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 ThS Võ Minh Thiện Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Cần Thơ - 2022 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 ThS Võ Minh Thiện 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 Chúng em xin cam đoan đề tài “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng sử dụng PLC S7 – 1200” cơng trình nghiên cứu độc lập, không chép đề tài khác Đề tài sản phẩm nhóm nổ lực nghiên cứu, có tham khảo số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng Đề tài nghiên cứu đảm bảo theo mục tiêu đề Nhóm chúng em cam đoan chịu trách nhiệm hoàn toàn quyền Sinh viên thực Phạm Trường Duy Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 Nguyễn Thị Kim Loan i LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại học Kỹ Thuật - Công Nghệ Cần Thơ thầy cô khoa Điện - Điện tử - Viễn thơng nói riêng, tận tình dạy dỗ em môn đại cương mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn Ths Võ Minh Thiện tận tình giúp đỡ em trình lựa chọn đề tài hỗ trợ em suốt trình thực đề tài Cung cấp cho em kiến thức quý báu lời khuyên hữu ích Tạo động lực cho em hồn thành tốt nhiệm vụ Em xin cảm ơn ý kiến đóng góp thầy bạn cho việc thực đề tài Để hoàn thành em nổ lực nghiên cứu, thiết kế chế tạo, thời gian hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận lời góp ý chân thành từ thầy bạn để hồn thiện trình làm đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Phạm Trường Duy Nguyễn ii Phạm Trường Duy Thị 1900010 Nguyễn Thị Kim Loan Kim Loan 1900508 BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ TIA Totally Integrated Automation SCADA Supervisory Control And Data Acquisition PLC Programmable Logic Controller CPU Central Processing Unit DI Digital Input AI Analog Input AO Analog Output DO Digital Output 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 vii DANH MỤC BẢNG viii LỜI MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục đề tài CHƯƠNG I:TỔNG QUAN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm .3 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 Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 iv MỤC LỤC 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 Giới thiệu 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 2.2.3.1 Xử lý bit 20 2.2.3.2 Timer counter .21 2.2.3.3 Lệnh toán học 22 2.2.3.4 Di chuyển chuyển đổi liệu 23 2.2.4 Sơ đồ đấu dây 23 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: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 26 3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển 26 3.1.1 Sơ đồ khối chung toàn hệ thống .26 3.1.2 Sơ đồ chế độ tay 27 3.1.3 Sơ đồ khối chế độ tự động 28 Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 v MỤC LỤC 3.2 Lập trình điều khiển PLC S7 - 1200 29 3.2.1 Xác định đầu vào - 29 3.2.2 Lập trình PLC S7 - 1200 30 3.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada 41 3.3.1 Cấu hình thiết bị 41 3.3.2 Thiết kế giao diện Scada 42 3.4 Kết mô .42 3.4.1 Tải chương trình xuống PLC .42 3.4.2 Chạy runtime Scada 43 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 4.1 Kết luận 44 4.2 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Các cơng nghệ then chốt đóng góp vào phát triển hệ thống .5 Hình Sơ đồ nguyên lý-cấu trúc hệ thống phân loại gạo theo màu sắc Hình Yêu cầu phân loại gạo theo màu sắc .7 Hình Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Hình Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng .9 Hình Một số hệ thống cân 11 Hình Sơ đồ khối PLC 16 Hình 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay 23 Hình Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay 24 Hình Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC 24 Hình Giao diện Tia – Portal v16 25 Hình Phần cứng Scada 41 Hình Kết nối PLC với Scada .41 Hình 3 Tải chương trình xuống PLC 42 Hình Chạy runtime Scada 43 Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG Bảng Một số loại PLC thông dụng 14 Bảng 2 Một CPU S7 - 1200 18 Bảng Phân vùng nhớ .20 Bảng Tập lệnh xử lý bit .20 Bảng Tập lệnh Timer, Counter 21 Bảng Tập lệnh toán học .22 Bảng Tập lệnh di chuyển .23 Bảng Đầu vào PLC S7 - 1200 29 Bảng Đầu PLC S7 - 1200 30 Nguyễn Thị Kim Loan 1900508 Phạm Trường Duy 1900010 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 39 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 40 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Chương trình chế độ tay (FC1) Nguyễn 41 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Chương trình đầu Output (FC5) Nguyễn 42 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 43 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Chương trình đọc cảm biến loadcell (FC4) Chương trình mơ (FC3) Nguyễn 44 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 45 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 46 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Nguyễn 47 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 3.