Hệ thống phân loại sản phẩm dùng PLC S7-1200 , CÓ CODE

HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG PLC S7-1200 , CÓ CODE

HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG PLC S7-1200 MỤC LỤC Danh Mục Hình Vẽ Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.2: Các loại nút nhấn Hình 2.3: Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Hình 2.4: Sơ đồ chân E18-D80NK Hình 2.5: Các loại đèn báo cơng nghiệp Hình 2.6: Phần mềm TIA Portal V15 Hình 2.7: Các ngơn ngữ lập trình TIA Portal Hình 2.8: Các khối chương trình TIA Portal Hình 2.9: Tạo WinCC TIA Portal Hình 2.10: Các thành phần WinCC Hình 2.11: Phần mềm Microsoft Visual Studio Hình 2.12: PLC S7-1200 (CPU 1212C AC/DC/Rly) Hình 2.13: Các tính dịng PLC S7-1200 Hình 2.14: Các loại Module lắp đặt thêm Hình 2.15: Các loại băng tải thơng dụng Hình 2.16: Cấu tạo chung băng tải Hình 2.17: Cấu tạo xi lanh khí nén Hình 2.18: Sơ đồ đấu nối PLC S7-1200 1212C Hình 2.19: Bảng Input hệ thống TIA Portal Hình 2.20: Bảng Output hệ thống TIA Portal Hình 2.21: Ảnh minh họa cho mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Hình 2.22: Giao diện giám sát hệ thống WinCC Hình 3.1: Lưu đồ giải thuật PLC Hình 4.1: Kết mơ WinCC Hình 4.2: Kết báo cáo file Excel DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A B C D E F G H PM: Power Module SM: Signal Module CM: Communicate Module CPU: Centrel Processing Unit HMI: Human Mechine InterFace PWM: Pulse Width Modulation I/O: Input/Output PLC: Programmable Logic Controller TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN (Được đóng kèm vào báo cáo) Đồ án Hệ Thống Nhúng /HKI năm học 2021-2022 Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Quân Hào MSSV: 41503028 Ngành học: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa ĐT : 0935228304 Họ tên GVHD: TS Vũ Trí Viễn ‘ 1.1 Chương Tổng quan đề tài Giới thiệu đề tài : Ngày nay, với phát triển giới xu hướng hội nhập kinh tế đa quốc gia, nước ta dần đổi để thích nghi với thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, vừa xây dựng sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển kinh tế đất nước Để đáp ứng điều để tăng cường suất làm việc phục vụ cho nhu cầu sản xuất nước xuất Chúng ta cần phải áp dụng dây chuyền, máy móc, thiết bị tiên tiến đại, có khả tự động hóa cao, khơng cần nhiều lao động người Từ yêu cầu đó, ngành điện tử nói chung ngành tự động hóa nói riêng quan trọng trình phát triển kinh tế đất nước Hiện nhà máy sản xuất gồm nhiều khâu làm việc Trong đó, khâu phân loại sau thành phẩm đóng vai trò quan trọng, giúp doanh nghiệp phân loại sản phẩm rõ ràng, nắm bắt số lượng, hỗ trợ tốt công việc lưu trữ quản lý kho Từ đó, em chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC S7-1200” Việc tạo hệ thống cần thiết nhằm để thay nhiều sức lao động người 1.2 Mục đích nghiên cứu : Nhằm mục đích áp dụng kiến thức từ môn PLC, Mạng truyền thông cơng nghiệp, SCADA,… học trường quan sát từ thực tế Đề tài đồ án phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC S7-1200 phù hợp với mục đích nghiên cứu em liên quan đến ứng dụng PLC công nghiệp Hiện nay, hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao cịn có nhiều hệ thống phân loại sản phẩm khác : • • • • Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng ( kích thước ) Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch ( QR code ) Tùy thuộc vào nhu cầu đặc điểm khác sản phẩm mà ta chọn hệ thống phân loại phù hợp 1.3 Các đối tượng nghiên cứu : Dựa vào cấu tạo hệ thống mà ta có đối tượng nghiên cứu đồ án bao gồm:      1.4 PLC S7-1200 ( CPU 1212C AC/DC/Rly ) Băng tải Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Xi lanh khí nén Các nút nhấn đèn báo Phạm vi nghiên cứu : Chỉ sử dụng phịng thí nghiệm với mục đích nghiên cứu, chiều dài băng tải từ 50 ~ 60cm, phạm vi hoạt động cảm biến hồng ngoại tối đa khoảng 80cm Do phục vụ mục đích học tập nghiên cứu nên chiều cao sản phẩm cần phân loại phạm vi khoảng từ ~ 25cm 1.5 Dự kiến kết : Dựa phạm vi nghiên cứu đề tài hệ thống phân loại sản phẩm theo ba mức chiều cao Cao – Trung bình – Thấp Các cảm biến hồng ngoại phát vật cản bố trí dọc theo bên băng tải với vị trí chiều cao phù hợp theo nguyên tắc cảm biến cao đặt gần ngõ sản phẩm ( hay đầu băng tải ) cảm biến cịn lại bố trí theo chiều cao giảm dần phía cuối băng tải Dựa vào khác chiều cao sản phẩm cần phân loại mà hệ thống thực công việc phân loại đếm số lượng Tại vị trí cảm biến, ta bố trí thêm xi lanh khí nén để thực cơng việc phân loại cách đẩy vật vào nơi chứa sau cảm