Đề tài thi công mô hình thực tập PLC phân loại phôi sử dụng bộ điều khiển PLC S71200 với sự linh động khả năng mở rộng phù hợp đối với hệ thống tự động hóa nhỏ và vừa, tương ứng với nhiều mục đích sử dụng của người dùng. Với thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh động, hỗ trợ mạnh mẽ về tập lệnh đã làm cho PLC S71200 trở thành một giải pháp hoàn hảo trong việc điều khiển, chọn lựa phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Là một đề tài thi công mô hình phục vụ cho việc giảng dạy. Nên hầu hết các thiết bị trong đề tài có thể tháo lắp và thay thế dễ dàng, có độ bền cao. Thiết kế từng khối riêng biệt, có thể kết nối với nhau bằng dây dẫn. Với mô hình này sinh viên có thể làm quen được với PLC, các thiết bị khí nén. Và luyện tập được khả năng lập trình, thiết kế giao diện giám sát WinCC thông qua các bài tập được thiết kế sẵn. Có code trong bài báo cáo
Đồ Án Tốt Nghiệp Cao Đẳng Thi Cơng Mơ Hình Thực Hành PLC Các Trạm MPS Tháng năm 2020 Thi Cơng Mơ Hình Thực Hành PLC Các Trạm MPS Nhận xét Giảng viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Ký tên Nhận xét Giảng viên phản biện ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Ký tên Thiết Kế Và Thi Cơng Mơ Hình Thực Hành PLC Các Trạm MPS Người thực Hội Đồng Chấm Bảo Vệ: (Trưởng Ban) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) Tháng năm 2020 Lời Cảm Ơn Đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ thử thách cuối yếu tố quan trọng em năm học tập nghiên cứu trường Đồ án hồn thành khơng có giúp đỡ quý thầy cô khoa điện-điện lạnh, trước hết chúng em gửi tới quý thầy cô khoa, đặt biệt với mơn tự động hóa lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, bảo tận tình cho đáo q thầy cơ, đến chúng em hồn thành đồ án đề tài: “thi cơng mơ hình thực tập PLC các trạm MPS” Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp thời gian vừa qua Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn lãnh đạo trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, phòng khoa ban chức trực tiếp gián tiếp giúp đỡ chúng em trình học tập nghiên cứu đề tài Với điều kiện thời gian hạn chế, đồ án khơng thể tránh thiếu sót Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến q thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức kiến thức để phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Chúng em xin chân thành cám ơn! Mục Lục Lời Cảm Ơn .5 Mục Lục Danh Sách Các Hình Danh Sách Các Bảng 10 Danh Sách Các Từ Viết Tắt 11 Tóm Tắt 12 Chương Giới Thiệu 13 1.1 Tổng quan đề tài 13 1.2 Mục tiêu đề tài 13 1.3 Cấu trúc báo cáo đồ án 13 1.4 Kế hoạch thực Error! Bookmark not defined Chương Lý Thuyết Cơ Bản 15 2.1 Lý thuyết 15 PLC gì? 15 WINCC gì? 16 2.2 Các công cụ thiết bị 17 Phần mềm, lệnh thuật toán 17 Phần Mềm SOLIDWORKS 20 Cấu hình phần cứng PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC 20 Lựa chon thiết bị 22 Các công cụ thiết bị cung cấp tín hiệu ngõ vào 30 Chương Thiết Kế Sơ Đồ Khối Và Sơ Đồ Nguyên Lý 37 3.