(Đồ án hcmute) 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 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MÁY LÀM BÁNH IN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC MITSUBISHI GVHD: TS TRẦN VI ĐƠ SVTH: NGUYỄN HỒNG TRÌNH MSSV: 16145291 SVTH: ĐƯỜNG QUANG TRƯỜNG MSSV: 16151096 SKL 0 8 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2020 an 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 HÓA GVHD: TS TRẦN VI ĐƠ Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2020 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 22 tháng năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hồng Trình MSSV: 16145291 Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2016 Lớp: 16151CL2 Họ tên sinh viên: Đường Quang Trường MSSV: 16151096 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2016 Lớp: 16151CL3 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MÁY LÀM BÁNH IN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC MITSUBISHI II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Tìm hiểu khảo sát mơ hình thực tế chọn hướng thiết kế phù hợp Đọc nguyên cứu tài liệu plc mitsubishi, hình HMI , module Chọn module sử dụng phù hợp với thực tế mơ hình Đã thiết kế được: khung máy làm bánh solidwork Nội dung thực hiện: Nội dung 1: Xây dựng giải pháp dựa ý tưởng, vấn đề thực tiễn nhu cầu Nội dung 2: Xây dựng mơ hình hệ thống máy, thơng qua sơ đồ khối Nội dung 3: Tính tốn, thiết kế sơ đồ nguyên lý, vẽ sơ đồ dây, thi công hệ thống Nội dung 4: Xây dựng cấu trúc truyền nhận liệu, lập trình PLC cho hệ thống Nội dung 5: Vận hành đồng thời khắc phục, hiệu chỉnh lỗi Nội dung 6: Đánh giá kết đạt được, đưa hướng phát triển Nội dung 7: Hoàn thành luận văn tốt nghiệp an III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/2/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/7/2020 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Trần Vi Đô Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2020 Giảng viên hướng dẫn an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 22 tháng năm 2020 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN HỒNG TRÌNH MSSV: 1645291 Họ tên sinh viên 2: ĐƯỜNG QUANG TRƯỜNG MSSV: 16151096 Tên đề tài: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MÁY LÀM BÁNH IN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC MITSUBISHI Tuần/ngày Nội dung Kết dự kiến Tuần (24/2 – 1/3) Nhận đề tài tốt nghiệp Đề tài Tuần (2/3– 8/3) Viết đề cương Đề cương DATN Tuần (9/3 – 15/3) Thiết kế khí Bản vẽ 3D Tuần (16/09 – 22/3) Thiết kế khí Bản vẽ 3D Tuần (23/3 – 29/3) Gia công khí Tuần (27/4– 3/5) Kết nối chi tiết khí Thiết kế, thi cơng hệ thống điện Lập trình PLC Bản vẽ kết nối thiết bị điện Code PLC Tuần (4/5 – 10/5) Tuần (11/5 – 17/5) Giao diện HMI Thiết kế giao diện HMI,I/O,mạng vào giám sát phân tán Tuần (18/5 – 24/5) Lắp đặt hệ thống chạy thử nghiệm Lắp đặt Lắp đặt hệ thống chạy thử nghiệm Chạy thử nghiệm Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần sở lý thuyết Tuần 10 (25/5 – 31/5) Tuần 11 (1/6 – 7/6) an Xác nhận GVHD Tuần 12 (8/6 – 14/6) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần tính toán Tuần 13 (15/6 – 21/6) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thiết kế Tuần 14 (22/6 – 28/6) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thực Tuần 15 (29/6 – 5/7) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thực Tuần 16 (6/7 – 12/) Hồn thành an 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 cơng trình nghiên cứu khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2020 Người thực Nguyễn Hồng Trình Đường Quang Trường an LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, bên cạnh cố gắng nhóm cịn có giúp đỡ tận tình quý Thầy/Cô 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 q 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 an MỤC LỤC TÓM 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 toán 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 thơng 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 an 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 an 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình Chương trình chung hệ thống: Hình 5-1: Lưu đồ chung hệ thống 63 an Hình 5-2: Lưu đồ chương trình tự động 64 an 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 an 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 an 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 an Hình 6-2: Trạng thái cho bột vào khn 68 an 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 an 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 cơng mơ 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 hồn thiện mặt khí để ứng dụng thực tế Máy 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 an - Tạo nhiều modun khn mẫu sản xuất nhiều loại kích thước bánh loại bánh khác 71 an [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 an Chương trình PLC PHỤ LỤC 73 an 74 an 75 an 76 an S an K L 0 ... 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... ? ?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. .. Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN HOÀNG TRÌNH MSSV: 1645291 Họ tên sinh viên 2: ĐƯỜNG QUANG TRƯỜNG MSSV: 16151096 Tên đề tài: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MÁY LÀM BÁNH IN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC MITSUBISHI