biến phát sản phẩm qua Ngoài ra, hệ thống cịn thiết lập thêm hai tính tự động xuất file Excel báo cáo số lượng sản phẩm theo chu kỳ thời gian cài đặt ( thường ngày ) tính giám sát hệ thống qua websever ( Chỉ áp dụng cho dòng PLC S7-1200 trở lên ) Chương Thiết kế thi công 2.1 Sơ đồ khối hệ thống KHỐI INPUT/ OUTPUT (I/O) KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM KHỐI MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN/ GIÁM SÁT NGUỒN KHỐI CƠ CẤU CHẤP HÀNH Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống Chú thích :  Khối nguồn : Có vai trị cung cấp tồn nguồn điện cho khối hệ thống hoạt động  Khối Input/Output : Có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ bên vào khối xử lý trung tâm PLC, đồng thời nhận tín hiệu lệnh gửi từ PLC để thực chức vận hành  Khối xử lý trung tâm (PLC) : Là điều khiển lập trình bit logic PLC ( Programmable Logic Controller ), cụ thể đề tài PLC S7-1200 hãng SIEMENS Có vai trị quan trọng tồn hệ thống, có nhiệm vụ điều khiển, giám sát hoạt động dây chuyền làm việc PLC giao tiếp hai chiều với khối I/O khối điều khiển Đồng thời PLC giao tiếp chiều với khối cấu chấp hành để thực lệnh chương trình điều khiển  Khối máy tính điều khiển : Có chức giám sát, cài đặt, sửa chữa chương trình PLC  Khối cấu chấp hành : Có chức thực tất lệnh từ chương trình điều khiển bao gồm đèn báo, van khí nén, động băng tải,… 2.1.1 Khối INPUT/OUTPUT ( I/O ) Nút nhấn : Nút ấn loại công tắc đơn giản điều khiển hoạt động máy số loại trình Hầu hết, nút nhấn nhựa kim loại Hình dạng nút ấn phù hợp với ngón tay bàn tay để sử dụng dễ dàng Tất phụ thuộc vào thiết kế cá nhân Nút ấn có loại nút nhấn thường mở nút nhấn thường đóng Cấu tạo : Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống tiếp điểm thường hở – thường đóng vỏ bảo vệ.Khi tác động vào nút nhấn, tiếp điểm chuyển trạng thái, khơng cịn tác động, tiếp điểm trở trạng thái ban đầu Nguyên lý làm việc : Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, tiếp điểm cố định rãnh Bộ truyền động qua tồn cơng tắc vào xy lanh mỏng phía Bên tiếp điểm động lị xo Khi nhấn nút, chạm vào tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái tiếp điểm Trong số trường hợp, người dùng cần giữ nút nhấn liên tục để thiết bị hoạt động Với nút nhấn khác, chốt giữ nút bật người dùng nhấn nút lần Hình 2.2 : Các loại nút nhấn Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK : Cảm biến hồng ngoại hay gọi IR Sensor, chúng thiết bị điện tử có khả đo phát xạ hồng ngoại môi trường xung quanh Cảm biến hồng ngoại hoạt động đóng vai trị cảm biến tiệm cận chúng thường sử dụng hệ thống phát chướng ngại vật thiết bị chống trộm, bật tắt đèn tự động, hệ thống phân loại sản phẩm công nghiệp, Để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng người dùng, cảm biến hồng ngoại sản xuất với nhiều loại mẫu mã : Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK, cảm biến hồng ngoại E3F-DS30C4,…Trong đề tài đồ án em chọn cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản cho độ phản hồi nhanh nhiễu sử dụng mắt nhận phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt Cảm biến chỉnh khoảng cách hoạt động thơng qua biến trở phần cuối thân cảm biến Hình 2.3 : Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Thông số kỹ thuật :          Model : E18-D80NK Dạng đóng ngắt : Thường mở ( NO – Normally Open ) Số dây tín hiệu : dây ( dây cấp nguồn DC dây tín hiệu ) Nguồn điện cung cấp : VDC Khoảng cách phát : ~ 80cm Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở Dịng kích ngõ : 300mA Thời gian hồi đáp : ~ 2ms Chân tín hiệu ngõ : Dạng Transistor NPN kéo nội trở 10k lên VCC, có vật cản xuất mức thấp ( Low – GND ), khơng có vật cản mức cao ( High – VCC )  Chất liệu sản phẩm : Nhựa  Có LED hiển thị ngõ  Kích thước : 1.8cm (D) x 7.0cm (L) Sơ đồ dây :  Màu nâu : VCC, nguồn dương VDC  Màu xanh dương : GND, nguồn âm VDC 10 ... PLC cơng nghiệp Hiện nay, ngồi hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao cịn có nhiều hệ thống phân loại sản phẩm khác : • • • • Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hệ thống phân loại sản. .. sản phẩm theo khối lượng Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng ( kích thước ) Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch ( QR code ) Tùy thuộc vào nhu cầu đặc điểm khác sản phẩm mà ta chọn hệ. .. đấu nối PLC S7-1200 1212C Hình 2.19: Bảng Input hệ thống TIA Portal Hình 2.20: Bảng Output hệ thống TIA Portal Hình 2.21: Ảnh minh họa cho mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Hình