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống 37 3.2 Sơ đồ khối chi tiết 37 Khối tín hiệu ngõ vào 37 Khối xử lý trung tâm PLC 38 3.3 Khối tải DC 38 3.4 Khối nguồn AC 38 3.5 Khối nguồn DC 38 3.6 Sơ đồ nguyên lý 39 3.7 Giản đồ Grafcet 41 Giản đồ Grafcet chế độ tự 41 Giản đồ Grafcet chế độ có điều kiện 43 Bảng địa I/O 44 Chương Chương Trình Điều Khiển 45 4.1 Nguyên lý điều khiển 45 4.2 Giải thích đoạn chương trình 45 Qui trình phân loại phôi cài đặt thời gian thực 45 4.3 Giải thích cách xây dựng giao diện điều khiển WINCC 46 4.4 Vận hành chương trình 52 Các bước vận hành hệ thống 52 Chương Kết Quả Đạt Được Và Hướng Phát Triển 55 5.1 Kết đạt 55 Kết thiết kế thi công phần cứng 55 Tổng quan mơ hình 56 Kết thi công phần mềm 57 5.2 Một Số hạn chế 57 5.3 Hướng phát triển 57 Danh Sách Các Hình Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống PLC 16 Hình 2.2: Icon SOLIDWORKS 20 Hình 2.3: Cấu hình phần cứng PLC 20 Hình 2.4: Sơ đồ đấu dây CPU 1214C 214-1AE30-0XB0 21 Hình 2.5: Xylanh khơng trục CY3R15-240 24 Hình 2.6: Xylanh trịn CDM2B20-75Z 25 Hình 2.7: Cảm biến từ D-G5BA loại NPN 26 Hình 2.8: Cấu tạo cảm biến từ 27 Hình 2.9: Nguyên lý hoạt động cảm biên từ 27 Hình 2.10: Cảm biến quang E3F-DS30C4 NPN 28 Hình 2.11: Cấu tạo cảm biến sợi quang 28 Hình 2.12: Cảm biến tiệm cận autonics PR12-4DN 29 Hình 2.13: Cấu tạo nút nhấn nhả 31 Hình 2.14: Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC-3A 32 Hình 2.15: Relay trung gian 32 Hình 2.16: Cấu tạo Relay 33 Hình 2.17: Domino 33 Hình 2.18: Thanh nhơm định hình 30x30mm 34 Hình 2.19: Phụ kiện cố định khớp nối 34 Hình 2.20: Van điện từ 34 Hình 2.21: Cấu tạo van điện từ 35 Hình 2.22: Van điều áp 36 Hình 3.1: Sơ đồ khối 37 Hình 3.2: Sơ đồ đấu nối vào module PLC 39 Hình 3: Sơ đồ đấu nối thiết bị vào relay ngõ tín hiệu 39 Hình 3.4: Giản đồ Grafcet chế độ tự 41 Hình 5: Giản đồ Grafcet chế độ chạy có điều kiện 43 Hình 4.1: Qui trình phân loại phơi 45 Hình 4.2: Cài đặt thời gian hoạt động cho chế độ chạy có điều kiện 45 Hình 4.3: Khởi tạo Wincc RT Professional 46 Hình 4.4: Chọn cổng giao tiếp HMI 46 Hình 4.5: Kết nối PLC S7-1200 với Wincc RT Professional 47 Hình 4.6: Biến trình 47 Hình 4.7: Biến nội 48 Hình 4.8: Màn hình Screen 48 Hình 4.9: Cấu hình cho đèn 49 Hình 4.10: Cấu hình cho nút nhấn 49 Hình 4.11: Cách lấy thiết bị 50 Hình 4.12: Cấu hình cho thiết bị 50 Hình 4.13: Cấu hình cho I/O field 51 Hình 4.14: Giao diện điều khiển WINCC 51 Hình 4.15: Mơ hình thực tế 52 Hình 4.16: Giao diện chọn chế độ hoạt động 53 Hình 4.17: Bắt đầu chế độ chạy có điều kiện 53 Hình 4.18: Chế độ chạy tự 54 Hình 5.1: Mơ hình hồn thiện 55 Hình 5.2: Mơ hình 3D 56 Hình 5.3: Kết nối mơ hình thành trạm MPS 57 Danh Sách Các Bảng Bảng 1.1: Kế hoạch thực làm đồ án Error! Bookmark not defined Bảng 2.1: Bảng tập lệnh sử dụng chương trình 18 Bảng 2.2: Thông số Xylanh 24 Bảng 2.3: Thông số xylanh CDM2B20-75Z 25 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật cảm biến tiệm cận PR-4DN 29 Bảng 3.1: Địa I/O 44 10 Cấu hình cho I/O field Hình 4.13: Cấu hình cho I/O field Màn hình WINCC sau cài đặt xong Hình 4.14: Giao diện điều khiển WINCC 51 4.4 Vận hành chương trình Dưới mơ hình phần cứng, đấu nối hồn thiện tương thích với hệ thống phân loại phôi điều khiển PLC S7-1200 Hình 4.15: Mơ hình thực tế Các bước vận hành hệ thống - Quy trình: B1: Cấp nguồn cho mơ hình B2: Nhấn START mơ hình để khổi động B3: Chọn chế độ muốn hoạt động nhấn START chế độ, nhấn M_Stop để dừng chạy xong chu kỳ B4: Nhấn STOP muốn dừng hoạt động 52 - Chọn chế độ muốn hoạt động Hình 4.16: Giao diện chọn chế độ hoạt động - Nhấn Start để chế độ hoạt động, cài đặt thơng số nhấn Set_setting để bắt đầu chạy Hình 4.17: Bắt đầu chế độ chạy có điều kiện 53 - Nhấn Start bắt đầu chạy chế độ chạy tự Hình 4.18: Chế độ chạy tự 54 Chương Kết Quả Đạt Được Và Hướng Phát Triển 5.1 Kết đạt Kết thiết kế thi công phần cứng - Hình 5.1: Mơ hình hồn thiện 55 Chiều cao: 430 mm Chiều rộng: 30 mm Chiều ngang: 720 mm - Khung mơ hình thiết kế nhơm định hình chắn có khả tháo lắp linh hoạt với kích thước nhỏ gọn - Bố trí linh kiện hợp lí, dễ thao tác Hình 5.2: Mơ hình 3D Tổng quan mơ hình - Mơ hình bảng thực tập PLC giúp sinh viên tiếp cận thực tế với thiết bị khí nén viết chương trình đơn giản chạy mơ hình - Mơ hình gồm ba thành phần xử lý trung tâm PLC, thiết bị điều khiển thiết bị điều khiển - Các thiết bị điều khiển: nút nhấn - Các thiết bị điều khiển: xylanh khí nén - Mơ hình điều khiển cấp nguồn vào 220V, sau chia thành hai khối nguồn 24VDC 220VAC để phù hợp cho việc sử dụng linh kiện mơ hình 56 Kết thi công phần mềm - Những kết đạt được: + Lập trình điều khiển mơ hình phân loại phơi chất PLC S71200 có tính đáp ứng cao, độ xác tương đối, độ ổn định cao, tốc độ đáp ứng cao + Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống giao diện WinCC với nội dung hiển thị tương đối đầy đủ theo yêu cầu chương trình + Mơ hình kết hợp với mơ hình dây chuyền cịn lại Hình 5.3: Kết nối mơ hình thành trạm MPS 5.2 Một Số hạn chế - Pass cố định góc mơ hình gia cơng chưa đẹp - Quy trình hệ thống giám sát điều khiển đơn giản - Hàn gia cơng tiếp điểm cịn bị cháy xém 5.3 Hướng phát triển - Tối ưu hóa tính tính thẩm mỹ mơ hình, cách thay chi tiết ke góc gia cơng tay, chi tiết gia công máy CNC - Làm lại xylanh để hoạt động ổn định chuẩn - Thiết kế hệ thống có quy trình làm việc phức tạp 57 Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] “Giáo trình thực hành PLC”, Bộ mơn Tự Động Hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng 2019 “Giáo trình PLC S7-1200”, Bộ mơn Tự Động Hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng “Giáo trình máy điện – khí cụ điện”, Bộ mơn Tự động hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng 2014 58 Bảng tính vật tư Bảng 5.1: Bảng thống kê chi phí vật tư thiết bị Bảng Thống Kê Vật Tư Thiết Bị Tên Thiết Bị STT Số Lượng Đơn Giá Tổng 600.000 600.000 1m 110.000 110.000 10.000 60.000 Xi lanh khí nén Nhơm đinh hình 30x30 Ke góc Nhơm 1mm 20cm2 80.000 80.000 Nhôm 2mm 20mm2 160.000 160.000 Van khí nén 150.000 150.000 Nhựa bịt nhơm định hình 20 5.000 100.000 Van điện từ 150.000 450.000 Thanh trượt 300.000 300.000 Tổng tiền 2.010.000 Tổng tiền vật tư thiết bị 2.010.00 VND 59 Phụ Lục Chương trình điều khiển TIA Portal V15: 60 61 62 63 64 65 ... 49 Tạo thiết bị Hình 4.11: Cách lấy thiết bị Tạo thuộc tính cho thiết bị Hình 4.12: Cấu hình cho thiết bị 50 Cấu hình cho I/O field Hình 4.13: Cấu hình cho I/O field Màn hình WINCC... cao Thiết kế khối riêng biệt, kết nối với dây dẫn Với mơ hình sinh viên làm quen với PLC, thiết bị khí nén Và luyện tập khả lập trình, thiết kế giao diện giám sát WinCC thông qua tập thiết kế. .. Cách lấy thiết bị 50 Hình 4.12: Cấu hình cho thiết bị 50 Hình 4.13: Cấu hình cho I/O field 51 Hình 4.14: Giao diện điều khiển WINCC 51 Hình 4.15: Mơ hình thực