ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối
với sự phát triển của một quốc gia. Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật…thì tự
động hóa không còn xa lạ và đã trở nên quen thuộc. Ở các nước này máy móc
hầu như đã thay thế lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đã
giảm hẳn và thay vào đó là những lao động chuyên môn, những kỹ sư có tay
nghề.
Là những sinh viên theo học chuyên ngành “Tự động hóa công nghiệp”
cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà,
em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có
nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ
tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa. Vì những lý do trên em đã chọn
đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống chiết rót nước giải khát”

Page 1


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2

Page 2


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Cơ sở lý thuyết
1.1.1. Băng tải.
Một hệ thống đang được sử dụng nhiều trong các nhà máy cơ sở sản xuất tiết
kiệm sức lao động, nhân công, thời gian và tăng hiệu quả rõ rệt đó chính là băng tải,
băng chuyền.
Hiểu một cách đơn giản nhất thì có thể hiểu băng tải là một cơ chế hoặc máy

hoặc thay thế thì các máy móc, thiết bị thường đi kèm các thiết bị gas lắp riêng. Tất
cả các băng tải khi dường máy đều có động cơ để kéo trùng băng tải để bảo vệ băng
tải không bị giãn, không bị nứt hoặc căng bề mặt.
1.1.1.3. Phân loại và quy mô sử dụng.
* Từ cầu tạo và chức năng của băng tải được phân thành các loại chính sau
Hình 1. Băng tải dạng thảm
- Băng tải dạng thảm: lắp đặt dễ dàng

- Băng tải xích: dùng để vận chuyển các vật liệu nặng

Page 4


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
Hình 1. Băng tải xích

- Băng tải con lăn gồm: băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn nhựa PVC,
băng tải con lăn thép mạ kẽm, băng tải con lăn truyền động bằng motor.

Page 5


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2

Hình 1. Băng tải con lăn
- Băng tải đứng: vận chuyển hàng hóa ở những độ cao khác nhau.

Hình 1. Băng tải đứng

- Băng tải xoắn ốc

+
+
+
+
+

Ít phải bảo dưỡng do không có cổ góp
Kết cấu bền vững
Khả năng điều khiển tốc độ quay đa dạng
Dùng nguồn trực tiếp từ lưới, sử dụng dể dàng
Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ

* Nhược điểm của động cơ điện xoay chiều:
+ Khi dùng trọng tải lớn thì chịu quá tải kém
+ Luôn vận hành gắn với hệ thống xoay chiều có sẵn
+ Cấu trúc điều khiển phức tạp khó mô tả toán học.
1.1.2.2. Động cơ điện một chiều.

Hình 1. Động cơ Một chiều

* Ưu điểm của động cơ điện một chiều:
+ Điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà không ảnh hưởng tới điện áp cung cấp. Dễ
dàng điều chỉnh tốc độ hơn động cơ xoay chiều.
+ Có thể dùng làm động cơ điện hay máy phát điện trong những điều kiện làm
việc khác nhau.
+ Có momen khởi động và làm việc lớn ổn định khi tải thay đổi.

Page 9



- Van logic
- Bộ điều khiển tuần tự
- Vi điều khiển, PLC...

Tín hiệu vào
Các phần tử đưa tín hiệu
- Nút ấn
- Công tắc hành trình
- Cảm biến tiệm cận...

Nguồn năng lượng
Trạm nguồn

Page 11


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
- Máy nén khí
- Bình tích áp
- Van điều chỉnh áp suất...

* Cấu trúc hệ thống điều khiển bằng khí nén.

Page 12


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2

1.1.3.1. Xy lanh.
Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng

- Van 2/2 có thể được chế tạo điều khiển bằng
tay, bằng tiếp xúc cơ khí, bằng khí nén hay điện- khí nén.
* Van 3/2.
Van 3/2 có 3 cổng làm việc ( vào(1), ra(2) và cổng
xả(3)và hai trạng thái.
Các van 3/2 được chế tạo rất đa dạng và ứng dụng cũng rất phong phú. Dạng
tác động có thể bằng tay, bằng tiếp xúc cơ khí, bằng khí nén hay bằng điện từ ở một
phía hoặc cả hai phía. Các van điều khiển bằng khí nén hay bằng điện từ cả hai phía
có đặc tính như một phần tử chuyển mạch có nhớ trạng thái ( Flip-Flop) hay còn gọi
là van xung
* Van 4/2.

