Đề tài Thiết kế và thi công trạm MPS vận chuyển phôi bằng tay gắp 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. Trong thực tiễn mô hình được ứng dụng trong giảng dạy và nghiên cứu giúp sinh viên làm quen với một hệ thống công nghiệp đơn giản. Là đề tài cho các sinh viên khác nghiên cứu và phát triển. 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.
Đồ Án Tốt nghiệp Cao Đẳng Thi cơng mơ hình thực hành PLC trạm MPS Người Thực Hiện Tháng năm 2020 Thi cơng mơ hình thực hành PLC trạm MPS Nhận xét Giảng viên hướng dẫn - Ký tên Nhận xét Giảng viên phản biện Ký tên Thi cơng mơ hình thực hành PLC trạm MPS Hội Đồng Chấm Bảo Vệ: (Trưởng Ban ) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (Thành Viên) (ThànhViên) 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 khơng thể hồn thành khơng có giúp đỡ quý thầy cô khoa điện-điện tử , 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 quý thầy cơ, đến chúng em hồn thành đồ án đề tài: “ Thi cơng mơ hình thực hành PLC 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 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 công tác thực tế sau Mục Lục Chương Giới thiệu 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài .1 1.3 Cấu trúc đồ án 1.4 Kế hoạch thực Chương Lý Thuyết Cơ Bản 2.1 Lý thuyết 2.1.1 PLC gì? 2.1.2 Cấu hình phần cứng cho PLC S7-1200 .5 2.2 Các thiết bị công cụ sử dụng đề tài .7 2.2.1 Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC/5A .7 2.2.2 Nút nhấn nhả LA38-11BN 2.2.3 Domino 2.2.4 Chọn xylanh khí nén 10 2.2.5 Xylanh tay kẹp MHZ2-20D 11 2.2.6 Xylanh khí nén AIRTAC TN16 12 2.2.7 Xy Lanh Trượt SMC CY1L20H-350B 13 2.2.8 Van điện từ 14 2.2.9 Cảm biến quang sợi Keyence FS-M1 15 2.2.10 Lựa chọn cảm biến từ 18 2.2.11 Cảm biến từ CS1-J 20 2.2.12 Cảm biến từ SMC D-A73H 21 2.2.13 Rơ le trung gian 21 2.2.14 Công cụ sử dụng đề tài 24 Chương Thiết kế sơ đồ khối sơ đồ nguyên lý 28 3.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống 28 3.2 Sơ đồ khối chi tiết 28 3.2.1 Khối tín hiệu ngõ vào .28 3.2.2 Khối xử lý trung tâm PLC .28 3.2.3 Khối tải DC 29 3.2.4 Khối nguồn AC 29 3.2.5 Khối nguồn DC 29 3.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 30 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 30 3.3.2 Bảng địa I/O 31 Chương Chương trình điều khiển 32 4.1 Nguyên lý điều khiển 32 4.2 Lưu đồ giải thuật chương trình 33 4.3 Xây dựng giao diện điều khiển WinCC 35 Chương Kết đạt hướng phát triển 39 5.1 Kết đạt 39 5.1.1 Kết thiết kế thi công phần cứng 39 5.1.2 Kết thiết kế thi công phần mềm 41 5.1.3 Quy trình vận hành 42 5.2 Nhận xét kết 42 5.2.1 Ưu điểm 42 5.2.2 Nhược điểm 42 5.3 Hướng phát triển 42 Tài Liệu Tham Khảo 43 Danh Sách Các Hình Bảng 1.1 Kế hoạch thực mơ hình defined Error! Bookmark not