự động bằng máy tính hoặc các thiết bị chuyên dụng. Việc máy móc đảm nhận công việc thay cho con người sẽ mang lại hiệu quả cao. 1.3 Mục tiêu nghiên cứu. Nghiên cứu và thiết kế mô hình chiết rót đóng chai tự động: - Thiết kế cơ khí và thiết kế phần điều khiển cho mô hình - Xây dựng thuật toán điều khiển cho chương trình - Tiến hành thực nghiệm. 1.4 Đối tượng nghiên cứu. Trang 1
16. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM - Thiết kế, chế tạo mô hình chiết rót đóng nắp chai tự động theo hình ảnh và video thực tế. Xây dựng chương trình điều khiển cho mô hình. 1.5 Phương pháp thực hiện. - Tìm hiểu tài liệu: nhóm tìm hiểu các tài liệu liên quan thiết kế cơ khí, thiết kế mạch điện - điện tử, phần mềm viết chương trình. - Tham khảo từ nhiều nguồn khác: từ hình ảnh, video thực tế, sự giúp đỡ trực tiếp của các giảng viên chuyên ngành thuộc Bộ môn Cơ điện từ. - Phương pháp thực nghiệm, thử và sửa sai: Thiết kế và chế tạo thiết bị mô hình chiết rót đóng nắp chai không chỉ dừng lại ở việc tính toán, thiết kế trên lý thuyết mà còn phải trải qua quá trình thi công chế tạo thực tế, từ đó rút ra kinh nghiệm, khắc phục các thiếu sót. 1.6 Kết cấu đồ án. Đồ án gồm 7 chương với nội dung như sau: - Chương 1: Giới thiệu: Giới thiệu lý do chọn đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, mục tiêu nghiên cứu của đề tài. - Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài: Tổng quan về nghiên cứu, tự động hóa sản xuất, phân loại tự động hóa. - Chương 3:Xu hướng và ứng dụng trong thực tế: Tìm các xu hướng phát triển hiện nay, tự động hóa quá trình, phân loại, điều khiển bằng máy tính,qua mạng. - Chương 4: Phương án thiết kế, thi công phần cứng, phần mềm: Giới thiệu thiết bị, bảng thiết kế, thiết kế cơ khí, thiết kế mạch điện, lập trình. - Chương 5: Thực nghiệm và phân tích: Các bước chuẩn bị và thực hiện. - Chương 6: Kết luận – Kiến nghị: Những kết quả đạt được,hạn chế còn tồn tại, hướng phát triển đề tài. Trang 2
17. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Chương 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu. - Ngày nay, việc tự động hóa các trang thiết bị trong các công ty, nhà máy, xí nghiệp ngày càng phổ biến và phát triển. Ở đất nước có cường độ làm việc và độ chính xác cao, con người không thể đảm nhiệm được, lúc đó máy móc sẽ thay con người nhưng dưới sự giám sát của con người. Vì vậy, việc tự động hóa các máy móc với trang thiết bị hiện đại là điều rất cần thiết. Bên cạnh đó là việc phát triển các phần mềm trong việc quản lý các hệ thống thông dụng trong ngành công nghiệp, điều khiển các dây truyền sản xuất giám sát thông qua các chương trình phần mềm giao diện như : WinCC, Visual Basic, Quick Basic, Turbol C++, Delphi - Với sự ứng dụng của khoa học kỹ thuật, thế giới đã có những chuyền biến rõ rệt và ngày càng tiên tiến hơn, hiện đại hơn. Sự phát triển của công nghệ, đặc biệt là công nghê tự động đã tạo ra hàng loạt dây chuyền sản xuất, thiết bị máy móc hiện đại với những đặc điểm vượt trội như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, khả năng thích ứng, sự chuyên môn hóa đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nền công nghiệp hiện đại. - Công nghệ tự động hóa trở thành một ngành kỹ thuật đa nhiệm vụ, nó đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành khác như trong công nghiệp, xây dựng, y tế kể cả trong nông lâm nghiệp và ngày càng được ứng dụng nhiều trong thực tế đời sống hàng ngày. Lợi ích lớn nhất của tự động hóa là nó tiết kiệm lao động, tuy nhiên, nó cũng được sử dụng để tiết kiệm năng lượng và nguyên vật liệu và nâng cao chất lượng, độ chính xác và độ chính xác. Tự động hóa đã được thực hiện bằng phương tiện khác nhau bao gồm cơ khí, thủy lực, khí nén, điện, điện tử và máy tính kết hợp. Các hệ thống phức tạp, chẳng hạn như các nhà máy hiện đại, máy bay và tàu thường sử dụng tất cả những kỹ thuật kết hợp. - Trong công nghiệp, trong những nhà máy sản xuất nước uống đóng chai thì dây chuyền chiết rót đóng nắp là một khâu không thể thiếu và rất quan trọng. Dưới đây là những hình ảnh từ những nhà máy chiết rót đóng nắp chai từ các nhà máy. Trang 3
18. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2.0 Dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai trà xanh. Hình 2.1 Máy chiết rót đóng nắp chai. Trang 4
19. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2.2 Máy chiết rót đóng nắp chai bình 20 lít. - Từ những hình ảnh trên có thể thấy được sự đa dạng của hệ thống chiết rót đóng nắp chai rất đa dạng có thể đóng nắp nhiều loại chai khác nhau có kích thước hình đáng khác nhau, khối lượng khác nhau. Việc chiết rót đóng nắp chai có thể là việc làm của một hệ thống lớn hoặc là một chiếc máy duy nhất chứng tỏ khoa học kỹ thật ngày càng phát triển. Chiết rót đóng nắp chai có thể là một hệ thống lớn hoặc một chiếc máy nhỏ nhưng đó điều là thành tựu của tự động hóa vào cuộc sống. 2.2 Tổng quan về tự động hóa quá trình sản xuất. - Cơ khí hóa là sử dụng năng lượng vi sinh vật để thực hiện toàn bộ hoặc một phần của quá trình sản xuất trừ việc điều khiển. Nhiệm vụ điều khiển ở đây do con người thực hiện. Như vậy cơ khí hóa là quá trình thay thế lao động cơ bắp của con người khi thực hiện các quá trình sản xuất. - Tự động hóa là quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ khí hóa,nghĩa là tự động hóa sử dụng năng lượng phi sinh vật để thực hiện và điều khiển toàn bộ hoặc một thành phần của quá trình sản xuất. Tóm lại tự động hóa là sự ứng dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính, để thực hiện và điều khiển quá trình mà không cần đến sự can thiệp trực tiếp của con người. - Nhiệm vụ của con người là kiểm tra hoạt động của máy móc, khắc phục các hỏng hóc sai lệch, lập trình và điều chỉnh máy để gia công các sản phẩm khác nhau. Người công Trang 5
20. ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM nhân không phải tham gia vào quá trình gia công chi tiết hoặc lắp ráp, do đó có thời gian để phục vụ nhiều máy. Xuất hiện loại công nhân trình độ cao, thợ điều chỉnh. Hình 2.3 Dây truyền tự động hóa sản xuất. - Để tự động hóa quá trình sản xuất cần phải có và ứng dụng các cơ cấu hoặc thiết bị tự động phù hợp. Điều đó không có nghĩa là tự động hóa quá trình sản xuất chỉ là một quá trình ứng dụng các thành phần, cơ cấu hoặc sơ đồ tự động riêng biệt vào các quá trình công nghệ có sẵn hoặc các máy móc đã có hoặc sẽ được thiết kế. Tự động hóa quá trình sản xuất luôn gắn liền với quá trình hoàn thiện và đổi mới công nghệ. Đó là một bài toán thiết kế công nghệ tổng hợp, có nhiệm vụ tạo ra kỹ thuật hoàn toàn mới dựa trên cơ sở các quá trình công nghệ gia công cơ, kiểm tra, lắp ráp tiên tiến (kể cả phương pháp công nghệ và thiết bị gia công mới ). Trong các quá trình sản xuất tự động hóa, các thiết bị và cơ cấu tự động đôi khi có ảnh hưởng ngược trở lại bản thân các quá trình công nghệ và từng nguyên công riêng biệt vào các quá trình công nghệ có sẵn hoặc các máy móc đã có sẵn hoặc sẽ được thiết kế. Tự động hóa quá trình sản xuất luôn gắn liền với quá trình hoàn thiện và đổi mới công nghệ. Tóm lại tự động hóa quá trình sản xuất cũng có thể được hiểu như là tổng hợp các biện pháp được sử dụng khi thiết kế các quá trình sản xuất và công nghệ mới, cải tiến. Trên cơ sở các quá trình sản suất và công nghệ đó tiến hành thiết lập các hệ thống thiết bị có năng suất cao, tự động thực hiện các thành phần của quá trình sản xuất mà không cần tới sự tham gia của con người. - Trong hệ thống chuẩn bị công nghệ thống nhất, các hệ thống tự động hóa được đánh giá theo 3 chỉ tiêu sau: hình thức, cấp và mức tự động hóa. Trang 6
21. S K L 0 0 2 1 5 4