Báo cáo đồ án tốt nghiệp đề tài thư viện tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THƯ VIỆN TỰ ĐỘNG Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Trọng Hiếu Sinh viên: Chữ ký giáo viên Hà Nội : 3-2023 Lời cảm ơn Trong suốt trình học tập, hoàn thành đồ án này, em nhận nhiều hướng dẫn tận tình quý báu thầy cơ, anh chị ban Với lịng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn đến:  Ban giám hiệu nhà trường (tên trường) khoa (tên khoa) tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án  Em xin cảm ơn người thầy cô (tên chức danh thầy cơ) hướng dẫn hết lịng giúp đỡ, bảo ban, động viên tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp  Xin chân thành cảm ơn thầy cô hội động chấm thi có góp ý để em hoàn thiện luận văn cách tốt  Cảm ơn anh chị khóa bạn giúp đỡ em nhiều trình tìm tài liệu để hồn thành đồ án…  Xin cảm ơn công ty (tên công ty) nơi em thực tập giúp em có kiến thức thực tế vơ bổ ích giúp đồ án trở nên hoàn thiện  Xin cảm ơn bố mẹ, anh chị, vợ/ chồng (nếu có) bên động viên giúp đỡ việc học tập để ngày hơm hồn thành đồ án quan trọng đời sinh viên Mục lục: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1Vai trò ứng dụng hệ thống thư viện tự động.1 1.2 Mục đích lựa chọn ứng dụng đề tài1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Bố cục nội dung đề tài3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC THIẾT BỊ 2.1 Giới thiệu hệ thống thư viện tự động 2.1.1 Cấu trúc hệ thống thư viện tự động 2.2 Giới thiệu PLC S7-1200 2.2.1 Đặc điểm điều khiển lập trình 2.2.2 Sơ lược lịch sử phát triển 11 2.2.3 Cấu trúc nghiên cứu hoạt động PLC 12 2.2.4 Các ưu điểm sử dụng hệ thống điều khiển với PLC 16 2.2.5 Ứng dụng PLC sản xuất17 2.3 Áp-to-mát 2.4 Nguồn DC 2.5 Rơle trung gian 2.6 Máng điện 2.7 Động Servo Panasonic 2.8 Băng tải 2.9 Xylanh 2.10 Công tắc hành trình 2.11 Cảm biến 2.10 Hệ thống khí nén 19 2.10.1 Khả ứng dụng khí nén 19 2.10.2 Các phần tử hệ thống khí nén 20 2.10.3 Cơ cấu chấp hành 25 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH.34 3.1 u cầu hệ thống 34 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 34 3.3 Thiết kế thi cơng phần khí35 3.4 Thiết kế thi công phần điện 44 3.4.1 Thiết bị điều khiển PLC S7-1200 44 3.4.6 Bảng điều khiển 56 3.5 Sơ đồ kết nối hệ thống 56 3.5.1 Sơ đồ kết nối nguồn cho hệ thống 57 3.5.2 Sơ đồ kết nối PLC 57 3.6 Kết mơ hình 61 3.7 Lưu đồ giải thuật hệ thống lưu kho hàng hóa 62 3.7.1 Lưu đồ giải thuật điều khiển hệ thống tay (Manual) 63 3.7.2 Lưu đồ giải thuật điều khiển tự động (AUTO) 65 CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 66 4.1 Yêu cầu điều khiển giám sát máy tính 66 4.2 Giới thiệu phần mềm WinCC 66 4.2.1 Chức WinCC 68 4.2.2 Ưu điểm WinCC 69 4.3 Thiết kế giao diện cụ thể 71 4.4 Kết 72 4.4.1 Kết mơ hình 72 4.4.2 Qui trình hoạt động mơ hình 74 4.4.3 Giám sát hệ thống 74 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 75 5.1 Kết luận 75 5.1.1 Kết đạt 75 5.1.2 Hạn chế cách khắc phục 75 5.2 Hướng phát triển đề tài76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1Vai trò ứng dụng hệ thống thư viện tự động.1 Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ với xu hướng phát triển dựa tảng tích hợp cao độ hệ thống kết nối số hóa – vật lý – sinh học với đột phá Internet vạn vật trí tuệ nhân tạo làm thay đổi sản xuất giới Thư viện, với vai trị trung tâm văn hóa, trung tâm khoa học giáo dục công nghệ, trung tâm tri thức, đương nhiên đóng vai trị quan trọng