Tổng quan về các phương pháp- Nhìn chung các mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao đều có cách thức hoạtđộng chung là đặt vật lên bang tải khi vật đi qua cảm biến, nếu cảm biến nhận
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO SỬ DỤNG PLC S7-1200 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng dẫn : Lớp : Sinh viên thực : Th.S Phan Thị Thanh Vân 123DADKL03 Nguyễn Trung Hiếu Vũ Nguyễn Thế Anh 205055120012 205055120010 Đà Nẵng, tháng năm 2023 MỤC LỤ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỀM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO SỬ DỤNG PLC S7-1200 1.1 Tính cấp thiết .2 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tổng quan phương pháp 1.2.2 Lựa chọn giải pháp cho đề tài 1.2.3 Nguyên lý hoạt động .8 1.3 Mục tiêu đề tài .9 1.4 Nội dung đề tài 1.5 Phạm vi ứng dụng đề tài .9 1.6 Giới hạn đề tài 1.7 Kết luận chương 10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 - 1200 VÀ PHẦN MỀM TIA PORTAL 11 2.1 Tổng quan PLC .11 2.2 Giới thiệu PLC S7-1200 13 2.3 Giới thiệu phần mềm TIA Portal .17 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 23 3.1 Quy trình cơng nghệ hệ thống 23 3.1.1 Quy trình cơng nghệ 23 3.1.2 Quy trình cơng nghệ 24 3.1.3 Quy trình công nghệ 26 3.1.4 Lựa chọn quy trình cơng nghệ 27 3.2 Thiết kế phần cứng 29 3.2.1 Sơ đồ khối 29 3.2.2 Thiết kế lựa chọn thiết bị 29 3.2.2.1 Bộ điều khiển : .29 3.2.2.2 Bộ phận băng tải : 30 3.2.2.3 Nguồn tổ ong 24VDC 32 3.2.2.4 Cảm biến hồng ngoại PNP E3F – DS30P1 33 3.2.2.5 Relay trung gian kiếng chân 33 3.2.2.6 Nút nhấn tự giữ có đèn CML LA39-11DS 34 3.2.2.7 Van điện từ khí nén 4v210-08 24VDC 35 3.2.2.8 Xilanh khí nén trịn MAL 16x75 36 3.2.2.9 Cáp kết nối 37 3.2.3 Sơ đồ đấu nối dây 38 3.3 Thi công mơ hình hệ thống .39 3.3.1 Thi công phần cứng 39 3.3.2 Hồn thiện mơ hình 39 Chương : Xây dựng chương trình điều khiển giám sát hệ thống 40 4.1 Bảng phân công đầu vào/ra 40 4.1.1 Bảng phân công đầu vào 40 4.1.2 Bảng phân công đầu 40 4.2 Lưu đồ thuật toán 41 4.2.1 Chương trình 41 4.2.2 Chương trình Auto .42 4.2.3 Chương trình Manual 43 4.3 Chương trình điều khiển 44 4.3.1 Chương trình 44 4.3.2 Chương trình Auto .45 4.3.3 Chương trình Manu 47 4.3.4 Chương trình Mơ 48 4.4 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WinCC 49 CHƯƠNG : THỬ NGHIỆM, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT QUẢ 50 5.1 Kết đạt : 50 5.2 Kết thực tế 50 5.3 Những ưu điểm 50 5.4 Những nhược điểm 51 5.5 Hướng phát triển .51 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1 : PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC Hình : Hình ảnh băng tải PVC .5 Hình : Cảm biến hồng ngoại PNP E3F-DS30P1 Hình : Hình ảnh xi lanh tác động kép Hình 6: Mơ hình giai đoạn phát triển hệ thống Hình : PLC siemens .12 Hình 2 : PLC Mitsubishi 12 Hình 3: PLC Schneider 13 Hình : PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC 14 Hình : Module nguồn ni 15 Hình : Module mở rộng tín hiệu vào/ra 15 Hình : Module truyền thông 16 Hình : Module Analog 16 Hình 10 : Phần mềm TIA Portal 18 Hình 11 : Biểu tượng TIA Portal .19 Hình 12 : Create new project 19 Hình 13 : Configure a device 20 Hình 14 : Add new device 21 Hình 15 : Chọn cấu hình cho PLC S7 1200 21 Hình 16: Project tạo .22 Hình 17 :Thanh cơng cụ 22 Hình 18 : Tìm kết nối địa IP PLC 22 Y Hình : Sơ đồ khối hệ thống 29 Hình : PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC 30 Hình 3 : Động băng tải 30 Hình : Nguồn tổ ong 24VDC 5A 32 Hình : Cảm biến hồng ngoại PNP E3F – DS30P1 .33 Hình : Relay trung gian kiếng chân 33 Hình : Nút nhấn tự giữ có đèn CML LA39-11DS .34 Hình : Van điện từ khí nén 4v210 – 08 24VDC 35 Hình : Xilanh khí nén trịn MAL 16x75 36 Hình 10 : Dây cáp kết nối 37 Hình 11 : Sơ đồ đấu nối PLC 38 Hình 12 : Mơ hình thi cơng phần cứng 39 Hình 13 : Mơ hình sau hồn thiện 39 Hình : Lưu đồ thuật tốn chương trình 41 Hình : Lưu đồ thuật tốn chương trình Auto .42 Hình 4 : Lưu đồ thuật tốn chương trình Manu 43 Hình : Giao diện giám sát điều khiển WinCC 49 Đồ án điều khiển logic GVHD : Th.S Phan Thị Thanh Vân LỜI MỞ ĐẦU Hiện công nghiệp đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ …) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển khả trình PLC Từ PLC đời thay số phương pháp cũ nhờ khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa vào việc lập trình tập lệnh logic Để thực công việc cách khoa học nhằm đạt số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi kinh tế Các công ty,xí nghiệp sản xuất thường sử dụng cơng