Đề tài thiết kế hệ thống gấp hộp bìa cứng sử dụng plc S71200

Đề tài thiết kế hệ thống gấp hộp bìa cứng sử dụng PLC S71200.......................................................................................

MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu đề tài 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Yêu cầu thiết kế của đề tài 2

Chương 2: Phân tích hệ thống 3

2.1 Nguyên lý làm việc: 3

2.2 Đầu vào, địa chỉ vật lí của hệ thống 3

2.3 Đầu ra hệ thống 5

CHƯƠNG 3: Lập trình điều khiển 5

3.1 Biểu đồ chức năng điều khiển-Grafcet: 5

3.2 Phân tích lựa chọn PLC, sơ đồ nối dây 6

3.2.1 Phân tích lựa chọn PLC: 6

3.2.2 Sơ đồ nối dây : 12

3.3 Sơ đồ lập trình LAD: 13

3.3.1 Sơ đồ lập trình LAD ở chế độ tự động 13

3.3.2 Sơ đồ lập trình LAD ở chế độ điều khiển bằng tay 17

CHƯƠNG 4: Mô phỏng và kết luận 22

4.1 Mô phỏng HMI: 22

4.2 Mô phỏng LAD: 22

4.3 Kết luận 25

Tài liệu tham khảo: 25

Chương 1: Giới thiệu đề tài 1.1 Lý do chọn đề tài

Hệ thống gấp hộp bìa cứng là 1 hệ thống rất cần thiết trong lĩnh vực sản xuất, thương mại đến đời sống con người Để đóng gói rất nhiều sản phẩm thì ta tốn rất nhiều tiền bạc, sức lực và cả thời gian để có thể làm được việc đó Vì vậy ta cần 1

hệ thống có thể giảm bớt các tài nguyên đó bằng cách sử dụng hệ thống gấp hộp bìa cứng giúp tiết kiệm được tiền bạc thuê nhân công, sức lức và thời gian để có thể đạt được năng xuất cao và hiệu quả nhất

Xuất phát từ nhu cầu thực tế Em chọn đề tài : “ Thiết kế hệ thống gấp hộp bìa cứng ” để giải quyết được bài toán đóng gói sản phẩm theo một các thuận tiện nhất, đồng thời em có thể áp dụng những kiến thức đã được học về đề tài Đây là 1

cơ hội để em có thể tìm hiểu thêm về kiến thức mới, rèn luyện tính độc lập, tự chủ trong giải quyết 1 bài toán lớn và tinh thần làm việc

1.2 Mục tiêu của đề tài

Hiểu rõ đặc điểm, tính năng và cấu trúc của hệ thống gấp hộp bìa cứng Đưa ra những tính năng hiển thị, hệ cảnh báo quá tải để có thể đạt được những mục tiêu thực tế :

- Giải quyết các vấn đề về đóng gói sản phẩm

- Tích hợp các thiết bị phần cứng

- Phù hợp trong nhiều trường hợp,

- Có thể kết nối với những hệ thống khác để làm được nhiều công việc phức tạp hơn

1.3 Yêu cầu thiết kế của đề tài

Sau khi khởi động, động cơ băng chuyền chạy cho tới khi cảm biến quang phát hiện hộp tại trạm Khi hộp tới trạm, băng chuyền dừng và trạm sẽ đóng gói và dán hộp Hệ thống có hai pit-tông khí nén (FRONT và BACK) dùng để đẩy hai mảnh gấp xuống Khâu bơm keo dán tích cực trong một giây, sau đó hai pit-tông (LEFT

và RIGHT) giãn ra đẩy hai mảnh gấp xuống Sau khoảng thời gian 5 giây, pit-tông nén lại, động cơ băng chuyền hoạt động Hộp đã gấp sẽ được di chuyển ra ngoài, băng chuyền hoạt động cho tới khi trạm làm việc với hộp khác Quá trình cứ tiếp tục như vậy Giả thiết rằng giữa các hộp có khe hở để cảm biến quang có khả năng

phát hiện giữa các trạng thái trạm có và không có hộp Các pit-tông đều là các xilanh khí nén và được điều khiển bởi một đầu ra Khi đầu ra tích cực, pit-tông giãn ra hoặc ở trạng thái giãn tối đa Khi đầu ra không tích cực, pit-tông nén lại Mỗi pit-tông đều có khóa giới hạn phát hiện trạng thái giãn tối đa Khi nén không

có khóa giới hạn để phát hiện trạng thái nén tối đa Giả thiết rằng sau khoảng thời gian điều khiển nén 2 giây, pit-tông sẽ đạt trạng thái nén tối đa