đầu mối cung cấp thông tin, cung cấp liệu thành phần “dữ liệu lớn – big data” cách mạng công nghiệp lần Trên thực tế, hệ thống thư viện nói chung nước có bước chuyển thay đổi, đứng trước nhiều hội phải đối mặt với khơng thách thức Một thách thức cần vượt qua người làm công tác quản lý làm chun mơn thư viện cần phải tiếp cận với cơng nghệ để qua có tư áp dụng vào thiết kế mơ hình vận hành hoạt động thư viện Phần mềm quản lý thư viện thành phần quan trọng hoạt động thư viện Chính việc lựa chọn phần mềm tốt, phù hợp với thư viện phù hợp với xu phát triển công nghệ định vô quan trọng mà thư viện cần cân nhắc kỹ 1.2 Mục đích lựa chọn ứng dụng đề tài Mục đích trước hết đề tài hồn tất chương trình mơn học để đủ điều kiện trường Cụ thể thực đề tài chúng em muốn phát huy thành ứng dụng PLC nhằm tạo sản phẩm, thiết bị tiên tiến đạt hiệu cao trình sử dụng Mặt khác đồ án giúp sinh viên khóa sau phát triển mơ hinh cao chúng em thực Ngồi q trình nghiên cứu thực đề tài, để ứng dụng vào đời sống sản xuất xã hội Và hội để chúng em tự kiểm tra lại kiến thức học trường, nâng cao trình độ chun mơn q trình nghiên cứu, thi cơng mơ hình, đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả làm việc nhóm, khả giải vần đề theo yêu cầu đặt Đây dịp chúng em khẳng định trước trường tham gia hoạt động xã hội 1.3 Mục tiêu nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: 1.3.1       Mục tiêu nghiên cứu: Đây đề tài nghiên cứu mang tính thực tiễn việc vận dụng kiến thức học mái trường vào thực tế Về mặt khoa học, đề tài giúp cho nhóm sinh viên thực hiểu rõ thêm cấu nguyên lý làm việc thực tiễn phương hướng phát triển việc quét mã Barcode nhận diện sách thư viện Về mặt thực tiễn, đề tài áp dụng vào thực tế để tạo thư viện thật với nguyên tắc làm việc giống tương tự Vậy nên đề tài “ Điều khiển giám sát hệ thống thư viện tự động ” bao gồm mục tiêu sau:     Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống thư viện tự động Sử dụng PLC để lập trình cho mơ hình Điều khiển giám sát hệ thống phần mềm Điều khiển hệ thống tủ điều khiển .3.2 Phạm vi nghiên cứu: Với thời gian tám tuần thực đề tài, trình độ chun mơn có hạn, nhóm cố thực đề tài giải số vấn đề sau:  Thiết kế hoàn chỉnh mơ hình thư viện tự động bao gồm: -  Mơ hình thư viện -  Cơ cấu chuyển động lên xuống -  Cơ cấu chuyển động tịnh tiến -  Cơ cấu nâng hàng - Quét mã Barcode nhận diện sách Chương 2: Cơ sở lý thuyết thiết bị chấp hành 2.1 Giới thiệu hệ thống thư viện tự động Thư viện sử dụng Barcode để mượn trả sách Nó giúp người xác định Được thời gian mượn trả sách cách gửi mail tự động gmail người dùng Mơ hình thư viện tự động lưu liệu sách mượn nhiều tháng 2.1.2 Cấu trúc hệ thống lưu kho hàng hóa: Cấu trúc hệ thống thư viện tự động gồm có phần: - Nhận diện sách mã Barcode - Cơ cấu nâng hạ giúp mượn trả sách 2.2 Giới thiệu PLC S7-1200: PLC (Programmable Logic Controller) thiết bị điều khiển lập trình thiết kế chuyên dùng công nghiệp để điều khiển tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp, tùy thuộc vào người điều khiển mà thực loạt chương trình kiện, kiện kích tác nhân kích thích (hay cịn gọi ngõ vào) tác động vào PLC qua định (Timer) hay kiện đếm qua đếm Khi kiện kích bật ON, OFF phát chuỗi xung thiết bị bên gắn vào ngõ PLC Như ta thay đổi chương trình cài đặt PLC ta thực chức khác nhau, môi trường điều khiển khác Hiện PLC nhiều hãng khác sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider, Hitachi v.v…Mặt khác PLC bổ sung thêm thiết bị mở rộng khác như: Các cổng mở rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input), thiết bị hiển thị, nhớ Cartridge thêm vào 2.2.1 Đặc điểm điều khiển lập trình: Nhu cầu điều khiển dễ sử dụng, linh có giá thành thấp thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển lập trình (programmable- control systems) – hệ thống sử dụng CPU nhớ để điều khiển máy móc hay q trình động Trong bối cảnh đó, điều khiển lập trình (PLC – Programmable Logic Controller) thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơ-le thiết bị rời cồng kềnh, tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh dựa việc lập trình lệnh logic Ngồi ra, PLC cịn thực tác vụ khác định thì, đếm v.v… làm tăng khả điều khiển cho động phức tạp, với loại PLC nhỏ Hoạt động PLC kiểm tra tất trạng thái tín hiệu ngõ vào, đưa từ trình điều khiển, thực logic lập chương trình kích tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngồi tương ứng Với mạch giao tiếp chuẩn khối vào khối PLC cho phép kết nối trực tiếp đến cấu tác động (actuators) có cơng suất nhỏ ngõ mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers) ngõ vào, mà khơng cần có mạch giao tiếp hay rơ-le trung gian Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử cơng suất trung gian PLC điều khiển thiết bị có công suất lớn Việc sử dụng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần có thay đổi mặt kết nối dây; thay đổi thay đổi chương trình điều khiển nhớ thơng qua thiết bị lập trình chun dùng Hơn nữa, chúng cịn có ưu điểm thời gian lắp đặt đưa vào động nhanh so với hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực việc nối dây phức tạp thiết bị rời Về phần cứng, PLC tương tự máy tính “truyền thống”, chúng có đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển công nghiệp      Khả kháng nhiễu tốt Cấu trúc dạng modul cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả (nối thêm modul mở rộng vào/ra) thêm chức (nối thêm modul chuyên dùng) Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngõ vào ngõ chuẩn hóa Ngơn ngữ lập trình chun dùng – ladder, instruction function chart – dễ hiểu dễ sử dụng Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng Những đặc điểm làm cho PLC sử dụng nhiều việc điều khiển 2.2.2 Sơ lược lịch sử phát triển: Thiết bị điều khiển lập trình (Programmable Controller) nhà thiết kế cho đời năm 1968 (công ty General Motor Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành hệ thống Vì nhà thiết kế bước cải tiến hệ thống làm cho hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, việc lập trình cho hệ thống cịn khó khăn, lúc khơng có thiết bị lập trình ngoại vi hổ trợ cho cơng việc lập trình Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đời vào năm 1969 Điều tạo phát triển thực cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ điển Qua trình vận hành, nhà thiết kế bước tạo tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn là: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang (The Diagram Format) Trong năm đầu thập niên 1970, hệ thống PLC cịn có thêm khả vận hành với thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với liệu cập nhật” (data manipulation) Do phát triển loại hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao tiếp người điều khiển để lập trình cho hệ thống trở nên thuận tiện Sự phát triển hệ thống phần cứng phần mềm từ năm 1975 làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh với chức mở rộng: Hệ thống ngõ vào/ra tăng lên đến 8000 cổng vào/ra, dung lượng nhớ chương trình tăng lên 128000 từ nhớ (word of memory) gắn thêm nhiều Module nhớ để có thểtăng thêm kích thước chương trình Ngồi nhà thiết kế tạo kỹ thật kết nối với hệ thống PLC riêng lẽ thành hệ thống PLC chung, kết nối với hệ thống máy tính, tăng khả điều khiển hệ thống riêng lẽ Tốc độ xử lý hệ thống cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với chức phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn Một số thuật toán dùng cho điều khiển tích hợp vào phần cứng điều khiển PID (cho điều khiển nhiệt độ, cho điều khiển tốc độ động cơ, cho điều khiển vị trí), điều khiển mờ, lọc nhiễu tín hiệu đầu vào vv Trong tương lai hệ thống PLC không giao tiếp với hệ thống khác thông qua CIM (Computer Integrated Manufacturing) để điều khiển hệ thống: Robot, Cad/Cam, … Ngồi nhà thiết kế cịn xây dựng loại PLC với chức điều khiển “thơng minh” (intelligence) cịn gọi siêu PLC (super PLC) cho tương lai 2.2.3 Cấu trúc nghiên cứu hoạt động PLC: Cấu trúc: Một hệ thống lập trình phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O) Trong đó:    Thiết bị đầu vào gồm thiết bị tạo tín hiệu điều khiển nút nhấn, cảm biến, cơng tắc hành trình Input, Output cổng nối phía đầu vào PLC hay Module mở rộng Cơ cấu chấp hành: gồm thiết bị điều khiển như: chuông, đèn, contactor, động cơ, van khí nén, heater, máy bơm, LED hiển thị vv Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc bên PLC Chương trình điều khiển: định quy luật thay đổi tín hiệu Output đầu theo tín hiệu Input đầu vào mong muốn Các chương trình điều khiển tạo cách sử dụng lập trình chuyên dụng cầm tay (Hand-hold programmer PG)  Khối điều khiển trung tâm (CPU: Central Processing Unit) gồm ba phần: xử lý, hệ thống nhớ hệ thống nguồn cung cấp Hình 2.6: Sơ đồ khối tổng quát CPU vHoạt động PLC: Về động PLC đơn giản Đầu tiên, hệ thống cổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi Module xuất/nhập) dùng để đưa tín hiệu từ thiết bị ngoại vi vào CPU (như sensor, contact, tín hiệu từ động …) Sau nhận tín hiệu ngõ vào CPU xử lý đưa tín hiệu điều khiển qua Module xuất thiết bị điều khiển Trong suốt trình động, CPU đọc quét (scan) liệu trạng thái thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau thực chương trình nhớ sau: đếm chương trình nhận lệnh từ nhớ chương trình đưa ghi lệnh để thi hành Chương trình dạng STL (Statement List – Dạng lệnh liệt kê) hay dạng LADDER (dạng hình thang) dịch ngơn ngữ máy cất nhớ chương trình Sau thực xong chương trình,sau truyền thơng nội kiểm tra lỗi sau CPU gởi cập nhật (update) tín hiệu tới thiết bị, điều khiển thông qua Module xuất Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ngõ vào, thực chương trình,truyền thông nội tự kiểm tra lỗivà gởi cập nhật tín hiệu ngõ gọi chu kỳ quét (Scanning) Như thời điểm thực lệnh vào/ra lệnh khơng xử lý trực tiếp với cổng vào mà xử lý thông qua nhớ đệm Nếu có sử dụng ngắt chương trình tương ứng với tín hiệu ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình ngắt thực vịng qt xuất tín hiệu ngắt xảy điểm vịng qt Trên mô tả động đơn giản PLC, với động giúp cho người thiết kế nắm nguyên tắc PLC Nhằm cụ thể hóa động PLC, sơ đồ hoạt động PLC vòng quét (scan) sau: Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi Truyền thông kiểm tra lỗi Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi   Thực tế PLC thực chương trình (Program Execution), PLC cập nhật tín hệ ngõ vào (ON/OFF), tín