(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi

(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MÁY LÀM BÁNH IN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC MITSUBISHI SVTH: NGUYỄN HỒNG TRÌNH MSSV: 16145291 Ngành: CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA SVTH: ĐƯỜNG QUANG TRƯỜNG MSSV: 16151096 Ngành: CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA GVHD: TS TRẦN VI ĐƠ Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2020 LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng tơi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp thực hiện, giúp đỡ cho việc thực đề tài có đồng ý, trích dẫn liên quan đến luận văn trước có ghi rõ nguồn Các số liệu thực nghiệm, đo đạt, kết nghiên cứu nêu đề trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn, chưa công bố công trình nghiên cứu khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2020 Người thực Nguyễn Hoàng Trình Đường Quang Trường LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài này, bên cạnh cố gắng nhóm cịn có giúp đỡ tận tình q Thầy/Cơ giảng dạy, tận tâm truyền đạt, hướng dẫn, tạo nhiều điều kiện thuận lợi sở vật chất, trang thiết bị phục vụ trình học tập nghiên cứu trường Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy TS Trần Vi Đơ tận tình hướng dẫn, hỗ trợ thiết bị Sau xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ nhóm trình làm luận văn Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến Anh/Chị Thạc sĩ trước nhiệt tình trả lời câu hỏi thắc mắc giúp nhóm hồn thành luận văn tốt nghiệp Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Nguyễn Hồng Trình Đường Quang Trường MỤC LỤC TĨM TẮT CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 1.4 Giới hạn 1.5 bố cục CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu cách làm bánh in truyền trống thực trạng 2.2 Cơ sở lý thuyết đề tài 2.2.1 Tổng quan PLC 2.2.2 Tổng quan xi lanh khí nén 2.2.3 Cảm biến xi lanh khí nén 13 2.2.4 Van điện từ 15 CHƯƠNG 20 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 20 3.1 Yêu cầu chung hệ thống máy 20 3.2 Tính tốn thiết kế phần khung solidwork 21 3.2.1 khung giá đỡ thiết bị 21 3.2.2 Khuôn bột khuôn ép bánh 22 3.3 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị phần điện phần xy lanh hệ thống 24 3.3.1 Sơ đồ khối chung hệ thống 24 3.3.2 Phân tích khối 25 3.3.3 Lựa chọn thiết bị 25 Khối xử lý trung tâm hiển thị 25 Khối thông tin tín hiệu 38 Khối thực thi 39 3.4 Sơ đồ kết nối PLC, sơ đồ nối dây cảm biến relay 49 CHƯƠNG 50 THI CÔNG HỆ THỐNG 50 4.1 Giới thiệu 50 4.1.1 Thi công phần khung 50 4.1.2 Thi công phần phần dây cấp khí nén 51 4.1.3 Thi công phần phần dây cấp khí nén 52 CHƯƠNG 54 CHƯƠNG TRÌNH PLC , GIAO DIỆN HMI 54 5.1 Giới thiệu phần mềm lập trình PLC GX Developer thiết kế giao diện HMI Easy build 54 5.1.1 Phần mềm lập trình PLC GX developer 54 5.1.2 Phần mềm Easy Build thiết kế giao diện HMI 57 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình 63 5.3 Thiết kế giao diện HMI 65 5.3.1 Phân quyền hệ thống 65 5.3.2 Phân cấp hình 65 CHƯƠNG 67 