Phân loại sản phẩm theo chiều cao học phần tự động hóa quá trình sản xuất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO Học phần: Tự động hóa q trình sản xuất Mã LHP: EMA3108 20 Giảng viên: T.S Phạm Văn Bạch Ngọc Nhóm: Nguyễn Văn Hoàng – 19021598 Nguyễn Tấn Dũng - 19021590 Hà Duy Dương – 19021593 Lê Văn Cường- 19021583 Nguyễn Đình Dương- 19021592 CHƯƠNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu phân loại, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng, nhiều cho suất thấp chưa đạt hiệu Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao kích thước Nên em định thiết kế thi cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất địi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với phát triển giới Mục tiêu Mơ mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao ● ● Sử dụng PLC S7 - 1200 để xây dựng chương trình điều khiển ● Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển WinCC CHƯƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Mô tả hệ thống Hệ thống bao gồm: - xy lanh piston Trong xy lanh để phân loại sản phẩm xy lạnh để đẩy sản phẩm vào băng chuyền - Có cảm biến: vào, phân loại, cảm biến nhận biết chiều cao Đặt cảm biến chiều cao đồng hồ đếm số lượng sản phẩm loại qua - thùng chứa sản phẩm với đồng hồ đếm số lượng sản phẩm vào thùng - Hai động điện không đồng xoay chiều pha để kéo băng chuyền - Nút nhấn - Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu - Các rơ le trung gian Ngun lý hoạt động - Mơ hình có hai băng tải có ba loại sản phẩm khác kích thước Đây đặc điểm sử dụng để phân loại đếm sản phẩm Qua kích thước sản phẩm mà chúng chia thành loại sản phẩm cao, sản phẩm trung bình sản phẩm thấp - Khi ta ấn khởi động toàn hệ thống băng tải hoạt động đưa sản phẩm di chuyển Sắp xếp cảm biến với xilanh theo thứ tự cao - trung bình thấp Khi có sản phẩm cao qua, cảm biến nhận biết gửi tín hiệu PLC xử lý sau PLC đưa tín hiệu van đảo chiều tác động điều khiển piston đẩy sản phẩm, xy lanh cao đưa đẩy sản phẩm xuống máng đựng sản phẩm đi về vị trí ban đầu Đối với sản phẩm trung bình tương tự Sản phẩm thấp dễ dàng qua cảm biến cao trung bình đưa cuối băng tải rơi vào hộp chứa NGUỒN CẤP MODULE NGÕ VÀO MODULE NGÕ RA Xilanh Nút bấm Cảm biến BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM CPU BỘ NHỚ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH1 Sơ đồ khối hệ thống Động Bắt đầu Có sản phẩm ? Băng tải Sản phẩm trung bình Sản phẩm cao Xilanh trung bình Xilanh cao Kết thúc Sơ đồ thuật tốn Sản phẩm thấp Qui trình hoạt động hệ thống  Hệ thống mô xây dựng dựa thực tế có chế độ : Auto Manual  Để thực mô sản phẩm chạy vào băng tải ta phải trọn Simulation trạng thái ON  Lựa trọn sản phẩm đưa vào auto thủ công thông qua bảng điều khiển Auto Simulation Ở trạng thái ON sản phẩm đưa vào với chiều cao (cao, trung bình, thấp).Ở trạng thái OFF sẩn phẩm đưa vào theo lựa trọn mô người điều khiển - Khi lựa trọn chế độ Auto Chế độ AUTO phân loại sản phẩm theo chiều cao  Đầu tiên sản phẩm XilanhSPVao đẩy vào thông qua băng truyền ( với động tải Conveyor1)  Khi SensorVao SensorPL phát có sản phẩm băng tải với động Converyor2 hoạt động  Khi sản phẩm di chuyển băng truyền đến nơi có sensor chiều cao (cao,trung bình, thấp) Nếu chiều cao sản phẩm tương ứng với chiều cao nhận biết sensor (cao, trung bình) xilanh đẩy sản phẩm vào máng đưa sản phẩm xuống thùng đựng với chiều cao tương ứng Đồng thời đếm sensor thùng chứa tăng lên Sản phẩm thấp băng tải tải vào thùng chứa cuối băng truyền đếm tăng thêm Khi có sản phẩm cao Khi có sản phẩm trung bình Khi có sản phẩm thấp  Dây truyền dừng lại phân loại sản phẩm xong  Nút RESET reset đếm sensor thùng hàng đếm lại từ đầu có sản phẩm - Chế Độ MANUAL công đoạn dây truyền phân loại sản phẩm theo chiều cao tương tự chế độ AUTO người điều khiển phải điều khiển thiết bị xilanh tay phát vật có chiều cao tương ứng Chế độ MANUAL phân loại sản phẩm theo chiều cao CHƯƠNG MÔ PHỎNG Giao diện Giao diện giám sát WinCC Code S7 - 1200 2.1 Giới thiệu S7 - 1200 2.1.1 Giới thiệu chung - Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt sức mạnh - Để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ yêu cầu điều khiến tự động Sự kết hợp thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt nh mạnh mẽ khiến cho S7-1200 trở thành giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác Kết hợp vi xử lý, nguồn tích hợp, mạch ngõ vào mạch ngõ kết cấu thu gọn, CPU S71200 tạo PLC mạnh mẽ Sau người dùng tải xuống chương trình, CPU chứa mạch logic yêu cầu để giám sát điều khiển thiết bị năm ứng dụng CPU giám sát ngõ vào làm thay đối ngõ theo logic chương trình người dùng, bao gồm hoạt động logic Boolean, việc đếm, định thì, phép tốn phức hợp việc truyền thông với thiết bị thông minh khác - Một số tính bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến CPU chương trình điều khiển: - Mỗi CPU cung cấp bảo vệ mật cho phép người dùng cấu hình việc truy xuất đến chức CPU - Người dùng sử dụng chức “know-how protection” để ẩn mã nằm khối xác định CPU cung cấp cống PROFINET để giao tiếp qua mạng PROFINET Các module truyền thơng có sẵn dành cho việc giao tiếp qua mạng RS232 hay RS485 2.1.2 Cấu trúc chung PLC Cấu trúc điều khiển PLC - PLC nhiều hãng chế tạo, hãng có nhiều họ khác nhau, có nhiều phiên họ, chúng khác tính giá thành, phù hợp với toán đơn giản hay phức tạp Ngồi cịn có ghép mở rộng cho phép ghép 16 nhiều PLC nhỏ để thực chức phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành mạng tích hợp, việc thực theo dõi, kiểm tra, điều khiến q trình cơng nghệ phức tạp hay tồn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc sau: - Ngõ vào dạng số: Gồm hai trạng thái ON OFE Khi trạng thái ON ngõ vào số coi mức logic hay mức logic cao Khi trang thái OFE ngõ vào coi mức logic hay mức logic thấp - Ngõ số: Gồm hai trạng thái ON OFE Các ngõ thường nối để điều khiển cuộn dây contactor, đèn tín hiệu, - Thiết bị đầu vào: Các thiết bị tạo tín hiệu điều khiển thường nút nhấn, cảm biến - Thiết bị chấp hành(Autuator): Là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành tác động vật lý Autuator nối với ngõ PLC 2.1.3 Phần mềm lập trình Tia Portal V16 - Phần mềm SIMATIC TIA Portal chạy hệ điều hành Windows, phần mềm làm nhiệm vụ trung gian người lập trình PLC  Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptip cần kết nối TCP/IP  Để PC SIMATIC S7-1200 giao tiếp với nhau, điều quan trọng địa IP hai thiết bị phải phù hợp với 2.1.4 Giao diện giám sát WinCC - WinCC (Windows Control Center) phần mềm hăng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu q trình sản xuất Nói rỏ hơn, WinCC chương trình dùng để thiết kế giao điện Người Máy ~ HMI (Human Machine Interface) hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập số liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Với WinCC, người đùng trao đổi liệu với PLC nhiều hãng khác như: Siemens, Mitsubishi, Allen bradley, Omron, thông qua cổng COM với chuẩn S232 PC chuẩn RS485 PLC - Với WinCC, ta tận dụng nhiều giải pháp Khác cho để giải công, việc, từ thiết kế cho hệ thống có quy mơ nhỏ đến quy mô lớn, hệ thống thực sản xuất - MES (Manufacturing Execution System) WinCC mơ hình ảnh kiện xảy trình điều khiển dạng chuỗi kiện Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày phát triển, WinCC cung cấp nhiều hàm chức cho mục đích hiển thị, thông báo, báo cáo, xử lý thông tin đo lường, tham số công thức, chương trình thiết kế giao diện Người Máy - HMI tin dùng 2.2 DataBlock 2.2.1 INPUT 2.2.2 OUTPUT 2.2.3 TRUNG GIAN 2.2.4 BO DEM 2.2.5 MIEN NHO 2.2.6 XUNG 2.3 Code PLC Chương trình gồm Function 2.4 Ưu, nhược điểm 2.4.1 Ưu điểm Mơ hình có ưu điểm sau: - Tính ứng dụng cao, cần thiết nhà máy xí nghiệp lớn, vừa nhỏ Giúp cho cơng việc tự động hoá sản xuất tối ưu dễ dàng - Mơ hình tương đối đơn giản dễ phát triển - Khơng tốn nhiều chi phí, giảm chi phí giá thành xây dựng mơ hình - Mơ hình giám sát từ xa 2.4.2 Nhược điểm Bên cạnh ưu điểm đề tài cịn có mặt hạn chế sau: - Khơng thể hết quy trình hoạt động thực tế hệ thống - Do mơ nên yếu tố sinh động q trình vận hành mơ hình cịn chưa tốt CHƯƠNG KẾT LUẬN Kết đạt - Trong trình xây dựng hồn thiện đề tài “ Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao”, chúng em thấy đề tài có tính ứng dụng lớn thực tế Trên sở thực tế, chúng em đặt yêu cầu đồ án là:  Vận hành theo cơng nghệ  Hệ thống hoạt động xác hiệu  Xây dựng mơ hình theo u cầu đặt - Những kiến thức mà chúng em tiếp thu vơ q báu bổ ích Có thành tựu định mà chúng em rút được:  Phương pháp lập trình sử dụng PLC S7 - 1200  Sử dụng điều khiển phần mềm Tia Portal V16, WinCC  Do thời gian thực lượng kiến thực hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý, bổ sung nhiều từ thầy để đề tài hồn thiện 2 Tính thực tế hướng cải tiến phát triển - Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao thành phần quan trọng ứng dụng nhiều thực tế Các nhà máy khu cơng nghiệp hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc đại có dây chuyền phân loại sản phẩm để phối hợp với nhu cầu sản xuất, tạo xuất cao trình sản xuất Với phát triển khoa học kĩ thuật ngành điện tử học điều khiển, công nghệ vi xử lý tạo điều kiện cho việc điều khiển trở nên thuận tiện song đặt vấn đề phải nghiên cứu hoàn thiện hệ điều khiển đáp ứng yêu cầu ngày cao thực tế sống phù hợp xu phát triển khoa học công nghệ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng quan PLC S7-1200: http://hi-techsolutions.com.vn/ Mục lục CHƯƠNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .2 Mục tiêu .2 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Mô tả hệ thống Nguyên lý hoạt động 3 Qui trình hoạt động hệ thống CHƯƠNG MÔ PHỎNG .9 Giao diện Code S7 - 1200 2.1 Giới thiệu S7 - 1200 .9 2.1.1 Giới thiệu chung .9 2.1.2 Cấu trúc chung PLC 10 2.1.3 Phần mềm lập trình Tia Portal V16 11 2.1.4 Giao diện giám sát WinCC .11 2.2 DataBlock 13 2.2.1 INPUT .13 2.2.2 OUTPUT 13 2.2.3 TRUNG GIAN 14 2.2.4 BO DEM 14 2.2.5 MIEN NHO 15 2.2.6 XUNG .15 2.3 Code PLC 16 2.4 Ưu, nhược điểm 16 2.4.1 Ưu điểm .16 2.4.2 Nhược điểm 17 CHƯƠNG 17 KẾT LUẬN 17 Kết đạt 17 Tính thực tế hướng cải tiến phát triển 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 ... hoạt động - Mơ hình có hai băng tải có ba loại sản phẩm khác kích thước Đây đặc điểm sử dụng để phân loại đếm sản phẩm Qua kích thước sản phẩm mà chúng chia thành loại sản phẩm cao, sản phẩm. .. xy lanh để phân loại sản phẩm xy lạnh để đẩy sản phẩm vào băng chuyền - Có cảm biến: vào, phân loại, cảm biến nhận biết chiều cao Đặt cảm biến chiều cao đồng hồ đếm số lượng sản phẩm loại qua -... nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng