Đang tải... (xem toàn văn)
KHOA CN CƠ ĐIỆN & ĐIỆN TỬ BỘ MÔN CN KỸ THUẬT Đ&ĐT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨ VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc o0o THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH Họ và tên sinh viên Hoàng Ngọc[.]
KHOA CN CƠ ĐIỆN & ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨ VIỆT NAM BỘ MÔN CN KỸ THUẬT Đ&ĐT Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH Họ tên sinh viên : Hoàng Ngọc Trung Mã số sinh viên, lớp HP : PY1151216559 LPTY21_DDT_02 Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Thúy Ngân Ngày giao đề tài : Ngày nộp : Tên đề tài: Sử dụng PLC S7 lập trình điều khiển hệ thống vận chuyển sản phẩm công nghiệp - Nội dung: Khi ấn nút start hệ thống làm việc, băng tải chạy để vận chuyển sản phẩm Cánh tay rôbốt gắp sản phẩm từ băng tải thứ sang băng tải thứ hai Hoạt động cánh tay robot sau: “Tay rôbốt gắp sản phẩm khoảng thời gian t1=5s Hết khoảng thời gian 5s tay rôbốt chuyển sang trạng thái quay thuận Tay rơbốt quay thuận, tới cơng tắc hành trình đặt phía cuối khớp quay thuận tác động dừng lại, chuyển sang trạng thái thả.Tay rôbốt thả sản phẩm khoảng thời gian t2=5s Hết khoảng thời gian 5s tay rôbốt chuyển sang trạng thái quay ngược Tay rơbốt quay ngược, tới cơng tắc hành trình đặt phía đầu khớp quay ngược tác động dừng lại, hệ chuyển trạng thái sẵn sàng gắp sản phẩm” - Muốn dừng hệ thống ấn nút stop Nội dung I Thuyết minh Phân tích cơng nghệ, lựa chọn phương án thực Phân tích chọn biến vào/ra, mô tả hệ thống, thiết kế hàm logic Phân tích chọn PLC, đặt địa chỉ, thiết kế sơ đồ nguyên lý Lập trình điều khiển Yêu cầu: Mô tả hệ thống thiết kế hàm lưu đồ thuật toán II Các vẽ: Mô tả hệ thống Sơ đồ nguyên lý Chương trình điều khiển Ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn ThS Lê Thị Thúy Ngân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……… Thái Nguyên, ngày tháng năm 2022 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước, tiêu chí để đánh giá phát triển công nghiệp quốc gia mức độ tự động hóa q trình sản xuất.Sự phát triển nhanh chóng máy tính điện tử - cơng nghệ thông tin thành tựu lý thuyết điều khiển tự động làm sở cho phát triển tương xứng lĩnh vực tự động hóa.Ngày tự động hóa điều khiển q trình sản xuất sâu vào nhiều lĩnh vực tất khâu trình sản xuất Trong học kỳ để áp dụng lý thuyết với thực tế em giao đồ án môn học Điều khiển Logic PLC với đề tài là: “ Sử dụng PLC S7 lập trình điều khiển hệ thống vận chuyển sản phẩm công nghiệp” Với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Ths.Lê Thị Thúy Ngân thầy cô giáo môn Đến đồ án em hồn thành Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Vậy em mong bảo, góp ý thầy giáo để đồn án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn đặc biệt em xin cảm ơn thầy giúp đỡ em để đồ án hoàn thành thời hạn Thái Nguyên, Ngày tháng Sinh viên thiết kế năm 2022 Mục lục LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 1.1 Phân tích u cầu cơng nghệ 1.1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ 1.2 Lựa chọn phương án thực 6 1.2.1 Nút ấn 1.2.2 Động truyền động cho hệ thống 1.2.3 Cảm biến 12 1.2.4 Chọn băng tải 13 CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, MƠ TẢ HỆ THỐNG, 17 THIẾT KẾ HÀM LOGIC 17 2.1 Xây dựng sơ đồ khối thuật toán điều khiển hệ thống 17 2.2 Xác định phân công I/O PLC S7-1200 18 2.2.1 Phân tích chọn biến vào/ra 18 III: PHÂN TÍCH CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ, 20 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 20 3.1 Giới thiệu chung plc 20 3.1.1 Lịch sử phát triển 20 3.1.2 Các thành phần PLC 23 3.2 Nguyên lý làm việc 25 3.3 Ưu nhược điểm hệ điều khiển Logic sử dụng PLC 26 3.4 Tính chọn thiết bị cho hệ thống 27 3.5.Chọn thiết bị điều khiển 28 3.6 Xây dựng vẽ sơ đồ điều khiển điện, thủy lực (hoặc khí nén) thực nhiệm vụ hệ thống CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 29 32 CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CƠNG NGHỆ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 1.1 Phân tích u cầu cơng nghệ hệ thống phân loại sản phẩm công nghiệp 1.1.1 Phân tích u cầu cơng nghệ - Hệ thống vận chuyển sản phẩm sử dụng hai băng chuyền cách tay robot - Hệ thống hoạt động theo bước sau: Khi ấn nút start hệ thống làm việc, băng tải chạy để vận chuyển sản phẩm Cánh tay rôbốt gắp sản phẩm từ băng tải thứ sang băng tải thứ hai Hoạt động cánh tay robot sau: Tay rôbốt gắp sản phẩm khoảng thời gian