Hệ thống phát sách tự động dạng module điều khiển bằng plc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÁT SÁCH TỰ ĐỘNG DẠNG MODULE ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Ngành: Kỹ thuật Cơ, điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hoài Nhân Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Sử Trường An 1711030043 17DCTA1 Bùi Hoàng Anh 1711030069 17DCTA1 Nguyễn Đức Duy 1711030355 17DCTA1 TP Hồ Chí Minh, tháng 09/2021 LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÁT SÁCH TỰ ĐỘNG DẠNG MODULE ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hoài Nhân Họ tên sinh viên thực Mã số sinh viên : (1) Nguyễn Đức Duy – 1711030355 – 17DCTA1 (2) Bùi Hoàng Anh – 1711030069 – 17DCTA1 (3) Sử Trường An – 1711030043 – 17DCTA1 Ngày nộp Đồ Án Tốt Nghiệp: “Nhóm thực Đồ Án Tốt Nghiệp (ĐATN) chúng em xin cam đoan cơng trình nhóm nghiên cứu thực hướng dẫn giảng viên hướng dẫn thầy Nguyễn Hồi Nhân Nhóm không chép từ viết hay cơng trình cơng bố hay thực mà khơng trích dẫn rõ nguồn gốc.” Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày …tháng … năm 2021 (Ký tên ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Lời nói chúng em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo nhà trường Đại học Cơng nghệ Tp.HCM nói chung lãnh đạo Viện Kĩ thuật nói riêng tạo điều kiện tốt cho tất sinh viên chúng em suốt khoảng thời gian học tập trường Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cơ Điện Tử với đề tài Hệ thống phát sách tự động dạng modul điều khiển PLC kết trình cố gắng không ngừng nghỉ thân nhận hướng dẫn tận tình thầy cơ, anh chị bạn bè Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người giúp đỡ em q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Hoài Nhân giảng viên hướng dẫn người trực tiếp hướng dẫn đồ án Thầy tận tình hướng dẫn bảo cung cấp tài liệu cần thiết suốt trình thực đồ án Cuối em xin cảm ơn đến công ty RMG Technologies Việt Nam nơi em thực tập giúp em có kiến thức thực tế vơ bổ ích giúp đồ án trở nên hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH v DANH SÁCH CÁC BẢNG vii DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ vii LỜI MỞ ĐẦU .1 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Sơ lược hệ thống .5 1.2 Sơ lược nguyên lý hoạt động Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Mở đầu 2.2 Hệ thống tự động hóa 2.3 Hệ thống máy bán hàng tự động thực tế Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 10 3.1 Phân tích ưu điểm hệ thống máy phát sách tự động .10 3.2 Phân tích nhược điểm hệ thống phát sách tự động .11 3.3 Các loại máy bán hàng tự động .11 Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 17 4.1 Phát thảo ý tưởng 17 4.2 Thiết kế tổng thể mơ hình hệ thống .18 4.3 Thiết kế khay đựng sách 19 4.4 Thiết kế khớp nối 20 4.5 Giới thiệu linh kiện sử dụng mơ hình 21 4.5.1 Động Step .21 4.5.2 Relay .31 4.5.3 Nguồn tổ ong 24VDC – 15A 33 4.5.4 Driver điều khiển 36 iii 4.5.5 Điều khiển lập trình (PLC Mitsubishi FX) PLC 39 4.5.6 Thiết bị hiển thị (HMI) 46 Chương 5: THI CÔNG 50 5.1 Thi công lắp ráp hệ thống khí 50 5.1.1 Công cụ hỗ trợ 50 5.1.2 Mơ hình thực tế .50 5.2 Thi công lắp ráp hệ thống điện 52 5.2.1 Công cụ hỗ trợ 52 5.2.2 Sơ đồ đấu nối thiết bị 52 5.3 Lập trình dao diện HMI .53 5.3.1 Giới thiệu phần mềm lập trình giao diện hình EB 8000 .53 5.3.2 Giao diện HMI hệ thống 55 5.4 Lập trình chương trình điều khiểu PLC .56 5.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trình chương trình PLC Mitsubishi FX3U- 24MT .56 5.4.2 5.5 Chương trình điều khiển hệ thống 58 Thực nghiệm kiểm tra .61 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 63 6.1 Kết luận 63 6.2 Ưu điểm nhược điểm 63 6.3 Hướng phát triển 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 iv DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh máy phát sách tự động Hình 2.1: Hình ảnh chi tiết phận máy bán hàng tự động TPU Hình 3.1: Máy bán hàng có hình LCD .12 Hình 3.2: Máy bán hàng dạng combo 13 Hình 3.3: Máy bán hàng lựa chọn phím hình 14 Hình 3.4: Máy bán hàng khơng trang bị hình cảm ứng 15 Hình 3.5: Máy bán sách trang bị hình LCD Saigon Books .16 Hình 4.1: Tổng thể thiết kế mơ hình hệ thống máy phát sách tự động 18 Hình 4.2: Thiết kế khay chứa sách 19 Hình 4.3: Thiết kế khớp nối động với lò xo 20 Hình 4.4: Khớp nối kết nối với trục động 20 Hình 4.5: Hình ảnh thực tế động bước 22 Hình 4.6: Cấu tạo bên động bước 23 Hình 4.7: Cuộn dây động bước .24 Hình 4.8: Cấu tạo động bước nam châm vĩnh cửu 24 Hình 4.9: Nguyên lý hoạt động động bước nam châm vĩnh cửu 25 Hình 4.10: Nguyên lý hoạt động động bước biến từ trở .26 Hình 4.11: Cấu tạo động bước hỗn hợp 28 Hình 4.12: Hình ảnh relay 31 Hình 4.13: Thơng tin kích thước Relay kiếng, relay trung gian loại 14 chân 32 Hình 4.14: Sơ đồ nối dây relay 33 Hình 4.15: Nguồn tổ ong 24VDC - 15A 35 Hình 4.16: Driver điều khiển động bước tb6600 36 Hình 4.17: Sơ đồ nối dây driver TB6600 với MCU 37 v Đối với Windows 8, 10: vào tìm kiếm gõ Region and language settings > Administrative language settings -> Change System Locate = Chinese (Simplified, China) Hình 5.7: Cài đặt Region and language 5.3.2 Giao diện HMI hệ thống Hình 5.8: Giao diện ban đầu nhập ID HMI 55 Hình 5.9: Giao diện chọn sách cần lấy HMI 5.4 Lập trình chương trình điều khiểu PLC 5.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trình chương trình PLC Mitsubishi FX3U-24MT Là phần mềm lập trình điều khiển PLC MITSUBISHI GX_Works2 Trong đề tài Đồ Án Tốt Nghiệp mơ hình Hệ thống phát sách tự động, chúng em sử dụng phần mềm lập trình PLC MITSUBISHI GX_Works2 phần mềm chuyên để viết cho PLC MITSUBISHI Phần mềm có nhiều phiên bản, phiên V8.91 (Đã bao gồm FX3U FX3G) 56 Cài đặt: Link trang chủ MITSUBISHI: http://www.mitsubishielectric.com.au/2204.htm Link dowload phần mềm: http://plc-mitsubishi.com/phan-mem-lap-trinh-plc-mitsubishi-gx-works-2/ Link hướng dẫn cài đặt phần mềm: https://www.youtube.com/watch?v=Lu8xA9tJW34 Bước 1: Sau tải phần mềm PLC MITSUBISHI GX_Works2 máy tính Ta tiến hành giải nén File đính kèm Sau mở Folder: EnvMEL cho chạy File Setup.exe Hình 5.10: Giao diện cài đặt phần mềm PLC MITSUBISHI GX_Works2 Bước 2: Sau quay lại File nén ban đầu MELSOFT GX_Works2 chạy File Setup.exe, trình