LẬP TRÌNH PLC s7 1200 điều KHIỂN máy bán nƣớc tự ĐỘNG

2022 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG TRẦN MINH BÁCH, VÕ THẾ TOÀN ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỀ TÀI: LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG Ngƣời hƣớng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp : ThS Võ khánh Thoại : Trần Minh Bách Võ Thế Toàn : 1811505520201 1811505520267 : 18TDH2 Đà Nẵng, 06/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG Ngƣời hƣớng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp : ThS Võ Khánh Thoại : Trần Minh Bách Võ Thế Toàn : 1811505520201 1811505520267 :18TDH2 Đà Nẵng, 06/2022 NHẬN XÉT CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƢỜI PHẢN BIỆN TĨM TẮT Tên đề tài: Lập trình PLC S7-1200 điều khiển máy bán nƣớc tự động Sinh viên thực : Trần Minh Bách, Võ Thế Toàn Mã sinh viên : 1811505520201, 1811505520267 Lớp : 18TDH2 Nƣớc ta nƣớc phát triển với phát triển kinh tế lên ngành cơng nghiệp hố phát triển Do loại máy móc phần mềm liên lục đƣợc cập nhật cải tiến để giúp tăng tốc độ làm việc nhằm nâng cao hiệu Ngày với phát triển khoa học công nghệ, lĩnh vực điều khiển truyền thông, nhiều máy, hệ thống tự động thông minh đời, làm thay đổi mặt sống ngƣời Cụ thể công nghiệp máy tự động, trạm sản xuất linh hoạt, nhà máy thông minh Trong dân dụng thiết bị phục vụ gia đình nhƣ máy giặt, tủ lạnh, hệ thống bảo vệ, chiếu sáng tự động… Trong trao đổi, mua bán xuất thiết bị tự động nhƣ máy ATM, máy toán card, máy bán cà phê…Với máy việc mua bán, trao đổi ngƣời trở lên thuận tiện Trong báo cáo này, nhóm muốn đề cập đến máy tự động ứng dụng giao thƣơng, máy bán hàng tự động Xuất phát từ lý nhóm em muốn phát triển mơ hình máy bán nƣớc tự động điều khiển PLC nên nhóm tìm hiểu lựa chọn đề tài Để thực đề tài này, nhóm chúng em tiến hành nghiên cứu máy bán nƣớc tự động xung quanh khu vực sinh sống, sau tìm hiểu cách thức nguyên lý hoạt động, sau dự theo chế hoạt động máy thật để phác thảo lại mơ hình cần thực Sau tìm hiểu vẽ mơ hình 3D chúng em bắt đầu vẽ sơ đồ thuật toán, nghiên cứu cách thức lập trình, cách thức kết nối, phần mềm lập trình, phần mềm mơ PLC Siemens S7-1200 Sau nghiên cứu giải vấn đề đặt cho chƣơng trình, lập trình mơ phỏng, kiểm tra Cuối sau chƣơng trình điều khiển thực tiến hành thi cơng thiết kế khí chạy thử mơ hình Trong báo cáo đồ án tốt nghiệp lần chúng em thực cụ thể chƣơng nhƣ sau:  Chƣơng 1: Tổng quan máy bán nƣớc tự động  Chƣơng 2: Tổng quan hệ thống điều khiển  Chƣơng 3: Thiết kế mơ hình  Chƣơng 4: Viết chƣơng trình điều khiển Sau thời gian tìm hiểu thực đồ án Tốt nghiệp này, nhóm chúng em hồn thành đƣợc sản phẩm “Máy bán nƣớc tự động” với thiết kế hoàn thiện cấu thực đƣợc chức bán loại nƣớc khác Tuy nhiên nhiều vấn đề chủ quan khách quan nên đề tài cịn số thiếu sót Chúng em mong nhận đƣợc đánh giá tận tình thầy để ngày hồn thiện tƣơng lai LỜI NĨI ĐẦU Tự động hố hƣớng phát triển chủ yếu Tự động hoá cho phép sử dụng tối đa tiềm sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày cao trang thiết bị phục vụ sản xuất Tự động hố cho phép thực q trình cơng nghệ khơng có tham gia ngƣời Trong việc tự động hố hồn tồn vai trị ngƣời quản lý theo dõi hoạt động thiết bị điều chỉnh cấu có liên quan đến quy trình cơng nghệ Hiện nay, cơng nghiệp đại hóa đất nƣớc, u cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt sản xuất Mặt khác với công nghệ thông tin, công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất kiểu loại thiết bị, thiết bị đáp ứng đƣợc yêu cầu điều khiển nói trên, thiết bị điều khiển logic lập trình gọi tắt PLC (Programmable Logic Controller) Ngày để tiết kiệm thời gian, công sức cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, họ chọn chợ hay vào cửa hàng tạp hố, để khơng mua mà cịn ngắm loại mặt hàng m đa dạng Bên cạnh đó, nhiều nơi tập trung đông dân cƣ, với mật độ dân số đơng cửa hàng tạp hóa, xe hàng khắp nơi chào mời khách mua hàng trở nên vô phổ biến, cạnh tranh khơng nhỏ gian hàng máy bán hàng tự động Ƣu điểm: Máy bán hàng tự động đặt nơi cung cấp hàng nhanh chóng cho ngƣời Bên cạnh máy bán hàng tự động với sản phẩm với giá thành cạnh tranh thu hút số lƣợng lớn ngƣời tiêu dùng với tính linh hoạt, tiện lợi giá thành cạnh tranh Với góp mặt máy ngƣời có thêm khoảng thời gian làm việc khác nhƣ học tập, nghiên cứu làm việc mà chƣa thể tự động hóa vv Gần thị trƣờng xuất nhiều hệ thống bán hàng tự động, máy bán hàng tự động đa dạng nguồn gốc chủng loại Để đáp ứng đƣợc yêu cầu phạm vi đồ án tốt nghiệp Chúng em nghiên cứu thực đề tài Máy bán nƣớc tự động sử dụng PLC để viết chƣơng trình cho hệ thống ii Trong q trình thi cơng hồn thiện đề tài nhóm em cố gắng nhiều q trình thi cơng thực Đồ án tốt nghiệp nhƣng không tránh khỏi sai sót, mong q thầy bỏ qua giúp đỡ để chúng em hồn thành tốt nhiệm vụ củng cố kiến thức ngày vững vàng để có hành trang vào đời với đầy đủ kiến thức, kinh nghiệm Bên cạnh nổ lực thành viên nhóm chúng em nhận đƣợc hƣớng dẫn tận tình thầy Võ Khánh Thoại Trong trình học thầy tận tình hƣớng dẫn, dạy kinh nghiệm thực tế, tài liệu liên quan cho chúng em suốt trình thực đề tài Do chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy mơn Tự Động Hóa Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật - Đại học Đà Nẵng đặc biệt ThS Võ Khánh Thoại quan tâm tận tình giảng dạy suốt trình học nhƣ q trình thực đề tài Nhóm em xin chân thành cảm ơn! iii CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài: “Lập trình PLC S7-1200 điều khiển máy bán nước tự động” đề tài nghiên cứu độc lập dƣới hƣớng dẫn giáo viên hƣớng dẫn: ThS Võ Khánh Thoại Các số liệu, hình ảnh, thông tin đồ án trung thực, chúng em tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tƣ liệu Đồ án không chép đồ án có từ trƣớc Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đề tài Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật – Đại học Đà Nẵng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền em gây trình thực (nếu có) Sinh viên thực Võ Thế Tồn iiii Trần Minh Bách MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƢỜI PHẢN BIỆN .4 TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix MỞ ĐẦU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung: 1.1.1 Một số mơ hình máy bán hàng tự động: 1.1.1.1 Mơ hình máy bán thực phẩm chức dạng nƣớc 1.1.1.2 Mơ hình máy bán lon nƣớc tự động 1.1.1.3 Mơ hình máy bán sách tự động 1.1.1.4 Mơ hình máy bán sandwich bánh mì 1.2 Các vấn đề đặt ra: 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu: 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu: CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 10 2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển: 10 2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC: 10 2.2.1 Giới thiệu PLC S7-1200: 10 2.2.2 Cấu trúc bên trong: 12 2.2.3 Phân vùng nhớ: 15 2.2.4 Tập lệnh PLC S7-1200: 15 2.2.5 Sơ đồ đấu dây: 18 2.2.6 Vòng quét thứ tự lệnh thực thi PLC S7-1200 18 2.2.6.1 Giới thiệu vòng quét PLC S7-1200 18 2.2.6.2 Thứ tự thực lệnh PLC S7-1200 18 2.2.7 Một số Ngơn ngữ lập trình PLC S7-1200 19 2.2.7.1 Ngơn ngữ lập trình LAD 19 2.2.7.2 Ngôn ngữ lập trình PLC FBD 20 iiv LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG Khi lệnh R (Reset) đƣợc kích hoạt , giá trị liệu địa OUT đƣợc đặt Khi lệnh R khơng đƣợc kích hoạt , ngõ OUT khơng bị thay đổi  Cuộn dây ngõ (LAD) Lệnh đầu coil ghi giá trị đến bit đầu theo giá trị đầu vào  Các định thời (Timer) TON: Ngõ định ON- delay Q đƣợc đặt lên ON sau trì hoãn thời gian đặt trƣớc  Bộ Counter đếm lên Dùng để đếm số tiền bỏ vào thực cộng dồn số tiền sử dụng tiền có mệnh giá nhỏ để mua nƣớc mệnh giá lớn SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 44 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 4.1.2 Thiết kế tủ điện: Hình 4.1: Hình ảnh mặt tủ điện Hình 4.2: Hình ảnh mặt ngồi tủ điện SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 45 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG ` Hình 4.3: Hình ảnh mặt ngồi tủ điện 4.1.3 Thiết kế hệ thống nút nhấn lựa chọn loại nước Để thuận lợi cho việc trả sản phẩm chúng em thiết lập hệ thống nút nhấn chọn loại nƣớc tích hợp đèn báo bấm nút hợp lệ tƣơng đƣơng với số tiền đƣa vào Hình 4.4: Hệ thống nút nhấn đèn báo khách mua nƣớc SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 46 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 4.1.4 Thiết kế máy bán nước tự động: Hình 4.5: Mặt trƣớc mơ hình máy bán nƣớc Hình 4.6: Lị xo xoắn vị trí trả nƣớc SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 47 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 4.2 Viết chƣơng trình lập trình cho PLC 4.2.1 Lập bảng địa cho chân PLC tương ứng đầu vào đầu Hình 4.7: Thiết lập bảng tag cho chân PLC 4.2.2 Viết chương trình lập trình cho PLC SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 48 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 49 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 50 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 51 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 52 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 53 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG Hình 4.8 - Hình 4.20: Chƣơng trình lập trình máy bán nƣớc SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 54 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 4.3 Đánh giá kết thực đề tài: Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp dƣới hƣớng dẫn nhiệt tình GV hƣớng dẫn ThS.Võ Khánh Thoại, đến em hồn thành đồ án với tên đề tài “LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG” Nội dung đồ án bao gồm: Phần kiến thức:  Tìm hiểu điều khiển lập trình PLC S7-1200  Tìm hiểu phần mềm chƣơng trình soilword  Tìm hiểu thiết bị có hệ thống Phần thiết kế thi công:  Xây dựng quy trình cơng nghệ máy bán nƣớc tự động phân loại dựa cơng tắc hành trình  Xây dựng mơ hình khí  Thiết kế gia cơng chi tiết mơ hình  Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ hệ thống điện  Viết chƣơng trình điều khiển cho hệ thống Trong nội dung đồ án, em thiết kế hệ thống điều khiển thành công mơ hình “LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG” Tuy nhiên đồ án hạn chế kiến thức thực tế tay nghề em chƣa đƣợc nhiều nên mơ hình điều khiển chƣa đƣợc tối ƣu Đó hạn chế đề tài, mong đề tài đƣợc bạn sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu khắc phục mặt hạn chế đề tài để tạo sản phẩm tối ƣu phục vụ cho đời sống sinh hoạt Cuối em xin trân thành cảm ơn GV hƣớng dẫn ThS Võ Khách Thoại hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm đồ án 4.4 Hƣớng phát triển:  Cải thiện phần khí  Hồn thiện mơ hình sản phẩm nhanh khơng gặp số vấn đề  Có sử dụng LCD LED đoạn hiển thị số tiền khách bỏ vào máy SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 55 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG  Có thể chấp nhận nhiều cách tốn tiền ví dụ nhƣ mã QR, hay cảm biến hình ảnh, tốn th nội  Có khả phân biệt tiền thật tiền giả  Có thể giữ lạnh đồ uống SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 56 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG KẾT LUẬN Máy bán nƣớc tự động đời mang lại nhiều tiện ích việc cung cấp thức uống giải khát cách nhanh chóng tiện lợi Trong tƣơng lai thiết bị tự động nhƣ máy bán nƣớc làm tăng hiệu sản xuất giảm chi phí cho ngƣời việc bán sản phẩm Tuy nhiên nƣớc ta nhiều nơi thiếc bị nhƣ máy bán nƣớc mặt hàng xa xỉ Nhận dạng tiền xu máy bán nƣớc tƣơng đối dễ dàng nhƣng để nhận dạng tiền Polyme cần phải có cơng nghệ phức tạp nhƣ xử lý ảnh, đồ họa Đề tài chúng em tìm hiểu cịn nhiều hạn chế dừng lại mức độ mơ hình nghiên cứu chƣa có điều kiện khai thác cấu tạo thực tế máy bán nƣớc Nhóm chúng em hy vọng ngày có điều kiện tìm hiểu cụ thể Một lần chúng em xin gửi lời cám ơn đến giảng viên hƣớng dẫn thầy Võ Khánh Thoại giúp đỡ nhóm chúng em q trình hồn thành đề tài SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN MINH BÁCH VÕ THẾ TOÀN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: TH.S VÕ KHÁNH THOẠI 57 Phụ lục 02 Tài liệu tham khảo Đề tài có tham khảo từ tài liệu sau:  Trần Văn Hiếu, “Tự Động Hóa PLC S7 – 1200 với TIA Portal”, năm 2019, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật  Nguyễn Đức Hoàng, “PLC Programmable Logic Controller”, năm 2014, Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh  Dƣơng Minh Trí, “Sơ đồ chân Linh kiện bán dẫn”, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật  PGS TS Ngô Văn Thuyên, KS Phạm Quang Huy, “Lập trình với PLC S7-1200 S7-1500”, năm 2019, Nhà xuất Thanh Niên  Tăng Văn Mùi, Nguyễn Tiến Dũng, “Điều Khiển Logic Lập Trình PLC”, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật ... LẬP TRÌNH PLC S7- 1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 1.1.1.3 Mô hình máy bán sách tự động Hình 1.4 Máy bán sách tự động 1.1.1.4 Mơ hình máy bán sandwich bánh mì Hình 1.5 Máy bán bánh mì tự động. .. VÕ KHÁNH THOẠI LẬP TRÌNH PLC S7- 1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG  Máy bán hàng tự động cụm từ chung, nhƣ máy bán cà phê, máy nạp th điện thoại tự động, máy bán đồ ăn nhanh tự động? ?? Nên đề... THOẠI LẬP TRÌNH PLC S7- 1200 ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÁN NƢỚC TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung: Máy bán hàng tự động máy thông minh tự động thực giao dịch mua, bán