nghệ lập trình PLC sử dụng loại phần mềm tự đơng Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Để tìm hiểu rõ PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC S7-1200 ” Trong trình thực chương trình cịn gặp nhiều khó khăn tài liệu tham khảo cho vấn đề hạn hẹp liên quan đến nhiều vấn đề phần dây chuyền Mặc dù cố gắng khả năng, thời gian có hạn kinh nghiệm chưa nhiều nên tránh khỏi sai sót mong đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo để đồ án hoàn thiện SVTH : Nguyễn Trung Hiếu, Vũ Nguyễn Thế Anh Đồ án điều khiển logic GVHD : Th.S Phan Thị Thanh Vân CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỀM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO SỬ DỤNG PLC S7-1200 1.1 Tính cấp thiết Trong thập niên gần đây, thiết bị điện tử ứng dụng rộng rãi khắp giới Sự đa dạng phát triển nghành không ngừng biến đổi Điện tử nghành kĩ thuật tinh vi giới, phương tiện gần thiếu lĩnh vực : Viễn thơng, y khoa, phịng thí nghiệm, nghiên cứu, … Nó đảm bảo hiệu suất cơng việc độ tin cậy thỏa mãn cho người sử dụng, điện tử ngành mà tín hiệu vận động đặt sở dòng điện điện áp Từ linh kiện nhỏ đơn giản ta tạo thiết bị thật hữu dụng sống ngày đặc biệt sản xuất Những thiết bị tinh vi giúp giải phóng sức lao động, tạo hiệu suất lao động chưa có máy hoạt động thay cho vài chục nhân cơng, chí cịn Sự kết hợp ngành điện – điện tử ngành khí bước tiến quan trọng phát triển tự động hóa cơng nghiệp Hiện Đất nước ta trình phát triển hội nhập, mặt hàng sản xuất đạt tiều chuẩn chất lượng, mà cịn địi hỏi phải có độ xác cao hình dạng, kích thước, trọng lượng…Cho nên từ khu cơng nghiệp hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc phối hợp với nhu cầu sản xuất, để tạo suất cao trình sản xuất Trong Nhà máy, sản phẩm sản xuất trước xuất xưởng phải trải qua nhiều giai đoạn kiểm tra sản phẩm Tuỳ theo sản phẩm sản xuất mà phải kiểm tra qua khâu khác nhau, chẳng hạn kiểm tra chất lượng, kích thước, hình dạng, trọng lượng …Trong đề tài này, chúng em xin thực việc : “ Thiết kế chế tạo mơ hình đếm phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC S7-1200 ” Đề tài giúp cho chúng em phần hiểu rõ cách thức hoạt động dây chuyền thiết bị dùng việc phân loại sản phẩm, đồng thời ứng dụng PLC vào việc điều khiển chúng, hệ thống băng chuyền SVTH : Nguyễn Trung Hiếu, Vũ Nguyễn Thế Anh Đồ án điều khiển logic GVHD : Th.S Phan Thị Thanh Vân Đề tài trình bày theo dạng mơ hình mơ Nên q trình thực luận văn không tránh khỏi sai sót Kính mong q Thầy Cơ góp ý để hồn thiện tốt 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tổng quan phương pháp - Nhìn chung mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao có cách thức hoạt động chung đặt vật lên bang tải vật qua cảm biến, cảm biến nhận sevor xi lanh đẩy vật thùng chứa quy định Cấu trúc tổng thể mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao: PLC - PLC từ viết tắt programmable logic controller, thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm PLC dùng để thay mạch relay (rơ le) thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi đầu vào đầu thay đổi theo Ngơn ngữ lập trình PLC Ladder hay State Logic Ưu điểm : - Dễ dàng thay đổi chương trình theo ý muốn, thích hợp để lập trình cho nhiều ứng dụng khác - Mạch điện gọn nhe, dễ dàng việc bảo quản, sữa chữa thay - Độ tin cậy cao, chuẩn hóa thiết bị - Thực thuật tốn phức tạp độ xác cao - Câu trúc PLC dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra mở rộng chức khác - Khả chống nhiễu tốt, hoàn toàn làm việc tin cậy môi trường công nghiệp SVTH : Nguyễn Trung Hiếu, Vũ Nguyễn Thế Anh Đồ án điều khiển logic - GVHD : Th.S Phan Thị Thanh Vân Sử dụng tốt môi trường nhiệt độ, độ ẩm cao, dòng điện dao động Nhược điểm : - Trong mạch điều khiển máy móc quy mơ nhỏ chắn tiền chi mua PLC lớn nhiều so với sử dụng rơ le - Do chưa thể tiêu chuẩn hóa chung ngơn ngữ lập trình PLC tồn giới nên hãng sản xuất lại sử dụng ngơn ngữ riêng Vì mà tính thống bị hạn chế … - Những khách hàng lần đầu tiếp cận thấy khó khăn việc làm quen, cài đặt, lập trình Hình 1 : PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC Bộ phận băng tải : - Băng tải thiết bị truyền tải sản phẩm, nguyên liệu, giúp di chuyển từ vị trí sang vị trí khác với tốc độ nhanh, hiệu xác Băng tải công nghiệp thiết kế để chịu khối công việc lớn, điều kiện môi trường làm việc khắc nghiệt, di chuyển theo hướng khác Các loại băng tải cấu tạo nhiều loại vật liệu khác nhau, chủng loại phong phú đa dạng SVTH : Nguyễn Trung Hiếu, Vũ Nguyễn Thế Anh