Tài liệu trình bày quy trình đồ án PLC, mô hình phân loại quả theo khối lượng, mô hình sử dụng động cơ bước, loadcell, cảm biến quang, PLC seimens S71200 , lập trình điều khiển trên V16, về nguyên lý hoạt động mô hình sẽ phân loại quả cam theo ba mức khối lượng.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN LOẠI QUẢ THEO KHỐI LƯỢNG Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Vi Đơ Nhóm: SVTH: Bùi Tấn Tài Phạm Văn Thắng , tháng… năm…… 19151013 19151175 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Họ tên sinh viên: Bùi Tấn Tài Phạm Văn Thắng MSSV: 19151013 MSSV: 19151175 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa Lớp: 19151CL2B Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Vi Đô ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN LOẠI QUẢ THEO KHỐI LƯỢNG Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Thành viên Bùi Tấn Tài Nhiệm vụ Thiết kế HMI, thi cơng phần cứng, tìm Đã hồn thơng tin thiết bị datasheet Phạm Văn Thắng Tiến độ thành Thiết kế code PLC, thi công phần cứng, Đã hồn trình bày báo cáo ii thành NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Giảng viên hướng dẫn TS Trần Vi Đô iii MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .2 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.2 YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG .5 3.2 GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.2.1 PLC 3.2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại 13 3.2.3 Động bước 14 3.2.4 Mạch điều khiển động bước TB6600 15 3.2.5 Loadcell 16 3.2.6 Hộp khuếch đại tín hiệu cảm biến tải .21 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG .22 4.1 Lập trình hệ thống 22 4.1.1 Lưu đồ giải thuật 22 4.1.2 Phần mềm TIA PORTAL lập trình cho PLC-S7-1200 23 4.2 Thi công phần cứng hệ thống 27 4.3 Hướng dẫn sử dụng thao tác .27 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 28 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 28 6.1 Các kết đạt đề tài .28 6.2 Hướng phát triển .29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống Hình 3.2: Sơ đồ nối dây phần cứng Hình 3.3: Tủ điện điều khiển hệ thống PLC Hình 3.4: Sự khác biệt PLC S7200 VÀ S71200 Siemens Hình 3.5: Cấu tạo điều khiển PLC S7-1200 10 Hình 3.6: PLC 1214C DC/DC/DC .12 Hình 3.7: Sơ đồ dấu dây PLC 1214C DC/DC/DC .13 Hình 3.8: Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 14 Hình 3.9: Động bước NEMA 17 .15 Hình 3.10: Driver điều khiển động bước TB6600 16 Hình 3.11: Loadcell ngồi thực tế 17 Hình 3.12: Cấu tạo Loadcell 18 Hình 3.13: Các loại load cell thơng dụng .19 Hình 3.14: Loadcell 1kg YZC 133 .20 Hình 3.15: Hộp khuếch đại tín hiệu cảm biến tải RW-ST01A .21 Hình 4.1: Lưu đồ giải thuật khối xử lý trung tâm hệ thống 22 Hình 4.2: Giao diện TIA PORTAL V16 23 Hình 4.3: Bộ phận cấp phôi 30 Hình 4.4: Bàn xoay .31 Hình 4.5: Bộ nguồn Loadcell Amplifier 32 Hình 4.6: Bộ điều khiển 33 Hình 4.6: Tồn hệ thống 34 Hình 4.6: Cấp phơi .35 Hình 4.6: Phân loại .36 v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1:Đặt tính kỹ thuật CPU S71200 Seimens 11 Bảng 3.2: Thông số loadcell 1kg YZC 133 20 vi CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Với phát triển khoa học kĩ thuật hệ thống điều khiển công nghiệp không ngừng phát triển nhằm nâng cao suất lao động, đảm bảo sức khỏe an toàn cho người Sự phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành sản xuất, nhà máy phân khối, dây chuyền tự động hóa cải tiến nâng cấp đại phù hợp với công nghệ Một hệ thống quan tâm để hỗ trợ người, nâng cao suất