Page 14


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
Van 4/2 có 4 cổng làm viêc (vào(1), ra (2,4) và chung một
cổng xả (3), hai trạng thái. Van 4/2 được ghép bởi hai van 3/2
trong một vỏ, một thường đóng, một thường mở.
Van 4/2 cũng có thể điều khiển bằng cơ khí, bằng khí nén hay điện một phía
hoặc cả hai phía. Các van điều khiển bằng khí nén hay điện cả hai phía cũng có đặc
điểm như một phần tử nhớ hai trạng thái.
Van 4/2 được sử dụng làm van đảo chiều xilanh kép hoặc động cơ.
* Van 5/2.
Van 5/2 có 5 cổng làm việc vào(1), ra (2, 4) và hai cửa xả
riêng cho mỗi trạng thái (3,5), có hai trạng thái.
Van 5/2 cũng có thể điều khiển bằng cơ khí, bằng khí nén hay điện một phía
hoặc cả hai phía. Các van điều khiển bằng khí nén hay điện cả hai phía có đặc điểm
như các van đã giới thiệu là một phần tử nhớ hai trạng thái.
Van 5/2 dùng làm van đảo chiều điều khiển xilanh tác dụng kép, động cơ.

- Khi áp suất P1 < P2 van xả nhanh sẽ tự động
đóng cửa 1 và mở cửa 3 tạo nên đường xả gần nhất
và quá trình xả nhanh hơn
* Van tiết lưu.
Van tiết lưu được sử dụng với mục đích điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp
hành. Trong thực tế, thường có yêu cầu khác nhau về tốc độ đối với các hành trình
của cơ cấu chấp hành nhằm đáp ứng về công nghệ và năng suất.
Vì vậy van tiết lưu hai chiều ít được sử dụng độc lập mà thường được sử dụng
kèm theo với van một chiều hoặc được chế tạo tích hợp trong cùng một vỏ để có
một tiết lưu một chiều

Page 16


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2

Van tiết lưu 2 chiều

Van tiết lưu 1 chiều

1.1.4. Cảm biến.
1.1.4.1. Định nghĩa.
Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý
hay hóa học ở môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập
thông tin về trạng thái hay quá trình đó.
1.1.4.2. Phân loại.
0

1
Tín hiệu ON/OFF

- Cảm biến quang điện.
- Cảm biến tiệp cận điện dung.
- Cảm biến siêu âm.
- Cảm biến nhiệt.
- Cảm biến lazer.
- Cảm biến điện cảm.

Page 18


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
1.1.4.3. Một số loại cảm biến.
* Cảm biến tiệp cận.
Đặc điểm cảm biến tiệm cận:
- Phát hiện vật không cần tiếp xúc.
- Tốc độ đáp ứng cao.
- Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.
- có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện từ.
Dĩ nhiên, thiết bị chỉ phát hiện được vật kim loại.
Cảm biến từ tiệm cận phát hiện các vật có từ trường.
Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện
dung tĩnh điện. Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi loại vật.

a.
b..
Hình 1. a.Cảm biến tiệm cận cảm ứng và điện dung b.Công tắc từ tiệm cận

Page 19


* Với đầu ra transistor có logic NPN:
- Thường mở: Tín hiệu điện áp thấp khi phát hiện ra vật. Tín hiệu điện áp cao
khi không có vật.
- Thường đóng: Tín hiệu thấp khi không có vật. Tín hiệu cao khi phát hiện ra
vật.
* Với đầu ra transistor có logic PNP:
- Thường mở: Tín hiệu điện áp cao khi phát hiện ra vật. Tín hiệu điện áp thấp
khi không có vật.
- Thường đóng: Tín hiệu cao khi không có vật. Tín hiệu thấp khi phát hiện ra
vật.
Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết
nối (âm và dương). Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây theo kiểu công tắc tiệm cận.

Page 21


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2

Hình 1.14 Đầu ra của cảm biến kiểu DC-2 dây
1.1.6. Tổng quan về PLC LOGO
1.1.6.1 Khái niệm PLC
Thiết bị điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Control), viết tắt là

PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số
thông qua một ngôn ngữ lập trình. Thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó
bằng mạch số như vậy với chương trính điều khiển PLC trở thành một bộ điều
khiển số nhỏ gọn dễ dàng thay đổi thuật toàn và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với
môi trường xung quanh.
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC có
tính năng như một máy tính. nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (PLC), một hệ điều

giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo các chương trình này và thực
hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình.
PLC có 5 thành phần cơ bản: Đơn vị xử lý trung tâm, bộ nhớ, bộ nguồn
nuôi, khối vào /ra tín hiệu và thiêt bị lập trình.

Page 23


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2
Bộ xử lý
Bộ nhớ
Thiết bị lập trình

Nguồn công suất
Giao diện nhập
Giao diện suất

Hình 1.18 Các thành phần cơ bản trong PLC

1.1.6.3. Cấu tạo PLC.

POWEZ SUPPLY

CPU
COM
Signal from

Page 24