Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo khối lượng đóng gói và quản lý thông tin sử dụng plc s7 1200

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT HUTECH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG, ĐĨNG GĨI VÀ QUẢN LÝ THƠNG TIN SỬ DỤNG PLC S7 – 1200 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS BÙI MINH DƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: LỚP: Nguyễn Công Trường 1915781007 19HDCA2 Hồ Đình Vinh 1915781008 19HDCA2 Nguyễn Thanh Tùng 1916781002 19LDDCA2 Thành Phố Hồ Chí Minh, Ngày 26 Tháng 09 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT HUTECH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG, ĐÓNG GÓI VÀ QUẢN LÝ THÔNG TIN SỬ DỤNG PLC S7 – 1200 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS BÙI MINH DƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: LỚP: Nguyễn Công Trường 1915781007 19HDCA2 Hồ Đình Vinh 1915781008 19HDCA2 Nguyễn Thanh Tùng 1916781002 19LDDCA2 Thành Phố Hồ Chí Minh, Ngày 26 Tháng 09 năm 2021 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Được chấp thuận Thầy/Cô Viện Kỹ Thuật – Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh cho nhóm thực đồ án với nội dung “Thiết Kế Mơ Hình Phân Loại Sản Phẩm Theo Khối Lượng, Đóng Gói Và Quản Lý Thơng Tin Sử Dụng PLC S7 – 1200” Cùng với giúp đỡ Giảng Viên hướng dẫn Thầy TS Bùi Minh Dương tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trình thực xây dựng đồ án Nhóm xin cam đoan đồ án “Thiết Kế Mơ Hình Phân Loại Sản Phẩm Theo Khối Lượng, Đóng Gói Và Quản Lý Thông Tin Sử Dụng PLC S7 – 1200” nghiên cứu độc lập nhóm Kỹ Thuật Điện Các số liệu cung cấp từ báo cáo kết nghiên cứu hồn tồn trung thực, khơng chép từ cơng trình nghiên cứu khác Tất tài liệu trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Nhóm xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Nhà Trường phát sai phạm hay chép đề tài Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 01 Tháng 09 Năm 2021 Các sinh viên thực Nguyễn Thanh Tùng Nguyễn Công Trường i Hồ Đình Vinh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Nhóm thực Đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ Thuật Điện xin gửi lời cảm ơn Trường Đại học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh (HUTECH), Thầy/Cơ Viện Kỹ Thuật đặc biệt Thầy Bùi Minh Dương tận tình giảng dạy, trang bị cho Nhóm kiến thức cần thiết thời gian qua để nhóm hồn thành tốt Đồ án tốt nghiệp năm 2021 Nhóm xin gửi lời chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo Cơng ty Cổ Phần Vinacafé Biên Hịa cho phép nhóm tiếp cận dây chuyền sản xuất, hỗ trợ thiết bị để thực đồ án Mặc dù với kinh nghiệm non trẻ, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót lúc thực đề tài báo cáo này, mong giúp đỡ chia sẻ từ Thầy để nhóm hồn thành báo cáo tốt Cuối cùng, nhóm thực Đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ Thuật Điện xin chân thành cảm ơn! ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHIẾU ĐĂNG KÍ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1.1 Lý Do Lựa Chọn Đề Tài 1.1.2 Mục Tiêu Của Đề Tài 1.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 1200 2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 1200 2.1.1 PLC S7 – 1200 Lựa Chọn Cho Hệ Thống Vừa Và Nhỏ iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1.2 Một Số CPU S7 – 1200 Thông Dụng 11 2.1.3 Khối Hàm, Bộ Định Thì, Bộ Đếm PLC S7 – 1200 14 2.2 MODULE PHẦN CỨNG PLC S7 – 1200 15 2.2.1 MODULE CPU Xử Lý Trung Tâm 15 2.2.2 Module Nguồn – Power Module 16 2.2.3 Module Tín Hiệu SM 17 2.2.4 Module Xử Lý Truyền Thông 18 2.2.4.1 Module Xử Lý Truyền Thông CM124x 18 2.2.4.2 Module Xử Lý Truyền Thông CP124x 19 2.2.5 Các Module Đặc Biệt Và Module SB 20 2.2.5.1 Module I/O Link 20 2.2.5.2 Module Cân Siwarex 21 2.2.5.3 Module SB 25 2.3 VÙNG NHỚ, ĐỊA CHỈ VÀ KIỂU DỮ LIỆU 25 2.3.1 Vùng Nhớ Chương Trình PLC S7 – 1200 25 2.3.2 Thẻ Nhớ MMC 26 2.3.3 Kiểu Dữ Liệu Của PLC S7 – 1200 27 2.3.4 Vùng Nhớ 28 2.4 PHẦN MỀM VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 30 2.4.1 Phần Mềm Lập Trình PLC S7 – 1200 30 iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.4 LẬP TRÌNH THIẾT KẾ WEB SERVER 4.4.1 Lưu Đồ Các Bước Thực Hiện Thiết Kế Web Server Hình 4.11: Lưu đồ bước thiết kế web server 4.4.2 Cơ Sở Về HTML Và Khởi Tạo Trang HTML HTML ngơn ngữ lập trình web đơn giản, tạo thành từ thẻ Tag nội dung dạng text Mỗi thẻ bao quanh đối tượng định thuộc tính liên quan đến đối tượng Các đoạn mã người lập trình thiết kế phải chắn sử dụng mã ký tự dạng UTF – Hình 4.12: Cú pháp khai báo trang HTML 68| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.4.3 Cơ Sở Về AWP Và Các Tập Lệnh AWP Hỗ Trợ Cho WEB SERVER AWP dòng ghi trang HTML PLC biên dịch hiểu Nhờ mà liệu PLC truy cập trang User – Defined Web Web Server CPU S7 – 1200 cung cấp lệnh AWP để thực tác vụ sau: - Đọc giá trị biến liệu - Ghi giá trị biến liệu - Đọc giá trị biến đặc biệt (special variable) - Ghi giá trị biến đặc biệt - Thay giá trị số văn (enum type) - Gán liệu cho biến văn - Tạo mảng liệu DB Hình 4.13: Cú pháp khai báo AWP 4.4.4 Phần Mềm Visual Studio Code Visual Studio Code biên tập mã phát triển Microsoft dành cho Windows, Linux macOS VS Code hỗ trợ chức debug, kèm với Git, có syntax highlighting, tự hồn thành mã thơng minh, snippets, cải tiến mã nguồn VS Code cho phép tùy chỉnh, đó, người dùng thay đổi theme, phím tắt tùy chọn khác 69| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.14: Các chức phụ thuộc vào ngơn ngữ VS Code Hình 4.15: Lập trình Tiêu đề, khai báo 70| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.16: Lập trình tiêu đề chức cài đặt thơng số Hình 4.17: Lập trình phần chức cài đặt thơng số 71| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.18: Trang hiển thị tiêu đề, chức cài đặt thơng số Web Hình 4.19: Lập trình bảng trạng thái hệ thống 72| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.20: Bảng trạng thái hiển thị lên Web Hình 4.21: Lập trình chèn hình ảnh vào Web 73| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.22: Hình ảnh lên Web Hình 4.23: Lập trình khối lượng số lượng cài đặt 74| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.24: Lập trình phân loại sản phẩm Hình 4.25: Lập trình tín hiệu cảm biến sản phẩm thùng hàng 75| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.26: Lập trình băng tải phân loại, băng tải thùng hàng Hình 4.27: Lập trình khối lượng cài tín hiệu đẩy sản phẩm 76| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.28: Trang Web hồn thiện quản lý thơng tin 77| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN 5.1 ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Với mục tiêu đề ban đầu giải vấn đề chưa tự động, thiếu quản lý thông tin công đoạn cà phê nhà máy Vinacafé Biên Hịa, nhóm cố gắng hồn thiện mơ hình hoạt động cách tối ưu Mơ hình hoạt động có tính liên tục, hiệu quả, với nguyên lý hoạt động đặt Sau hoàn thành tiến hành chạy thử nghiệm thành cơng, nhóm đưa vấn đề sau: Về ưu điểm: - Sử dụng PLC S7 – 1200 làm cơng cụ tự động hóa dây chuyền phù hợp với hệ thống vừa nhỏ; - Phân loại sản phẩm đạt sản phẩm không đủ khối lượng; - Sử dụng Web Server làm tối ưu khả quản lý thông tin hệ thống mà không cần dùng phần mềm nặng, phức tạp từ TIA Portal hay WinCC; - Nhóm nắm bắt nguyên lý hoạt động, khả lập trình TIA Portal Web Server; Về nhược điểm: - Giao diện Web cịn đơn giản chưa q chun nghiệp; - Lập trình Web VS Code phức tạp, thành viên nhóm chưa nắm bắt hết; - Chưa tối ưu lên Mobile Web; - Cân Loadcell chưa ổn định; Qua đó, nhóm rút nhiều học để ngày hoàn thiện kiến thức, kỹ mơ hình có ứng dụng thực tiễn, chun nghiệp 78| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 KẾT LUẬN Trong đề tài Thiết kế mơ hình phân loại sản phẩm theo khối lượng, đóng gói quản lý thơng tin sử dụng PLC S7 – 1200 nhóm đưa tóm tắt kết luận sau: Chương nhóm giới thiệu quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê hịa tan để áp dụng mơ hình vào cơng đoạn sản xuất chưa tự động cịn sử dụng sức người Lý nhóm làm mơ hình giải vấn đề tồn đọng: - Giảm hao hụt nguyên liệu - Giảm sức lao động trực tiếp - Tăng độ xác cân nặng sản phẩm - Tiết kiệm lượng - Năng suất, công suất sản xuất sản phẩm tăng lên Chương nhóm trình bày sở lý thuyết PLC S7 – 1200, điều khiển phù hợp với hệ thống vừa nhỏ Hiểu rõ thông số CPU Siemens, cụ thể CPU sử dụng mơ hình CPU 1214C, với khối hàm, định thì, đếm, vùng nhớ, địa kiểu liệu PLC S7 – 1200 Giới thiệu phần mềm lập trình TIA Portal V15.1, sử dụng ngơn ngữ lập trình LAD: ngơn ngữ lập trình theo sơ đồ mạch Chương Thiết kế mơ hình, chương nhóm đưa sơ đồ - vẽ - giải thích nguyên lý hoạt động – phần khí cụ điện cách lập trình phần mềm Cách cài địa IP, mạng truyền thông Ethernet cho PLC S7 – 1200 Code khối lập trình mơ hình, xử lý tín hiệu analog loadcell Phần khí cụ điện giới thiệu thiết bị sử dụng mơ loadcell, động DC, cảm biến băng tải Chương nhóm trình bày thiết kế web server, bước thiết kế lập trình web, giới thiệu trang web Lập trình Visual Studio code, sở trang HTML, cú pháp AWP Các cách 79| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP truy cập trang web server PLC Có thể sử dụng máy tính thiết bị di động thông qua Ethernet nhập địa IP CPU Thời gian làm đồ án vừa qua thử thách cho thân thành viên, đại dịch Covid – 19 khơng có dấu hiệu suy giảm tính đến thời điểm nay, nhóm chuẩn bị thiết bị, vật tư mơ hình tháng Thời điểm tháng 6, tháng tháng giãn cách xã hội theo thị 16 Chính Phủ, nhóm khơng thể gặp mặt bàn bạc cụ thể với Thầy hướng dẫn, team vượt lên để hoàn thiện gần 90% mơ hình vào hoạt động Q trình làm việc vừa qua nhóm đúc rút điểm đáng ý sau: - Cần tìm hiểu học kinh nghiệm làm việc nhóm để nâng cao hiệu công việc; - Đáp ứng thực yêu cầu công việc giao; - Cũng cố sở lý thuyết chun mơn PLC, lập trình Web; - Luôn chủ động, nhanh nhẹn công việc; Những điều chưa đạt khó khăn: - Mỗi thành viên có điểm mạnh yếu khác nên kết hợp chưa đoàn kết đến thống nhất; - Khả lập trình ứng dụng thực tế cịn chưa tốt; - Phân phối cơng việc chưa hợp lý, cần xếp thời gian làm việc phù hợp; Tuy vậy, học lớn với nhóm để hồn thiện thân, ứng dụng tốt từ mơ hình đến thực tế, có mơ hình áp dụng cho mục tiêu kinh doanh phải tiền cho doanh nghiệp cốt lõi nhóm hướng tới Nếu khơng có đóm lửa nhỏ khơng có biến chuyển lớn Chắc chắn khoảng thời gian sau nhóm có kinh nghiệm dây chuyền sản xuất, sở để tự tin đưa giải pháp tự động hóa cho doanh nghiệp Không dừng lại phân loại sản phẩm cà phê, mà mơ hình nhóm đưa đáp ứng nhiều yêu cầu thực tế 80| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một lần nữa, Nhóm cảm ơn Trường Đại Học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh hỗ trợ cho nhóm thời gian hồn thành đồ án Đã gắn bó với Hutech nhiều kỷ niệm, chắn tuổi xuân với Hutech trang sách đẹp đẽ thân thành viên Cảm ơn GVHD, Thầy Bùi Minh Dương đồng hành nhóm từ mơn học đến khóa đồ án tốt nghiệp năm nay, Thầy băng qua mơn học hồn thành tốt nhiệm vụ Đồ án giao phó, vượt lên biến cố phức tạp mà xã hội xảy ra, cảm ơn Viện Kỹ Thuật Hutech sát cánh sinh viên, Cảm ơn q Cơng ty CP Vinacafé Biên Hịa giúp đỡ nhóm trang thiết bị để hồn thành mơ hình Lời nói cuối Nhóm xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 09 năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Công Trường Nguyễn Thanh Tùng 81| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G Hồ Đình Vinh NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Website: Hướng dẫn lập trình VS Code - YouTube Website: Https://vi.wikipedia.org/wiki/Visual_Studio_Code Website: https://hshop.vn/ Trần Văn Hiếu (2019) Tự Động Hóa PLC S7 – 1200, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, Việt Nam Trần Văn Hiếu (2019) Thiết Kế Hệ Thống HMI/SCADA Với TIA PORTAL, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, Việt Nam Tài liệu S7 – 1200 Easy Book Siemens phát hành 03/2014 Tài liệu S7 – 1200 Programmable controller – System Manual Siemens phát hành 08/2018 Tài liệu Getting started with S7 – 1200 Siemens phát hành 11/2019 82| T S B Ù I M I N H D Ư Ơ N G NHÓM KỸ THUẬT ĐIỆN