BÁO cáo đồ án tốt nghiệp

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 1.2 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG XẾP HÀNG VÀO KHO TỰ ĐỘNG 1.3 KHÁI QUÁT VỀ PLC S7-1200 .8 1.3.1 Thế PLC? .8 1.3.2 Tìm hiểu CPU 1215C .11 1.3.3 Phân chia nhớ 14 1.3.4 Tập lệnh PLC S7-1200 .14 1.4 MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP .14 1.4.1 Cơ sở mạng truyền thông công nghiệp 15 1.4.2 Kiến thức giao thức chung .16 1.4.3 Phân loại mạng truyền thông công nghiệp .16 1.4.4 Phương thức truyền dẫn chuẩn truyền dẫn 16 1.4.5 Các hệ thống mạng công nghiêp tiêu biểu .18 1.5 TÌM HIỂU VỀ WINCC .19 1.5.1 Giới thiệu WinCC 19 1.5.2 Chức WinCC 19 1.6 TÌM HIỂU VỀ OPC .21 1.7 TÌM HIỂU VỀ OPC SERVER .22 1.7.1 OPC gì? 22 1.7.2 Một số thuật ngữ OPC 22 1.7.3 Phương thức hoạt động OPC 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.8 GIỚI THIỆU VỀ PC ACCESS 24 1.8.1 PC Access gì? 24 1.9 CÁC THIẾT BỊ KHÁC DÙNG TRONG ĐỀ TÀI .29 2.1 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG XẾP HÀNG VÀO KHO TỰ ĐỘNG 32 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 32 2.3 Thuật toán điều khiển 33 2.4 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ CÀI ĐẶT OPC 40 2.4.1 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WinCC 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 41 3.1 Cơ sở lí thuyết 41 3.1.1 Các vấn đề làm 41 3.1.2 Đánh giá thực nghiệm 41 3.2 Kết thực nghiệm 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 43 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Nước Việt Nam ta đường cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Việc nước ta gia nhập thành công tổ chức Thương Mại Thế Giới – WTO đánh dấu bước ngoặt quan trọng trình phát triển đất nước mặt kinh tế,đời sống xã hội,khoa học kĩ thuật … Trong khoa học kĩ thuật yếu tố giữ vai trị khơng nhỏ việc ứng dụng thành tựu khoa học kĩ thuật vào ngành nghề nói chung ngành điện tử nói riêng ngày rộng rãi Trước vấn đề thúc đẩy hệ sinh viên chúng em phải biết xây dựng tàng kiến thức chuyên môn từ buổi đầu Nhận thức điều thầy trường,ở khoa tạo điều kiện cho chúng em thực đồ án Do kiến thức hạn chế, thực tiển chưa sâu chúng em làm đồ án mơn học nên khơng thể tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong dự đóng góp dạy tận tình q thầy để đề tài chúng em hoàn thành tốt Qua chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Tô Anh Dũng người hướng dẫn cho chúng em hồn thành đồ án mơn học đề tài “ Xây dựng mô xếp hàng vào kho tự động sử dụng PLC s7-1200” Mặc dù cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu để hồn thành nội dung u cầu đặt ra, xong thời gian kiến thức thành viên nhóm có hạn nên đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì nhóm mong nhận bảo góp ý tận tình thầy giáo hội đồng bảo vệ để nhóm hồn thiện đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Tơ Anh Dũng tận tình hướng dẫn giúp đỡ nhóm hồn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU  MỤC ĐÍCH : Hiện nhà máy, xí nghiệp cịn sử dụng nhân cơng để xếp hàng hóa vào kho Chính hệ thống điều khiển xếp hàng hóa vào kho tự động cần thiết cho nhà máy xí nghiệp để giảm thiểu sai xót, nhân công tiến độ công việc… Để hiểu rõ đồ án chúng em chọn thực đề tài “ XÂY DỰNG HỆ THỐNG XẾP HÀNG HÓA VÀO KHO TỰ ĐỘNG”  YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI: Mơ phần mềm WinCC dịng PLC S7-1200 q trình xếp hàng hóa vào kho tự động, giám sát số lượng thành phẩm xếp vào kho…  Tổng quan nội dung đề tài:  Tìm hiểu hệ thống xếp hàng vào kho tự động  Tìm hiểu PLC S7-1200  Tìm hiểu mạng truyền thơng cơng nghiệp  Tìm hiểu PC ACCESS  Tìm hieuer thiết kế giao diện điều khiển WinCC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG XẾP HÀNG VÀO KHO TỰ ĐỘNG Hiện nhà máy, xí nghiệp việc xếp hàng hóa vào kho sử dụng công nhân Hạn chế việc sử dụng công nhân suất lao động chưa cao, dẫn đến sai sót người cơng nhân mệt, ngủ gật, dẫn đến tai nạn khơng an tồn lao động chi phí trả cho cơng nhân tương đối cao Vì việc sử dụng hệ thống xếp hàng vào kho tự động vơ cần thiết Nó giúp cho nhà máy xí nghiệp tiết kiệm tiền lương cho cơng nhân, khả xếp hàng vào kho xác, đếm kiểm sốt số lượng hàng hóa vào kho… Việc xây dựng hệ thống xếp hàng vào kho tự động vô cấp bác Dưới số hình ảnh cơng nhân xếp hàng hóa vào kho: Hình 1: Cơng nhân xếp hàng hóa vào kho TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2: Cơng nhân xếp hàng khóa vào kho Cịn hình ảnh xếp hàng hóa tự động nhà máy lớn : Hình 3: hệ thống xếp hàng hóa tự động TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4:hệ thống xếp hàng hóa tự động Hình 5:hệ thống xếp hàng hóa tự động TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 6:hệ thống xếp hàng hóa tự động 1.3 KHÁI QUÁT VỀ PLC S7-1200 1.3.1 Thế PLC? - S7-1200 dòng điều khiển logic lập trình (PLC) kiểm sốt nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh làm cho có giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng với S7-1200 - S7-1200 bao gồm microprocessor, nguồn cung cấp tích hợp sẵn, đầu vào/ra (DI/DO) - Một số tính bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào CPU chương trình điều khiển: + Tất CPU cung cấp bảo vệ password chống truy cập vào PLC + Tính “know-how protection” để bảo vệ block đặc biệt - S7-1200 cung cấp cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP Ngồi bạn dùng module truyền thong mở rộng kết nối RS485 RS232 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngơn ngữ lập trình FBD, LAD SCL Phần mềm tích hợp TIA Portal 11 Siemens - Vậy để làm dự án với S7-1200 cần cài TIA Portal phần mềm bao gồm mơi trường lập trình cho PLC thiết kế giao diện HMI  Các thành phần PLC S7-1200 bao gồm: - điều khiển nhỏ gọn với phân loại phiên khác giống điều khiển AC, RELAY DC phạm vi rộng - mạch tương tự số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp CPU làm giảm chi phí sản phẩm - 13 module tín hiệu số tương tự khác bao gồm (module SM SB) - module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP - Bổ sung cổng Ethernet - Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC điện áp 24 VDC Hình 1.5: Các phận S7-1200 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Các dịng PLC S7-1200:  S7-1200 có dịng CPU 1211C, CPU 1212C CPU 1214C, CPU 1215C, CPU 1217C  PLC S7-1200 CPU 1211C có nhớ làm việc 50KB work memory  PLC S7-1200 CPU 1212C có nhớ làm việc 75KB work memory  PLC S7-1200 CPU 1214C có nhớ làm việc 100KB work memory  PLC S7-1200 CPU 1215C có nhớ làm việc 125KB work memory  PLC S7-1200 CPU 1217C có nhớ làm việc 150KB work memory  Trong báo cáo chúng em sử dụng CPU 1215C  Ứng dụng công nghiệp dân dụng như: - Hệ thống băng tải - Điều khiển đèn chiếu sang - Điều khiển bơm cao áp - Máy đóng gói - Máy in - Máy dệt TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -Xy lanh kẹp -Xy lanh khí nén TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -Cảm biến phát màu E3ZM-V TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3 Thuật toán điều khiển 2.3.1 Thuật toán chương trình Hình 2.8: Thuật tốn chương trình 2.3.2 Bảng địa ngõ vào TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.3 Chương trình điều khiển TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ CÀI ĐẶT OPC 2.4.1 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WinCC Dựa vào yêu cầu toán phần hướng dẫn thiết kế giao diện ta thiết kế giao diện sau: Hình 2.14: Giao diện thiết kế hệ thống điều khiển số TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 3.1 Cơ sở lí thuyết 3.1.1 Các vấn đề làm Qua đề tài “Xây dựng hệ thống xếp hàng vào kho tự động”, Chúng em tìm hiểu tích lũy kiến thức sau:  Tìm hiểu PLC S7-1200  Đã tìm hiểu rõ thực hành thành thạo với chương trình điều khiển ứng dụng nhiều công nghiệp WinCC như: thiết kế giao diện điều khiển từ nút nhấn, nhập/xuất giá trị từ PLC máy tính, tạo hiệu úng động,…  Tìm hiểu rõ sử dụng lệnh chức PLC  Giao diện đơn giản, dễ sử dụng  Tìm hiểu mạng truyền thông công nghiệp OPC, PC ACCESS 3.1.2 Đánh giá thực nghiệm Sau trình tìm hiểu xây dụng, lắp đặt hệ thồng phần cứng phần mềm để đáp ứng yêu cầu đề tài giám sắt điều khiển tốc độ động chúng em thu kết sau:  Quá trình điều khiển giám sát WinCC hoạt động ổn định, không xảy lỗi  Sự quan trọng việc thiết kế hệ thống xếp kho tự động  Giao diện WinCC trực quan, giám sát điều khiển trực thông số mà ta đặt giao diện mô 3.2 Kết thực nghiệm Kết thực nghiệm với công nghệ tốn đặt TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Qua thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế hệ thống xếp kho tự động” giúp em hiểu rõ vấn đề lý thuyết thực tế liên quan đến nội dung đề tài thực giúp em củng cố nhiều kiến thức học nhà trường Sau trình làm đồ án em đạt kết sau:  Nắm bắt cấu tạo nguyên lý hoạt động PLC S7-1200  Nắm bắt tập lệnh PLC S7-1200  Nắm bắt phương pháp phương pháp đấu nối cổng vào PLC thiết bị điện, khí nén q trình thực mơ hình  Làm chủ phần mềm Tia Portal V15.1 Siemens cài đặt sử dụng Em nhận thấy kiến thức quý báu hữu ích với em tương lai công việc sau Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô mơn, đặc biệt thầy giáo …………………………… nhiệt tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên hạn chế thời gian trình độ thân, nên khơng tránh khỏi cịn nhiều chỗ thiếu sót, em mong bảo thầy giáo bạn để em hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hà Tất Thắng, Bài giảng tổng hợp 1-30, 2013 [2] Siemens, SIMATIC S7-1200, 12/2015 [3] Siemens, SIMATIC S7-1200 Easy Book manual, 12/2015 [4] Siemens, Tia portal V13 SP1 Help, 12/2015, Siemens, SINAMICS G120 Frequency converter with CU240B-2 and CU240E-2 Control Units Operating Instructions, 03/2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI