BÁO cáo đồ án THIẾT kế hệ THỐNG PHÂN LOẠI sản PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG sử DỤNG PLC s7 – 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG SỬ DỤNG PLC S7 – 1200 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Cần Thơ – 2022 LỜI CAM ĐOAN ` LỜI CAM ĐOAN Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 i LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN Nguyễn ii Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT Nguyễn iii Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v LỜI MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 Bố cục đề tài CHƯƠNG I:TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài .3 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm 1.3 Ý nghĩa hệ thống phân loại sản phẩm người .4 1.4 Các loại hệ thống phân loại sản phẩm 1.5 Giới thiệu cân định lượng 11 1.5.1 Các hệ thống cân định lượng 11 1.5.2 Băng tải cân định lượng 12 1.6 Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung 13 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Khái quát chung PLC .14 Nguyễn iv Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 2.1.1 Lịch sử hình thành 14 2.1.2 Các loại PLC thông dụng 14 2.1.3 Ngơn ngữ lập trình 15 2.1.4 Cấu trúc phương thức thực chương trình PLC 15 2.1.5 Ứng dụng PLC 17 2.2 PLC – S7 1200 17 2.2.1 Cấu trúc 17 2.2.2 Phân vùng nhớ 20 2.2.3 Tệp lệnh S7 – 1200 .20 2.3 Phần mềm Tia – Portal v16 25 2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic 25 2.3.2 Các bước tạo project 25 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ 29 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 PHỤ LỤC 32 Nguyễn iii Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Nguyễn v Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày thời đại cơng nghiệp hóa đại hóa, với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật việc áp dụng khoa học công nghệ vào thực tế sản xuất phát triển rộng rãi mặt quy mơ lẫn chất lượng Trong ngành tự động hóa chiếm vai trị quan trọng khơng giảm nhẹ sức lao dộng cho người mà cịn góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, ngành tự dộng hóa ngày khẳng định vị trí vai trị ngành công nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống cơng nghiệp tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng Với kỹ thuật tiên tiến vi xử lý, PLC, vi mạch số… ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển hệ thống điều khiển khí thơ sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp xác thay hệ thống điều khiển tự động với lệnh chương trình thiết lập trước Đặc biệt sản xuất để quản lý dây chuyền sản phẩm cho toàn hệ thống cách hợp lý, tiết kiệm nhiều thời gian quản lý cách dễ dàng việc giám sát địi hỏi có xác độ tinh cậy cao Để đáp ứng yêu cầu đó, nhóm em tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế mô “Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng sử dụng PLC S7 – 12000”, giúp rút ngắn thời gian phân loại sản phẩm cách xác Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu:  Điều khiển, phân loại sản phẩm hoàn toàn tự động  Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng thiết kế mô phải phân loại sản phẩm theo khối lượng lập trình trước  Sử dụng PLC S7 – 1200 để điều khiển, lập trình Nguyễn Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 MỞ ĐẦU  Sử dụng cảm biến cân trọng lượng để phân loại sản phẩm theo yêu cầu Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu mô phỏng, thiết kế phân loại sản phẩm có khối lượng nhỏ giới hạn với mức cân có ba mức hạn định cân nhẹ, trung bình nặng, cách lưu trữ thông tin giám sát hoạt động mơ hình Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ứng dụng PLC kết hợp với cảm biến trọng lượng, điều khiển động vào hệ thống phân loại sản phẩm Tất trình hoạt động diễn cài đặt sẵn thay đổi khối lượng theo nhu cầu sử dụng Mạch mô đảm bảo phân loại khối lượng yêu cầu đặt Bố cục đề tài Chương I: Tổng quan Chương II: Cơ sở lý thuyết Chương III: Kết Chương IV: Kết luận – Kiến nghị Nguyễn Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHƯƠNG I:TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện- điện tử điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… Do phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào nghiệp phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Trong q trình hoạt động nhà xưởng, xí nghiệp nay, việc tiết kiệm điện năng, giảm nhân công nhu cầu cần thiết, bên cạnh ngành cơng nghiệp ngày phát triển cơng ty xí nghiệp đưa tự động hóa sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền sản phẩm cho toàn hệ thống cách hợp lý yêu cầu thiết yếu, tiết kiệm nhiều thời gian quản lý cách dễ dàng Hiện nhu cầu phân loại size nhiều loại sản phẩm khác có trọng lượng khác cơng ty nước, trước nhân công cân thủ công cân điện tử Quá trình phân loại tốn nhiều nhân cơng, tăng chi phí sản xuất, tốn nhiều thời gian, độ xác khơng cao Để đáp ứng yêu cầu cần thiết đó, hệ thống băng tải phân loại size đời để dáp ứng nhu cầu, thời gian suất cao công ty Với đề đề tài thiết kế thi công mơ hình băng tải phân loại sản phẩm theo trọng lượng để phục vụ nghiên cứu đáp ứng nhu cầu phân loại sản phẩm sản xuất 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm phân 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: Nguyễn Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CPU 1212C CPU 1214C CPU 1215C 10 Kbytes 10 Kbytes 10 Kbytes 10 Kbytes Kiểu số Inputs / Out Inputs / Out 14 Inputs / 14 Inputs / 10 Out 10 Out Kiểu tương tự inputs inputs inputs inputs / outputs Tính CPU 1211C Retentive I/O tích hợp CPU Inputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes Outputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes Bit nhớ (M) 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes Kích thước đệm Module mở rộng vào (SM) none 8 Board tín hiệu (SB) Board pin (BB) Board truyền thông (CB) 1 1 Module truyền thông (CM) 3 3 built – in I/O, with SB built – in I/O, with SB 6 at 100kHz SB: at 30kHz at 100kHz at 30kHz at 100kHz at 30kHz at 100kHz at 30kHz Bộ đếm tốc độ cao Total Singe phase SB: at 30kHz Nguyễn 20 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Tính CPU 1211C CPU 1212C at 80kHz SB: at 20kHz at 80kHz at 20kHz SB: at 20kHz 4 Quadrature phase Ngõ xung Card nhớ CPU 1214C CPU 1215C at 80kHz at 20kHz at 100kHz at 20kHz 4 SIMATIC Memory Card (optional) Lưu trữ thời gian đồng hồ thời gian thực Chuẩn 20 ngày, nhỏ 12 ngày nhiệt độ 400C (duy trì tụ điện có điện dung lớn) cổng truyền thông Ethernet PROFINET cổng truyền thơng Ethernet Tốc độ thực thi phép tốn thực 2.3 µs/lệnh Tốc độ thực thi logic Boolean 0.08 µs/lệnh 2.2.2 Phân vùng nhớ PLC có loại nhớ sử dụng Load memory, Work memory Retentive Memory:  Load memory chứa nhớ chương trình down xuống  Work memory nhớ lúc làm việc  System memory setup vùng Hardware config, cần chứa liệu cần lưu vào Bảng Phân vùng nhớ Bộ nhớ CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C Load memory Mb Mb Work memory 25 Kb 50 Kb System memory Kb Kb Nguyễn 21 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2.2.3 Tệp lệnh S7 – 1200 2.2.3.1 Xử lý bit Bảng Tập lệnh xử lý bit Tiếp điểm thường hở đóng giá trị bit có địa n Tốn hạng n: I, Q, M, L, D Tiếp điểm thường đóng đóng giá trị bit có địa n Toán hạng n: I, Q, M, L, D Giá trị bit có địa n đầu vào lệnh ngược lại Toán hạng n: Q, M, L, D Chỉ sử dụng lệnh out cho địa Giá trị bit có địa n đầu vào lệnh ngược lại Toán hạng n: Q, M, L, D Chỉ sử dụng lệnh out not cho địa Giá trị bit có địa n đầu vào lệnh Khi đầu vào lệnh bit giữ ngun trạng thái Tốn hạng n: Q, M, L, D Giá trị bit có địa n đầu vào lệnh Khi đầu vào lệnh bit giữ nguyên trạng thái Toán hạng n: Q, M, L, D Nguyễn 22 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2.2.3.2 Timer counter Bảng Tập lệnh Timer, Counter Timer trễ không nhớ – TON Khi ngõ vào IN ngừng tác động reset dừng hoạt động Timer Thay đổi PT Timer vận hành khơng có ảnh hưởng Counter đếm lên – CTU Giá trị đếm CV tăng lên Khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ lên Ngõ Q tác động lên CV >= PV 2.2.3.3 Lệnh toán Nếu học trạng thái R = Reset tác động đếm CV = Bảng Tập lệnh toán học Lệnh so sánh dùng để so sánh hai giá trị IN1 IN2 bao gồm IN1= IN2, IN1>= IN2, IN1 IN2, IN1 IN2 So sánh kiểu liệu giống nhau, lệnh so sánh thỏa mãn ngõ mức = TRUE( tác động mức cao) ngược lại Kiểu liệu so sánh là: SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, Lreal, String, Time, DTL, Constant Nguyễn 23 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2 Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2 Tham số IN1, IN2 phải kiểu liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant Tham số OUT có kiểu liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal Tham số ENO = khơng có lỗi xảy q trình thực thi Ngược lại ENO = có lỗi, số lỗi xảy thực thi lệnh này: Kết tốn học nằm ngồi phạm vi kiểu liệu Real/Lreal: Nếu giá trị đầu vào NaN sau trả NaN ADD Real/Lreal: Nếu hai giá trị IN INF có dấu khác nhau, khai báo không hợp lệ trả NaN 2.2.3.4 Di chuyển chuyển đổi liệu Bảng Tập lệnh di chuyển Lệnh Move di chuyển nội dung ngõ vào IN đến ngõ OUT mà không làm thay đổi giá trị ngõ IN Tham số: EN: cho phép ngõ vào ENO: cho phép ngõ IN: nguồn giá trị đến OUT1: nơi chuyển đến 2.2.4 Sơ đồ đấu dây Nguyễn 24 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Hình 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay Nguyễn 25 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Hình Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay Hình Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC Nguyễn 26 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2.3 Phần mềm Tia – Portal v16 2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic Step Basic hệ thống kỹ thuật đồng đảm bảo hoạt động liên tục hồn hảo Thơng minh trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật cấu hình mạng, lập trình, chuẩn đoán nhiều Trực quan dễ dàng để tìm hiểu dễ dàng để hoạt động 2.3.2 Các bước tạo project Bước 1: Từ hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V15 Hình Biểu tượng phần mềm TIA – Portal V16 Bước 2: click chuột vào “Create new project” để tạo dự án Nguyễn 27 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Bước 3: Nhập tên dự án “Project name” sau nhấn “Create” Bước 4: Chọn “configure a device” Nguyễn 28 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Bước 5: Chọn “add new device” Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau chọn “add” Nguyễn 29 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bước 7: Project CHƯƠNG III: KẾT QUẢ CHƯƠNG III: KẾT QUẢ Thực tập thực tế: Đồ án NGHỊ CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN – KIẾN Thực tập thực tế: Đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Thực tập thực tế: Đồ án PHỤ LỤC PHỤ LỤC ... Điều khiển, phân loại sản phẩm hoàn toàn tự động  Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng thiết kế mô phải phân loại sản phẩm theo khối lượng lập trình trước  Sử dụng PLC S7 – 1200 để điều... cứu đáp ứng nhu cầu phân loại sản phẩm sản xuất 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm phân chia sản phẩm nhóm có thuộc... thiết đề tài .3 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm 1.3 Ý nghĩa hệ thống phân loại sản phẩm người .4 1.4 Các loại hệ thống phân loại sản phẩm 1.5 Giới thiệu cân định lượng