t1=5s Hết khoảng thời gian 5s tay rôbốt chuyển sang trạng thái quay thuận Tay rôbốt quay thuận, tới công tắc hành trình đặt phía cuối khớp quay thuận tác động dừng lại, chuyển sang trạng thái thả Tay rôbốt thả sản phẩm khoảng thời gian t2=5s Hết khoảng thời gian 5s tay rôbốt chuyển sang trạng thái quay ngược Tay rôbốt quay ngược, tới cơng tắc hành trình đặt phía đầu khớp quay ngược tác động dừng lại, hệ chuyển trạng thái sẵn sàng gắp sản phẩm Muốn dừng hệ thống ấn nút stop 1.1.2 Phân tích hệ Phân tích hệ: phân hệ thống điều khiển vận chuyển phân loại sản phẩm thành hoạt động sau +T1 trạng thái hệ cấp nguồn để chuẩn bị làm việc +T2 trạng thái băng tải chạy +T3 trạng thái cánh tay robot quay thuận + T4 trạng thái cách tay robot quay nghịch +T5 trạng thái trung gian Khi cấp nguồn cho hệ hệ trạng thái T1, ấn nút khởi động start hệ chuyển sang trạng thái T2 Cánh tay robot gắp sản phẩm vòng 5s chuyển sang trạng thái T3 Khi chạm vào cơng tắc hành trình cuối khớp quay thuận cách tay chuyển sang trạng thái thả 5s Sau chuyển sang trạng thái T4 chạm vào công tắc hành trình phía đầu khớp quay ngược dừng lại chuyển sang trạng thái T5 1.2 Lựa chọn phương án thực 1.2.1 Nút ấn Nút ấn (nút điều khiển) khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, chuyển đổi mạch điều khiển Nút ấn có hai loại: + Nút ấn thường mở: + Nút ấn thường kín: Trong đồ án em chọn nút ấn START nút ấn tự giữ NA thường mở, nút ấn STOP thường đóng cho hệ điều khiển 1.2.2 Động truyền động cho hệ thống Động phần tử quan trọng hệ thống, thường xuyên phải làm việc với nhiều trạng thái khởi động (quá trình độ), trạng thái tải, trạng thái hãm Hiện chia làm hai loại động là: +Động điện xoay chiều +Động điện chiều 1.2.2.1 Động điện xoay chiều - Động không đồng bộ: Động không đồng pha sử dụng rộng rãi công nghiệp từ cơng suất nhỏ đến cơng suất trung bình chiếm tỉ lệ lớn so với động khác Sở dĩ vậy: động không đồng có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vật hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều pha, kinh tế giá thành nhỏ so với động chiều Động khơng đồng có hai loại là: U~ U~ + Động rơto lồng sóc + Động rơ to dây quấn 0 th § § a) Ký hiệu động không đồng ba pha rơto lồng sóc b) Ký hiệu động không đồng ba pha rôto dây quấn - Động đồng bộ: Động đồng sử dụng rộng rãi truyền động cơng suất trung bình lớn, có yêu cầu ổn định tốc độ cao Động đồng thường dùng cho máy bơm quạt gió, hệ truyền động nhà máy luyện kim thường dùng làm động sơ cấp tổ máy phát 1.2.2.2 Động chiều Động chiều đời sớm sở lý thuyết loại động hoàn thiện.Hiện chiếm 70 % hệ truyền động từ công suất nhỏ đến công suất lớn Tuỳ thuộc vào yêu cầu hệ truyền động mà động chiều có cuộn kích từ mắc nối tiếp hay song song với phần ứng nên chia làm hai loại động chiều: + Động chiều kích từ độc lập + Động chiều kích từ nối tiếp + Động chiều hỗn hợp + Động chiều kích từ nối tiếp Sơ đồ ngun lý dạng đặc tính hình vẽ: n u¦ + - r f =0 ck t rf rf#0 ®c m III: PHÂN TÍCH CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ, THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 3.1 Giới thiệu chung PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller, thiết bị điều khiển lập trình (khả) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình 3.1.1 Lịch sử phát triển Vào khoảng năm 1968, nhà sản xuất ô tô đưa yêu cầu kỹ tht cho thiết bị điêù khiển lơ gíc khả lập trình Mục đích thay cho tủ điêu khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện thường xuyên phải thay thể rơ le hỏng cuộn hút hay gẫy lò xo tiếp điểm Mục đích thứ hai tạo thiều bị điều khiển có tính linh hoạt việc thay đổi chương trình điều khiển Các yêu cầu kỹ thuật sở máy tính cơng nghiệp, mà ưu điểm lập trình dễ dàng kỹ thuật viên kỹ sư sản xuất Với thiết bị điều khiển khả lập trình, người ta giảm thời gian dừng sản xuất, mở rộng khả hoàn thiện hệ thống sản xuất thích ứng với thay đổi sản xuất Một số nhà sản xuất thiết bị điều khiển sở máy tính sản xuất thiết bị điều khiển khả lập trình cịn gọi PLC Những PLC ứng dụng công nghiệp ô tô vào năm 1969 đem lại ưu việt hẳn hệ thống điều khiển sở rơ le Các thiết bị lập trình dễ dàng, khơng chiếm nhiều khơng gian xưởng sản xuất có độ tin cậy cao hệ thống rơ le Các ứng dụng PLC nhanh chóng rộng mở tất ngành công nghiệp sản xuất khác Hai đặc điểm dẫn đến thành cơng PLC độ tin cậy cao khả lập trình dễ dàng Độ tin cậy PLC đảm bảo mạch bán dẫn thiết kế thích ứng với mơi trường cơng nghiệp Các mạch vào thiết kế