đảm bảo an toàn, sức khỏe tự động hóa hệ thống phân loại xử lý sản phẩm Ở cơng ty lớn hầu hết sản xuất nhiều loại sản phẩm để đa dạng nguồn hàng đảm bảo đáp ứng nhu cầu khách hàng nên dây chuyền ln có khâu phân loại để dễ dàng xử lý quản lý Do vậy, nâng cấp cho khâu phân loại điều cần thiết, cần cải tiến độ xác, tốc độ suất cao, tính linh hoạt, xử lý tình tốt áp dụng đa dạng cho loại sản phẩm khác Có nhiều biện pháp áp dụng biện pháp quan tâm ứng dụng hệ thống điều khiển vào quy trình sản xuất, hệ thống điều khiển lập trình PLC Hệ thống tích hợp, sử dụng PLC có nhiều ưu điểm bật so với điều khiển khác cách sử dụng đơn giản, dễ dàng thay đổi, dễ lập trình, điều khiển thơng qua mạng truyền thông HMI để giao tiếp linh hoạt với người, đáng tin cậy môi trường công nghiệp lớn, mang lại lợi nhuận suất tốt cho xí nghiệp Để phân loại sản phẩm cần tiêu chuẩn cụ thể sản phẩm là: khối lượng, màu sắc, mã vạch,… khối lượng tiêu chuẩn phổ biến Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn cách nhanh chóng bên cạnh doanh nghiệp vừa nhỏ quy mơ sản xuất ngược lại hồn tồn chưa áp dụng, đặt biệt khâu cân sản phẩm đóng gói bao bì, cịn dùng sức người, chưa cho suất hiệu Với việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển vào trình phân loại sản phẩm thành tựu đáng kể làm thay đổi sản xuất cũ mang nhiều hạn chế Làm thay đổi cục diện cơng nghiệp mạnh mẽ Chính trở thành vấn đề đầy tiềm tìm hiểu nghiên cứu Dựa vào sở đó, nhiều hệ thống phân loại xử lý sản phẩm PLC nhóm em đặc biệt quan tâm muốn nghiên cứu, phát triển đề tài: “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN LOẠI QUẢ THEO KHỐI LƯỢNG” 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế thi công “Hệ thống điều khiển giám sát phân loại theo khối lượng”: - Ứng dụng phần mềm TIA Portal V16 để lập trình điều khiển tự động hệ thống phân loại sản phẩm - Hệ thống vận hành giúp phân loại loại theo tiêu chuẩn khối lượng - Nghiên cứu điều khiển PLC Siemens S7-1200 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nội dung 1: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động bước, Loadcell, cảm biến quang, khuếch đại cảm biến tải, driver điều khiển động bước - Nội dung 2: Tìm hiểu nghiên cứu lập trình PLC S7 1200 phần mềm Tia Portal V16 - Nội dung 3: Thiết kế thi công phần cứng tiến hành kết nối thiết bị với - Nội dung 4: Viết chương trình điều khiển thiết kế giao diện HMI giám sát hệ thống - Nội dung 5: Tiến hành thử nghiệm, hiệu chỉnh vận hành mơ hình - Nội dung 6: Đánh giá kết thực viết báo cáo đồ án 1.4 GIỚI HẠN - Chỉ phân loại hai mức khối lượng - Quả phân loại phải có hình cầu có khối lượng không 500g - Khối lượng cân từ loadcell sai số - Tốc độ phân loại thấp - Đề tài giới hạn mơ hình thu nhỏ, ứng dụng vào thực tế cần cải thiện nhiều để đáp ứng yêu cầu công nghiệp 1.5 BỐ CỤC - Chương 1: Tổng Quan Đặt vấn đề liên quan đến đề tài, lý chọn đề tài, mục tiêu cần hoàn thành, nội dung nghiên cứu, giới hạn đồ án - Chương 2: Cơ sở lý thuyết Phân tích hoạt động hệ thống trình bày yêu cầu hệ thống cần thiết kế - Chương 3: Thiết kế hệ thống Trình bày sơ đồ khối hệ thống, thiết kế khối, sơ đồ kết nối phần cứng, sơ đồ dây, lựa chọn thiết bị - Chương : Thi công hệ thống Thiết kế hệ thống, lưu đồ, đưa giải thuật viết chương trình cho hệ thống - Chương 5: Kết quả, nhận xét, đánh giá Đưa kết đạt sau thời gian nghiên cứu, hình ảnh mơ hình, đánh giá, nhận xét tồn hệ thống - Chương 6: Kết luận hướng phát triển Trình bày kết luận, hướng phát triển đề tài hoàn thiện ứng dụng dây chuyền công nghiệp