Hình Cấu trúc hệ thống PLC Hình 2.2 Cấu hình phần cứng PLC Hình 2.3 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C 214-1AE30-0XB0 Hình 2.4 Nguồn tổ ong 24VAC-5A Hình 2.5 Nút nhấn nhả LA38-11BN Hình 2.6 Domino Hình 2.7 Xylanh tay kẹp MHZ2-20D 11 Hình 2.8 Xylanh khí nén AIRTAC TN16 12 Hình 2.9 Xylanh trượt SMC CY1L15H-300B 13 Hình 2.10 Van điện từ 14 Hình 2.11 Cảm biến quang sợi Keyence FS-M1 16 Hình 2.12 Chức phím cài đặt khuếch đại 17 Hình 2.13 Mạch điện ngõ vào cảm biến quang sợi FS-M1 18 Hình 2.14 Cấu tạo cảm biến từ 19 Hình 15 Nguyên lý hoạt động cảm biến từ 19 Hình 2.16 Cơng tắc từ CS1-J 20 Bảng 2.3 Thơng số kỹ thuật cơng tắc từ CS1-J 20 Hình 2.17 Cảm biến từ D-A73H 21 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật cảm biến từ D-A73H 21 Hình 2.18 Rơ le trung gian 22 Hình 2.19 Cấu tạo Rơ le 22 Hình 2.20 Mơ hình trạm MPS kế phần mềm Solidworks 25 Hình 3.1 Sơ đồ khối tổng qt mơ hình 28 Hình 3.2 Sơ đồ ngun lí mơ hình 30 Hình 4.1 Lưu đồ giải thuật chương trình 33 Hình 4.2 Khởi tạo Wincc RT Advanced 35 Hình 4.3 Chọn cổng giao tiếp HMI 35 Hình 4.3 Kết nối PLC S7-1200 với Wincc RT Advandced 36 Hình 4.4 Cách khởi tạo hình Scereen 36 Hình 4.5 Tạo thuộc tính Appearance (xuất hiện) 37 Hình 4.6 Tạo kiện cho nút nhấn button/ events 37 Hình 4.7 Tạo thiết bị 38 Hình 4.8 Giao diện WinCC hồn chỉnh 38 Hình Chi tiết mơ hình mơ 39 Hình 5.2 Mơ hình sau hồn thiện 40 Danh Sách Các Bảng Bảng 1.1 Kế hoạch thực mơ hình defined Error! Bookmark not Bảng 2.1 Đặc điểm kỹ thuật xylanh tay kẹp MHZ2-20D 11 Bảng 2.2 Đặc điểm kỹ thuật xylanh trượt CY1L20H-350B 14 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật công tắc từ CS1-J 20 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật cảm biến từ D-A73H 21 Bảng 3.1 Địa I/O 31 Chương Kết đạt hướng phát triển 5.1 Kết đạt 5.1.1 Kết thiết kế thi công phần cứng Hình Chi tiết mơ hình mơ 1: Domino 2,3: Nút nhấn 4: Van solenoid 5: Đế gá phôi 6: Máng thả phôi 7: Xylanh tay kẹp 8: Xylanh trượt dọc 39 9: Xylanh trượt ngang 10: Nguồn tổ ong 11:Van điều áp Hình 5.2 Mơ hình sau hồn thiện - Mơ hình trạm MPS sau hồn thiện đạt kích thước sau: Chiều cao: 580 mm Chiều rộng: 30 mm Chiều ngang: 720 mm 40 - Phần khung mơ hình thiết kế nhơm định hình chắn có khả tháo lắp linh hoạt với kích thước nhỏ gọn - Bố trí thiết bị dễ thao tác, tháo lắp Kết nối mơ hình thành trạm MPS Mơ hình kết hợp với mơ hình khác dây chuyền trạm MPS Hình 5.2 Kết nối trạm MPS thành trạm hoàn chỉnh 5.1.2 Kết thiết kế thi cơng phần mềm Lập trình hồn thiện chương trình điều khiển trạm MPS vận chuyển phơi tay gắp PLC S7-1200 Chương trình điều khiển sau hồn thiện có khả đáp ứng tốt, độ xác tương đối, độ ổn định cao, tốc độ phản hồi phần mềm theo dõi chưa nhanh Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống giao diện WinCC, với nội dung hiển thị đầy đủ theo yêu cầu chương trình 41 5.1.3 Quy trình vận hành Quy trình: - B1: Cấp nguồn cho mơ hình - B2: Nhấn START mơ hình để khởi động - B3: Nhập số phôi muốn di chuyển , nhấn Stop để dừng chạy xong chu trình - B4: Nhấn E-STOP muốn dừng khẩn cấp 5.2 Nhận xét kết 5.2.1 Ưu điểm Mơ hình hoạt động ổn định, giám sát hoạt động mơ hình, điều khiển mơ hình thơng qua nút nhấn mơ hình nút nhấn ảo phần mềm Cài đặt số lượng phôi mong muốn di chuyển Dừng khẩn cấp có cố xảy 5.2.2 Nhược điểm Chương trình điều khiển chưa tối ưu nhất, giao diện điều khiển WinCC cịn đơn giản, mơ chưa sát với thực tế tốc độ phản hồi chậm so với mơ hình thực tế Một số phần mơ hình gia cơng chưa đẹp, mối hàn gia cơng cịn bị cháy xém 5.3 Hướng phát triển Tối ưu hóa chương trình điều khiển, thêm nhiều chức cho giao diện điều khiển WinCC, tăng độ phức tạp cho chương trình điều khiển , tăng tốc độ phản hồi mô cho sát với mơ hình thực tế Cải thiện mơ hình tăng tính thẩm mỹ việc gia cơng chi tiết khí máy CNC thay gia cơng tay 42 Tài Liệu Tham Khảo [1] “Tài liệu thực hành PLC”, Bộ mơn Tự Động Hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng 3/2017 [2] “Giáo trình PLC S7-1200”, Bộ mơn Tự Động Hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng [3] “Giáo trình máy điện – khí cụ điện”,Bộ mơn Tự động hóa trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng 2014 43 Bảng tính vật tư Stt Tên vật tư – thiết bị Số lượng Đơn giá Tổng Xylanh kẹp 01 300.000 300.000 Xylanh trượt TN16 01 700.000 700.000 Xylanh SMC CY1L15H-300B 01 800.000 800.000 Van điều áp 01 100.000 100.000 Van điện từ 04 150.000 600.000 Domino 12 01 7.000 7.000 Domino 01 4.000 4.000 Nút nhấn 02 11.000 22.000 Đầu cos 02 (Bịch) 55.000 110.000 10 Inox (201) 60.000 60.000 11 Inox (430) 500x500 180.000 180.000 12 Rơ-le 25.000 50.000 13 Cảm biến quang sợi FS-M1 02 Mượn trường 14 Ống khí nén31 10m 7.000 70.000 15 Dây điện 10m 4.000 40.000 16 Máng nhựa 01 24.000 24.000 17 Nguồn 42VDC 05 Mượn trường 18 Nhựa gắn đế 24 5.000 19 Đế nhôm 04 Mượn trường Tổng giá thành 120.000 3.187.000 44 Phụ lục 45 46 47 48 49 50 51 52 53 ... phôi đế gá phôi, đưa tay gắp xuống Khi CB quang phát phôi tay gắp CB xylanh tay gắp tác động, tác động kẹp vật, sau 1s đưa tay gắp lên - Khi CB tay gắp tác động, đưa tay gắp qua phải Khi CB tay. .. Cảm biến tay gắp - LS2: Cảm biến tay gắp bên trái - LS3: Cảm biến tay gắp bên phải - LS4: Cảm biến tay gắp - CBQ1: Cảm biến quang phát phôi tay gắp - CBQ2: Cảm biến quang phát phôi đế gá phôi -... CB tay gắp phải tác động, đưa tay gắp xuống - Khi CB tác động, nhả vật.Khi CB quang phát phơi tay gắp khơng cịn tác động Đưa tay gắp vị trí ban đầu Khi CB tay gắp CB tay gắp phải tác động kết thúc