Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước bằng plc s71200 có link file mô phỏng cuối bài hoặc pm vào sdt 0799008541

MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tiểu luận này có 3 chương Chương 1 Giới thiệu công nghệ phân loại sản phẩm theo kích thước + Giới thiệu các hệ thống băng tải + Nguyên lý làm việc và thuật toán Chương 2 Giới thiệu về PLC S7 1200 + Tìm hiểu về PLC S7 1200 + Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL Chương 3 Thiết kế chương trình điều khiển và giám sát + Thiết kế chương trình mô phỏng + Giới thiệu phần mềm mô phỏng Wincc + Kết quả mô phỏng Trong nội dung tiểu luận, em đã thiết kế c.

MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU TĨM TẮT ĐỒ ÁN Tiểu luận có chương : Chương : Giới thiệu công nghệ phân loại sản phẩm theo kích thước + Giới thiệu hệ thống băng tải + Nguyên lý làm việc thuật toán Chương : Giới thiệu PLC S7-1200 + Tìm hiểu PLC S7-1200 + Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL Chương : Thiết kế chương trình điều khiển giám sát + Thiết kế chương trình mơ + Giới thiệu phần mềm mô Wincc + Kết mô Trong nội dung tiểu luận, em thiết kế chạy thành công hệ thống hoàn thành yêu cầu chương Tuy nhiên, tiểu luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận ý kiến bổ sung, đóng góp q thầy để đề tài em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG : SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Đặt vấn đề Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ đợt thực tập tốt nghiệp nhà máy, khu công nghiệp tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa q trình sản xuất Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu phân loại, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng, nhiều cho suất thấp chưa đạt hiệu Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao kích thước Nên chúng em định thiết kế thi công mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất địi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với phát triển giới 1.2 Các băng chuyền phân loại sản phẩm Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều thực tế Dùng sức người, cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Chưa kể đến có phân loại dựa chi tiết kĩ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách Tùy vào mức độ phức tạp yêu cầu phân loại, hệ thống phân loại tự động có quy mơ lớn, nhỏ khác Tuy nhiên có đặc điểm chung chi phí cho hệ thống lớn, đặc biệt điều kiện Việt Nam Vì đa số hệ thống phân loại tự động đa phần áp dụng hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp, lượng lớn doanh nghiệp Việt Nam sử dụng trực tiếp sức lực người để làm việc Bên cạnh băng chuyền để vận chuyển sản phẩm yêu cầu cao đặt phải có hệ thống phân loại sản phẩm Bởi trước ngành công nghiệp chưa phát triển, công việc người đảm nhận mắt thường, kinh nghiệm ghi nhớ, trực tiếp phân loại sản phẩm đạt yêu cầu loại bỏ phế phẩm tay Tuy cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì hệ thống tự động phân loại sản phẩm đời để đáp ứng nhu cầu cấp bách Còn nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh ảnh v.v… Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nên có nhiều thuật tốn, hướng giải khác cho sản phẩm, đồng thời thuật tốn đan xen, hỗ trợ lẫn Ví dụ muốn phân loại vải cần phân loại kích thước màu sắc, nước uống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v… Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy băng chuyền ngang qua cảm biến quang thứ chưa kích cảm biển thứ phân loại vật thấp nhất, sản phẩm qua cảm biến đồng thời phân loại vật cao Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết đc sản phẩm thuộc màu cửa phân loại tự động mở để sản phẩm đựợc phân loại Phát màu sắc cách sử dụng yếu tố tỷ lệ phản chiếu màu (ví dụ đỏ, xanh xanh trời) phản xạ màu khác theo thuộc tính màu đối tượng Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi FAO (góc quang tự do), cảm biến E3MC phát màu đỏ, xanh màu xanh sáng trục quang học đơn E3MC thu ánh sáng phản chiếu đối tượng thông qua cảm biến nhận xử lý tỷ lệ màu xanh cây, đỏ, xanh lam ánh sáng để phân biệt màu sắc vật cần cảm nhận Phân loại sản phẩm dùng webcam: sử dụng camera chụp lại sản phẩm chạy qua đưa ảnh so sánh với ảnh gốc Nếu giống cho sản phẩm qua, cịn khơng loại sản phẩm Nhận thấy thực tiễn đó, luận văn này, em làm mơ hình nhỏ có chức gần tương tự ngồi thực tế Đó là: tạo dây chuyền băng tải để vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo kích thước đặt trước 1.3 Tổng quan cơng nghệ theo vật liệu 1.3.1 Phân tích cơng nghệ phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm chia sản phẩm nhóm có thuộc tính với để thực đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng Có nhiều cách phân loại hệ thống phân loại sản phẩm Ví dụ: - Dựa phương thức điều khiển chia hệ thống tự động hay bán tự động, có tham gia người hay không mức độ đến đâu, điều khiển PLC, vi xử lí - Theo màu sắc: màu sắc cảm biến màu nhận biết chuyển sang tín hiệu điện qua chuyển đổi ADC xử lí - Theo trọng lượng, kích thước bên ngồi - Ngồi cịn nhiều cách phân loại khác tùy vào yêu cầu khác biệt phôi với - Ứng dụng hệ thống phân loại sản phẩm thực tế) Cấu tạo chung hệ thống : Hệ thống gồm phận phận động lực phận nhận biết phân loại sản phẩm mạch điều khiển phận hiển thị Bộ phận động lực : gồm thiết bị vận tải (băng chuyền , băng gầu ) thiết bị giúp phân loại ( xi lanh đề sản phẩm có kích thước khác nơi khác ) , động bánh Bộ phận nhận biết phân loại sản phẩm :hệ thống sử dụng cảm biến cơng tắc hành trình đề nhận biết phân loại vật liệu sản phẩm Hệ thống sử dụng cảm biến quang cảm biến tiệm cận tủy vào bố trí khác Mạch điều khiển : xây dựng đề nhận tín hiệu từ cảm biến sau xử lý tín hiệu đề điều khiển phần động lực Mạch điều khiển sử số phần tử rơle thời gian , trung gian , công tắc tơ , đếm counter Bộ phận hiển thị : sử dụng led đề hiển thị số lượng sản phẩm Nguyên lý hoạt động : Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động nguyên lý dùng cảm biến (hoặc cơng tắc hành trình) đề xác định vật liệu sản phẩm Sau đùng xilanh đề phân loại sản phẩm có vật liệu khác Sản phẩm sau phân loại đếm cảm biến đạt đủ số lượng theo yêu cầu tiếp tục chuyền đến thùng hàng đề đóng gói Từ nguyên lý làm việc ta thấy muốn máy hoạt động cần chuyển động cần thiết: chuyền động tịnh tiền đê đưa sản phâm vào để phân loại ta dùng băng chuyên đề tạo chuyên động nảy Đề truyền động chuyên động quay cho trục băng chuyên ta dùng động điện chiều Ngồi chun đơng đưa sân phẩm vảo băng chun máy cịn chuyển động cần thiết hai chuyên động tịnh tiến để sản phẩm theo kích thước xilanh Chuyển động xilanh điều khiển hệ thống khí nén 1.3.2 Phân tích hệ thống cảm biến a) Khái niệm cảm biến Cảm biến (CB) thiết bị điện tử có chức nhận biết yếu tố vật lý yếu tố hóa học nơi đặt vào sau chuyển thành dạng thơng tin mã hóa chuyển hình máy tính, hệ thống PLC để điều khiển thiết bị khác từ xa Cảm biến thiết bị điện tử cảm nhận trạng thái, q trình vật lý hay hóa học môi trường cần khảo sát biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thơng tin trạng thái hay q trình Thơng tin xử lý để rút tham số định tính định lượng môi trường, phục vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh gọi ngắn gọn đo đạc, phục vụ truyền xử lý thơng tin hay điều khiển q trình khác Các đại lượng cần đo thường khơng có tính chất điện nhiệt độ, áp suất,… tác động lên cảm biến cho ta đại lượng đặc trưng mang tính chất điện điện tích, điện áp, dịng điện,… chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị đại lượng đo Cảm biến thường đặt vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dị, có kèm mạch điện hỗ trợ nhiều trọn lại gọi ln “cảm biến” Hình 1.1: Các loại cảm biến phổ biến b) Cấu tạo chung cảm biến Sensor có nhiều loại khác Mỗi loại có tính riêng biệt Nhưng có cấu tạo chung giống Theo tất sensor điều có cấu tạo chung chia làm phần sau : Hình 1.2 : Cấu tạo chung cảm biến Phần : Vỏ bảo vệ cảm biến, có cấu nhựa kim loại tùy vào loại cảm biến Phần vỏ có tác dụng bảo vệ phần bên cảm biến Phần : Bộ máy phát hay gọi phận cảm nhận cảm biến nói chúng Phần : Bộ chuyển đổi tín hiệu từ phần số thành tín hiệu điện (còn gọi vi xử lý tín hiệu não cảm biến) Tín hiệu điện tín hiệu 4-20mA, tín hiệu ON-OFF c) Lựa chọn cảm biến cho hệ thống Để phù hợp với hệ thống em chọn hệ thống cảm biến thị giác Thị giác máy – Machine vision hệ thống sử dụng cảm biến (máy ảnh), sử dụng thuật toán phần cứng phần mềm để tự động hóa nhiệm vụ kiểm tra trực quan từ đơn giản đến phức tạp hướng dẫn trực tiếp thiết bị xử lí q trình lắp ráp sản phẩm Các ứng dụng bao gồm Định vị, Xác định, Xác minh, Đo lường phát lỗ hổng Một hệ thống Machine vision hoạt động không mệt mỏi thực kiểm tra trực tuyến 100%, dẫn đến chất lượng sản phẩm cải thiện, suất cao chi phí sản xuất thấp hơn, Sự xuất sản phẩm quán chất lượng tạo nên hài lòng khách hàng, xa thị phần thị trường tương lai Một hệ thống thị giác máy bao gồm thành phần quan trọng sau: Cảm biến (máy ảnh) để chụp ảnh, động xử lý (thiết bị quan sát) hiển thị truyền đạt kết quả, hệ thống dây cáp kết nối Để hệ thống thị giác máy hoạt động hiệu đáng tin cậy, điều quan trọng phải hiểu thành phần quan trọng tương tác Hình 1.3 : Hệ thống cảm biến thị giác Các hệ thống tương tác công nghiệp đòi hỏi mạnh mẽ, độ tin cậy ổn định cao so với hệ thống thị giác học thuật/giáo dục thường có chi phí thấp nhiều so với hệ thống sử dụng ứng dụng Chính phủ hay quân đội Hệ thống Machine Vision dựa vào cảm biến kỹ thuật số bảo vệ bên máy ảnh cơng nghiệp có quang học chuyên dụng để thu hình ảnh, phần cứng phần mềm xử lí, phân tích, đo lường đặc điểm khác để định 1.3.3 Giới thiệu chung băng tải Băng tải thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, xưởng luyện kim dùng để vận chuyển linh kiện điện tử lắp ráp xe cộ bưu điện Trên kho bãi dùng để vận chuyển loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt số sản phẩm khác Trong số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hoàn thành chưa hoàn thành công đoạn, phân xưởng, đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng Ưu điểm băng tải : Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng Vốn đầu tư không lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn Cấu tạo chung băng tải : Network 10 : Pitong hoạt động Network 11 : Sản phẩm nhỏ di chuyển Network 12 : So sánh mô tác động cảm biến Network 13 : Đếm số lượng sản phẩm nhỏ Network 14 : Reset counter đếm Network 15 : Reset số lượng Network 16 : Off hệ thống Network 17 : Di chuyển xuống Network 18 : So sánh reset Network 19 : Đếm số lượng tổng 3.4 Thiết kế mô 3.4.1 Giới thiệu phần mềm WinCC WinCC (Window Control Center) phần mềm tạo dựng hệ SCADA HMI mạnh hang SIEMNES sử dụng phổ biến giới Việt Nam WinCC có mặt nhiều lĩnh vực sản xuất xi măng, giấy, thép, dầu khí,… WinCC hệ thống điều khiển trung tâm có tính cơng nghiệp có tính kỹ tthuật, hệ thống hiển thị đồ họa điều khiển nhiệm vụ sản xuất tự động hóa trình Hệ thống đưa module chức tích hợp cơng nghiệp cho hiển thị đồ họa, thơng báo, lưu trữ báo cáo Nó trình điều khiển mạnh, nhanh chóng cập nhật ảnh, chức lưu trữ an toàn đảm bảo tính lợi ích cao đem lại cho người hành, giao diện trức quan dễ sử dụng, có khả giám sát điều khiển trình cơng nghệ theo chế độ thời gian thực Để xây dựng giao diện HMI phần mềm WinCC cấu hình phần cứng phải bao gồm thiết bị PLC-S7 xxxx cấu hình tối thiểu máy tính cho việc sử dụng phần mềm wincc thiết bị khác phục vụ cho truyền thông Phần mềm WinCC tích hợp TIA PORTAL thuận tiện cho người dùng lập trình, cấu hình, tích hợp thiết bị dải sản phẩm tích hợp tự động hóa tồn diện siemens Phần mềm Simatic WinCC V13 để cấu hình hình HMI chạy Scada máy tính 3.4.2 Giao diện hệ thống 3.5 Mơ kiểm chứng Giao diện ban đầu Nhấn nút start để khởi động hệ thống => Băng tải hoạt động Sản phẩm kích thước nhỏ qua cảm biến kích thước Pittong đẩy sản phẩm nhỏ vào băng tải phía đếm +1 Sản phẩm kích thước nhỏ chạy xuống băng tải phía Sản phẩm cỡ trung bình chạy băng tải Pittong đẩy sản phẩm kích cỡ trung bình xuống băng tải phía bộ đếm +1 Sản phẩm kích cỡ trung bình chạy xuống băng tải phía sản phẩm kích cỡ lớn chạy băng tải Đi qua cảm biến đếm +1 chạy thẳng xuống băng tải KẾT LUẬN Trên toàn nội dung đề tài: “Điều khiển giám sát dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước dùng PLC S7-1200 phần mềm TIA V15” Trong thời gian vừa qua với nỗ lực thân hướng dẫn nhiệt tình giáo Ngơ Thị Lê, đến em hoàn thành đề tài giao qua em tìm hiểu nhiều kiến thức hữu ích: - Tìm hiểu cấu tạo, ngun lý cơng dụng hệ thống phân loại sản phẩm - Tìm hiểu thêm PLC S7-1200 cách viết chương trình - Sử dụng thành thạo phần mềm lập trình PLC TIA PORTAL mô WinCC Mặc dù em cố gắng trình độ kiến thức cịn hạn chế nên tiểu luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy bạn đóng góp ý kiến đề đồ án hoàn thiện giúp em củng cố kiến thức Em xin chân thành cảm ơn cô Ngô Thị Lê thầy cô khoa giúp em thời gian vừa qua để em hồn thành đề tài tốt nghiệp giao thời hạn quy định ... nghệ phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm chia sản phẩm nhóm có thuộc tính với để thực đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng Có nhiều cách phân. .. Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh ảnh v.v… Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nên có nhiều... sản xuất Vì hệ thống tự động phân loại sản phẩm đời để đáp ứng nhu cầu cấp bách Còn nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại