Mô hình phân loại, nhập, xuất kho thành phẩm

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH PHÂN LOẠI, NHẬP, XUẤT KHO THÀNH PHẨM GVHD : THS VÕ TRUNG THƯ SINH VIÊN : NGUYỄN MINH CHIẾN 15087981 NGUYỄN ĐÌNH SƠN 15088711 NGUYỄN XUÂN THÀNH 15074751 HỒ SĨ KHIÊM 15050601 TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài Tên đề tài Nội dung Kết Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên năm 2019 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU x LỜI MỞ ĐẦU xi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN THIẾT BỊ 1.1 PLC S7-1200 (Program Logic Controller): .1 1.1.1 CPU : 1.1.2 CÁC BẢNG TÍN HIỆU: .4 1.1.3 CÁC MODULE MỞ RỘNG : 1.2 Các cảm biến sử dụng : .7 1.2.1 Cảm biến quang: 1.2.2 Cảm biến điện từ: .9 1.2.3 1.3 Cảm biến hành trình xilanh: .9 Xilanh valve điện từ khí nén: 10 1.3.1 Xilanh khí nén: 10 1.3.2 Valve điện từ khí nén: 11 1.4 Màn hình HMI DELTA (DOP-B07E415): 12 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MÔ HÌNH XỬ LÝ THÀNH PHẨM 14 2.1 Bố trí thiết bị mơ hình: 14 2.1.1 Sơ đồ bố trí thiết bị: 14 2.1.2 Sơ đồ đấu dây : 15 iii 2.1.3 Hình ảnh tổng thể : 16 2.2 Các phận chính: 17 2.2.1 Bộ nguồn: 17 2.2.2 Băng tải: 17 2.2.3 Bộ phận tay máy : 17 2.2.4 Bộ phận cấp liệu : 18 2.2.5 Kho lưu trữ : 19 2.2.6 Trạm PLC: 19 2.2.8 Sản phẩm : 21 CHƯƠNG 3: CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 24 3.1 TIA PORTAL V14: 24 3.1.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic – tích hợp lập trình PLC HMI: 24 3.1.2 Cách tạo Project : 24 3.1.3 Quy định địa IP cho module CPU: 27 3.1.4 Đổ chương trình xuống PLC : 28 3.1.5 Giám sát thực chương trình : 29 3.1.6 Xử lý tín hiệu Analog PLC S7-1200 : 30 3.1.7 Giới thiệu tập lệnh: 32 3.2 Phần mềm DopSoft : 40 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN HMI/SCADA 46 4.1 Thiết kế giao diện máy tính: 46 4.2 Chương trình hoạt động hình điều khiển: 51 4.3 Chạy mô máy tính: 58 4.4 Điều khiển HMI: 64 4.5 Thiết kế hình điều khiển mơ WINCC 68 iv 4.5.1 Cấu hình phần cứng 68 4.5.2 Thiết kế giao diện điều khiển 70 4.5.3 Chạy mô 73 CHƯƠNG 5: NHẬP SẢN PHẨM VÀO KHO 76 5.1 Cấu hình phần cứng trạm PLC: .76 5.2 Xây dựng chương trình điều khiển: 84 5.2.1 Sơ đồ giải thuật khâu nhập sản phẩm: .84 5.2.2 Địa biến khâu nhập kho: 87 5.2.3 Chương trình điều khiển 88 CHƯƠNG 6: XUẤT SẢN PHẨM TỪ KHO 104 6.1 Cấu hình phần cứng trạm PLC: .104 6.2 Xây dựng chương trình điều khiển: .104 6.2.1 Sơ đồ giải thuật khâu xuất kho: 104 6.2.2 Địa biến khâu xuất sản phẩm: .105 6.2.3 Chương trình điều khiển khâu xuất sản phẩm: 106 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN 111 7.1 Tổng kết 111 7.2 Hướng phát triển 111 7.3 Hạn chế đề tài 112 7.4 Hướng khắc phục 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 LỜI CẢM ƠN 114 v DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 PLC SIEMENS S7-1200 Hình Bảng tín hiệu PLC Hình Module truyền thơng Hình Module tín hiệu Hình Cảm biến quang Hình Cảm biến điện từ Hình Cảm biến hành trình Xilanh 10 Hình Xilanh khí nén 11 Hình Valve điện từ 12 Hình 10 hình HMI Delta DOP-B07E415 13 Hình Sơ đồ bố trí thiết bị 14 Hình 2 Sơ đồ đấu dây mơ hình 15 Hình Hình ảnh tổng thể mơ hình 16 Hình Bộ nguồn 17 Hình Băng tải 17 Hình Bộ phận tay máy 18 Hình Bộ phận cấp liệu 18 Hình Kho lưu trữ 19 Hình Trạm PLC mơ hình 20 Hình 10 Động 20 Hình 11 Sản phẩm kim loại cao 21 Hình 12 Sản phẩm kim loại thấp 22 Hình 13 Sản phẩm phi kim thấp 22 Hình 14 Sản phẩm phi kim cao 23 Hình Tạo dự án PLC 24 Hình Nhập tên dự án 25 Hình 3 Configure a device 25 Hình Chọn loại CPU PLC 26 vi Hình Chọn Add new device 26 Hình Dự án tạo .27 Hình Thiết lập đổ chương trình xuống PLC 28 Hình Đổ chương trình