1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO SỬ DỤNG PLC S71200

80 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Sử Dụng PLC S7-1200
Tác giả Đặng Thế Bách
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Duy Trung
Trường học Trường Đại Học Điện Lực
Chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2018 – 2023
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 80
Dung lượng 11,84 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM (17)
    • 1.1. Giới thiệu chung (17)
    • 1.2. Mục tiêu (19)
    • 1.3. Bố cục (19)
    • 1.4. Ưu điểm của dây chuyền phân loại sản phẩm tự động (20)
    • 1.5. Một số dây chuyền phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay (21)
      • 1.5.1. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch (21)
      • 1.5.2. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng (22)
      • 1.5.3. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu sắc (23)
      • 1.5.4. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước (23)
  • CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT (25)
    • 2.1. Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống (25)
    • 2.2. Lựa chọn phương án thiết kế (25)
    • 2.3. Đặc điểm kỹ thuật và yêu cầu công nghệ của hệ thống dây truyền phân loại sản phẩm (26)
      • 2.3.1. Cấu tạo hệ thống (26)
      • 2.3.2. Nguyên lý hoạt động của dây truyền phân loại và đếm sản phẩm (27)
    • 2.4. Bộ điều khiển PLC S7- 1200 (27)
      • 2.4.1. Cấu trúc PLC (27)
      • 2.4.2. Tập lệnh S7-1200 (30)
      • 2.4.3. Phần mềm Tia Portal V15 (32)
  • CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG (44)
    • 3.1. Lựa chọn thiết bị đo lường và chấp hành (44)
      • 3.1.1. Rơ le trung gian (44)
      • 3.1.2. Nút ấn (49)
      • 3.1.3. Cảm biến quang (50)
      • 3.1.4. Băng chuyền (57)
      • 3.1.5. Hệ thống điều khiển xy lanh khí nén (59)
    • 3.2. Thiết kế mạch điện hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao (69)
      • 3.2.1. Sơ đồ mạch động lực (69)
      • 3.2.2. Sơ đồ mạch điều khiển (69)
  • CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG BÀI TOÁN VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH (71)
    • 4.1. Giới thiệu (71)
    • 4.2. Thi công hệ thống (71)
    • 4.3. Tiến hành thi công và hoàn thiện mô hình (71)
    • 4.4. Chương trình điều khiển trên PLC (72)
      • 4.4.1. Nguyên lý hoạt động (72)
      • 4.4.2. Các đầu vào đầu ra (72)
      • 4.4.3. Sơ đồ giải thuật (73)
      • 4.4.4. Chương trình điều khiển phân loại sản phẩm theo chiều cao (75)
      • 4.4.5. Chương trình điều khiển giám sát trên WINCC......................................................61 KẾT QUẢ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI....................................................... KẾT LUẬN.................................................................................................................................. TÀI LIỆU THAM KHẢO (77)

Nội dung

Ngày nay, việc tập trung hóa tự động hóa công tác quản lí, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nhằm năng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro, tiết kiệm được chi phí.Hệ thống phân loại sản phẩm được ứng dụng nhiều trong sản xuất tự động hàng hóa với số lượng lớn, giúp phân loại nhanh những sản phẩm đạt yêu cầu và những sản phẩm bị lỗi (phế phẩm) cũng như phân loại thành những nhóm có đặc điểm khác nhau phục vụ cho những công đoạn sản xuất sau này.Trong các nhà máy sản xuất hàng thực phẩm, nhà máy sản xuất gạch ốp lát cho ngành xây dựng hay sản xuất các chi tiết cơ khí, linh kiện điện tử …, dòng sản phẩm được tạo ra sau hàng loạt những qui trình công nghệ cần được kiểm tra để đảm bảo loại bỏ được những phế phẩm cùng với đó phân loại những sản phẩm đạt chất lượng thành những nhóm cùng loại khác khau, tạo điều khiện thuận lợi cho quá trình lưu kho để phân phối ra thị trường hay phục vụ tốt hơn cho những công đoạn sản xuất tiếp theo. Hơn nữa, nó còn có thể tích hợp thêm chức năng dãn nhãn, đếm và quản lý sản phẩm..., giúp nâng chất lượng của sản phẩm và nâng cao hiệu quả hoạt động của dây chuyền sản xuất. Từ những yêu cầu thực tế đó mà hệ thống tự động phân loại sản phẩm đã sớm được hình thành và phát triển, trở thành một khâu quan trọng trong một hệ thống sản xuất tự động, để thực hiện chức năng kiểm tra, phân loại đảm bảo sự vận hành liên tục của dòng phôi liệu trong quá trình sản xuất tự động. Đạt được mục tiêu nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm, làm chủ giá thành và chất lượng sản phẩm, tăng khả năng linh hoạt phát triển sản phẩm, thay đổi mẫu mã đáp ứng nhu cầu thị trường.

TỔNG QUAN VỀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

Giới thiệu chung

Ngày nay, việc tập trung hóa- tự động hóa công tác quản lí, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nhằm năng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro, tiết kiệm được chi phí.

Hệ thống phân loại sản phẩm được ứng dụng nhiều trong sản xuất tự động hàng hóa với số lượng lớn, giúp phân loại nhanh những sản phẩm đạt yêu cầu và những sản phẩm bị lỗi (phế phẩm) cũng như phân loại thành những nhóm có đặc điểm khác nhau phục vụ cho những công đoạn sản xuất sau này.

