BAO CAO DE TAI CDTN2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN ĐỀ 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC OMRON CP1L ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG PLC CP1L TRONG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ.

Đi GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC OMRON CP1L ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC CP1L TRONG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MƠ HÌNH ĐĨNG GĨI MÌ ĂN LIỀN Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lưu Văn Quang Nhóm: 07 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Chung_16542276 Lớp: 16542SP3 Khóa: 2016_2020 GVHD: Ths_Lưu Văn Quang Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020… SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Tp.HCM, ngày … tháng 08 năm 2020 GVHD Th.S Lưu Văn Quang LỜI NÓI ĐẦU -Sản phẩm ăn liền lâu trở thành phần thiếu cuốc sống bận rộn Quy trình sản xuất mì tôm phức tạp từ lựa chọn nguyên liệu; trộn bột; cán bột; cắt sợi; cân mì; chiên mì; đóng gói gia vị; đóng gói sản phẩm… Trong đó, khâu đóng gói sản phẩm vơ quan trọng Hình thức thiết kế mẫu sản phẩm bên yếu tốt quan trọng tác động đến thị hiếu người tiêu dùng -Hiểu tầm quan trọng nên nhóm em chọn đề tài “Quy trình đóng gói sản phẩm Mì Ăn Liền” -Trong trình làm đồ án,nhóm chúng em vận dụng kiến thức học giúp đỡ học hỏi từ bạn,cùng với tìm hiểu ,khám phá thân,đặc biệt hướng dẫn dạy bảo thầy Lưu Văn Quang,giảng viên môn Chuyên đề tốt nghiệp giúp chúng em hồn thành mơn đồ án này.Tuy nhiên kiến thức thời gian vừa làm vừa học hạn chế nên chúng em khơng thể tránh thiếu sót,mong góp ý thầy để chúng em hoàn thiện cho dự án sau này.Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ỨNG DỤNG PLC TRONG THỰC TẾ 1.1.Định nghĩa PLC PLC từ viết tắt Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển logic khả trình), dùng để thay chức rơle, đếm hay định thời thiết bị điều khiển, đồng thời có them khả tính tốn giúp khả điều khiển dễ dàng thực -Về PLC chia làm phần sau: GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 1- Sơ đồ cấu trúc PLC Nguồn cung cấp (Power Supply) biến đổi điện cung cấp từ bên ngoà thành mức thích hợp cho mạch điện tử bên PLC (thơng thường 220VAC Ỉ 5VDC 12VDC) Phần giao diện đầu vào biến đổi đại lượng điện đầu vào thành mức tín hiệu số (digital) cấp vào cho CPU xử lý Bộ nhớ (Memory) lưu chương trình điều khiển lập người dùng liệu khác cờ, ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra, Nội dung nhớ mã hoá dạng mã nhị phân Bộ xử lý trung tâm (CPU) thực thi lệnh chương trình lưu nhớ, xử lý đầu vào đưa kết kết xuất điều khiển cho phần giao diện đầu (output) Phần giao diện đầu thực biến đổi lệnh điều khiển mức tín hiệu số bên PLC thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngồi đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số-tương tự, Thơng thường PLC có kiến trúc kiểu module hố với thành phần đặt module riêng ghép với tạo thành hệ thống PLC hoàn chỉnh Riêng loại Micro PLC CPM1/2(A) CP1L/1H loại tích hợp sẵn tồn thành phần 1.2.Hoạt động PLC GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình lưu đồ thực bên PLC, phần quan trọng Thực chương trình Cập nhật đầu vào Quá trình thực liên tục khơng ngừng theo vịng kín gọi scan hay cycle sweep Phần thực chương trình gọi program scan bị bỏ qua PLC chuyển sang chế độ PROGRAM Hình 2-Lưu đồ thực PLC 1.3.Giới thiệu chung PLC CP1L Năm 2005, Omron đưa thị trường dòng Micro PLC với tính đột phá CP1H Tháng năm nay, Omron lại tiếp tục cho dòng Micro PLC CP1L đa với giá thành thấp CP1H.Về hình dáng bên ngoài, CP1L với màu đen khỏe khoắn giống CP1H thiết kế tảng dòng CJ1 tiên tiến Về lâu dài, CP1L thay cho dịng CPM1/2A có mặt thị trường từ lâu Hình 3_ PLC Sysmac CP1L-L20DR-D GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi -Các đèn LED thị trạng thái PLC -Khi gặp cố trầm trọng, đèn thị trạng thái đầu vào thay đổi sau: Khi có lỗi CPU hay lỗi với bus vào/ (CPU Error/ I/O Bus Error) : LED đầu vào tắt - Khi có lỗi với nhớ lỗi hệ thống (Memory Error/ System Error) : LED đầu vào giữ trạng thái chúng trước xảy lỗi cho dù trạng thái thực đầu vào thay đổ 1.4.Ví dụ đấu dây PLC (CP1L-20) 1.4.1.Nối dây đầu ra(loại tiếp điểm rơ le) GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 4-Nối dây đầu PLC CP1L 1.4.2.Nối dây đầu vào (24VDC) Hình 5-Nối dây đầu vào PLC CP1L 1.5.Phần mềm lập trình CX-ONE CX-ONE phần mềm tích hợp chặt chẽ nhằm đáp ứng yêu cầu ngày cao tự động hóa cơng nghiệp hỗ trợ thiết bị đa dạng OMRON Với phần mềm này, người sử dụng có tay cơng cụ mạnh, sử dụng dễ dàng liên tục cập nhật, cải tiến GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi CX-Programmer phần mềm trung tâm Không dùng để lập trình cho PLC, CX-Programmer cịn cơng cụ để kỹ sư quản lý dự án tự động hóa với PLC làm não hệ thống Các chức CXProgrammer bao gồm: • Tạo quản lý dự án (project) tự động hóa • Kết nối với PLC qua nhiều đường giao tiếp • Cho phép thực thao tác chỉnh sửa theo dõi online (như forset, set/reset, online edit, monitoring,…) • Đặt thơng số hoạt động cho PLC • Cấu hình đường truyền mạng Hỗ trợ nhiều chương trình, nhiều PLC project nhiều section chương trình CX-Programmer có phiên chính: GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Thanh công cụ Workspace: Giao diện hinh nơi làm việc thiết kế Hình 8-Giao diện phần mềm CX-Designer CX-Designer cho phép sử dụng giao diện đồ họa hệ điều hành windows môi trường làm việc dạng cửa sổ dạng windows.Vì hinh tao cách nhanh chóng ,dễ dàng Chuc hình PT là: +Chức giám sát,thay đổi nội dung ô nhớ PLC hiển thị thơng tin PLC lên hình +Chức báo động(alarm):Phát cảnh báo cố hệ thống +Chức điều khiển: -Giao diện CX-Designer gồm có phần: +Workspace: Nơi quản lý trang hình +Các cơng cụ dùng dể thiết kế giao diện HMI +Giao diện hình thể trang hình Lựa chọn thiết bị phần cứng 2.1 Thiết bị ngõ vào 2.1.1 Nút nhấn GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi -Thơng số kỹ thuật Nút nhấn có đèn Loại nút lồi, nhấn nhả Điện áp định mức: 24VDC Hình 9-Nút nhấn ON-OFF Lựa chọn cảm biến quang Đặc tính kỹ thuật: 2.1.2 -Mã hàng: CX-M10 -Loại Through-beam: thu, phát -Khoảng cách phát vật: 10m -Vật chuẩn: nhỏ phi 10mm -Nguồn sáng: Led hồng ngoại Nguồn cấp: 12-24VDC +/-10% -Ngõ ra:NPN, Open collector output, tải max 100mA 24VDC -Light-ON/Dark-ON (switch selectable) -Bảo vệ mạch: ngắn mạch ngõ -Thời gian đáp ứng: max 1ms -Điều chỉnh độ nhạy - Sensitivity adjustment: có -Ambient illumination: -Incandescent lamp: 3,500 lx max -Sunlight: 11,000 lx max -Cấp bảo vệ: IP67 GVHD: Ths_Lưu Văn Quang Hình 10-Cảm biến quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 11-Sơ đồ nối dây cảm biến ngõ số với PLC Thiết bị ngõ 2.2.1.Lựa chọn contactor 2.2 Thông số kỹ thuật -Schneider 3P/12A Để đóng cắt mạch động lực có điện áp dịng lớn , có khả dập hồ quang, độ bền cao an, an tồn cho phụ tải Thơng số thiết bị: -Coil:220VAC-LC1D12M7 -Số pha: 3P(3 NO) -Tiếp điểm phụ: NO + NC -Điện áp cuộn dây: 220 V AC -Độ bền điện: 0.8 Mcycles -Độ bền cơ: Mcycles -Dịng điện 12A GVHD: Ths_Lưu Văn Quang Hình 12-Contactor 3pha SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi 2.2.2.Lựa chọn rơ le nhiệt Thông số kỹ thuật Relay Nhiệt ABB: TA25 DU-M 25A dùng để bảo vệ tải động Order Code: 1SAZ211201R2051 Dòng Điện Điều Chỉnh (A) : 18A – 28A Dùng Cho Contactor ABB: A 9…A 30 AX 09…AX 32 Relay nhiệt ABB loại Cực Điện Áp Định Mức(V) : (Ue)380VAC Hình 13-Rơ le nhiệt 3pha Frequency (Hz) : 50Hz / 60Hz (tần số định mức) 2.2.3.Lựa chọn động Thông số kỹ thuật: Form-Type: LK-SV Tỉ số truyền: 1/5 ~ 1/200 Kiểu lắp: Chân đế Điện áp: 3pha 220V/380V Xuất xứ: Đài Loan GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 14-Động băng tải 2.2.4.Lựa chọn biến tần Chọn biến tần MM420 Mã Hiệu 6SE6420-5CA1 Điện áp đầu vào: 380-480V Công suất định mức: 5.5kw Dòng điện vào: 11,6A Dòng điện ra: 13,2A Hình 15-Biến tần Mục tiêu đề tài -Giup sinh viên hiểu rõ lập trình PLC ứng dụng thực tế Cụ thể hệ dây chuyền đóng gói sản phẩm MÌ ĂN LIỀN.Qua nghiên cứu đề tài chúng em nắm rõ sở lý thuyết ứng dụng chương trình mơ thực tế vào điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm Mì ăn liền, khâu nhỏ hệ thống dây chuyền sản xuất thực phẩm công nghiệp Gioi hạn nội dung đề tài -Trong dây chuyền sản xuất ,chế biến nhà máy thường bao gồm nhiều quy trình liên kết với quy trình phân loại,quy trình đóng gói, quy trình in ấn Đề tài giới hạn việc đóng gói sản phẩm Mì ăn liền.Với giới hạn sinh viên khả kiến thức, thời gian… nên đồ án tìm hiểu mức độ đơn giản, thực mức độ lý thuyết trường học, tín tạo sát với thực tế, mô phần mềm không kết nối với PLC thực tế Những hạn chế chương trình ,cũng thơng số kỹ thuật cịn hạn chế.Ví dụ khí,máy móc, để xây dựng phận cấu thành hệ thống cần mang tính chặt chẽ,logic CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN ĐĨNG GĨI MÌ ĂN LIỀN GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi 2.1 Sản phẩm mì ăn liền Hình 16- Hình ảnh vắt mì ăn liền Mì ăn liền mì sợi, có dạng vắt trịn hay chữ nhật làm chín trước để người tiêu dùng rút ngắn thời gian chế biến trước sử dụng sản phẩm Kèm theo vắt mì cịn có thêm hay vài gói gia vị tùy theo hương vị sản phẩm Sản phẩm làm khơ nên bảo quản 5-6 tháng Mì ăn liền ăn khơ sau mở gói cách sử dụng phổ biến bổ sung nước sôi chờ 3-5 phút hay bổ sung nước nguội làm nóng phút lị vi ba Một gói mì ăn liền cung cấp đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng cho bữa ăn nhanh Mì ăn liền thường sản xuất q trình chiên thay phương pháp khơng chiên (sấy) 2.2 Dây chuyền đóng gói mì ăn liền Với nhịp sống bận rộn xô bồ nay, sản phẩm ăn liền nói chung mì tơm ăn liền nói riêng trở thành phần khơng thể thiếu Với lượng tiêu thụ mì ăn liền lớn thế, nhà máy sản xuất phải cần phải sử dụng dây chuyền đóng gói mì ăn liền để đảm bảo suất cao -Các nhà máy sản xuất mì tơm ăn liền với số lượng lớn tất nhiên sử dụng nhân cơng cho việc đóng gói thành phẩm, lẽ phải tốn nhiều thời gian cần thuê lượng nhân công cực lớn Sử dụng dây chuyền đóng gói mì ăn liền giúp doanh nghiệp giải tốn chi phí khó nhằn GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Khơng sử dụng để đóng gói mì ăn liền, dây chuyền đóng gói dùng để đóng gói sản phẩm khác kẹo ngọt, bánh mì, bánh bích quy,… vơ tiện lợi CHƯƠNG TÌM HIỂU NGHUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 3.1.Nguyên lý hoạt động hệ thống Khi nhấn nút ON, băng tải hoạt động đưa bao bì tới bồn chứa vắt mì, bao tới bồn chứa vắt mì đụng cảm biến quang phát làm băng tải dừng lại.Lúc tác động làm cho bồn chứa vắt mì nhả vắt mì vào gói,khi vắt mì vào gói sau giây tác động làm băng tải chạy tiếp gặp cảm biến quang phát vật đặt bồn gia vị làm băng tải dừng tác động làm bồn chứa gia vị cho gia vị vào bao mì,sau giây tác động làm băng tải tiếp tục chạy gặp cảm biến quang phát vật bồn chứa gói sa tế làm cho băng tải dừng lại gói sa tế vào bao,sau giây lại tác động cho băng tải chạy,gặp cảm biến đóng gói làm băng tải dừng tác động vào động đóng gói để đóng ép bao mì lại,sau giây tác động làm băng tải tiếp tục chạy đưa gói mì qua cảm biến đếm số lượng gói mì cho vào thùng.Số lượng gói mì cho vào thùng người cài đặt,khi ta nhấn nút RESET hệ thống đếm lại từ đầu.hệ thống hoạt động lặp lại ta nhấn nút STOP dừng hệ thống -mạch bảo vệ reley nhiệt 3.2.Sơ đồ khối 3.2.Phân bố địa cho PLC INPUT I0.00 I0.01 I0.02 I0.03 I0.04 I0.05 I0.06 I0.07 Thiết bị OUTPU Nút nhấn STOPT Nút nhấn START Q100.00 Nút nhấn RESET Q100.01 CB Vắt mì Q100.02 CB Gia vị Q100.03 CB Sa tế Q100.04 CB Đóng gói CB Đếm số lượng Thiết bị Băng tải Bồn vắt mì Bồn gia vị Bồn sa tế Đóng gói 3.3.Sơ đồ kết nối dây phần cứng thiết bị với PLC CP1L GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 17-Sơ đồ kết nối dây phần cứng PLC ĐC ĐÓNG GÓI ĐC ĐC BỒN BỒN GIA SA TẾ VỊ ĐC BĂNG BỒN MÌ TẢI 3.4.Sơ đồ mạch động lực Hình 18-Sơ đồ mạch động lực 3.5.Sơ đồ khối dây chuyền đóng gói Mì ăn liền BAO MÌ CHO VẮT CHO CHO GĨI GĨI SA GIA TẾMÌ VÀO VỊVÀO VÀO ĐẾM SỐ LƯỢNGĐĨNG GĨI MÌ GĨI CHO VÀO THÙNG MÌMÌ GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi 3.5.Viết chương trình điều khiển cho PLC CP1L 3.5.1.Chương trình section1 GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi 3.5.2.Chương trình mơ Simulation Chương Mơ CX_Designer Hình 19-Hệ thống dừng hoạt động GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi Hình 20-Hệ thống hoạt động Chương Kết luận Báo cáo đồ án môn học quan trọng sinh viên,nó hội cho sinh viên tìm hiểu nhiều vấn đề lý thuyết lẫn thực hành công tác nghiên cứu hay sản xuất,bảo trì vào thực tế.Những thu từ đợt làm đề tài chuyên đề sở để sinh viên lựa chọn vấn đề cơng việc thích hợp với Qua thời gian thực chuyên đề với đề tài “Điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm Mì Ăn Liền ” hội để chúng em củng cố kiến thức học nhà trường đồng thời phát huy tính sáng tạo khả giải công việc theo yêu cầu đặt ra, tiếp xúc làm quen với thành tựu khoa học kỹ thuật chuyên nghành tự động hóa nói riêng cơng nghiệp đại nói chung Sau tiến hành mơ hệ thống hoạt động tương đối ổn định chưa có nhiều kinh nghiệm kiến thức thực tế dây chuyền đóng gói sản phẩm nên chưa sát thực tế Nhưng GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi mô tả phần quan trọng hệ thống việc điều khiển chương trình mơ cách trực quan Đây đề tài khơng mới, có nhiều hệ trước tìm hiểu phát triển, chúng em có nhiều thuận lợi việc tìm kiếm tài liệu tham khảo, thời gian có hạn kiến thức hạn chế nên chuyên đề cịn nhiều thiếu sót, mong bảo góp ý thầy giáo Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy: ThS Lưu Văn Quang giúp chúng em hoàn thành chuyên đề ! Tài liệu tham khảo Giao trình Chuyên Đề Tốt Nghiệp 2-Tài liệu lưu hành nội trường ĐHSPKT Hồ Chí Minh Google,Youtube, GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi GVHD: Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng ... Ths_Lưu Văn Quang SVTH: Nguyễn Đức Chunng Đi 1.6.Gioi thiệu phần mềm CX-Designer Hình 7-Giao diện phần mềm CX-Designer CX-Designer phần mềm ứng dụng chạy nhiều tảng hệ điều hành winXP/Vitsta/win7... Thanh công cụ Workspace: Giao diện hinh nơi làm việc thiết kế Hình 8-Giao diện phần mềm CX-Designer CX-Designer cho phép sử dụng giao diện đồ họa hệ điều hành windows môi trường làm việc dạng cửa... 2.2.1.Lựa chọn contactor 2.2 Thông số kỹ thuật -Schneider 3P/12A Để đóng cắt mạch động lực có điện áp dịng lớn , có khả dập hồ quang, độ bền cao an, an toàn cho phụ tải Thông số thiết bị: -Coil:220VAC-LC1D12M7