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada 3.3.1 Cấu hình thiết bị Hình Phần cứng Scada Hình Kết nối PLC với Scada Nguyễn 48 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 3.3.2 Thiết kế giao diện Scada 3.4 Kết mơ 3.4.1 Tải chương trình xuống PLC Hình 3 Tải chương trình xuống PLC Nguyễn 49 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG Bước 1: Nhấn vào nút Simulation để chạy PLC SIM Bước 2: Nhấn nút “Load” để tải chương trình PLC Bước 3: Nhấn chọn “Start module” sau nhấn “Finish” Bước 4: Vào khối chương trình muốn giám sát thực nhấn biểu tượng đeo kính để online chương trình PLC 3.4.2 Chạy runtime Scada Bước 1: Vào hình thiết kế giao diện nhấn nút “RT” Bước 2: Giám sát chương trình chế độ tự động Bước 3: Giám sát chương trình chế độ tay Hình Chạy runtime Scada Nguyễn 50 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau thời gian làm nghiên cứu nhóm em hồn thành đề tài: “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng sử dụng PLC S7 – 1200” Dưới hướng dẫn tận tình Th.S Võ Minh Thiện, chúng em đạt kết sau: Phần kiến thức: tìm hiểu điều khiển lập trình PLC S7 - 1200 Tìm hiểu quy trình cơng nghệ băng chuyền phân loại sản phẩm, tìm hiểu cảm biến cân trọng lượng Phần thiết kế mô phỏng: xây dựng sơ đồ khối, viết chương trình điều khiển - Thiết lập chế độ hoạt động tự động hoạt động tay - Thiết lập thông số đặt cho sản phẩm nhẹ sản phẩm trung bình, sau thông số cài đặt lúc sản phẩm thực tế cân trọng lượng hệ thống tiến hành so sánh phân loại sản phẩm theo yêu cầu cài đặt trước đó, đồng thờ hệ thống đếm số lượng sản phẩm sau phân loại - Thiết lập chạy mô phỏng, phân loại sản phẩm theo trọng lượng thông qua giao diện Scada Trong trình thực hiện, lập trình cho hệ thống gặp nhiều khó khắn phải nghiên cứu nhiều tài liệu nước ngoài,… dẫn đến nhiều chỗ dịch sai, dịch nhầm dẫn đến áp dụng hàm, câu lệnh bị sai ý nghĩa, cấu trúc… trình viết chương trình gặp phải nhiều lỗi phát sinh mà khơng tìm ngun nhân cần đầu tư thời gian để giải Q trình mơ gặp phải khó khăn định Tuy nhiên với giúp đỡ, góp ý, hướng dẫn tận tình Ths.Võ Minh Thiện với nỗ lực thân, đến chúng em cố gắng giải vấn đề phát sinh hoàn thành đề tài Do thời gian thực lượng kiến thức cịn hạn chế nên đề tài trình bày theo dạng mơ phỏng, hệ thống lập trình mơ thơng qua Tia Portal 16 chưa có sản phẩm thực tế, trình thực không tránh khỏi CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ sai sót Chúng em mong ủng hộ giúp đỡ thầy để đề tài em thực hồn thiện có thêm nhiều cải tiến đáng kể ứng dụng tốt vào thực tiễn 4.2 Kiến nghị Tuy chúng em hoàn thành mục tiêu đặt đồ án lần để hệ thống tối ưu áp dụng vào thực tế phát triển lên thành hệ thống phân loại sản phẩm với nhiều băng tải, nhiều chức phân loại sản phẩm bị biến dạng, phân loại sản phẩm màu, phân loại sản phẩm nhiều kích cỡ khác nhau… Bản thân đề tài rộng, đâu cơng nghiệp chế biến hay sản xuất xuất tự động hóa dây chuyền sản xuất có việc phân loại sản phẩm, thay việc dùng pittong đẩy cánh tay Robot gắp nhận sản phẩm, hay dùng tay gạt sản phẩm Như áp dụng trường hợp phân loại vật dễ vỡ Còn trường hợp đề tài chúng em làm phân loại vật khó vỡ nên chúng em sử dụng pittong đẩy Với khả phát triển đề tài chúng em sử dụng ngành sản xuất cơng nghiệp đóng chai đóng hộp Nguyễn 52 Phạm Trường Duy Thị 1900010 Kim Loan 1900508 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu website: https://new.siemens.com/global/en/products/automation/systems/industrial/plc/s71200.html (ngày truy cập: 3/8/2022) https://fafa.vn/blogs/plc/lap-trinh-plc-s71200-tong-quan-den-chi-tiet (ngày truy cập:3/8/2022) https://sti.vista.gov.vn/file_DuLieu/dataTLKHCN//CVv227/2005/ CVv227S052005008.pdf (ngày truy cập: 5/8/2022) https://khotrithucso.com/doc/p/lap-trinh-plc-cho-he-thong-bang-tai-va-phan-loaisan-pham-309852 (ngày truy cập 25/8/2022) https://www.youtube.com/watch?v=cKt3Z-IoOps&t=357s (ngày truy cập (ngày truy cập 25/8/2022) https://www.youtube.com/watch?v=Q1uhAXohq-g&t=23s 28/8/2022) https://app.diagrams.net/ (ngày truy cập: 8/6/2022) Tài liệu sách: Phan Quốc Phô - Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình cảm biến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật” năm 2008 Khoa Cơ khí - Bộ mơn Cơ điện tử, Cảm biến hệ thống đo, Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, 2013 10 Mai Chung Đức, Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC đồ án tốt nghiệp Đại học Dân Lập Hải Phòng, năm 2018 ... 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... III: THIẾT KẾ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG CHƯƠNG III MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển 3.1.1 Sơ đồ khối chung toàn hệ thống Hệ thống phân. .. 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