Thiết kế mô hình công nghệ in khăn dùng PLC s7 200

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP  TRẦN QUAN THÁI 02DHDT180 THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÔNG NGHỆ IN KHĂN DÙNG PLC S7-200 CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn : BÙI THANH LUÂN Giáo viên phản biện : ……………………… TP. HỒ CHÍ MINH – 01/ 2008 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined. PHẦN 1 : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC Error! Bookmark not defined. 2.1 SƠ LƢỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined. 2.2 CẤU TRÚC CỦA PLC Error! Bookmark not defined. 2.3 ĐỘNG CỦA MỘT PLC Error! Bookmark not defined. 2.4 CÁC LOẠI TÍN HIỆU Error! Bookmark not defined. 2.4.1 Các tín hiệu vào rời rạc Error! Bookmark not defined. 2.4.2 Các tín hiệu vào tƣơng tự Error! Bookmark not defined. 2. 4.3 Các tín hiệu ra rời rạc Error! Bookmark not defined. 2.4.4 Các tín hiệu ra tƣơng tự Error! Bookmark not defined. 2.5 CÁC ỨNG DỤNG TIÊU BIỂU Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH PLCError! Bookmark not defined. 3.1 Phân loại PLC Error! Bookmark not defined. 3.1.1 Loại 1: Micro PLC(PLC siêu nhỏ). Error! Bookmark not defined. 3.1.2 Loại2: PLC cỡ nhỏ (SmallPLC) Error! Bookmark not defined. 3.1.3 Loại 3: PLC cỡ trung bình (Medium PLCS) Error! Bookmark not defined. 3.1.4 Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC) Error! Bookmark not defined. 3.1.5 Loại 5: PLC rất lớn (very large PLCs) Error! Bookmark not defined. 3.2. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA S7-200 MICRO PLC Error! Bookmark not defined. 3.3 SO SÁNH PLC VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC. LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG PLC Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Việc sử dụng PLC và các hệ thống điều khiển khácError! Bookmark not defined. 3.3.2 Lợi ích của việc sử dụng PLC Error! Bookmark not defined. 3.4 MỘT VÀI LĨNH VỰC ỨNG DỤNG TIÊU BIỂU CỦA PLCError! Bookmark not defined. 3.5 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP 7 MICRO/WIN 32 Version 3.0Error! Bookmark not defined. 3. 5.1 Các yêu cầu về phần cứng và phần mềm Error! Bookmark not defined. 3.5.2 Thủ tục cài đặt (với phiên bản CD ROM) Error! Bookmark not defined. 3.5.3 Tìm hiểu cấu trúc một tập tin STEP 7 Error! Bookmark not defined. 3.6 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7_200 Error! Bookmark not defined. 3.6.1 Các thành phần của S7_200 Error! Bookmark not defined. 3.6.2 Phƣơng pháp lập trình Error! Bookmark not defined. 3.6.3 Các toán hạng giới hạn cho phép của CPU 214Error! Bookmark not defined. 3.6.4 Các lệnh tiếp điểm Boole Error! Bookmark not defined. 3.6.5 Các lệnh xuất Boole Error! Bookmark not defined. 3.6.6 Các lệnh logic chuẩn Error! Bookmark not defined. 3.6.7 Các lệnh về Counter Error! Bookmark not defined. 3.6.8 Các lệnh toán học số nguyên Error! Bookmark not defined. 3.6.9 Lệnh tăng/ giảm (INC/DEC) nội dung của mộtbyte/word/doublewordError! Bookmark not defined. 3.6.10 Lệnh chuyển dữ liệu MOV, hoán đổi byte SWAPError! Bookmark not defined. 3.6.11 Sử dụng bộ đếm tốc độ cao Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ IN KHĂNError! Bookmark not defined. 4.1 Sơ lƣợc về công nghệ in hoa Error! Bookmark not defined. 4.2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ IN KHĂN DÙNG KHUÔN LƢỚIError! Bookmark not defined. 4.2.1 Thiết kế mẫu vẽ kiểu Error! Bookmark not defined. 4.2.2 Làm khung lƣới Error! Bookmark not defined. 4.2.3 Định vị phim, định vị khung Error! Bookmark not defined. 4.2.4 Dao gạt Error! Bookmark not defined. 4.2.5 Hồ in Error! Bookmark not defined. 4.2.6 Thực hiện in Error! Bookmark not defined. 4.3 Thiết bị in Error! Bookmark not defined. 4. 3.1 Máy căng khung Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Máy chụp cảm quang Error! Bookmark not defined. 4.3.3 Máy in lƣới Error! Bookmark not defined. 