hiệu không truy xuất tức thời để đưa (Update) ngõ mà trình cập nhật tín hiệu ngõ (ON/OFF) phải theo hai bước: xử lý thực chương trình, vi xử lý chuyển đổi mức logic tương ứng ngõ “chương trình nội” (đã lập trình), mức logic chuyển đổi ON/OFF.Tuy nhiên lúc tín hiệu ngõ “thật” (tức tín hiệu đưa Module out) chưa đưa Khi xử lý kết thúc chương trình xử lý, việc chuyển đổi mức logic (của tiếp điểm) hồn thành việc cập nhật tín hiệu ngõ thực tác động lên ngõ để điều khiển thiết bị ngõ Thường việc thực thi vòng quét xảy với thời gian ngắn, vòng quét đơn (single scan) có thời gian thực vịng qt từ 1ms tới 100ms Việc thực chu kỳ quét dài hay ngắn phụ thuộc vào độ dài chương trình mức độ giao tiếp PLC với thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…) Vi xử lý có đọc tín hiệu ngõ vào tín hiệu tác động với khoảng thời gian lớn chu kỳ quét Nếu thời gian tác động ngõ vào nhỏ chu kỳ qt vi xử lý xem khơng có tín hiệu Tuy nhiên thực tế sản xuất, thường hệ thống chấp hành hệ thống khí nên tốc độ qt đáp ứng chức dây chuyền sản xuất Để khắc phục khoảng thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất, nhà thiết kế thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, dùng đếm tốc độ cao (High Speed Counter) hệ thống thường áp dụng cho PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập xử lý lượng thông tin lớn 2.2.3.1 Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thơng nối tiếp có chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình với trạm PLC khác Tốc độ truyền tự PLC 300 đến 38400 set ghi đặc biệt SM 30.2 đến SM 30.4     Bảng 2.1: Tốc độ truyền PLC Bảng 2.2: Chức chân cổng truyền thông ChânChức Nối mass Truyền nhận liệu Không sử dụng Nối với nguồn 5VDC có điện trở 100Ω Nối với nguồn 24VDC dòng tối đa 120mA   2.2.4 Các ưu điểm sử dụng hệ thống điều khiển với PLC: Cùng với phát triển phần cứng phần mềm, PLC ngày tăng tính lợi ích PLC hoạt động công nghiệp Kích thước PLC thu nhỏ lại để nhớ số lượng I/O nhiều hơn, ứng dụng PLC mạnh giúp người sử dụng giải nhiều vấn đề phức tạp điều khiển hệ thống Ưu điểm PLC hệ thống điều khiển cần lắp dặt lần (đối với sơ đồ hệ thống, đường nối dây, tín hiệu ngõ vào/ra …), mà khơng phải thay đổi kết cấu hệ thống sau này, giảm tốn phải thay đổi lắp đặt đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển Relay), khả chuyển đổi hệ điều khiển cao (như giao tiếp PLC để truyền liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống điều khiển linh hoạt PLC thiết kế đặc biệt để động môi trường công nghiệp Một PLC lắp đặt nơi có độ nhiễu điện cao (Electrical Noise), vùng có từ truờng mạnh, có chấn động khí, nhiệt độ độ ẩm môi trường cao … Không hệ thống cũ, PLC dễ dàng lắp đặt chiếm khoảng không gian nhỏ điều khiển nhanh, nhiều hệ thống khác Điều tỏ thuận lợi hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, trình lắp đặt hệ thống PLC tốn thời gian hệ thống khác Cuối người sử dụng nhận biết trục trặc hệ thống PLC nhờ giao diện qua hình máy tính (một số PLC hệ sau có khả nhận biết hỏng hóc (trouble shoding) hệ thống báo cho người sử dụng), điều làm cho việc sửa chữa thuận lợi 2.2.5 Ứng dụng PLC sản xuất: Hiện PLC ứng dụng thành công nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp dân dụng Từ ứng dụng để điều khiển hệ thống đơn giản, có chức đóng/mở (ON/OFF) thơng thường đến úng dụng cho lĩnh vực phức tạp,địi hỏi tính xác cao, ứng dụng thuật tốn q trình sản xuất Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC bao gồm:        Hóa học dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong ngành hóa … Chế tạo máy sản xuất: Tự động hóa chế tạo máy, cân đong, trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại,… Bột giấy, giấy, xử lý giấy: điều khiển máy băm, trình ủ bột, trình cán, gia nhiệt, … Thủy tinh phim ảnh: q trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong, khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy, … Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm sốt q trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây, …), cân đong, đóng gói, hịa trộn, Kim loại: điều khiển trình cán, (thép), quy trình sản xuất, kiểm tra chất lượng Năng lượng: điều khiển nguyên liệu (cho trình đốt, xử lý turbin, …), trạm cần động khai thác vật liệu cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ, …) 2.3 Áp-to-mát  Aptomat từ tiếng Nga dùng để gọi thiết bị đóng cắt tự động hay gọi là cầu dao tự động, viết tắt là CB (Circuit Breaker) gọi tắt Át  Aptomat có vai trị quan trọng hệ thống điện, nhiệm vụ Aptomat là bảo vệ mạch điện, ngăn trường hợp tải, ngắn mạch, sụt áp, truyền công suất ngược, chống giật, chống rò, bảo vệ theo từ nhiệt  Cấu tạo Aptomat gồm có: Tiếp điểm, hộp dập hồ quang, truyền động cắt móc bảo vệ Aptomat  Nguyên lý hoạt động : Khi Aptomat đóng mạch, lúc tiếp điểm hồ quang đóng trước, sau tiếp điểm phụ cuối tiếp điểm Ngược lại cắt mạch, tiếp điểm mở trước, đến tiếp điểm phụ sau tiếp điểm hồ quang 2.4 Nguồn DC  Hầu hết thiết bị tự động hoạt động điện áp nguồn 24v 10a khá phổ biến sống, tủ điện có đổi nguồn 220v sang nguồn 24v 10a để cấp cho thiết bị Bộ nguồn 24V-10A nguồn 220VAC/24VDC đáp ứng cho hệ thống vừa nhỏ , có chức đổi nguồn điện xoay chiều 220V thành nguồn chiều 24V  Một số dịng PLC cấp nguồn 24V tuy nhiên chúng đủ cho Relay nội PLC Ngồi số dịng PLC cịn sử dụng chính nguồn 24V từ bên ngồi để cấp nguồn Do thơng thường một hệ thống tủ điện cần có nguồn riêng  Bộ nguồn 24V có hai cổng ra, trang bị nhiều chức bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ q tải dịng điện có đèn led để hiển thị ngõ DC Khi q tải thì nguồn 24V có hệ thống báo thấp áp Chúng đánh giá nguồn hoạt động đạt hiệu cao, có suất cao ổn định   Vì vậy, chúng ứng dụng phổ biến nằm dạng cơng trình Tùy vào số lượng công suất mục đích mà người dùng chọn bộ nguồn 24V DC từ 1, hay 10, 15, 20A Tuy nhiên, thông thường, khách hàng nên chọn nguồn loại 10A có cơng suất cao so với thực tế, sau muốn mở rộng hệ thống khơng phải lãng phí thêm tiền để mua thêm nguồn khác để thay Ngoài ra, số vị trí địa lí có mơi trường hoạt động khắc nghiệt tính an tồn địi hỏi cao so với điều kiện môi trường thuận lợi Do đó, hầu hết thiết bị sử dụng bộ nguồn 24V 10A để giảm thiểu rủi ro 2.5 Rơle trung gian 2.5.1 Định nghĩa : Rơle trung gian loại thiết bị có chức chuyển mạch tín hiệu điều khiển khuếch đại chúng với kích thước nhỏ Rơ le trung gian lắp đặt vị trí trung gian nằm thiết bị điều khiển công suất nhỏ thiết bị công suất lớn 2.5.2 Cấu tạo : Relay trung gian được cấu tạo từ nam châm điện hệ thống tiếp điểm đóng cắt, với thiết kế nhỏ gọn, module hóa, dễ dàng lắp đặt thay Ngày nay relay trung gian được dùng nhiều nghành điện tử, điện công nghiệp Trong đó: 1: cuộn dây 2: lõi thép tĩnh 3: lõi thép động 4, 5: vít ốc điều chỉnh 6, 7: tiếp điểm thường mở NO 8, 12: lò xo 9: giá cách điện 10, 11: tiếp điểm thường đóng NC 2.5.3 Nguyên lý hoạt động Rơle trung gian Khi cấp điện cuộn hút 1, cuộn