Đề tài hệ thống băng tải phân loại sản phầm theo màu sắc sử dụng plc s7 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HĨA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HỐ VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CƠNG NGHIỆP HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên/ sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: HÀ NỘI, … /2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP o0o -Hà Nội, ngày…tháng 02 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh MSSV: 18810410195 Phạm Hồng Nguyên MSSV: 18810430099 Chuyên ngành: Tự động hoá điều khiển thiết bị cơng nghiệp Hệ đào tạo: Đại học quy Khoá: 2018 – 2023 Lớp: D13TDH&DKTBCN3 TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BĂNG TẢI PHÂN LOẠI SẢN PHẦM THEO MÀU SẮC SỬ DỤNG PLC S7-1200 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: Nội dung cần thực hiện: Nội dung 1: Tìm hiểu module TCS3200, PLC S7-1200, Arduino UNO R3 Nội dung 2: Thiết kế mơ hình tồn hệ thống Nội dung 3: Thi công hệ thống điện Nội dung 4: Viết chương trình điều khiển cho hệ thống Nội dung 5:Thiết kế giao diện giám sát Nội dung 6: Đánh giá kết thực NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: HỌ VÀ TÊN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN THỊ ĐIỆP Hà Nội, ngày Khoa ĐK&TĐH TS Nguyễn Ngọc Trung tháng 02 năm 2023 Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Đồ án mốc quan trọng để kiểm tra nhận thức sinh viên thời gian học tập kiến thức giảng dạy trường Đồng thời cịn đánh giá khả vận dụng lý thuyết để phân tích tổng hợp giải toán thực tế làm đồ án sinh viên trao đổi, học hỏi trao dồi kiến thức Nhận thức tầm quan trọng chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn Cô Nguyễn Thị Điệp số thầy giảng dạy khoa tự động hố Trường Đại Học Điện Lực để hoàn thành đồ án Trong trình thực đề tài có nhiều sai sót hy vọng q thầy thơng cảm bỏ qua,chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô LỜI CAM ĐOAN Đề tài chúng em tự thực dựa vào số tài liệu không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có lận xin chịu trách nhiệm nội dung đồ án Người thực Nguyễn Đức Mạnh Phạm Hồng Nguyên MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Mục tiêu 11 1.3 Nội dung nghiêm cứu 11 1.4 Giới hạn 12 1.5 Bố cục 12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Xu phát triển thiết bị vận tải liên tục 13 2.1.1 Khái quát chung thiết bị vận tải liên tục .13 Hình 2.1 Sơ đồ băng gầu 14 Hình 2.2 Đường cáp treo có hai đường cáp kéo .14 Hình 2.3 Kết cấu thang chuyền 15 Hình 2.4 Sơ đồ băng tải cào 16 Hình 2.5 Sơ đồ băng tải cố định a, b) kết cấu băng tải; c, d, e) Các dạng cấu truyền lực 17 Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống băng tải ống 19 2.2 Các lĩnh vực sản xuất ứng dụng thiết bị vận tải liên tục 20 2.2.1 Khái quát chung 20 Hình 2.7 Bố trí lị điện trở băng tải 20 Hình 2.8 Băng tải nhà máy xi măng 21 Hình 2.9 Hệ thống băng tải hành lý .22 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật điều khiển truyền động cho thiết bị vận tải liên tục 22 2.3.1 Các yêu cầu chung 22 2.3.2 Yêu cầu điều khiển .23 2.4 Tổng quan dây chuyền phân loại sản phẩm 24 2.4.1 Khái niệm phân loại dây chuyền phân loại sản phẩm 24 2.4.