4.4 Nguyên tắc hoạt động của máy in Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Nguyên tắc truyền động Error! Bookmark not defined. 4.4.2 Nguyên tắc hoạt động của máy in Error! Bookmark not defined. PHẦN 2 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNHError! Bookmark not defined. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Error! Bookmark not defined. Kết luận và hƣớng phát triển của đề tài: Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO : Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC 60 Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 1 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Trong mỗi chúng ta, ai cũng có những thời điểm bước ngoặt với những khó khăn nhất định và nếu biết vượt qua những khó khăn thì sẽ tạo một dấu ấn khó phai trong đời! Sinh vên cũng vậy, luân văn tốt nghiệp là chặng đường cuối cùng mà họ phải vượt qua để đến ngày vinh dự đứng lên bục giảng nhận bằng tốt nghiệp. Nó là đề tài quan trọng nhất, do đó hơn ai hết tự mỗi người phải nỗ lực hết mình để hoàn thành một cách tốt nhất có thể. Chính luận văn tốt nghiệp là điều kiện để đánh giá lại những kiến thức đã học tập trong suốt quá trình rèn luyện trên giảng đường đại học. Đó còn là thử thách cuối cùng trước khi tiếp cận với thực tế khi ra trường. Để hoàn thành luậ n văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân còn có sự giúp đỡ tận tình từ các thầy cô và bạn bè. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ chân tình quí báu đó! Cảm ơn các thầy cô đã dạy dỗ, cung cấp kiến thức cho tôi khi ngồi trên ghế nhà trường! Xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Thanh Luân đã nhiệt tình hướng dẫn tôi thực hiện đồ án này ! Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 2 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 3 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Trong thời đại công nghiệp hóa-hiện đại hóa hiện nay, máy móc đang dần thay thế sức lao động của con người. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và kỹ thuật trruyền thông, ngành tự động hóa góp phần làm bàn đạp cho sự phát triển ngành công nghiệp trong thế kỷ mới. Trong công nghiệp ứng dụng hiện nay, có một thiết bị điều khiển quan trọng và được sử dụng rộng rãi do tính chắc chắ n, an toàn với môi trường công nghiệp mang lại hiệu quả cao, đó là PLC S7-200. Và một trong những ngành ứng dụng rộng rãi PLC hiện nay là in ấn. Ở lĩnh vực ngành may mặc, muốn cho ra đời một sản phẩm đẹp, bắt mắt không thể thiếu công đoạn in ấn. Ngành in giúp tạo ra sản phẩm hoàn thiện hơn, đẹp hơn dễ tiếp cận người tiêu dùng hơn. Đó cũng là lĩnh vực mà tôi chọn để thực hiện luận văn tốt nghiệp. Trong luận văn này, tôi đã hoàn thành đề tài: thiết kế mô hình công nghệ in khăn dùng PLC S7-200. In hoa là hình thức nhuộm màu từng phần trên mặt vải, khăn, chuyền hình ảnh, màu sắc hoa văn lên vải, khăn. Vải được ngấm ép dung dịch thuốc nhuộm và các chất hòa tan lên mặt vải. In hoa cùng lúc in được nhiều màu trên mặt vải và lượng màu đưa trên mặt vải phải vừa đủ so với diện tích đã thiết kế, nếu ít quá không đủ ngấm, nếu dư sẽ nhòe không sắc nét. Vì vậy để thực hiện đưa màu lên vải phải pha thuốc nhuộm là dung dịch keo có độ nhớt vừa đủ giữ cho thuốc nhuộm nằm lại trên khuôn khi máy chạy. Trong thời gian ngắn ngủi, nhưng với sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành đồ án một cách tốt nhất có thể. Tuy nhiên, v ới vốn kiến thức có hạn, lại thực hiện một người nên không thể không có những thiếu sót. Kính mong quí thầy cô thông cảm và có những kiến nhận xét quí báu để tôi có thể trau dồi thêm kinh nghiệm trước khi ra trường! Tôi xin chân thành cảm ơn! Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 4 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC 2.1 Sơ lược về sự phát triển của PLC Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto_Mỹ) . Tuy nhiên hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn gi ản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống vẫn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (programmable controller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật đi ều khiển lập trình. Trong giai đoạn này, các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống: dạng lập trình dùng giản đồ hình thang ( The diagroom format). Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ ( arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray tube:CRT), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn. Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ vào/ra có thể tăng lên đến 8000, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng lên hơn 128000 từ (word of memory). Ngoài ra, các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 5 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng vào/ ra lớn. Trong tương lai, hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM (Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot, Cad / Cam… mà các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức năng đi ều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super PLCS) cho tương lai. 2.2 Cấu trúc của PLC Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU:Central Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O). Hình 1.1:Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình. Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm 3 phần: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và h ệ thống nguồn cung cấp. Hình 1.2 mô tả ba phần cấu thành một PLC PLC kết nối với thế giới bên ngoài qua: • Các ngõ vào rời rạc (discrete inputs) Processo Memory Power Supply in p ut Central Processing Unit out put M M Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 6 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân • Các ngõ ra rời rạc ( discrete outputs) • Các ngõ vào tương tự (analog inputs) • Các ngõ ra tương tự (analog outputs) 2.3 Hoạt động cơ bản của PLC: Về cơ bản hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản. Đầu tiên, hệ thống các cổng vào/ ra (Input/Output) (còn gọi là các modul xuất /nhập) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU ( như các sensor, công tắc, tín hiệu từ động cơ…). Sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua Modul xuất ra các thiết bị được điều khiển. Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (scan) dữ liệu hoặc trang thái của thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình trong bộ nhớ như sau: một bộ đếm chương trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi l ệnh để thi hành. Chương trình ở dạng STL (Statement List-dạng lệnh liệt kê) sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình. Sau khi thực hiện xong chương trình, CPU sẽ gởi hoặc cập nhật (Update) tín hiệu tới các thiết bị, được thực hiện thông qua modul xuất. Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình và gởi cập nhật tín hiệu ở ngõ ra được gọi là một chu kỳ quét (Scaning). Trên đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ giúp cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC. Nhằm cụ thể hóa hoạt động của một PLC, sơ đồ hoạt động của một PLC là một vòng quét (Scan) như sau: Hình 1.3:Một vòng quét của một PLC Read in put (đọc ngõ vào) Program execution (thực hiện chương trình) Up date Output (Cập nhật ngõ ra) [...]... Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 20 Đồng hồ thời gian thực: tích hợp sẵn Các thành phần chính của S7_ 200 Micro PLC gồm: 1 S7_ 200 CPU hoặc có thêm các khối mở rộng tùy chọn S7_ 200 CPU kết hợp CPU nguồn điện và các điểm xuất nhập rời rạc vào một thiết bị độc lập và nhỏ gọn Các khối mở rộng EM (Expansim Modules) S7_ 200 CPU cung cấp một số nhất định các ngõ xuất... đồ hình 1.4 Ở đây dùng PLC nhỏ với các chức năng tăng cường của PLC cỡ lớn hơn như: thực hiện các thuật toán cơ bản, có thể nối mạng, cổng vào/ ra có thể sử dụng tín hiệu tương tự SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 11 5 C 4 B A 3 2 1 Số I/O 32 64 128 512 1024 2048 4096 8192 Hình 1.4: Cách dùng các loại PLC 3.1.3 Loại 3: PLC cỡ trung bình (Medium PLCS)... cấu trúc một tập tin STEP 7 Trong STEP-Micro/WÌN thì project (dự án, tập tin có đuôi là mwp [Micro WIN project] để chỉ việc kết hợp chương trình của bạn với tất cả các thông tin cần thiết để bạn liên lạc với PLC và download (nạp xuống) chương trình có sẵn vào PLC cụ thể Một project có 5 thành phần cơ bản: SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 19 Program... Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 28 Ở dạng STL, sử dụng EU (Edge UP= cạnh lên )dùng phát hiện cạnh lên, ED (Edge Down= cạnh xuống) dùng phát hiện cạnh xuống Khi có phát hiện đúng cạnh cần kiểm tra thì đỉnh của stack được đặt giá trị là 1 và nếu không phải thì có giá trị 0 3.6.5.3 Các lệnh so sánh Trong STL: LD IN1 , IN2 AIN1 , IN2 OIN1 ,IN2 Toán tử so sánh... của PLC nhờ giao diện màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng hóc của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này làm cho việc sữa chữa thuận lợi hơn SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 17 3.4 Một vài lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu của PLC Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất, cả trong công. .. hoặc thiết bị lập trình của Siemens (như PG 740) Bộ vi xử lý và bộ nhớ tối thiểu: CPU 80586 hoạt động ở 60MHz với 16 MB RAM SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 18 Hệ điều hành: Microsoft Window 95, Window 98, hoặc Window NT 4.0 Vùng đĩa cứng trống tối thiểu 20MB, trên ổ đĩa có Windows với tối thiểu trống 50MB Màn hình VGA có hỗ trợ của Microsoft Windows... loại PLC thuộc vùng chồng lấn nhằm tăng tính năng của PLC đồng thời lại giảm thiểu số lượng I/O không cần thiết Các nhà thiết kế phân PLC ra thành các loại sau: 3.1.1 Loại 1: Micro PLC( PLC siêu nhỏ) Micro PLC thường được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất nhỏ, các ứng dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ (vídu: điều khiển băng tải nhỏ Các PLC này thường được lập trình cầm tay, một vài micro PLC. .. Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 13 • Có khả năng giao tiếp giữa máy tính và các module 3.1.5 Loại 5: PLC rất lớn (very large PLCs) PLC rất lớn được dùng trong các ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp và chính xác cao, đồng thời dung lượng chương trình lớn Ngoài ra PLC loại này còn có thể giao tiếp I/O với các chức năng đặc biệt Tiêu chuẩn PLC loại này ngoài các chức năng như PLC loại lớn còn... Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7- 200 Trang 16 phần mềm khác làm “chậm” đi các quá trình giao tiếp với các thiết bị được điều khiển • Tuy nhiên qua máy tính, PLC có thể dễ dàng kết nối với các hệ thống khác, cũng như PLC có thể sử dụng bộ nhớ (có dung lượng rất lớn) của máy tính làm bộ nhớ của PLC 3.3.2 Lợi ích của việc sử dụng PLC Cùng với sự phát triển của phần cứng cũng như phần mềm, PLC ngày càng... vòng lặp hiện hành INDX Giá trị bắt đầu INIT và giá trị kết thúc FINAL Lệnh NEXT đánh dấu kết thúc vòng lặp FOR và đặt đỉnh của Stack là 1 Các toán lệnh và kiểu dữ liệu của lệnh FOR/NEXT Input/outp OPERANDS Data ut type s INDX VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,*VD,*AC,*LD INT INIT VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,AIW,CONSTANT*VD,*A INT C,*LD FINAL VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,AIW,CONSTANT,*VD,* INT AC,*LD SVTH: . Bookmark not defined. CHƯƠNG 4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ IN KHĂNError! Bookmark not defined. 4.1 Sơ lƣợc về công nghệ in hoa Error! Bookmark not defined. 4.2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ IN KHĂN DÙNG KHUÔN. ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP  TRẦN QUAN THÁI 02DHDT180 THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÔNG NGHỆ IN KHĂN DÙNG PLC S7-200 CHUYÊN NGÀNH:. tiêu dùng hơn. Đó cũng là lĩnh vực mà tôi chọn để thực hiện luận văn tốt nghiệp. Trong luận văn này, tôi đã hoàn thành đề tài: thiết kế mô hình công nghệ in khăn dùng PLC S7-200. In hoa là hình