hút lúc thành nam châm điện hút lõi thép số xuống, đầu tiếp xúc 10 dâng lên, tiếp điểm thường mở 6, ( NO ) đóng lại, tiếp điểm thường đóng 10, 11 (NC) mở Nhiệm vụ ốc vít để điều chỉnh điện áp hút nhả relay trung gian Trong mạch điều khiển dùng PLC thường xuyên sử dụng Rơ le trung gian Đầu PLC nối với cuộn hút Rơ le trung gian, đối tượng cần điều khiển tương tác với tiếp điểm Rơ le Cách đấu nối giúp bảo vệ đầu PLC cách ly với mạch lực cấp điện áp khác 2.5.4 Ứng dụng Rơle trung gian Đúng tên gọi, rơ le trung gian thực nhiệm vụ trung gian để chuyển tiếp mạch điện đến thiết bị khác Giúp bảo vệ thiết bị điện, đồng thời, kéo dài tuổi thọ thiết bị. Ví như tủ lạnh, điện yếu, Rơ le ngắt điện khơng cho tủ làm việc Cịn lúc điện ổn định, cấp điện bình thường Hoặc nạp ắc quy xe ô tô, gắn máy, máy phát điện đủ khỏe Rơ le trung gian thực nhiệm vụ đóng mạch nạp cho ắc quy 2.6 Máng điện 2.6.1 Máng điện ?  Máng điện thiết bị làm tôn nhựa sử dụng để dây điện tủ điện hay khu công nghiệp 2.6.2 Phân loại Máng điện được phân loại theo nhiều tiêu chí Tuy nhiên phân loại theo vật liệu sử dụng rộng rãi Các loại thang máng cáp: Máng cáp sơn tĩnh điện: Nhằm chống rò điện chống hao mòn, gỉ sét chủ yếu treo bên tòa nhà hành lang, trục thẳng đứng… Máng cáp mạ kẽm : Được bọc lớp mạ kẽm bên ngồi lớp tơn thường, nhằm để chống gỉ hao mịn lâu dài chống nước, lại khơng cách điện Máng cáp mạ kẽm nhúng nóng : Vật liệu làm tơn thường, sau hồn thiện chuyển mạ kẽm nhúng nóng Chất liệu nói bền dùng lâu dài, thường áp dụng để trời loại cáp có chất liệu bền giá thành cao 2.7 Động Servo Panasonic 2.7.1 Khái niệm   Servo một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vịng kín, nhận tín hiệu thực cách nhanh chóng xác theo lệnh từ PLC Bộ servo bao gồm bộ điều khiển servo (servo drive), 1 động servo và encoder để phản hồi tín hiệu từ động về bộ điều khiển Servo sử dụng để điều khiển vị trí xác, điều chỉnh mơ-men phù hợp với ứng dụng khác và thay đổi tốc độ nhanh (đáp ứng ms) Động Servo: -Động servo thành phần trong hệ thống servo Động servo nhận tín hiệu từ điều khiển cung cấp lực chuyển động cần thiết cho thiết bị máy móc vận hành với tốc độ độ xác cao 2.7.2 Cấu tạo phân loại Động servo chia thành loại: động servo AC, động servo DC AC servo xử lý dịng điện cao có xu hướng sử dụng máy móc cơng nghiệp DC servo khơng thiết kế cho dịng điện cao thường phù hợp cho ứng dụng nhỏ Cấu tạo động AC servo bao gồm phần: stator, rotor (thường loại nam châm vĩnh cửu) encoder   Stator bao gồm cuộn dây quấn quanh lõi, cấp nguồn để cung cấp lực cần thiết làm quay rotor Rotor cấu tạo nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh  Encoder gắn sau đuôi động để phản hồi xác tốc độ vị trí động điều khiển 2.7.3: Drive Bộ điều khiển (Servo drive) có nhiệm vụ nhận tín hiệu lệnh điều khiển (xung/analog) từ PLC và truyền lệnh đến động servo để điều khiển động servo hoạt động theo lệnh, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động servo từ encoder 2.7.4 Nguyên lý hoạt động Chế độ hoạt động servo hình thành hệ thống hồi tiếp vịng kín Động servo nhận tín hiệu xung điện (PWM) từ điều khiển để hoạt động kiểm sốt mã hóa (encoder) Khi động vận hành vận tốc vị trí hồi tiếp mạch điều khiển thơng qua mã hóa (encoder) Khi lý ngăn cản chuyển động làm sai lệch tốc độ vị trí mong muốn, cấu hồi tiếp phản hồi tín hiệu điều khiển Từ tín hiệu phản hồi về, bộ điều khiển servo sẽ so sánh với tín hiệu lệnh và đưa điều chỉnh phù hợp, đảm bảo động servo hoạt động đúng theo yêu cầu đạt tốc độ vị trí xác 2.7.5 Lợi ích việc sử dụng AC Servo Khả điều khiển tốc độ, vị trí mo-men xác Tốc độ đáp ứng phản hồi nhanh, quán tính thấp (gần khơng có qn tính)  Hiệu suất hoạt động cao tới 90%, sinh nhiệt không dao động  Tốc độ cao tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục  Hoạt động êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện 2.7.6 Ứng dụng   Hệ thống AC servo phù hợp với hầu hết ứng dụng công nghiệp máy cơng cụ, máy đóng gói, các loại máy in, máy cắt, các ứng dụng thu xả cuộn, các ứng dụng cần chạy dừng đúng vị trí, dây chuyền lắp ráp, máy CNC, cánh tay robot… 2.8 Băng tải 2.8.1 Băng tải ? Băng tải hay cịn gọi băng chuyền thiết bị phụ trợ công nghiệp dùng để vận chuyển , chuyền tải hàng hóa từ vị trí đến vị trí khác So vơi phương thức vận chuyển khác đường , đường sắt Việc ứng dụng hệ thống băng tải sản xuất có nhiều lợi Cơng suất cao hơn, giảm thiểu tham gia người hệ thống vận hành , tiết kiệm nhân công, tăng lợi nhuận 2.8.2 Cấu tạo băng tải     Động cơ: Là nguồn động lực băng tải, kết nối với trục quay rulo chủ động thông qua hộp số dây curoa Tang quay : chế tạo phía cuối băng tải , gọi tang bị động Tang dây có tác dụng kéo căng dây băng tải , kết nối với lăn nâng đỡ Khung băng tải: ibox , thép mạ kẽm , nhơm định hình Mục đích nâng đỡ ,cố định thiết bị Rulo chủ động, rulo bị động     Dây băng tải, lăn Cơ câu nâng hạ , cấu dẫn hướng Hệ thống điều khiển : đảm nhiện chức điều khiển tự động hóa: PLC , biến tần , rơle ,công tắc, công-tắc-tơ Dây điện áp phận thiếu băng tải 2.8 Xylanh khí nén 2.8.1 Khái niệm   Xylanh khí nén thiết bị học việc sử dụng sức mạnh khí nén để tạo lực cung cấp cho chuyển động Năng lượng chuyển hóa từ khí nén thành động tác dụng lên piston xylanh khiến chuyển động theo hương mong muốn Là thiết bị học 2.8.2 Cấu tạo Xylanh khí nén gồm phận :      ( ( Thân trụ (barrel) Piston Trục piston piston rol) Lỗ cấp khí ( capend port) Lỗ khí rod-end port) 2.8.3 Cơ chế hoạt động   Về , piston xylanh chuyển động qua lại để chuyển hóa lượng Sự chuyển động liên tục thành đợt mà không cần can thiệt yếu tố Tần số chuyển động piston điều chỉnh để kiểm soát lượng đầu hệ thống Để thực chức , xylanh khí nén truyền phần lượng cách truyền lượng tiềm khí nén thành động Điều đạt bời khí nén có khả nở rộng , khơng cần lượng khác tác động Nó tự biến đổi áp lực thiết lập khí nén áp suất lớn áp suất khí 2.8.4 Phân loại       Xylanh vng xylanh trịn xylanh kẹp xylanh compact xylanh xoay xylanh trượt 2.9 Công tắc hành trình 2.9.1 Khái niệm  Cơng tắc hành trình thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện lưới điện hạ áp Nó có tác động tương tự nút ấn, khác nút ấn phải ấn tay cơng tắc hành trình cần động tác va chạm phận khí, từ q trình chuyển động khí thành tín hiệu điện 2.9.2 Cấu tạo Cơng tắc hành trình gồm phận như: ... diện sách thư viện Về mặt thực tiễn, đề tài áp dụng vào thực tế để tạo thư viện thật với nguyên tắc làm việc giống tương tự Vậy nên đề tài “ Điều khiển giám sát hệ thống thư viện tự động ” bao... hệ thống thư viện tự động Thư viện sử dụng Barcode để mượn trả sách Nó giúp người xác định Được thời gian mượn trả sách cách gửi mail tự động gmail người dùng Mơ hình thư viện tự động lưu liệu... có hạn, nhóm cố thực đề tài giải số vấn đề sau:  Thiết kế hoàn chỉnh mơ hình thư viện tự động bao gồm: -  Mơ hình thư viện -  Cơ cấu chuyển động lên xuống -  Cơ cấu chuyển động tịnh tiến -  Cơ