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu 25 CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ, CÔNG NGHỆ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 26 3.1 Tổng quan PLC PLC S7-1200 26 3.1.1 Tổng quan PLC 26 Hình 3.1 Các khối PLC 27 Hình 3.2 Các khối chức đặc biệt PLC .28 Hình 3.3 Sơ đồ ghép nối hệ điều khiển PLC Siemen .29 Hình 3.4 Q trình hoạt động vịng qt .29 3.1.2 Giới thiệu PLC S7-1200 .30 Hình 3.5 Tổng quan PCL S7- 1200 31 Hình 3.6 Bảng tín hiệu PLC S7- 1200 .34 Hình 3.7 Các Module tín hiệu PLC S7- 1200 34 Hình 3.8 Các module truyền thông PLC S7- 1200 34 3.2 Giới thiệu chung Arduino R3 35 3.2.1 Giới thiệu 35 Hình 3.9 Những phiên ArduinoUno 36 3.2.2 Uno 36 Hình 3.10 Arduino Uno 36 3.2.3 Cấu trúc, thông số .36 Hình 3.11 Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn .37 Hình 3.12 Arduino đời đầu .38 Hình 3.12 Các lỗ vít giúp cố định vị trí Arduino 38 Hình 3.13 Các ngõ vào/ngõ Arduino 39 Hình 3.14 Các shield xếp chồng lên Arduino 40 Hình 3.15 Một số shield thơng dụng 41 3.3 Giới thiệu cảm biến màu TCS3200 41 3.3.1 Tổng quan 41 Hình 3.16 Cảm biến màu sắc TCS 3200 41 3.3.2 Đặc điểm 41 3.3.3 Nguyên lý hoạt động cảm biến màu linh kiện điện tử TCS3200 42 3.3.4 Arduino giao tiếp với cảm biến màu sắc TCS3200 43 3.4 Băng tải động kéo băng tải .44 Hình 3.17 Động giảm tốc 24V 44 3.5 Rơ le trung gian .44 Hình 3.18 Rơ le trung gian .44 3.6 Khối nguồn 44 Hình 3.19 Nguyên lý nguồn chiều .45 Hình 3.20 Bộ nguồn 24 VDC 46 3.7 Nguồn khí nén 46 Hình 3.21 Bình tích áp 47 3.8 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK 47 3.9 Nút ấn đèn báo 48 Hình 3.22 Nút ấn điều khiển đèn báo 48 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .49 4.1 Phần mềm TIA Portal .49 4.1.1 Khởi động nạp chương trình TIA PORTAL cho S7 1200 49 Hình 4.1 Biểu tượng phần mềm lập trình .50 Hình 4.2 Configure a device 50 Hình 4.3 Chọn CPU 1212 DC/DC/DC 51 Hình 4.4 Giao diện phần mềm TIA Portal 52 Hình 4.5 Khai báo module SM1223 .52 Hình 4.7 Download to device 53 4.1.2 Các câu lệnh sử dụng tốn 53 Hình 4.8 Khối MC_Power .55 Hình 4.9 Khối MC_Reset .56 Hình 4.10 Khối MC_Home 56 Hình 4.12 Khối MC_MoveJog .58 Bảng 4.8 Tham số khối MC_MoveJog 58 4.1.3 Các khối chương trình .58 4.1.4 Cài đặt khối Technology cài đặt STEP 60 Hình 4.13 Khối technology Object 60 Hình 4.14 Lựa chọn kiểu phát xung .61 Hình 4.15 Chọn chân phát xung chân điều hướng cho động step 62 Hình 4.16 Chọn độ phân giải cho servo 62 Hình 4.17 Đặt địa cho cơng tắc hành trình servo 63 4.2 Phần mềm WinCC 64 4.2.1 Tổng quan phần mềm WinCC 64 4.2.2 Cấu trúc Control Center 65 Hình 4.18 Cấu trúc WinCC 66 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 5.1 Kết đạt 71 5.2 Đánh giá chung 71 5.3 Phương hướng phát triển 71 KẾT LUẬN 72 DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ băng gầu Hình 2.2 Đường cáp treo có hai đường cáp kéo Hình 2.3 Kết cấu thang chuyền Hình 2.4 Sơ đồ băng tải cào Hình 2.5 Sơ đồ băng tải cố định a, b) kết cấu băng tải; c, d, e) Các dạng cấutruyền lực Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống băng tải ống Hình 2.7 Bố trí lị điện trở băng tải Hình 2.8 Băng tải nhà máy xi măng Hình 2.9 Hệ thống băng tải hành lý Hình 3.1 Các khối PLC Hình 3.2 Các khối