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 67 6.1 Kết 67 6.2 Nhận xét 69 CHƯƠNG 70 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70 7.1 Kết luận 70 7.2 Hạn chế 70 7.3 Hướng phát triển 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 73 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1: Cách làm bánh thủ cơng Hình 2-2: Cơng nhân cho bột vào khn Hình 2-3: Cấu tạo xi lanh 10 Hình 2-4: Các loại xi lanh khí nén 11 Hình 2-5: Cảm biến xi lanh 14 Hình 2-6: Cách bố trí xi lanh 15 Hình 2-7: Các loại van 16 Hình 2-8: Van khí nén 2/2 17 Hình 2-9: Van khí nén 3/2 17 Hình 2-10: Van khí nén 5/2 18 Hình 2-11: Van điện từ 5/3 18 Hình 3-1: Kết cấu đề tài 20 Hình 3-2: Sơ đồ khung 21 Hình 3-3: Chiều cáo chiều dài khung 22 Hình 3-4: Kích thước khn bột 23 Hình 3-5: Kích thước khn định hình 23 Hình 3-6: Khn ép bánh 24 Hình 3-7: Sơ đồ chung hệ thống 24 Hình 3-8: Bảng số liệu dòng PLC FX2N 26 Hình 3-9: Bảng số liệu dịng PLC Q 27 Hình 3-10: Hình dạng PLC FX2N 16MR 28 Hình 3-11: Sơ đồ cấu tạo kết nối cấu tạo PLC FX2N 28 Hình 3-12: Các chuẩn kết nối PLC FX2N 29 Hình 3-13: Cáp kết nối PLC 29 Hình 3-14: Hình ảnh HMI nhà máy 34 Hình 3-15: HMI WINTEK 807ip 36 Hình 3-16: Bảng cấu hình thơng số chi tiết HMI Wintek 37 Hình 3-17: Cảm biến báo mức chất rắn điện dung hãng Dinel – CH Séc 38 Hình 3-18: Các kiểu đấu dây cảm biến điện dung chất rắn 39 Hình 3-19: Cơ cấu chi tiết van 5/2 40 Hình 3-20: Cấu tạo nạp xả van 40 Hình 3-21: Xi lanh CXSM 41 Hình 3-22: Xi lanh tròn MAL tác động kép 42 Hình 3-23: cấu Xi lanh tròn MAL 43 Hình 3-24: Sơ đồ đấu nốicảm biến xi lanh 44 Hình 3-25: Thơng số tính kích thước cảm biến từ xilanh AIRTAC CS1-U 45 Hình 3-26: Nút Nhấn Nhả Màu Đỏ OFF Xanh ON 22mm 10A 46 Hình 3-27: Chân đế loại relay 47 Hình 3-28: Sơ đồ đấu nối relay 47 Hình 3-29: Nguồn 24 48 Hình 3-30: Sơ đồ đấu dây PLC 49 Hình 4-1: Các bước thi công 50 Hình 4-2: Các thép đục lỗ 50 Hình 4-3: Khung khí 51 Hình 4-4: Đấu ghép với hệ thống xi lanh 52 Hình 4-5: Đấu ghép relay 53 Hình 4-6: Test chương trình thiết bị 53 Hình 5-1: Lưu đồ chung hệ thống 63 Hình 5-2: Lưu đồ chương trình tự động……………………………………………………… ………… …………….64 Hình 5-3: Màn hình HMI chính………………………………………………………….………………………………… 65 Hình 5-4: Màn hình chương trình phụ………………………… …………… ……………………………………… 66 Hình 6-1: Mơ hình sản phẩm……….……………………………….………………………………………………….……….67 Hình 6-2: Trạng cho bột vào khn……….……………………………………………………………………….……….68 Hình 6-3: Trạng thái ép bánh……… …………… … 69 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Nội dung viết tắt Ký hiệu chữ viết tắt Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh DHSPKT Human Machine Interfac HMI Programmable logic controler PLC Cảm biến CB TÓM TẮT Đề tài tập trung thiết kế hệ thống máy điều khiển giám sát máy làm bánh in công nghiệp, giám sát điều khiển thông qua HMI Weintek MT8071iP inch Đề tài thực phần cứng tự thiết kế thi cơng, bao gồm phần khung khí máy, hệ thống xylanh khí nén, thiết kế khn in bánh lập trình điều khiền PLC Mitsubishi FX2N Sử dụng hình HMI Weintek MT8071iP inch để giám sát điều khiển Qua nghiên cứu tìm hiểu nhóm thiết kế thi cơng hồn thiện sản phẩm đưa ứng dụng phục vụ học tập thực tế, điều khiển giám sát hoạt động mơ hình thơng qua hình HMI CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Hiện với phát triển xã hội, sống ngày nâng cao việc áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật vào đời sống công việc cần thiết Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, cơng nghệ kỹ thuật điện tử mà đặt biệt kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp, nông nghiệp, đời sống, quản lý thông tin, … Với phát triển ngành khoa học kỹ thuật mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng Các thiết bị HMI, PLC, biến tần, động không đồng pha, cảm biến, khí cụ điện khơng thể thiếu máy móc phục vụ sản xuất cơng nghiệp dân dụng Chính vậy, sản phẩm máy làm bánh in tự động sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu sản xuất tăng cao cho ngành công nghiệp xí nghiệp nhà xưởng, hộ gia đình có quy mơ nhỏ Hiện nay, nhu cầu tiêu dùng bánh in, ngày tăng không nước mà cịn ngồi nước Chính thế, nhiều loại máy làm bánh in đời nhằm đáp ứng nhu cầu Tuy nhiên, máy làm bánh in có thị trường tự chế có giá thành cao Chính vậy, mục tiêu nhóm chúng em nghiên cứu lần thiết kế chế tạo hoàn chỉnh máy làm bánh in với mong muốn thiết kế chế tạo máy làm bánh có giá thành thấp mà suất khơng thua với thiết bị có thị trường, để từ đưa sản phẩm tới sở sản xuất vừa nhỏ Vì vậy, nhóm chúng em chọn đề tài “Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC MITSUBISHI” để làm đồ án luận văn tốt nghiệp cho 1.2 Mục tiêu Tìm hiểu khảo sát mơ hình thực tế chọn hướng thiết kế phù hợp Thiết kế thi cơng hồn thành sản phẩm máy để đưa ứng dụng phục vụ nghiên cứu thực tế Điều khiển giám sát hoạt động mơ hình Kết nối điều khiển thiết bị khác bên ngồi Tìm hiểu nghiên cứu phát triển sâu mơ hình PLC MITSUBISHI thực tế 1.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình Chương trình chung hệ thống: Hình 5-1: Lưu đồ chung hệ thống 63 Hình 5-2: Lưu đồ chương trình tự động 64 5.3 Thiết kế giao diện HMI 5.3.1 Phân quyền hệ thống Vì mục đích hệ thống giám sát thông số hệ thống nên giao diện khơng có phần login đăng nhập để phần quyền Vì tất hoạt động điều khiển tác động quan sát HIM 5.3.2 Phân cấp hình Phần đầu: Hiển thị tên đề tài, tên GVHD, tên SV thực hiện, MSSV, Phần 2: Màn hình tổng quan hệ thống , hiển thị thông số cảm biến cảnh báo khối lượng bột thị số lượng bánh Phần 3: Tất nút nhấn điều khiển ON, OFF, RESET hai chế độ Manual Auto Phần 4: Màn hình điều khiển chế độ Manual Hình 5-3: Màn hình HMI Màn hình gồm giao diện giới thiệt đề tài Gồm nút chức ON, OFF Các nút điều khiển chương trình AUTO MANUAL 65 Hiển thị tráng thái bồn chứa bột số lượng bánh tạo Hình 5-4: Màn hình chương trình phụ Ở hình điều khiển xi lanh theo trạng thái mong muốn cách thay đổi mức logic tùy ý theo kiểu toggle Và quay lại hình 66 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 6.1 Kết Kết sản phẩm Hình 6-1: Mơ hình sản phẩm Sản phẩm trạng thái ép bánh nhấn ON AUTO chạy