(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công tủ điện, điều khiển vị trí cho hệ thống cầu trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ÐIỆN, ÐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ CHO HỆ THỐNG CẦU TRỤC GVHD: ThS DƯƠNG THẾ PHONG SVTH: TRẦN THANH HÙNG MSSV: 12146067 NGUYỄN QUANG THU MSSV: 12146191 TRẦN VĂN ÐỨC PHÚ MSSV: 12146137 S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐ T NGHIỆ P Đ ề tài: “THIẾ T KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆ N, ĐIỀ U KHIỂ N VỊ TRÍ CHO HỆ THỐ NG CẦ U TRỤ C” Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS DƯƠNG THẾ PHONG TRẦN THANH HÙNG MSSV: 12146067 Lớp: Khoá: NGUYỄN QUANG THƯ TRẦN VĂN ĐỨC PHÚ 121461 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 an MSSV: 12146191 MSSV: 12146137 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ mơn Cơ Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP Họ, tên sinh viên MSSV Email TRẦN THANH HÙNG 12146067 12146067@student.hcmute.edu.vn TRẦN VĂN ĐỨC PHÚ 12146137 12146137@student.hcmute.edu.vn NGUYỄN QUANG THƯ 12146191 12146191@student.hcmute.edu.vn Lớp: 121461C Niên khóa: 2012 – 2016 Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Hệ: Đại học Chính quy 1.Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG TỦ ĐIỆN, ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ CHO HỆ THỐNG CẦU TRỤC Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Tài liệu về Teco L510  Tài liệu về PLC Delta  Phần mềm WPL Soft  Phần mềm Visual Studio  Phần mềm Solidworks  Video , hình ảnh về hệ thống cầu trục Nội dung đồ án:  Thiết kế thi công mô hình cầu trục  Thiết kế và thi công tủ điện điều khiển i an  Viết chương trình giám sát và điều khiển vị trí cầu trục phần mềm máy tính Các sản phẩm dự kiến:  Mô hình hệ thống cầu trục  Tủ điện điều khiển và giám sát vị trí cầu trục  Phần mềm điều khiển và giám sát vị trí cho hệ thống cầu trục Ngày giao đồ án: 26/01/2016 Ngày nộp đồ án: 26/07/2016 TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Được phép bảo vệ ……………………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) ii an LỜI CAM KẾT  Tên đề tài: Thiết kế và thi công tủ điện Điều khiển vị trí cho hệ thống cầu trục  GVHD: ThS Dương Thế Phong  Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Thanh Hùng MSSV: 12146067 Trần Văn Đức Phú 12146137 Nguyễn Quang Thư 12146191  Địa sinh viên: 484, Lê Văn Việt , quận 9, TPHCM  Số điện thoại liên lạc: Trần Thanh Hùng : 0903327816 (12146067@student.hcmute.edu.vn) Trần Văn Đức Phú : 01686205471 (12146137@student.hcmute.edu.vn) Nguyễn Quang Thư : 0939820582 (12146191@student.hcmute.edu.vn) Ngày nộp khóa ḷn tớt nghiệp (ĐATN): 26/07/2016 Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình nhóm tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, nhóm tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, Ngày 20 Tháng 07 Năm 2016 Nhóm sinh viên thực Trần Thanh Hùng Trần Văn Đức Phú Nguyễn Quang Thư iii an KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv an v an vi an LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là hội tốt để sinh viên chúng em nghiên cứu ,hoc tập tìm tòi thêm và bổ sung những kiến thức còn hạn hẹp và ứng dụng kiến thức tích luỹ trình học tập tại trường và thực tiễn xã hội.Qua ,giúp chúng em tiếp xúc, trải nghiệm với môi trường công nghiệp Để sau trường sinh viên tự tin , có nền tảng kiến thức vững chắc hơn, đáp ứng đòi hỏi về nguồn nhân lực chó chất lượng cho công ty, không tốn nhiều thời gian đào tạo Đó là kết quả nỗ lực khơng ngừng nhóm cùng với hướng dẫn thầy cơ, giúp đỡ, ủng hộ gia đình và bạn bè suốt những năm tháng qua Qua , nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy hướng dẫn Dương Thế Phong , thầy đã nhiệt tình đưa những góp ý, hướng dẫn, giúp nhóm hiểu rõ nguyên lý, hướng giải quyết gặp phải vấn đề khó khan trình làm đồ án Xin cảm ơn thầy cô môn Cơ Khí Máy,Cơ Điện Tử đã truyền đạt lại những kiến thức bở ích và giúp đỡ những khó khăn cho sinh viên những năm học tại trường Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ Sinh viên thực Trần Thanh Hùng Trần Văn Đức Phú Nguyễn Quang Thư vii an TÓM TẮT ĐỜ ÁN Hiện nay, loại máy móc giúp người nâng chuyển