chức đặc biệt PLC Hình 3.3 Sơ đồ ghép nối hệ điều khiển PLC Siemen Hình 3.4 Quá trình hoạt động vịng qt Hình 3.5 Tổng quan PCL S7- 1200 Hình 3.6 Bảng tín hiệu PLC S7- 1200 Hình 3.7 Các Module tín hiệu PLC S7- 1200 Hình 3.8 Các module truyền thơng PLC S7- 1200 Hình 3.9 Những phiên ArduinoUno Hình 3.10 Arduino Uno Bảng 3: Một vài thơng số Arduino UNO R3 Hình 3.11 Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn Hình 3.12 Arduino đời đầu Hình 3.12 Các lỗ vít giúp cố định vị trí Arduino Hình 3.13 Các ngõ vào/ngõ Arduino Hình 3.14 Các shield xếp chồng lên Arduino Hình 3.15 Một số shield thơng dụng Hình 3.16 Cảm biến màu sắc TCS 3200 Hình 3.17 Động giảm tốc 24V Hình 3.18 Rơ le trung gian Hình 3.19 Nguyên lý nguồn chiều Hình 3.20 Bộ nguồn 24 VDC Hình 3.21 Bình tích áp Hình 3.22 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18- D80NK Hình 3.22 Nút ấn điều khiển Bảng 1: Bảng phân loại chức dòng PLC S7- 1200 Bảng 2: Bảng module hỗ trợ PLC S7- 1200 Bảng Bảng sơ đồ chân Bảng Bảng lựa chọn loại photodiode Bảng Bảng chọn mở rộng tần số đầu Bảng Cách kết nối Arduino với module TCS3200 Bảng Cách kết nối Arduino với cảm biến E18- D80NK LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại với công nghiệp hóa đại hóa đất nước nhiều ngành cơng nghiệp phục vụ q trình cơng nghiệp phát triển đất nước Như khai thác khoáng sản vận chuyển nguyên vật liệu bến cảng, nhà máy Băng tải dùng để vận chuyển vật liệu rời nhờ ưu điểm có khả vận chuyển hàng hóa xa, làm việc êm suất cao tiêu hao lượng thấp Chính nhờ ưu điểm mà băng tải ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khai thác hầm mỏ, bến cảng Mặt khác yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ.) Chính cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển khả trình PLC Nhờ đặc tính trội mà PLC ứng dụng vào nhiều nghành cơng đoạn sản xuất khác Một số công đoạn phân loại sản phẩm - công đoạn hồn tồn làm thủ cơng với trợ giúp PLC suất hiệu tăng lên gấp bội Và mà em định thực Đồ án với đề tài “Nghiên cứu tổng quan hệ thống băng tải, thiết kế mơ hình băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng PLC S71200” Thông qua đồ án này, em có hội tiếp cận sử dụng PLC; đồng thời em có trải nghiệm thực tế vơ hữu ích q trình làm đồ án Nó giúp em củng cố vững học nhà trường phát triển kĩ làm việc thực tế Trong trình nhận đề tài, với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình Nguyễn Thị Điệp em hoàn tất xong đồ án Tuy nhiên thời gian có hạn kinh nghiệm thân nên đồ án khơng tránh sai sót, em mong đưược đóng góp ý kiến bảo thầy cô bạn Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa tự động hoá trường Đại Học Điện Lực tạo điều kiện giúp đỡ tận tình để em hoàn thành đồ án Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Điệp giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hình 4.19 Sơ đồ đấu mạch điều khiển cho van 5/2 Hình 4.20 Sơ đồ chân I PLC Hình 4.21 Sơ đồ chân q PLC Hình 4.22 Sơ đồ cấp nguồn PLC 4.3.4 Lưu đồ thuật toán 4.3.5 Bài tập ứng dụng CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt 5.2 Đánh giá chung 5.3 Phương hướng phát triển KẾT LUẬN PHỤ LỤC Code PLC -Main: - FC: Step Code arduino Bản vẽ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG