ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG WINCC 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 / 40 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1 1 GIỚI THIỆU Trong sản[.]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG WINCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1 GIỚI THIỆU - Trong sản xuất để đạt suất cao, chất lượng tốt hiệu việc áp dụng hệ - - thống tự động quan trọng Dây chuyền sản xuất tự động thường bao gồm : Hệ thống lắp ráp Hệ thống phân loại Các hệ thống đóng gói Trong hệ thống phân loại sản phẩm đóng vai trị quan trọng Việc phân loại sản phẩm dựa trên: Hình ảnh, màu sắc, kích thước, trọng lượng, chiều cao,… Hình 1.1: Hệ thống phân loại sản phẩm 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 - Với đa dạng màu sắc sản phẩm, xây dựng mơ hình phân loại sản phẩm theo màu để nâng cao hiệu suất, chất lượng sản phẩm phân loại - Mong muốn tìm hiểu thêm PLC thiết bị tự động 1.3 MỤC TIÊU - Lập trình ứng dụng PLC - Nghiên cứu thiết bị sử dụng đồ án: Van khí, relay, xilanh,… 1.4 KẾT QUẢ DỰ KIẾN - Hệ thống áp dụng cho nhiều loại sản phẩm - Có thể điều khiển trực tiếp từ xa Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ 2.1 TÌM HIỂU PLC - PLC thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Hình 2.1: Cấu trúc chung hệ thống PLC Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 - Trong đồ án chọn PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC để sử dụng để lập trình điều khiển Hình 2.2: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC - Mô tả: Model: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC Mã hàng: 6ES7214-1AG400XB0 Hãng sản xuất: Siemens AG Xuất xứ: Đức Thiết kế mô hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 Nguồn nuôi: 24 VDC Input: 14 DI, AI Output: 10 DO Mở rộng thêm modul I/O Program memory: 100KB 2.2 CÁC THIẾT BỊ KHÁC 2.2.1 Cảm biến sợi quang - Cảm biến sợi quang xử dụng nguyên tắc phản xạ toàn phần dẫn hướng đường laze theo sợi polymer Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 Hình 2.3: Cấu tạo cảm biến sợi quang - Các phận cảm biến quang sợi: Đầu sợi quang (Head): Dùng để phát vật ánh sáng laze Sợi quang (FIiber): Dẫn ánh sang thu tới khuếch đại Bộ khuếch đại (Ampliffer): Xử lý tín hiệu ánh sáng thu Tín hiệu ngõ (Output): Có dây Dây nâu: cấp nguồn + 24 VDC cho khuếch đại Dây xanh: cấp nguồn – VDC cho khuếch đại Dây đen: tín hiệu khuếch đại xuất sau sử lý tín hiệu vào từ đầu sợi quang - Ứng dụng: Phát màu Phát vật tốc độ cao Phát chi tiết nhỏ mỏng Phát vật suốt, mờ hay đục Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 Hình 2.4: Cảm biến sợi quang Keyence FS-V31 - Trong thiết kế sử dụng cảm biến quang sợi Keyence FS-V31: Điện áp 12 – 24 VDC Ngõ ra: NPN Thời gian đáp ứng: 33 s – 16 ms Có sẳn timer: on-delay, off-delay 0.1 ms – 9.999 ms Vỏ bọc: Polycarbonate Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 2.2.2 Cảm biến tiệm cận Hình 2.5: Cảm biến tiệm cận E3F-DS30C4 sơ đồ chân - Trong thiết kế sử dụng cảm biến tiệm cận E3F-DS30C4 Thông số: Điện áp: – 36 VDC Ngõ ra: NPN thường hở Khoảng cách phát hiện: – 30 cm Số dây: dây Dây nâu: VCC Dây xanh dương: GND Dây đen: tín hiệu Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / 40 2.2.3 Xilanh khí nén - Xilanh khí nén thiết bị vận hành khí nén Hình 2.6: Cấu tạo Xilanh khí nén - Cấu tạo Xilanh khí nén: Barrel: Thân trụ Piston: Pít tơng Piston rod: Trục Pít tơng Tie rod: Trục nối Cap-end port: Lỗ cấp khí Rod-end port: Lỗ khí Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 / 40 - Nguyên lý hoạt động: cấp khí vào lỗ Cap-end port đẩy piston ra, ngưng cấp khí lỗ Rod-end port khí piston đẩy rút lại kết thúc chu kì Quá trình xảy ngược cấp khí ngược Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11 / 40 2.2.4 Van khí - Van khí nén thiết bị điều chỉnh dịng khí nén qua van Có tác dụng đóng ngắt điều chỉnh hướng khí Hình 2.7: Van khí nén 5-2 AIRTAC 4V210-08 - Cấu tạo van khí 5-2 AIRTAC 4V210-08: Có cổng, cổng cổng trên: Cổng P: Cổng đưa khí nến vào Cổng R S: Cổng xã khí Cổng A B: cổng đưa áp xuất tới xilanh Nút thử tay: tác động để kiểm tra van hoạt động hay không - Nguyên lý hoạt động: Khi trạng thái thường cổng P A thông nhau, có tác động cổng P B thơng Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 12 / 40 2.2.5 Động giảm tốc - Dùng kéo băng tải Hình 2.8: Động cở giảm tốc - Thông số: Điện áp định mức: 12V Tốc độ quay 130 vòng/phút Lực kéo: 2.5 Kg Đường kính hộp giảm tốc: 37 mm Chiều dài hộp số: 24 mm Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 13 / 40 Đường kính động cơ: 34,4 mm Chiều dài động cơ: 24 mm Chiều cao trục: 4,5 mm Chiều dài trục mở rộng: 16 mm - Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14 / 40 2.2.6 Băng tải - Băng tải có cơng dụng đưa vật từ vị trí sang vị trí khác - Cấu tạo: Thân băng nhơm Vải PVC đầu có bạc đạn gắn vào Trục kéo động qua dây curoa Hình 2.9: Băng tải - Khích thước: 700 x 70 x 40 mm Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 15 / 40 2.2.7 Bộ nguồn 24VDC - Bộ nguồn 24 VDC cấp nguồn cho PLC thiết bị sử dụng điện áp 24 VDC Hình 2.10: Nguồn 24VDC Omron S82G-1524 - Thông số kỹ thuật: Điện áp ngõ vào: 220 VAC Điện áp ngõ ra: 24 VDC Dòng điện ngõ ra: A Công suất nguồn: 150 W Thiết kế mô hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 16 / 40 Hình 2.11: Cấu tạo nguồn 24 VDC - Cấu tạo: DC Output Terminals (+V, -V): Ngõ điện áp 24VDC Input Terminals (L, N): Ngõ vào điện áp 220 VAC Input Voltage Selector Terminals (VOLTAGE SELECT) V ADJ Adjuster: Núm điều chỉnh điện áp ngõ Output Indicator (DC ON): Đèn báo ngõ có điện áp Remote Sensing (+S, −S) Remote Control Terminals (+RC, −RC) ACG Terminal FG Terminal: Võ thiết bị nối đất 10 NC Terminals 11 Short Bar Thiết kế mô hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17 / 40 2.2.8 Nút nhấn - Nút nhấn thiết bị sử dụng để chuyển, đóng ngắt mạch tủ điện Hình 2.12: Nút nhấn LA38-11 - Thồng số kỹ thuật: Model: LA38-11 Loại nút nhấn không tự giữ Đường kính lỗ gắn: 22mm cặp tiếp điểm: NO, NC Điện áp tối đa: 380 VAC Dịng điện tối đa: 10 A Thiết kế mơ hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc mô hệ thống WinCC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18 / 40 2.2.9 Đèn báo - Đèn báo thiết bị thể trạng thái, chế độ tình trạng hệ thống trực quang để người vận hành nhìn thấy dể dàng Hình 2.13: Đèn báo - Thông số kỹ thuật Nguồn cấp : 24 VDC Dòng tiêu thụ :