chương trình Auto: Xi lanh chứa bột làm đầy khuôn xếp bánh Xi lanh để chuẩn bị ép từ xuống Xi lanh trạng thái phía chuẩn bị đẩy bánh lên 67 Hình 6-2: Trạng thái cho bột vào khn 68 Hình 6-3: Trạng thái ép bánh 6.2 Nhận xét - Chương trình nhấn ON AUTO MANUAL hệ thống chạy ổn định hai chương trình tự động điều khiển tay - Chưa hoạt động cấp bột bánh in trực tiếp vào - Phần chưa chắn 69 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Sau tháng nghiên cứu tìm hiểu tài liệu chuyên môn, tài liệu tiếng anh, nghiên cứu internet, đồ án anh chị trước, học hỏi kinh nghiệm người trước nhóm đúc kết lại cho sản phẩm cuối Qua q trình thực đề tài, nhóm nghiên cứu tự đánh giá phần hạn chế nhiều bổ sung kiến thức hạn hẹp thời gian học trường, sau thời gian làm việc nhóm thực đề tài “Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC MITSUBISHI” đạt kết sau: Thiết kế thi công mô hình máy làm bánh in xây dựng quy trình sản xuất bánh tự động ứng dụng từ PLC MITSHUBISHI với nhiều mô-đun giúp khai thác chức PLC điều khiển xi lanh, kết nốt cảm biến liên kết với HMI Sử dụng phần mềm lập trình PLC MITSHUBISHI phần mềm thiết kế giao diện HMI Thành thạo tính cài đặt số thiết bị Van khí nén, cảm biến, xi lanh, relay,… 7.2 Hạn chế Trong thời gian cho phép nhóm thực xong yêu cầu đặt ra, nhiên đề tài có hạn chế sau: - Chỉ thích hợp làm mơ hình ứng dụng học tập chưa hoàn thiện mặt khí để ứng dụng thực tế Máy cịn đơn giản chưa tối ưu chức xác định khối lượng thực có khay chứa bột Chưa có nhiều chương trình chạy theo số lượng bánh, xác định số bánh tạo 7.3 Hướng phát triển - Xây dựng đa dạng chương trình điều khiển nhập số lượng bánh chạy theo yêu cầu - Cải tiến kích thước làm tăng suất 70 - Tạo nhiều modun khn mẫu sản xuất nhiều loại kích thước bánh loại bánh khác 71 [1] TÀI LIỆU THAM KHẢO E-learning (hardware) http://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-learning/pdf/vie/4[2] PLC Module FX2N 16MR 32MR 128MR Manual http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/FX2N/sh080043ad.pdf [3] QCPU User's Manual (Hardware Design, Maintenance and Inspection) http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/sh080483eng/sh080483eng at.pdf [4] STUDENT’S GUIDE TO LEARNING SOLIDWORKS® SOFTWARE https://www.solidworks.com/sw/docs/Student_WB_2011_ENG.pdf [5] HMI WINTEK 807IP SERIE https://www.weintek.com/globalw/Download/DownloadHMIWINTEK807ip.aspx 72 Chương trình PLC PHỤ LỤC 73 74 75 76 S K L 0 ... ? ?Thiết kế điều khiển lập trình máy làm bánh in tự động sử dụng PLC MITSUBISHI? ?? để làm đồ án luận văn tốt nghiệp cho 1.2 Mục tiêu Tìm hiểu khảo sát mơ hình thực tế chọn hướng thiết kế phù hợp Thiết. .. thiết kế thi công, bao gồm phần khung khí máy, hệ thống xylanh khí nén, thiết kế khn in bánh lập trình điều khiền PLC Mitsubishi FX2N Sử dụng hình HMI Weintek MT8071iP inch để giám sát điều khiển. .. việc lập trình điều khiển nên điều khiển Login khả trình đời (PLC) Thông qua điều khiển PLC, người dùng hồn tồn thay đổi thuật tốn điều khiển thơng qua việc lập trình PLC (Viết ngơn ngữ lập trình)