hàng hố ngày càng phở biến và phát triển, vì thế mà đã góp phần vào đại hố cơng nghiệp Ứng dụng loại máy móc này cơng nghiệp đã góp phần giảm tải sức lao động người, làm tăng suất, hiệu quả công việc Nhưng việc giám sát và điều khiển máy móc này qua máy tính chưa chú ý đến Từ thực tế nhóm đã hình thành ý tưởng và quyết định thiết kế và thi công tủ điện điều khiển vị trí cho hệ thống cầu trục Sau nghiên cứu và thực nhóm chúng em đã thi cơng mơ hình hệ thống cầu trục phục vụ cho việc nghiên cứu thiết kế và thi công tủ điện, điều khiển giám sát vị trí hệ thống cầu trục, nhiên mô hình còn nhiều hạn chế và đơn giản viii an 3.4 Phần mềm điều khiển Hình - 21 Tổng quan hệ thống giám sát Giao diện giám sát và điều khiển vị trí hệ thống cầu trục : Hình - 22 Giao diện giám sát Với giao diện này người dùng quan sát hệ thống cầu trục ở bất kì đâu mà cần thơng qua sóng wifi , đặc biệt là vị trí cầu trục sẽ mô phỏng tương ứng với bản đồ giúp người điều khiển hình dung , phân tích và chọn vị trí mong muốn Trang 38 an 3.3.1 Cài đặt kết nối Kết nối phần cứng đã nhóm tóm gọm vào khung config Để kết nối với hệ thống điều khiển cầu trục nên sẽ cài đặt thông số ở Port Setting Giao diện kết nối phần cứng COMPORT SETTING Hình - 23 Giao diện chỉnh thông sô kết nối Thông tin phần giao diện này sau: - Com port : Lựa chọn cổng Com kết nối - Baudrate : Lựa chọn tốc độ truyền thông - Data Bits : Lựa chọn kiểu dữ liệu truyền là bit hay bit - Parity : Lựa chọn kiểu kiểm tra chẵn lẻ - Stop bit : Lựa chọn bit kết thúc Sau lựa chọn thông tin đầy đủ,ta chọn Save để lưu lại và hoàn thành phần khai báo thông số kết nối Tại giao diện giám sát , sau đã thiết lập phần cứng ta thiết lập thêm địa PLC slave Trang 39 an Hình - 24 Thiết lập địa slave Ta chọn địa slave từ 01 trở Vì tại địa 00 thì PLC delta DVP 14SS2 không làm slave Sau thiết lập đầy đủ thông số kết nối cần thiết ta chọn: - Connect : Kết nối với slave - Disconnect : Huỷ kết nối với slave - Exit : Thoát khỏi chương trình điều khiển 3.3.2 Chức điều khiển Hình - 25 Panel điều khiển Các chức phần : - X :Nhập thông số theo trục X - Y :Nhập thông số theo trục Y Trang 40 an - Set Home :Đưa cầu trục về lại vị trí ban đầu (0,0) - Transmit :Truyền dữ liệu xuống hệ thống điều khiển - Launch :Thực thi nhiệm vụ sau truyền dữ liệu - :Di chuyển xe qua trái - :Di chuyển xe qua phải - :Di chuyển dầm chính tới - :Di chuyển dầm chính lui 3.3.3 Chức giám sát Giám sát trực tiếp qua camera: Giao diện giám sát hoạt động cầu trục giúp người xem cách trực quan và rõ rãng ở xa nơi làm việc, giúp người điều khiển dễ dàng xử lý lỗi nếu hệ thống gặp cố trình vận hành Hình - 26 Giao diện giám sát - Start/Stop : Hiển thị và ngưng quan sát hệ thống cầu trục Giám sát vị trí toạ độ: Giao diện giám sát hiển thị vị trí xe Hình Giao diện giám sát giúp người điều khiển biết vị trí chính xác xe ở vị trí nào khu vực vận Trang 41 an chuyển Qua , trình di chuyển cầu trục giám sát cách rõ ràng , thuận tiện cho việc chọn lựa khu vực cần tới cách chính xác Hình - 27 Bản đồ toạ độ vị trí xe Trang 42 an CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 4.1 Hoàn thành và thực nghiệm 4.1.1 Mô hình khí Mô hình cầu trục hoàn thành Hình - Mô hình cầu trục Trang 43 an 4.1.2 Tủ điện điều khiển Hình - Tủ điện điều khiển Hình - Tủ điện điều khiển Trang 44 an 4.1.3 Thực nghiệm sai số vị trí cầu trục Với khoảng cách đo so sánh là 125cm, ta có bảng sớ liệu đo đạc sau Lần Khoảng 125,3 126,4 125,7 125,5 125,4 126,7 125,7 126,4 cách(cm) Bảng - Bảng đo thực nghiệm Khoảng cách trung bình sai lệch là 125,9  Sai số là 0.72% Tốc độ đo là 12m/phút chạy ở cấp tốc độ 80Hz, 60Hz và 5Hz 4.2 Nhận xét  Dầm và xe chạy tương đối tốt  Sai số tương đối nhỏ  Di chuyển ít rung lắc  Tốc độ xe cũng dầm chính còn thấp  Hệ thống điều khiển và giám sát tương đối tốt Trang 45 an CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Với tình hình phát triển ở Việt Nam cũng thế giới, việc tạo sản phẩm có chức giám sát cũng điều khiển trực tiếp vậy sẽ giúp tăng suất lao động cũng giảm thiểu thời gian điều khiển và quan sát hệ thống thuận tiện hơn, đảm bảo an toàn cho người công việc cũng vô cùng quan trọng Việc điều khiển và giám sát vị trí cho hệ thống cầu trục đã đáp ứng nhu cầu thự tế trên.