Trong các nhà máy sản xuất hàng thực phẩm, nhà máy sản xuất gạch ốp lát cho ngành xây dựng hay sản xuất các chi tiết cơ khí, linh kiện điện tử …, dòng sản phẩm được tạo ra sau hàng loạt những qui trình công nghệ cần được kiểm tra để đảm bảo loại bỏ được những phế phẩm cùng với đó phân loại những sản phẩm đạt chất lượng thành những nhóm cùng loại khác khau, tạo điều khiện thuận lợi cho quá trình lưu kho để phân phối ra thị trường hay phục vụ tốt hơn cho những công đoạn sản xuất tiếp theo. Hơn nữa, nó còn có thể tích hợp thêm chức năng dãn nhãn, đếm và quản lý sản phẩm , giúp nâng chất lượng của sản phẩm và nâng cao hiệu quả hoạt động của dây chuyền sản xuất

Từ những yêu cầu thực tế đó mà hệ thống tự động phân loại sản phẩm đã sớm được hình thành và phát triển, trở thành một khâu quan trọng trong một hệ thống sản xuất tự động, để thực hiện chức năng kiểm tra, phân loại đảm bảo sự vận hành liên tục của dòng phôi liệu trong quá trình sản xuất tự động Đạt được mục tiêu nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm, làm chủ giá thành và chất lượng sản phẩm, tăng khả năng linh hoạt phát triển sản phẩm, thay đổi mẫu mã đáp ứng nhu cầu thị trường.

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.

Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng

Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động trên nguyên lý dùng các cảm biến để xác định chiều cao của sản phẩm Sau đó dùng xylanh để phân loại sản phẩm có chiều cao khác nhau.

Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyển động cần thiết:

- Chuyển động của băng chuyền Để truyền chuyển động quay cho trục của băng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều thông qua bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian.

- Chuyển động tịnh tiến của xylanh để phân loại sản phẩm có chiều cao khác nhau Chuyển động của xylanh được điều khiển bởi hệ thống khí nén.

Chu trình làm việc máy: khi ấn nút Start máy hoạt động, sản phẩm được xylanh đẩy vào băng chuyền Nhờ hệ thống điều khiển, sản phẩm trên băng chuyền được phân loại với chiều cao khác nhau Các sản phẩm sau khi được phân loại sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói Chu trình cứ thế tiếp tục cho đến khi phân loại xong sản phẩm.

Những lợi ích mà hệ thống phân loại sản phẩm đem lại cho chúng ta là rất lớn, cụ thể như:

+Giảm sức lao động, tránh được sự nhàm chán trong công việc, cải thiện được điều kiện làm việc của con người, tạo cho con người tiếp cận với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh hơn.

+Nâng cao năng suất lao động, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản phẩm, cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng.

+Giúp cho việc quản lý và giám sát trở nên rất đơn giản, bởi vì nó không những thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng công nhân đến mức tối đa…

Mục tiêu

 Tìm hiểu được cơ sở lý thuyết của mô hình phân loại sản phẩm.

 Thiết kế được hệ thống phân loại sản phẩm.

 Hiểu rõ được chức năng của các thiết bị có trong mô hình.

 Hiểu rõ được quy trình lắp đặt và vận hành mô hình.

 Chọn đối tượng phân loại theo khối lượng

 Mô hình nhỏ được gắn trên băng tải 10*60

 Dừng lại ở mức độ mô hình học tập chứ chưa đưa vào thực tế để sử dụng.

Bố cục

 Chương 1 : Tổng quan về dây chuyền phân loại sản phẩm

Chương này trình bày về đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án, cơ sở lý thuyết có liên quan.

 Chương 2 : Cơ sở lý thuyết

 Chương 3 : Thiết kế, tính toán phần cứng

 Chương 4 : Xây dựng bài toán và ứng dụng mô hình

Trình bày về những kết quả đã được, mục tiêu đề ra sau quá trình nghiên cứu thi công Từ những kết quả đạt được để đánh giá quá trình hoàn thành được bao nhiêu phần trăm.

 Kết luận và hướng phát triển

Phần này trình bày về những kết quả mà đồ án đạt được, những hạn chế, từ đó rút ra kết luận và hướng phát triển để giải quyết các vấn đề tồn đọng để đồ án hoàn thiện hơn.

Ưu điểm của dây chuyền phân loại sản phẩm tự động

Nếu như phương pháp phân loại sản phẩm truyền thống yêu cầu không gian làm việc rộng hơn cho số lượng người tham gia phân loại lớn, thời gian phân loại lâu và dễ sai sót thì nay, với dây chuyền phân loại sản phẩm tự động, số lượng nhân công đã giảm xuống đáng kể (tới 80%) khi năng suất tăng lên từ 3-5 lần cùng với tỉ lệ nhầm lẫn, sai sót được kiểm soát.

Hệ thống phân loại tự động đã và đang là hình thức mà các đơn vị sản xuất, dịch vụ thương mại điện tử, giao nhận hướng tới trong thời đại công nghệ số hiện nay.

Dây chuyền phân loại lựa sản phẩm với máy phân loại, cảm biến nhận diện sản phẩm, camera check, cân điện tử, hệ thống đo, cơ cấu chọn, vận chuyển (băng tải, băng chuyền, bẫy, tay gạt, cơ cấu chia, băng tải góc, bộ gạt…) hệ thống băng tải xương cá và hệ thống điều khiển trung tâm kết nối dữ liệu từ xa Dây chuyền phân loại lựa được ứng dụng trong nhiều trong ngành công nghiệp: chế biến nông sản, rau củ quả, các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, cơ khí, kho trung chuyển chuyển phát nhanh logistic,bưu chính và thương mại điện tử trong phân loại kiện hàng, bưu phẩm.

Hình 1: Các dây chuyền phân loại

Một số dây chuyền phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay

1.5.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch

Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch được sử dụng rất phổ biến hiên nay, dây chuyền sorting này được sử dụng để phân loại các kiện hàng, bưu phẩm, sản phẩm thành phẩm đã được đóng thùng carton, đóng túi và dán mã vạch barcode, mã QR.

Với các thông tin lưu trữ trên mã vạch dán trên sản phẩm, hệ thống có thể dễ dàng sàng lọc và lựa chọn, gom sản phẩm vào các vị trí tập kết theo yêu cầu đặt ra như:

Với sản phẩm điện tử, công nghệ: phân theo cùng lô sản xuất, ngày sản xuất, model…

Với các bưu phẩm, đơn hàng chuyển phát nhanh: phân loại theo ngày lên đơn, cách thức đóng gói, địa điểm giao hàng, hàng chuyển nhanh-tiêu chuẩn…

Với các sản phẩm nông sản đóng gói: phân loại theo hạn sử dụng, số lô chế biến, cấp sản phẩm…

Hình 2: Phân loại sản phẩm theo mã vạch

Các hộp, thùng hàng được đặt lên băng tải phân loại bởi công nhân hoặc cánh tay robot cộng tác, robot xếp hàng lên pallet từ băng tải cấp hoặc xe tự hành AGV trong các nhà máy thông minh.

Hệ thống phân loại sản phẩm có thể đạt công suất tới 10,000 sản phẩm/giờ. Năng suất cao gấp 3-5 lần so với cách quét mã vạch và phân loại bởi công nhân truyền thống.

1.5.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng

Là hệ thống phân cỡ sản phẩm ứng dụng đa dạng các loại/kiểu sản phẩm theo nguyên tắc kiểm tra khối lượng online, sau đó phân ra từng cỡ trọng lượng theo yêu cầu.

Tốc độ: 110 – 200 sản phẩm/ phút

Số lượng cỡ phân loại: 12 cỡ

Vật liệu: inox SS304 đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Hình 3: Phân loại sản phẩm theo khối lượng

Dây chuyền phân loại nông sản: cam, táo, khoai tây, cà chua, rau củ quả Ứng dụng phân loại sản phẩm theo khối lượng cho ngành thực phẩm, thủy hải sản, nông sản,…

1.5.3 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu sắc

Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc có thể phân loại các sản phẩm như ớt, cà chua, cà phê, nhựa màu, gạo, chè búp, các loại hạt…

Năng suất: 0.8-15 tấn/ giờ (tùy vào mỗi loại model)

Tỉ lệ phân loại chính xác: >99% Ứng dụng phân loại sản phẩm theo màu sắc trong các ngành nông nghiệp, thực phẩm, dầu, hóa chất, công nghiệp dược phẩm, linh kiện điện tử, thiết bị y tế…

Hình 4: Dây chuyền phân loại táo theo màu sắc

1.5.4 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước

Là hệ thống phân loại tự động cho sản phẩm hàng hóa, trái cây và rau quả trên cơ sở kích thước bao gồm bộ phận cấp, phân loại, thả và thu hồi sản phẩm Máy phân loại sản phẩm theo kích thước điều khiển tự động, độ chính xác cao, hoạt động ổn định, phù hợp cho nhiều loại sản phẩm khác nhau.

Năng suất: 3-5 tấn/ giờ ~ 1000-1100 sản phẩm/ phút

Hình 5: Dây chuyền phân loại cà chua theo kích thước Ứng dụng phân loại sản phẩm theo khối lượng cho ngành thực phẩm, nông sản, trái cây…

Trong ngành logistic, thương mại điện tử, các gói hàng được đóng trong các hộp với trọng lượng, màu sắc, kích thước khác nhau dễ dàng được phân loại nhờ hệ thống phân loại lựa với camera và thuật toán phân loại thông minh Hàng hóa được phân loại trên băng tải chính theo các băng tải xương cá di chuyển tới các vị trí tập kết.

Phân loại sản phẩm tự động giúp giảm thiểu sức người và thời gian cho khâu phân loại vốn nhàm chán nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác ở tốc độ cao với năng suất vượt trội.

 Kết luận chương 1: Chương 1 đã giới thiệu được khái quát mục tiêu, bố cục của đề tài phân loại sản phẩm theo khối lượng và biết được một số dây chuyền phân loại sản phẩm phổ biến hiện nay.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống

Mục tiêu đặt ra là thiết kế: Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao có kiểu dáng nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, bảo trì, sửa chữa. Để đạt được mục tiêu này chúng ta cần thiết kế mô hình cơ khí, điều khiển được động cơ và hệ thống hoạt động tự động Ngoài ra còn có các vấn đề khác như là: vật liệu mô hình, nguồn cung cấp, tính toán thông số chi tiết

Các vấn đề cần được giải quyết đó là:

- Vấn đề cơ khí: phân tích tính toán và lựa chọn vật liệu, thông số kỹ thuật của các chi tiết sao cho thỏa mãn yêu cầu của đề tài: nhỏ, gọn, nhẹ, bền, có tính thẩm mỹ cao, dễ dàng lắp đặt và sửa chữa

- Vấn đề điều khiển: điều khiển hoàn toàn tự động

- Vấn đề an toàn: đảm bảo an toàn cho người sử dụng và sản phẩm không bị hỏng.

Lựa chọn phương án thiết kế

- Sử dụng 1 băng tải để vận chuyển sản phẩm.

- Sử dụng 2 sensor đặt trước xilanh để nhận biết sản phẩm.

- Sử dụng 2 động cơ servo DC có gắn cần gạt làm nhiệm vụ phân loại sản phẩm.

- Sử dụng bộ điều khiển PLC để nhận tín hiệu từ sensor và hoạt động của hệ thống. Ưu điểm: Hệ thống hoạt động độc lập hơn vì chỉ cần nguồn cấp điện, không cần thêm hệ thống cấp khí nén như khi dùng xilanh khí nén.

Nhược điểm: Sử dụng động cơ servo kèm cần gạt làm giảm độ tin cậy, tốc độ, khả năng hoạt động ổn định của hệ thống, gây khó khăn trong việc điều khiển và tăng chi phí chế tạo, lắp đặt.

- Sử dụng 1 băng tải để vận chuyển sản phẩm

- Đặt 4 sensor để nhận biết sản phẩm.

- Sử dụng 2 xilanh làm nhiệm vụ phân loại sản phẩm.

- Sử dụng bộ điều khiển PLC để điều khiển hoạt động của hệ thống. Ưu điểm: Có khả năng vận chuyển sản phẩm nhanh hơn, năng suất cao hơn Sử dụng hệ thống xilanh khí nén cho tốc độ làm việc nhanh với độ tin cậy và chính xác cao hơn Điều khiển dễ dàng, hoạt động ổn định Lắp đặt dễ dàng, giá thành thấp.

Nhược điểm: Phụ thuộc vào hệ thống khí nén, không hoạt động được nếu không có hệ thống cung cấp khí nén.

Kết luận: Trong phạm vi yêu cầu của đồ án này ta sẽ chọn phương án 2, vì các ưu điểm nêu trên và thực tế trong các nhà máy sản xuất hiện nay thường có lắp đặt sẵn hệ thống cung cấp khí nén nên sẽ khắc phục được phần nào những nhược điểm.

Đặc điểm kỹ thuật và yêu cầu công nghệ của hệ thống dây truyền phân loại sản phẩm

+ Lựa chọn kiểu băng tải dạng cố định nằm ngang gồm có hai con lăn đặt ở vị trí hai đầu băng tải Hai con lăn truyền lực và kéo băng tải.

+ Mặt băng tải được làm bằng mặt vải quấn tròn xung quanh 2 con lăn Sản phẩm được đặt chạy trên mặt băng tải.

-Động cơ băng tải DC1:

+ DC 1 là động cơ điện một chiều có nhiệm vụ quay con lăn của băng tải.

+ Chiều dịch truyển của băng tải là một chiều theo chiều đặt các cảm biến từ CB1 cho phát hiện sản phẩm cao nhất đến CB3 cho phát hiện các sản phẩm thấp nhất.

-Cơ cấu Xylanh khí nén XL1 và XL2:

+ XL1 là xy lanh có nhiệm vụ đẩy vật có chiều cao lớn nhất xuống hộp chứa.

+ XL2 là xy lanh có nhiệm vụ đẩy vật có chiều cao trung bình xuống hộp chứa.

-Các cảm biến: CB1, CB2, CB3, CB4:

Các cảm biến được sử dụng là cảm biến quang 3 dây E18.

CB1 phát hiện sản phẩm vào cho phép băng tải hoạt động

CB2 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 8cm so với mặt băng tải.

CB3 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 5,5cm so với mặt băng tải.

Ra tương tự ra số ( AO, DO)

Vào tương tự và vào số

Giao diện lập trình Đồng hồ nhịp

CB4 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 3cm so với mặt băng tải.

Có 3 loại sản phẩm: sản phẩm cao, sản phẩm trung bình, sản phẩm thấp

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của dây truyền phân loại và đếm sản phẩm

Trong thiết kế trình bày có 3 loại sản phẩm khác nhau về kích thước Đây chính là đặc điểm mà chủng em sử dụng để phân loại và đếm sản phẩm Qua kích thước của sản phẩm mà chủng em chia thành 3 loại là sản phẩm cao, sản phẩm trung bình và sản phẩm thấp.

Khi ta ấn Start khởi động toàn bộ hệ thống hệ thống bắt đầu vận hành Khi CB1 phát hiện vật thì băng tải quay

Khi vật đi qua các cảm biến phân loại tương ứng xi lanh tác động đẩy vật ra phía ngoài để phân loại Đối với sản phẩm thấp thì sẽ được dẫn thẳng ra ngoài.

Khi sản phẩm được phân loại ra động cơ kéo băng tải cũng dừng hoạt động và chỉ hoạt động lại khi có sản phẩm mới đi vào. Đồng thời giao diện wincc thể hiện các nút điều khiển cơ bản START,STOP đèn báo trạng thái hệ thống, trạng thái của các đầu ra và cảm biến theo một các trực quan Thể hiện được số lượng từng sản phẩm và tổng số sản phẩm đã phân loại.

Bộ điều khiển PLC S7- 1200

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện.

Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay Stale Logic Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Omron, General Electric, Mitsubishi,.