Khi khởi động lần đầu tiên, không có hộp trong trạm, hệ thống hoạt động cho tới khi cảm biến quang phát hiện hộp đầu tiên Khi hệ thống đang hoạt động, nút start không có tác dụng Khi nhấn nút stop (không tích cực), hệ thống tạm dừng nếu băng chuyền đang hoạt động Hệ thống sẽ không dừng lại nếu đang gấp hộp hoặc đang phun keo Nếu hệ thống đang tạm dừng, nhấn nút start, hệ thống tiếp tục làm việc ở trạng thái trước đó Khi nhấn nút RESET_PB (tích cực), hệ thống sẽ khởi tạo lại Khi nhấn nút RESET_PB hệ thống không có hộp đã gấp trong trạm Nếu hệthống đang hoạt động, nút bấm RESET không có tác dụng Nút RESET chỉ có tác dụng khi hệ thống đang tạm dừng

Chương 2: Phân tích hệ thống 2.1 Nguyên lý làm việc:

- Hệ thống khởi động, hệ thống hoạt động cho đến khi cảm biến quang PE1 phát

hiện hộp đầu tiên khi đó băng chuyền dừng hệ thống tiến hành đóng hộp xi lanh trước sau giãn ra đẩy 2 mảnh hộp gấp xuống sau đó hệ thống bơm keo dán trong

vòng 1s hai xi lanh trái phải giãn ra đẩy 2 mảnh hộp còn lại xuống sau 5s 2 xi lanh trái phải thu về băng chuyền hoạt động cho tới khi trạm làm việc với hộp khác

2.2 Đầu vào, địa chỉ vật lí của hệ thống

Bao gồm :

- START_PB: Nút khởi động

- STOP_PB: Nút dừng

- RESET_PB: Nút khởi tạo

- PE1: Cảm biến quang

- FRONT_ELS: Khóa giới hạn giãn tối đa của pittong trước

- BACK_ELS : Khóa giới hạn giãn tối đa của pittong sau

- RIGHT_ELS: Khóa giới hạn giãn tối đa của pittong phải

- LEFT_ELS: Khóa giới hạn giãn tối đa của pittong trái

- MANUAL: Điều khiển ở chế độ bằng tay

- AUTO: Điều khiển hệ thống ở chế độ tự động

- MANUAL_CONV MOTOR: Điều khiển động cơ dừng ở chế độ bằng tay

- MANUAL_FRONT, BACK EXT: Điều khiển xi lanh trước sau giãn bằng tay

- MANUAL_LEFT, RIGHT EXT: Điều khiển xi lanh trái, phải giãn bằng tay

- MANUAL_GLUE SPRAY: Điều khiển phun keo bằng tay

Địa chỉ vật lí của đầu vào hệ thống

RIGHT_ELS: I4.6

LEFT_ELS: I4.7

MANUAL: I0.3

AUTO: I0.4

MANUAL_CONV MOTOR: I2.0

MANUAL_FRONT, BACK EXT: I2.1

MANUAL_GLUE SPRAY: I2.2

MANUAL_LEFT, RIGHT EXT: I2.3

2.3 Đầu ra hệ thống

Bao gồm:

- CONV_MOTOR: Điều khiển động cơ băng chuyền

- GLUE_SPRAY: Điều khiển khâu phun keo

- FRONT_EXT: Điều khiển pittong trước giãn

- BACK_EXT: Điều khiển pittong sau giãn

- RIGHT_EXT: Điều khiển pittong phải giãn

- LEFT_EXT: Điều khiển pittong trái giãn

CHƯƠNG 3: Lập trình điều khiển 3.1 Biểu đồ chức năng điều khiển-Grafcet:

FRONT_EXT BACK_EXT

Pittong khí nén FRONT ,BACK làm việc

3.2 Phân tích lựa chọn PLC, sơ đồ nối dây

Tg1=1s

LEFT_EXT RIGHT_EXT

Pittong khí nén LEFT ,RIGHT làm việc

LEFT_ELS, RIGHT_ELS

Tg2=5s

Tính Tg2

Pittong LEFT, RIGHT nén lại

RESET

Ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng như:

– Hệ thống băng tải

– Điều khiển đèn chiếu sáng

– Điều khiển bơm cao áp

– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP– Bổ sung 4 cổng Ethernet

– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24VDC

Đặc tính kĩ thuật của PLC S7-1200

III Các module mở rộng

PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài

để mở rộng chức năng của CPU Ngoài ra, có thể cài đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ giao thức truyền thông khác

Khả năng mở rộng của từng loại CPU tùy thuộc vào các đặc tính, thông số

và quy định của nhà sản xuất

S7-1200 có các loại module mở rộng sau:

S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point).

Giao tiếp PROFINET với:

Là một tiêu chuẩn mạng trường mở quốc tế theo chuẩn mạng trường châu

Âu EN 50170 và EN 50254 Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữacác hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng

dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển quá trình Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP.

- Dạng FBD: Phương pháp hình khối Là kiểu ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số

- Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngôn ngữ dạng STL nhưng được phát triển nhiều hơn Nó gần giống với các ngôn ngữ bậc cao như Pascal để người lập trình dễ thao tác

3.2.2 Sơ đồ nối dây :

Nối đầu vào: Nguồn AC 220V, nguồn DC 24V Loại Rly có cấu trúc module re dạng Relay nên nguồn đầu ra có thể xoay chiều

Nối đầu ra:

3.3 Sơ đồ lập trình LAD:

3.3.1 Sơ đồ lập trình LAD ở chế độ tự động

Network 1: Điều khiển hệ thống

Network 2: Cảm biến PE1 phát hiện vật băng tải dừng

Network 3: Xi lanh trước, sau giãn

Network 4: Khâu phun keo hoạt động tích cực trong 1s

Network 5: Xi lanh trái, phải giãn Sau 5s xi lanh trái, phải nén lại băng chuyền hoạt động trở lại

Network 6: Nút reset hệ thống khởi tạo lại

3.3.2 Sơ đồ lập trình LAD ở chế độ điều khiển bằng tay:

Network 1: Điều khiển hệ thống

Network 2: Cảm biến PE1 phát hiên vật băng chuyền dừng hoạt động

Network 3: Xi lanh trước, sau giãn

Network 4: Khâu phun keo tích cực trong 1s

Network 5 Xi lanh trái, phải giãn sau 5s xi lanh nén lại băng chuyền hoạt động trở lại

Network 6: Điều khiển băng chuyền dừng ở chế độ Manual

Network 7: Điều khiển xi lanh trước, sau giãn ở chế độ Manual

Network 8: Điều khiển khâu phun keo ở chế độ Manual

Network 9: Điều khiển xi lanh trái, phải ở chế độ Manual

Network 10: Nút khởi tạo hệ thống

CHƯƠNG 4: Mô phỏng và kết luận 4.1 Mô phỏng HMI:

4.2 Mô phỏng LAD:

Network 1:Điều khiển hệ thống

Network 2:Cảm biến PE1 phát hiện vật băng chuyền dừng

Network 3: Xi lanh trước, sau giãn

Network 4: Khâu phun keo tích cực trong 1s

Network 5: Xi lanh trái, phải giãn Sau 5s xi lanh trái, phải nén lại băng chuyền hoạt động trở lại

Network 6: Nút reset hệ thống khởi tạo lại

4.3 Kết luận: Sau quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn của

thầy và sự giúp đỡ của các bạn , em đã hoàn thành các nhiệm vụ được giao của bản

đồ án môn học “Thiết kế hệ thống gấp hộp bìa cứng “

Trong quá trình thực hiện do trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót nên em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và cácbạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Tài liệu tham khảo:

1 1200/

https://abientan.com/cach-dau-day-nguon-day-tin-hieu-vao-ra-plc-siemens-s7-2.https://mtee.vn/gioi-thieu-bo-lap-trinh-plc-s7-1200-siemens-mtee-vn/