xuống PLC 28 Hình Click chọn Finish hồn tất download chương trình cho PLC .29 Hình 10 Click “Monitor” cơng cụ 29 Hình 11 Chọn Go online 30 Hình 12 Màn hình giám sát chương trình .30 Hình 13 Sơ đồ đấu dây cho tín hiệu Analog 31 Hình 14 Cấu hình phần cứng cho tín hiệu Analog 31 Hình 15 Thiết lập tín hiệu địa vào tín hiệu Analog 32 Hình 16 Project Setup 41 Hình 17 Tạo Link Name .42 Hình 18 Màn hình thiết kế tạo 43 Hình 19 Thiết lập Controller .43 Hình 20 Chọn địa liên kết cho nút nhấn 44 Hình 21 Thiết kế kiểu cho nút nhấn 45 Hình Giao diện Home 46 Hình Chọn điểm đến cho nút “Chương trình” 46 Hình Thiết lập địa cho nút nhấn .47 Hình 4 Giao diện hình điều khiển 47 Hình Giao diện hình Phân Loại 48 Hình Giao diện hình AUTO 48 Hình Giao diện hình xuất kim loại 49 Hình Giao diện hình Xuất Phi Kim 49 Hình Giao diện hình Manual 50 Hình 10 Giao diện hình Alamp 50 Hình 11 Màn hình Home chạy mơ máy tính 59 Hình 12 Màn hình Điều khiển hoạt động mô 59 Hình 13 Màn hình Auto hoạt động mô 60 Hình 14 Màn hình Phân loại hoạt động mơ 61 vii Hình 15 Màn hình Xuất Phi Kim mơ 61 Hình 16 Màn hình Xuất kim loại mơ 62 Hình 17 Màn hình hoạt động Manual mơ 62 Hình 18 Màn hình hoạt động Manual mô 63 Hình 19 Màn hình Alamp mơ 63 Hình 20 Màn hình Home HMI 64 Hình 21 Giao diện chương trình điều khiển HMI 64 Hình 22 Giao diện Auto điều khiển HMI 65 Hình 23 Giao diện xuất phi kim HMI 66 Hình 24 Giao diện phân loại sản phẩm HMI 66 Hình 25 Giao diện xuất Kim loai HMI 67 Hình 26 Giao diện Manual HMI 67 Hình 27 Giao diện Alamp HMI 68 Hình 28 Tạo PC-System 69 Hình 29 Tạo cổng kết nối Ethenet 69 Hình 30 Tạo kết nối PLC PC-System_1 70 Hình 31 Tạo Screen 70 Hình 32 Tạo băng tải cho mơ 71 Hình 33 Tạo chuyển động cho băng tải 71 Hình 34 Màn hình mơ thiết kế xong 72 Hình 35 Tạo hiển thị số lượng sản phẩm 72 Hình 36 Màn hình mơ thiết kế xong 73 Hình 37 Màn hình Main 73 Hình 38 Màn hình Manual 74 Hình 39 Màn hình Auto 74 Hình 40 Màn hình Alamp 75 Hình 41 Màn hình Demo 75 Hình Add new subnet 76 Hình Địa PLC 76 Hình Network and Sharing Center 77 Hình Ethernet Properties 77 viii Khóa luận tốt nghiệp Chương trình (IMPORT_NONMETAL_LOW [FC3]) Biến nhớ chương trình IMPORT_NONMETAL_LOW 100 Khóa luận tốt nghiệp 101 Khóa luận tốt nghiệp 102 Khóa luận tốt nghiệp 103 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 6: XUẤT SẢN PHẨM TỪ KHO 6.1 Cấu hình phần cứng trạm PLC: (Tham khảo chương 5) 6.2 Xây dựng chương trình điều khiển: 6.2.1 Sơ đồ giải thuật khâu xuất kho: Hình Sơ đồ giải thuật khâu xuất kho 104 Khóa luận tốt nghiệp 6.2.2 Địa biến khâu xuất sản phẩm: Bảng Địa biến khâu xuất phẩm STT NAME ADRESS MIÊU TẢ SENSOR_PISTON_1 %I0.7 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_2 %I1.0 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_3 %I0.6 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_4 %I1.1 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_5 %I1.5 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_6 %I1.3 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_7 %I1.2 Cảm biến piston SENSOR_PISTON_8 %I1.4 Cảm biến piston EXPORT_METAL %MW110 Biến nhập số lượng xuất kim loại 10 EXPORT_NONMETAL %MW112 Biến nhập số lượng xuất phi kim 11 SENSOR_5 %I0.4 12 MOTOR_ON_2 %Q0.1 13 PISTON_1 %Q0.2 14 PISTON_2 %Q0.3 Điều khiển piston tay gắp 15 PISTON_3 %Q0.4 Điều khiển piston đẩy hàng 16 PISTON_4 %Q0.5 Điều khiển piston tay gắp 17 PISTON_5 %Q0.6 18 PISTON_6 %Q0.7 19 PISTON_7 %Q1.0 20 PISTON_8 %Q1.1 105 Cảm biến (cảm biến sợi quang) Đặt cuối khâu xuất Động quay ngược Điều khiển piston (là trụ tay gắp) Điều khiển piston đẩy hàng vào kho Điều khiển piston tay gắp Điều khiển piston (piston quay) tay gắp Điều khiển piston Khóa luận tốt nghiệp (tay gắp) cánh tay gắp 6.2.3 Chương trình điều khiển khâu xuất sản phẩm: Chương trình (EXPORT_METAL_LOW [FC5]) 106 Khóa luận tốt nghiệp 107 Khóa luận tốt nghiệp Chương trình (EXPORT_NONMETAL_LOW [FC6] ) 108 Khóa luận tốt nghiệp 109 Khóa luận tốt nghiệp 110 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN 7.1 Tổng kết Sau hoàn thành xong đồ án chúng em học hỏi thêm nhiều kiến thức có ích cơng việc này, đề tài có tính ứng dụng thực tế, mơ hình hồn thành vận dụng phục vụ cho học tập, nghiên cứu phát triển kĩ điều khiển lập trình Ngồi ra, từ mơ hình ta có thêm hướng để tiếp tục sáng tạo thêm vào thành phần nâng cao chức hoạt động, đồng thời có khả kết hợp với mơ hình khác, cộng hưởng để hoạt động theo hệ thống hoàn chỉnh đáp ứng cao yêu cầu mong muốn đạt suất hiệu định Qua trình làm đồ án, chúng em học điều sau : - Xây dựng, thiết kế mơ hình - Tìm hiểu lập trình PLC S7-1200 - Lập trình wincc - Thiết kế điều khiển HMI - Ứng dụng kiến thức học lớp để hồn thiện đồ án - Kĩ làm việc nhóm, kĩ phân chia, lập kế hoạch cho công việc - Kĩ trình bày, thực viết báo cáo Mơ hình hồn thiện đảm bảo tính xác, mĩ thuật ứng dụng tốt cho học tập nghiên cứu 7.2 Hướng phát triển - Mở rộng kho để chứa nhiều sản phẩm - Sử dụng phương pháp xử lý ảnh thay cho cảm biến để phân loại hàng - Hệ thống thông báo cố thông qua tin nhắn điện thoại - Thiết kế giao diện Web Server hoàn chỉnh đầy đủ tính người dùng - Sử dụng cánh tay robot thay cho tay gắp - Đưa liệu từ PLC hệ quản trị sở liệu để thuận tiện cho việc truy xuất quản lý liệu 111 Khóa luận tốt nghiệp 7.3 Hạn chế đề tài - Khí điều tiết khơng làm cho tay quay đôi lúc dịch chuyển không vị trí - Chưa thiết kế mơ hình HMI, mơ qua máy tính qua giao diện wincc 7.4 Hướng khắc phục - Điều chỉnh, khắc phục nguồn cấp khí cho cung cấp khí vào valve từ cấp khí cho xi lanh khí để hoạt động ổn định đồng thời thiết kế nâng cấp phần tử khí tay gắp cấu tạo kho chứa để đảm bảo độ xác tuyệt đối - Thiết kế mơ qua hình HMI để phục vụ cho việc giám sát điều khiển trở nên thuận tiện dễ dàng 112 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Hiếu, Thiết kế hệ thống HMI/SCADA với TIA PORTAL, NXB khoa học kĩ thuật [2] Trần Văn Hiếu, Tự động hóa PLC S71200 với TIA PORTAL, NXB khoa học kĩ thuật [3] DOPSoft User Manual [4] Các diễn đàn, nguồn cung cấp tài liệu Internet: https://support.industry.siemens.com https://plcvietnam.com.vn http://webdien.com https://ngocautomation.com/ http://www.dientuvietnam.net 113 Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trong suốt qua trình học tập hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, chúng em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị bạn Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc,chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh thầy khoa Cơng nghệ Điện dạy bảo tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em suốt trình thực đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.S Võ Trung Thư quan tâm nhiệt tình hướng dẫn suốt trình chúng em thực đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn giúp đỡ, động viên trình học tập thực đồ án 114 ... 59 Hình 13 Màn hình Auto hoạt động mơ 60 Hình 14 Màn hình Phân loại hoạt động mơ 61 vii Hình 15 Màn hình Xuất Phi Kim mơ 61 Hình 16 Màn hình Xuất kim loại mô 62 Hình. .. 49 Hình Giao diện hình Xuất Phi Kim 49 Hình Giao diện hình Manual 50 Hình 10 Giao diện hình Alamp 50 Hình 11 Màn hình Home chạy mơ máy tính 59 Hình 12 Màn hình. .. 46 Hình Thiết lập địa cho nút nhấn .47 Hình 4 Giao diện hình điều khiển 47 Hình Giao diện hình Phân Loại 48 Hình Giao diện hình AUTO 48 Hình Giao diện hình xuất