Đây xem là hướng nghiên cứu cho bản thân cũng thế hệ sau để nâng cấp, cải tiến chức góp phần tích cực lao động sản xuất hiệu quả và đặc biệt là giúp người an toàn và tiết kiệm thời gian 5.2 Hướng phát triển Tuy đã hoàn thành toàn những yêu cầu đặt từ trước, thiết kế và thi cơng khơng thể tránh những thiếu sót, cũng những ý tưởng mà vài lý khách quan chưa thể thực Qua đây, nhóm xin đưa số vấn đề cần khắc phục cũng phát triển thêm tương lai:  Giảm bớt sai số vị trí cho hệ thống cầu trục  Vận tốc điều khiển đạt tốc độ cao và ổn định  Hệ thống chống rung lắc hơn, tớt nhất  Thêm cảm biến, cơng tắc hành trình để cầu trục làm việc chính xác hiệu quả Trang 46 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]: Nguyễn Thế Hùng, Bài giảng môn học Điều Khiển Tự Động, 2012 Tiếng Anh [1]: Delta “ DVP-PLC Application Examples” [2]: Delta “DVP-PLC Application Manual: Programming” [3]: Teco “ Inverter Manual” Website tham khảo: http://www.dailybientandelta.com/ http://www.bientan24s.com/ http://bigger.com.vn/ http://simplymodbus.ca/ http://delta.com/ http://vocsyit.com/ Trang 47 an PHỤ LỤC Phụ lục A: Chương trình điều khiển WPLSOFT  Chương trình PLC Nhiệm vụ : Xử lý tính toán dữ liệu Chương trình xử lý tính toán dữ liệu Nhiệm vụ: Đọc tín hiệu từ encoder Chương trình đọc tín hiệu từ encoder Nhiệm vụ : Điều khiển biến tần Trang 48 an Chương trình điều khiển biến tần Phụ lục B: Code lập trình C-sharp Code giao tiếp giữa PC với PLC using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace My_Modbus_2 { class clsFunction { #region ModbusAddress public static string ModbusAddress(string address) { string MSB; string LSB; string Modbus = ""; int n = address.Length; string device = address.Substring(0, 1); int range = Convert.ToInt32(address.Substring(1, n - 1)); if (device == "m") { MSB = "0"; range = range + 2048; LSB = range.ToString("X"); Modbus = string.Concat(MSB, LSB); } else if (device == "d") { MSB = "1"; LSB = range.ToString("X"); Trang 49 an int m = LSB.Length; switch (m) { case 1: LSB = "00" + LSB; break; case 2: LSB = "0" + LSB; break; } Modbus = string.Concat(MSB, LSB); } return Modbus; } #endregion #region Function Code public static string ForceSingleCoil(string slaveID, string Register, bool status) { string data; if (status) { data = "FF00"; } else { data = "0000"; } string sendword = string.Concat(slaveID, "05", Register, data); return sendword; } public static string PresetMultiRegister(string slaveID, string Register, string data) { int Data = Convert.ToInt32(data); string hexData = Data.ToString("X"); int n = hexData.Length; #region Full Hex switch (n) { case 0: hexData = "0"; break; case 1: hexData = string.Concat("0000000", hexData); break; Trang 50 an case 2: hexData = string.Concat("000000", hexData); break; case 3: hexData = string.Concat("00000", hexData); break; case 4: hexData = string.Concat("0000", hexData); break; case 5: hexData = string.Concat("000", hexData); break; case 6: hexData = string.Concat("00", hexData); break; case 7: hexData = string.Concat("0", hexData); break; } #endregion string LSB = hexData.Substring(0, 4); string MSB = hexData.Substring(4, 4); hexData = string.Concat(MSB, LSB); string sendword = string.Concat(slaveID, "10", Register, "000204", hexData); return sendword; } public static string ReadHoldingRegister(string slaveID, string Register, string data) { string sendword = string.Concat(slaveID, "03", Register, data); return sendword; } #endregion } } Trang 51 an S an K L 0 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐ T NGHIỆ P Đ ề tài: ? ?THI? ?? T KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆ N, ĐIỀ U KHIỂ N VỊ TRÍ CHO HỆ THỐ... Niên khóa: 2012 – 2016 Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Hệ: Đại học Chính quy 1.Tên đề tài: THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG TỦ ĐIỆN, ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ CHO HỆ THỐNG CẦU TRỤC Các số liệu,... ảnh về hệ thống cầu trục Nội dung đồ án:  Thi? ?́t kế thi công mô hình cầu trục  Thi? ?́t kế và thi công tủ điện điều khiển i an  Viết chương trình giám sát và điều khiển vị trí