cài đặt ta nhập số Serial để sử dụng lâu dài Kết ta phần mềm lập trình PLC MITSUBISHI GX_Works2 hình bên dưới: 57 Hình 5.11: Giao diện phần mềm lập trình PLC Mitsubishi GX Works2 5.4.2 Chương trình điều khiển hệ thống 58 59 60 5.5 Thực nghiệm kiểm tra Bảng 5.1: Kết thử nghiệm lấy sách vị trí Lần Thành công X X X X X X X Không thành công X X 10 X Bảng 5.2: Kết thử nghiệm lấy sách vị trí Lần Thành công X X Không thành công X X X X X X X 10 X 61 Bảng 5.3: Kết thử nghiệm lấy sách vị trí Lần Thành công X X X Không thành công X X X X X X 10 X Bảng 5.4: Kết thử nghiệm lấy sách vị trí Lần Thành cơng X X X X X Không thành công X X X X 10 X ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KIỂM TRA Nhìn chung mơ hình máy phát sách đạt nguyên lý máy Về phần khí chưa thật xác nhiều hạn chế nên cịn có sai sót khơng lấy sách vị trí khay chứa sách 62 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận - Sau thời gian nghiên cứu thực Đồ Án Tốt Nghiệp mơ hình máy phát sách tự động Kết đạt sau: - Đã hoàn thiện hoàn chỉnh phần khí cho mơ hình máy phát sách tự động - Các linh kiện dùng mơ hình máy phát sách tự động hoạt động tốt, yêu cầu linh kiện mơ hình - Nắm bắt lý thuyết nguyên lý hoạt động máy phát sách tự động - Thực nghiệm quy trình, máy phát sách tự động hoạt động tương đối tốt, yêu cầu đặt - Có thể sử dụng giao diện điều khiển hình HMI để điều khiển PLC 6.2 Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm - Hoạt động tốt - Có tính lặp lại liên tục - Giúp giảm thời gian mua bán sách - Hoàn thành nhiệm vụ nhanh hơn, nhiều Nhược điểm - Kết cấu khí cịn thơ sơ - Chưa có tính linh hoạt cao - Có rung lắc nhẹ trình hoạt động - Khơng phát sách có kích thước lớn quy định 6.3 Hướng phát triển - Để mơ hình máy phát sách tự động hồn thiện sau số đề xuất chúng em hướng nghiên cứu phát triển đề tài: - Thiết kế lại khớp nối lò xo động xác cao giúp tăng độ xác động quay 63 - Sử dụng động có hộp số để tăng moment giúp đẩy nhiều sách khối lượng lớn - Gia công xác lị xo khoảng cách bước xoắn độ cứng để mơ hình chạy ổn định - Sử dụng PLC nhất, đại hãng nhằm tạo chương trình vận hành tốt cho hệ thống giúp hệ thống xử lí nhiều thơng tin lúc 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty cổ phần tự động hóa Tân Phát (TPA): http://tpu.vn/ [2] Việt Machine: https://vietmachine.com.vn/cac-loai-dong-co-buoc-step-phan-loai-ung-dung-vadieu-khien.html [3] Omron Industrial Automation Việt Nam: https://www.omron.com.vn/products/category/relays/ [4] IC Đây rồi: https://icdayroi.com/nguon-xung https://icdayroi.com/mach-driver-dong-co-buoc-tb6600-4a-42v [5] Hướng dẫn điều khiển lập trình PLC Mitsubishi FX3U: https://www.mitsubishielectric.com/fa/vn_vi/download/manual/pdf/cnt/plc012.pdf [6] Tự học lập trình PLC: https://tuhocplc.com/download/ [7] HMI Việt Nam: https://hmivietnam.vn/man-hinh-hmi-weinview/ [8] DACO Co.,Ltđ – Nhà phân phối HMI Weintek – Easyview – Weinview: http://hmi-weintek.com/phan-mem-hmi-weintek-easy-builder-8000/ 65 PHỤ LỤC (CÁC BẢN VẼ ĐÍNH KÈM) Bản vẽ thiết kế máy phát sách Bản vẽ thiết kế khay chứa sách Bản vẽ đấu nối thiết bị điện 66