aChiết rót và đóng nắp chai bkhóa luận tốt nghiệp khoa công nghệ điện chuỳnh văn quy lê hoàng nhật khôi trần tiến đạt

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI SINH VIÊN THỰC HIỆN: LỚP: HUỲNH VĂN QUY 15093291 LÊ HỒNG NHẬT KHƠI 15096661 TRẦN TIẾN ĐẠT 15049901 DHDKTD11C GVHD: THS VÕ TRUNG THƯ TP HƠ CHÍ MINH, NĂM 2019 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CƠNG NGHÊ ĐIỆN Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (1) : Huỳnh Văn Quy (2) : Lê Hoàng Nhật Khôi (3) : Trần Tiến Đạt 15093291 15096661 15049901 Tên đề tài CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI Nội dung - - Thiết kế, lắp ráp mơ hình đế ván gỗ 600X1200mm: Sử dụng thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-1200, hình HMI, thiết bị điện, khí nén, vật liệu nhơm định hình vật liệu khác phù hợp để xây dựng mô hình gồm phận sau: Băng tải vận chuyển chai (2 bộ), Bộ phận chiết rót (giả định), Bộ phận gắp chai, Bộ cấp nắp, Bộ đóng nắp, Bộ phát chai lỗi (không nắp), Bộ phận đẩy chai vào kho chứa, Kho chứa (hình thức băng tải lăn) Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát HMI Lập trình điều khiển theo số yêu cầu cơng nghệ cho Mơ hình Kết Sau thực xong đồ án, nhóm chúng em có thêm kiến thức bổ ích PLC S7-1200 phần mềm WinCC, điều khiển mơ hình HMI, vận dụng kiến thức học để hoàn thành đồ án Hệ thống vận hành hoạt động với mục tiêu đặt Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 2019 Sinh viên NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐÀU Hiện trình tự động hóa cơng nghiệp quan trọng phát triển quốc gia Với nước phát triển Mỹ, Nhật, tự động hóa khơng cịn xa lạ trở nên quen thuộc Ở nước máy móc thay lao động chân tay, số lượng công nhân nhà máy giảm hẳn thay vào lao động chun mơn, kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp trình sản xuất thơng qua máy tính Việc điều khiển qua hình HMI vơ cần thiết, giúp người vận hành có nhìn trực quan, tổng qt q trình hoạt động toàn dây chuyền sản xuất Là sinh viên theo chuyên ngành “Điều khiển tự động hóa” nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà, em muốn nghiên cứu tìm hiểu thành tựu khoa học để có nhiều hội biết thêm kiến thức thực tế, củng cố kiến thức học, phục vụ tốt cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Vì lý em chọn đề tài: “Chiết rót đóng nắp chai sử dụng Simatic S7 - 1200” Khóa luận nhằm nắm vững kiến thức lập trình với S7 - 1200, hiểu rõ trình hoạt động hệ thống thực tế Nghiên cứu đề tài nhằm tích lũy kinh nghiệm, học hỏi thêm kiến thức phát huy tính sáng tạo, giải vấn đề Theo phương châm học đôi với hành việc tạo hệ thống mơ dùng S7 1200 yêu cầu cần thiết, đáp ứng nhu cầu đặt Đề tài sử dụng S7 - 1200 tự động hóa lớn, hầu hết nhà máy, xí nghiệp ứng dụng HMI touch việc điều khiển, giám sát tất khâu Nhưng đề tài mô trình hoạt động hệ thống nhỏ, chưa thể hồn tồn theo sát với thực tế Vì nhiều vấn đề cần quan tâm giải tương lai KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHÊ ĐIỆN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN THIẾT BỊ 1.1 Giới thiệu PLC S7-1200 PLC viết tắt Programmable Logic Controller thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực linh hoạt thực tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình, người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định kì hay thời gian đếm Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục lặp chương trình người sử dụng lập chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối, người ta chế tạo điều khiển PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau: - Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học - Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa - Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp - Hồn tồn tin cậy mơi trường công nghiệp - Giao tiếp với thiết bị thơng minh khác máy tính, nối mạng, module mở rộng Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng Relay dây nối logic thời gian Tuy nhiên bên cạnh việc địi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dễ dàng cho PLC mà đảm bảo tốc độ xử lí giá Chính điều tạo quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC cơng nghiệp, tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm, định thời, ghi dịch Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng lớn, số lượng I/O nhiều Trong PLC phần cứng CPU chương trình đơn vị cho trình điều khiển xử lí hệ thống, chức mà điều khiển cần thực xác định KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CƠNG NGHÊ ĐIỆN chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực việc điều khiển dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức quy trình cơng nghệ Ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực dễ dàng mà không cần can thiệp vật lý vào so với dây nối hay Relay Hình 1.1: So sánh PLC S7 - 1200 S7 - 200 module mở rộng S7-1200 đời năm 2009 dùng để thay dần cho S7-200 Simatic S7 - 1200 thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng với S7 - 1200 Đồng thời S7- 1200 cung cấp cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP Các thành phần PLC S7-1200 bao gồm: - điều khiển nhỏ gọn với phân loại phiên khác giống điều khiển AC DC phạm vi rộng - mạch tương tự số mở rộng điều khiển module trực tiếp CPU làm giảm chi phí sản phẩm - 13 module tín hiệu số tương tự khác - 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 24VDC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CƠNG NGHÊ ĐIỆN 1.2 Module CPU Module CPU loại module có chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, thời gian, đếm, cổng truyền thông vài cổng vào số Các cổng vào số có module CPU gọi cổng vào Onboard PLC S7 - 1200 có nhiều loại module khác có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lí lệnh, nhớ chương trình khác S7 - 1200 có dịng CPU 1211C, CPU 1212C CPU 1214C S7 - 1200 trang bị thêm tính bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào CPU chương trình điều khiển ® Power connector ® Removable user wiring connectors (behind the doors) ® Status LEDs for the on-board I/O ® PROFINET connector (on the bottom of the CPU) Hình 1.2: Các khối chức CPUS7-1200 Các đặc tính CPU S7 - 1200 thể bảng sau: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHÊ ĐIỆN Feature CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C Physical size (mm) 90 x 100x75 90 X 100x75 110 x 100x75 User memory • Work memory • Load memory • Retentive memory Local on-board I/O • Digital • • • • Analog Process image size • Inputs • Outputs 25 Kbytes Mbyte Kbytes • • • 25 Kbytes Mbyte Kbytes • • • 50 Kbytes Mbytes Kbytes • inputs outputs • inputs • inputs outputs • inputs • 14 inputs 10 outputs • inputs • • • • • • 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes Bit memory (M) 4096 bytes 4096 bytes 8192 bytes Signal modules expansion None Signal board 1 Communication modules 3 • at 100 kHz at 30 kHz at 80 kHz at 20 kHz High-speed counters • Single phase • Quadrature phase • at 100 kHz • at 80 kHz • at 100 kHz at 30 kHz • at 80 kHz at 20 kHz Pulse outputs1 2 Memory card (optional) Yes Yes Yes Real time clock retention time 10 days, typical / day minimum at 40 degrees c Real math execution speed 18 ps/instruction Boolean execution speed 0.1 ps/instruction Bảng 1.1: Các đặc tính CPU S7-1200 1.3 Module mở rộng PLC S7 - 1200 mở rộng module tín hiệu module gắn ngồi để mở rộng chức CPU Ngồi cài đặt thêm module truyền thông để hổ trợ giao thức truyền thông khác Khả mở rộng loại CPU tùy thuộc vào đặc tính, thơng số quy định nhà sản xuất S7 - 1200 có loại module mở rộng sau: - Communication module (CM) - Signal board (SB) - Signal module (SM) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA CƠNG NGHÊ ĐIỆN Hình 1.3: Các đặc tính CPU S7-1200 Các đặc tính module mở rộng sau: Module Signal module (SM) Digital Input only Output only Combination in/out X DC In X DC Out X Relay Out X DC ln/8 X DC Out X DC ln/8 X Relay Out 16 X DC Out 16 X Relay Out 16xDC ln/16 X DC Out 16xDC ln/16 X Relay Out X Analog ln/2 X Analog Out 16xDC In Analog Digital Signal board (SB) Analog Communication module (CM) • RS485 RS232 X Analog In X Analog - X Analog Out X Analog Out - X DC ln/2 X DC Out X Analog Out - Bảng 1.2: Các đặc tính module mở rộng S7-1200 1.4 Giao tiếp S7-1200 Simatic S7 - 1200 hỗ trợ kết nối Profibus kết nối với PTP (point to point) Giao tiếp PROFINET với: - Các thiết bị lập trình - Thiết bị HMI - Các điều khiển SIMATIC khác - Hỗ trợ giao thức kết nối: - TCP/IP - SIO - on- TCP 10 TraNap •MIC PUMPr "M1O(PUMPr W17 ■ MIPUMPr ■M11 (KLDCĩ vanNap' TON Tim« Q E T IN PT TONTTìm« O ■ V416 M13(XUONGf ãM14GAPNAPr N IN F FT lEC_Tỡmôr_0_ T T