Ra tương tự ra số ( AO, DO)

Vào tương tự và vào số

Giao diện lập trình Đồng hồ nhịp

Bộ xử lý trung tâm (CPU): Bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý điều hành hoạt động của toàn hệ thống.

Các kênh truyền (các BUS): bus dữ liệu (thường là 8 bit), đường dẫn các thông tin dữ liệu, mỗi dây truyền một bit dạng số nhị phân Bus địa chỉ (thường là 8 hoặc 16 bit), tải địa chỉ vị trí nhớ trong bộ nhớ Bus điều khiển, truyền tín hiệu điều khiển từ CPU đến các bộ phận Bus hệ thống, trao đổi thông tin giữa các cổng nhập xuất và thiết bị nhập xuất.

Bộ nguồn: cung cấp nguồn một chiều (5V) ổn định cho CPU và các thành phần chức năng khác từ một nguồn xoay chiều (110, 220V…) hoặc nguồn một chiều (12, 24V…).

Các thành phần vào/ra: đóng vai trò là giao diện giữa CPU và quá trình kỹ thuật. Nhiệm vụ của chúng là chuyển đổi, thích ứng tín hiệu và cách ly giữa các thiết bị ngoại vi (cảm biến, cơ cấu chấp hành) và CPU. Đầu vào số (DI: Digital Input): các ngõ vào của khối này được kết nối với các bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu nhị phân như nút ấn, công tắc, cảm biến tạo tín hiệu nhị phân. Dải điện áp đầu vào có thể là 5 VDC, 12 – 24 VDC/VAC, 48 VDC, 100 – 120 VAC, 200 – 240 VAC… Đầu vào tương tự (AI: Analog Input): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Các ngõ vào của khối này thường được kết nối với các bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu analog như cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, hay ngõ ra analog của biến tần Các chuẩn tín hiệu tương tự thường gặp là 4 – 20mA, 0 – 5V, 0 – 10V. Đầu ra tương tự (AO: Analog Output): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu số được gửi từ CPU đến đối tượng điều khiển thành tín hiệu tương tự Các đầu ra của khối này được kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu tương tự như ngõ vào analog của biến tần, van điện từ… Đầu ra số (DO: Digital Output): Các đầu ra của khối này được kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu nhị phân như đèn báo, cuộn hút Relay… Có 3 loại đầu ra số là dạng Trans (1 chiều), Triac (xoay chiều) và Relay với các dải điện áp 5 VDC, 24 VDC, 12 – 48VDC/VAC, 120 VAC, 230 VDC.

Phương thức thực hiện chương trình.

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình.

Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo ngõ ra tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện và khối lượng dữ liệu truyền thông… trong vòng quét đó.

Chức năng CPU1211C CPU1212C CPU1214C

2 ngõ vào Kích thước ảnh tiến trình 1024 byte ngõ vào (I) và 2034 byte ngõ ra (Q)

Bộ nhớ bit (M) 4096 byte 8192 byte Độ mở rộng của các module tín hiệu

Các modul truyền thông 3 (mở rộng về bên trái)

Thời gian lưu trữ đồng hồ thời gian

Thường thì tầm 10 ngày và ít nhất 6 ngày tại 400C

PROFINET 1 cổng truyền thông Ethernrt

Tốc độ thực thi tớnh toỏn 18 às/lệnh

Tốc độ thực thi Boolean 0.1 às/lệnh

Bảng 1: Thông số của CPU

Cấu trúc phần cứng của PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC

Hình 6: Hình ảnh thực tế PLC-1200

Tiếp điểm thường hở sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ là n bằng

Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ n là

Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 và ngược lại.

Chỉ sử dụng một lệnh out cho 1 địa chỉ.

Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 0 và ngược lại.

Chỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ.

Giá trị của các bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì bit này vẫn giữ nguyên trạng thái.

Giá trị của các bit có địa chỉ là n sẽ bằng 0 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì bit này vẫn giữ nguyên trạng thái.

Bảng 2: Tập lệnh xử lý bít

Timer trễ không nhớ – TON Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì reset và dừng hoạt động Timer

Thay đổi PT khi Timer vận hành không có ảnh hưởng gì.

Giá trị bộ đếm CV được tăng lên 1 Khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ 0 lên 1 Ngõ ra Q được tác động lên 1 khi CV >= PV.

Nếu trạng thái R = Reset được tác động thì bộ đếm CV = 0.

Bảng 3: Tập lệnh timer và counter

Lệnh so sánh dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2 bao gồm IN1= IN2, IN1>= IN2, IN1 IN2, IN1

So sánh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh so sánh thỏa mãn thì ngõ ra sẽ là mức 1 = TRUE( tác động mức cao) và ngược lại.

Kiểu dữ liệu so sánh là: SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, Lreal, String, Time, DTL, Constant.

Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2

Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2.

Tham số IN1, IN2 phải cùng kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant.

Tham số OUT có kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal.

Tham số ENO = 1 nếu không có lỗi xảy ra trong quá trình thực thi Ngược lại ENO = 0 khi có lỗi, một số lỗi xảy ra khi thực thi lệnh này:

Kết quả toán học nằm ngoài phạm vi của kiểu dữ liệu.

Bảng 4: Tập lệnh toán học

 Sơ đồ đấu chân PLC S7-1200 1212 DC/DC/DC

Hình 7: Sơ đồ chân PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC

- Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.

- Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ off). Đèn ERROR-màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng hoặc hệ điều hành.

- Đèn DIx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số.

- Đèn DQx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu ra số.

PLC thực hiện công việc theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp còn được gọi là 1 vòng quét (scan, cycle hoặc sweep) Vòng quét bắt đầu bằng việc chuyển dữ liệu từ khối đầu vào đến miền nhớ (kiểm tra nội bộ) Sau đó là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét, chương trình thực hiện từ lệnh đầu đến lệnh cuối cùng của khối OB1.

Sau khi thực hiện xong, dữ liệu sẽ được chuyển từ miền nhớ tới các đầu ra Vòng quét sẽ kết thúc bằng giai đoạn xử lí các yêu cầu truyền thông (nếu có) và kiểm tra trạng thái CPU.

Thời gian PLC thực hiện xong 1 vòng quét gọi là scantime Nó không cố định mà phụ thuộc vào số lệnh phải thực hiện và khối lượng dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó Như vậy, thời gian trễ để nhận tín hiệu, xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển đúng bằng thời gian vòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển PLC Thời gian vòng quét càng ngắn thì tính thực thi của chương trình càng cao

 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI

Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo.

Một hệ thống kỹ thuật mới

Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa.

Lợi ích với người dùng:

Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động

Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật

Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai.

 Kết nối qua giao thức TCP/IP

- Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP

- Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa chỉ

IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau

Bước 1: từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V15

Bước 2 : Click chuột vào Create new project để tạo dự án.

Bước 3 : Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create

Bước 5 : Chọn add new device

Bước 6 : Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add

Bước 7 : Project mới được hiện ra

 TAG của PLC / TAG local

-Phạm vi ứng dụng : giá trị Tag có thể được sử dụng mọi khối chức năng trong PLC

-Ứng dụng : binary I/O, Bits of memory

-Định nghĩa vùng : Bảng tag của PLC

-Miêu tả : Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép

-Phạm vi ứng dụng : giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mô tả tương tự có thể được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau.

-Ứng dụng : tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời

-Định nghĩa vùng : khối giao diện

-Miêu tả : Tag được đại diện bằng dấu #

Sử dụng Tag trong hoạt động

-Layout : bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị trong CPU Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng trong project.

-Colum : mô tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc có thể kéo nhả như một lệnh chương trình

-Name : chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU

-Data type : kiểu dữ liệu chỉ định cho các tag

-Address : địa chỉ của tag

-Retain : khai báo của tag sẽ được lưu trữ lại

-Comment : comment miêu tả của tag

Nhóm tag : tạo nhóm tag bằng cách chọn add new tag table

Tìm và thay thế tag PLC

Ngoài ra còn có một số chức năng sau:

-Giám sát tag của plc

-Đổi tên tag : Rename tag

-Đổi tên địa chỉ tag : Rewire tag

-Copy tag từ thư viện Global

Làm việc với một trạm PLC a Quy định địa chỉ IP cho module CPU

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

Lựa chọn thiết bị đo lường và chấp hành

3.1.1 Rơ le trung gian a Khái niệm chung về rơ le.

Rơ le là loại khí cụ điện hạ áp tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định Rơ le được sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực khoa học công nghệ và đời sống hàng ngày.

Rơ le có nhiều chủng loại với nguyên lý làm việc, chức năng khác nhau như rơ le điện từ, rơ le phân cực, rơ le cảm ứng, rơ le nhiệt, rơ le điện từ tương tự, rơ le điện tử số, điện tử tương tự… Đặc tính cơ bản của rơle: là đặc tính vào ra Khi đại lượng đầu vào X tăng đến 1 giá trị tác động X2, đại lượng đầu ra Y thay đổi nhảy cấp từ 0(Ymin) đến 1(Ymax) Theo chiều giảm của X, đến giá trị số nhả X1 thì đại lượng đầu ra sẽ nhảy cấp từ 1 xuống 0 Đây là quá trình nhả của rơ le. b Phân loại rơ le.

Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau Do vậy có nhiều cách để phân loại rơle:

 Phân loại nguyên lí làm việc theo nhóm.

+Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng, )

+Rơle điện từ - bán dẫn, vi mạch.

 Phân loại theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành.

+ Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm.

+ Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, điện dung, điện trở,

 Phân loại theo đặc tính tham số vào.

 Phân loại theo cách mắc cơ cấu.

+ Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ.

+ Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng điện. c Đặc tính vào ra của rơle.

Quan hệ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa.

Hình 8: Đặc tính vào ra của rơle

Khi biến x biến thiên từ 0 đến x2 thì y = y1 đến khi x = x2 thì y tăng từ y = y1 (nhảy cấp). Nếu x tăng tiếp thì y không đổi y = y2 Khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y = y2 đến x = x1 thì giảm từ y2 vể y = y2 nếu gọi :

+ X = X2 =Xtd là giá trị tác động rơle

+ X = X1 = Xnh lầ giá trị của rơle Thì hệ số nhả: Knh =X1/X2 =Xnh/Xtd

- Hệ số nhả của rơ le:

+ X1 - trị số nhả của đại lượng đầu vào

+ X2 - trị số tác động của đại lượng đầu vào

Từ đặc tính vào-ra của rơle thấy Knh 1s). d Rơ le trung gian.

Rơ le trung gian được sử dụng rộng rãi trong các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và các sơ đồ điều khiển tự động đặc điểm của rơ le trung gian là số lượng tiếp điểm lớn (thường đóng và thường mở) với khả năng chuyển mạch lớn và công suất nuôi cuộn dây bé nên nó được dùng để truyền và khuếch đại tín hiệu, hoặc chia tín hiệu của rơ le chính đến nhiều bộ phận khác nhau của mạch điều khiển và bảo vệ.

Nguyên lý làm việc của rơ le trung gian như sau :

Hình 9: Cấu trúc chung của rơle

Nếu cuộn dây của rơ le được cấp điện áp định mức ( qua tiếp điểm của rơ le chính) sức từ động do dòng điện trong cuộn dây sinh ra (iw) sẽ tạo ra trong mạch từ từ thông, hút nắp làm các tiếp điểm thường mở đóng lại và các tiếp điểm thường đóng mở ra Khi cắt điện của cuộn dây, lò xo nhả sẽ đưa nắp và các tiếp điểm về vị trí ban đầu Do dòng điện qua tiếp điểm có giá trị nhỏ (5A) nên hồ quang khi chuyển mạch không đáng kể nên không cần buồng dập hồ quang.

Rơ le trung gian có kích thước nhỏ gọn, số lượng tiếp điểm đến 4 cặp thường đóng và thường mở liên động, công suất tiếp điểm cỡ 5A, 250V AC, 28V DC, hệ số nhả của rơ le nhỏ hơn 0,4 ; thời gian tác động dưới 0,05s; tuổi thọ tiếp điểm đạt 106 ± 107 lần đóng cắt, cho phép tần số thao tác dưới 1200 lần/h.

Các thông số kỹ thuật và lựa chọn rơ le trung gian:

+ Dòng điện định mức trên rơ le trung gian là dòng điện lớn nhất cho phép rơ le làm việc trong thời gian dài mà không bị hư hỏng Khi chọn rơ le trung gian thì dòng điện định mức của nó không được nhỏ hơn dòng tính toán của phụ tải Dòng điện này chủ yếu do tiếp điểm của rơ le trung gian quyết định.

+ Điện áp làm việc của rơ le trung gian là mực điện áp mà rơ le có khả năng đóng cắt. Ulv > U1 = 380V

+ Dòng làm việc của rơ le trung gian phải lớn hơn dòng điện định mức của động cơ. Ilv > 15,6 A

+ Điện áp định mức cấp cho cuộn hút của rơ le là mức điện áp mà khi đó rơ le sẽ hoạt động Điện áp này phải phù hợp với bộ điều khiển PLC nên điện áp cuộn hút Uh là 24V DC.

Trong mô hình hệ thống phân loại sản phẩm đã sử dụng rơ le trung gian MY2NJ của OMRON Các thông số của MY2NJ :

+ Điện áp cuộn dây: 24 VDC có LED báo hiển thị.

+ Thông số của tiếp điểm: 5A - 24 VDC.

Hình 10: Rơ le MY2NJ của OMRON

Nút ấn còn gọi là nút điều khiển là 1 loại khí cụ điện điều khiển bằng tay, dùng để điều khiển từ xa các khí cụ điện đóng cắt bằng điện từ, điện xoay chiều, điện 1 chiều hạ áp, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ …

Nút ấn thường dùng để khởi động, dừng và đảo chiều quay các động cơ điện bằng cách đóng cắt các cuộn dây nam châm điện của công tắc tơ, khởi động từ. b Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở và thường đóng và vỏ bảo vệ khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái và khi không còn tác động, các tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu.

Nút ấn thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút ấn các loại nút ấn thông dụng có dòng điện định mức là 5A, điện áp ổn định mức là 400V, tuổi thọ điện đến 200.000 lần đóng cắt, tuổi thọ cơ đến 1000000 đóng cắt nút ấn màu đỏ thường dùng để đóng máy, màu xanh để khởi động máy.

Hình 11: Nút ấn Stop và nút ấn Start

3.1.3 Cảm biến quang a Khái niệm

Thiết kế mạch điện hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

3.2.1 Sơ đồ mạch động lực

Hình 31: Sơ đồ mạch lực

3.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 32: Sơ đồ mạch cảm biến chiều cao sản phẩm

Hình 33: Sơ đồ mạch PLC điều khiển trung tâm

XÂY DỰNG BÀI TOÁN VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH

Giới thiệu

Sau quá trình tính toán, thiết kế và chọn các thiết bị hợp lý chúng em đã tiến hành lắp ráp mô hình và kiểm tra mô hình.

Thi công hệ thống

Đầu tiên ta tiến hành thi công lắp đặt bố trí các thiết bị trong tủ điều khiển Sau đó ta lắp đặt băng tải bố trí các cảm biến và cơ cấu xi lanh lên băng tải phù hợp với mô hình Tiến hành kết nối các chân tín hiệu cảm biến cũng như các cơ cấu vào PLC và module relay để điều khiển Thực đấu nối và cấp nguồn cho PLC và module relay ở đây cả hai thiết bị sử dụng điệp áp nguồn vào hoạt động là 24V nên ta lấy nguồn từ đầu ra của nguồn 24V Trong quá trình thi công chú ý điện áp đầu vào các thiết bị tránh hỏng hóc khi chạy thử mạch.

Tiến hành thi công và hoàn thiện mô hình

Sau khi tiến hành tính toán và lắp đặt nhóm em đã hoàn thiện mô hình sản phẩm

Hình 34: Mô hình phân loại sản phẩm

Mô hình của hệ thống được nhóm chúng em thực hiện gồm:

- Cảm biến quang, xy lanh khí nén, van điện từ

- Động cơ giảm tốc, băng tải

Chương trình điều khiển trên PLC

Khi ta ấn Start khởi động toàn bộ hệ thống hệ thống bắt đầu vận hành Khi CB1 phát hiện vật thì băng tải quay

Khi vật đi qua các cảm biến phân loại tương ứng xi lanh tác động đẩy vật ra phía ngoài để phân loại Đối với sản phẩm thấp thì sẽ được dẫn thẳng ra ngoài.

Khi sản phẩm được phân loại ra động cơ kéo băng tải cũng dừng hoạt động và chỉ hoạt động lại khi có sản phẩm mới đi vào. Đồng thời giao diện wincc thể hiện các nút điều khiển cơ bản START,STOP đèn báo trạng thái hệ thống, trạng thái của các đầu ra và cảm biến theo một các trực quan Thể hiện được số lượng từng sản phẩm và tổng số sản phẩm đã phân loại.

4.4.2 Các đầu vào đầu ra

STT Địa chỉ Ký hiệu Chức năng

1 I0.0 CB1 Cảm biến cho phép băng tải chạy

2 I0.1 CB2 Cảm biến phát hiện vật cao

3 I0.2 CB3 Cảm biến phát hiện vật trung bình

4 I0.3 CB4 Cảm biến phát hiện vật thấp

STT Địa chỉ Chức năng

1 Q0.0 Tác động xylanh dẩy vật cao nhất

2 Q0.1 Tác động xylanh dẩy vật cao trung bình

4.4.3 Sơ đồ giải thuật a Lưu đồ thuật toán cho chương trình chính

Hình 35: Sơ đồ giải thuật điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm b Lưu đồ bật tắt băng tải

Xilanh 2 đẩy ra Băng tải dừng

4.4.4 Chương trình điều khiển phân loại sản phẩm theo chiều cao

Network 1: Khởi động hệ thống

Network 2: Điều khiển hoạt động của băng tải

Network 3: Khi các vật thể đi qua cảm biến sẽ gửi tín hiệu tang giá trị sản phẩm đếm đến counter

Network 4: Điều khiển hoạt động của xilanh

4.4.5 Chương trình điều khiển giám sát trên WINCC

Hình 36: Giao diện điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

KẾT QUẢ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

- Hiểu biết được cấu tạo và cách đấu nối về PLC S7-1200 và hiểu rõ được đặc trưng của PLC và từ đó biết được cách lập trình PLC.

- Biết được cấu tạo nguyên lý hoạt động và cách đấu nối của một số linh kiện như là aptomat, rơle, nguồn tổ ong, van điện từ, xilanh khí nén, cảm biến loadcell, cảm biến quang, bộ khuếch đại loadcell.

- Biết cách gia công cơ khí, cắt khoan…

- Trực tiếp áp dụng kiến thức đã học vào thực tế

Mô hình đồ án của nhóm chúng em sau khi hoàn thành đạt được một số kết quả sau:

- Mô hình chạy ổn định, cơ cấu chắc chắn.

- Phân loại được các sản phẩm theo chiều cao định trước

Hạn chế còn tồn tại và phương hướng phát triển mô hình hạn chế:

- Mô hình còn xấu và nhiều bất cập về mặt cơ khí.

- Chưa phân loại chính xác được nhiều vật lớn

- Chưa có hệ thống giám sát HMI hoặc Websever 47

- Chưa tối đa hóa được kích thước mô hình

Phương hướng phát triển mô hình:

Từ đồ án đã thực hiện được chúng em đề xuất một số phương hướng phát triển để tăng thêm sự tiện ích và hoàn thiện hơn cho mô hình phân loại sản phẩm:

- Phát triển thêm giám sát và điều khiển hệ thống từ xa.

- Có thể phát triển áp dụng cho quy mô lớn hơn

Sau thời gian tìm hiểu và làm với đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC S7-1200 ”, chúng em đã đạt được mục tiêu và còn một số khó khăn: Đạt được:

-Nắm vững hơn về cấu tạo, đặc điểm kỹ thuật của các thiết bị : PLC S7-1200, các cảm biến quang, cảm biến tiệm cận…Qua đó đã hiều cách điều khiển, lập trình và kết nối giữa bộ điều khiển lập trình PLC với các thiết bị ngoại vi.

-Xây dựng lại giao diện điều khiển giám sát trên phần mềm WinCC theo yêu cầu của công nghệ, kết nối và mô phỏng thành công với phần mềm PLC S7-1200.

Khó khăn chưa thực hiện được:

-Hệ thống phân loại sản phẩm là hệ thống có khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị, tuy nhiên trong quá trình hoạt động cho thấy sự chưa ăn khớp giữa năng suất của hệ thống và phương pháp hoạt động bằng tay Cũng do việc sử dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hóa mà quá trình sản xuất chưa đạt được kết quả tốt nhất.

-Hệ thống phân loại sản phẩm là hệ thống còn mới ở nước ta Bên cạnh đó, tài liệu về lĩnh vực này còn hạn chế, đó cũng là lý do ảnh hưởng ít nhiều tới quá trình tìm hiểu và thực hiện đồ án.

Tuy vậy, trong quá trình thực hiện đồ án Thầy Th.S Nguyễn Duy Trung đã tận tình hướng dẫn chúng em để chúng em có thể hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới tất cả các thầy, cô đã giảng dạy và chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian học ở trường Do hạn chế về thời gian và khả năng nên đồ án của chúng em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến bổ sung, đóng góp của thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn.

Ngày đăng: 22/02/2023, 18:12

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w