Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong 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 đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Từ khi PLC ra đời nó đã thay thế một số phương pháp cũ nhờ khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình trên những tập lệnh logic cơ bản. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động. Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Để tìm hiểu rõ hơn về PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng PLC S71200” Trong quá trình thực hiện chương trình còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này đang rất ít, và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề như phần cơ trong dây chuyền. Mặc dù rất cố gắng nhưng khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo để đồ án này được hoàn thiện hơn.
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI Họ và tên sinh viên: Phạm Đức Hoàng, Vũ Xuân Hiếu, Nguyễn Xuân Hội Lớp: 112202.1 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Khóa học: 2020 - 2024 Loại hình đào tạo: Đại học chính quy Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng PLC S7-1200 Phần thuyết minh a Các nội dung phải thực - Tìm hiểu các mô hình phân loại sản phẩm - Tìm hiểu về phân loại sản phẩm cảm biến màu - Tính toán thiết kế mô hình - Lắp ráp mô hình, chạy thử nghiệm và mô mô hình - Đánh giá kết đạt - Đưa kết luận và hướng phát triển b Yêu cầu sản phẩm: cuốn thuyết minh Phần thực hành - Thiết bị hoạt động theo yêu cầu - Sản phẩm có tính thẩm mỹ và ứng dụng Người hướng dẫn khoa học: Ngày giao đề tài: 23-08-2023 Nguyễn Tiến Dũng Ngày hoàn thành: 31-10-2023 Đề tài đã Hội đồng Khoa học & Đào tạo thông qua Hưng Yên, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, ngày…tháng…năm 2023 Chữ ký giáo viên hướng dẫn Lời nói đầu Hiện công nghiệp đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng 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 đã phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển khả trình PLC Từ PLC đời nó đã thay số phương pháp cũ nhờ khả điều khiển thiết bị dễ dàng và 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 về kinh tế Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động 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 về PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng PLC S7-1200” Trong quá trình thực chương trình gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này ít, và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề phần dây chuyền Mặc dù cố gắng khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên tránh khỏi sai sót mong sự đóng góp ý kiến bổ sung các thầy cô giáo để đồ án này hoàn thiện Lời cảm ơn Để đạt thành này, em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy, cô giáo khoa Điện–Điện tử, đặc biệt là các thầy cô giáo môn Tự Động Hóa trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã tận tình dạy và trang bị cho em kiến thức về chuyên ngành Đó là nền tảng để em thực đồ án này và là nền tảng vững phục vụ cho công việc em sau trường Xin chân thành cảm ơn cô là người hướng dẫn chính đã tận tình giúp đỡ, định hướng, góp ý và cung cấp ý tưởng quý báu cung cấp tài liệu tham khảo cho em suốt quá trình làm đồ án Em xin cảm ơn bạn bè và người thân đã tạo hội và giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này Vì kinh nghiệm thực tế cịn hạn chế nên quá trình thực đờ án em không tránh khỏi thiếu sót và sai lầm, em mong sự bảo, góp ý tận tình từ phía các thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Phạm Đức Hoàng Vũ Xuân Hiếu Nguyễn Xuân Hội MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đối tượng, nhiệm vụ, phạm vi và nội dung nghiên cứu đề tài 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài 1.4.3 Phạm vi đề tài 10 1.4.4 Nội dung nghiên cứu 10 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .11 2.1 Giới thiệu chung PLC 11 2.1.1 Sơ lược sự phát triển 11 2.1.2 Khái niệm PLC 12 2.1.3 Giới thiệu PLC 12 2.1.4 Nguyên lý hoạt động PLC 13 2.1.5 Lợi ích việc dùng PLC 15 2.1.6 Ưu điểm PLC 17 2.1.7 Nhược điểm PLC 19 2.1.8 Cấu trúc PLC 19 2.1.9 Cấu trúc bên PLC 22 2.2 Bộ điều khiển PLC S7-1200 23 2.2.1 Giới thiệu chung .23 2.2.2 Ngơn ngữ lập trình PLC 25 2.2.3 Ứng dụng PLC S7-1200 25 2.2.4 Các thông số PLC S7-1200 26 2.3 Băng tải 29 2.4 Động kéo băng tải 32 2.5 Relay trung gian 32 2.6 Val điện tử 35 Hình 2.13: Sơ đồ chuyển đổi cấp điện val điện từ .37 2.7 Xylanh khí nén 37 2.8 Cảm biến màu sắc BV-LX101 38 2.9 Nguồn tổ ong 39 2.10 Giới thiệu phần mềm TIA Portal V17 41 Chương III: Thiết kế và chế tạo mơ hình .46 3.1 Sơ đồ khối 46 3.2 Sơ đồ kết nối .46 3.3 Sơ đồ động lực 48 3.4 Sơ đồ khí nén 49 3.5 Lưu đồ thuật toán 50 3.6 Lập trình điều khiển hệ thống 51 3.6.1 Bảng Symbol hệ thống 51 3.6.2 Chương trình hệ thống 51 3.7 Thiết kế hệ thống .52 3.8 Hình ảnh mơ hình thực tế 53 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .54 I KẾT LUẬN 54 II HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 MỤC LỤC HÌNH Ả Hình 1: Cấu trúc PLC .19 Hình 2: Sơ đồ khối PLC 21 Hình 3: PLC S7-1200 24 Hình 4: So sánh S7-200 với S7-1200 24 Hình 5: Băng tải mini 31 Hình 6: Động DC 12V 32 Hình 7: Relay trung gian Omron 32 Hình 8: Đế Relay chân .33 Hình 9: Cách hoạt động Relay trung gian .34 Hình 10: Kích thước và sơ đồ chân Relay trung gian 34 Hình 11: Val điện tử SMC SY3000 sẻies 35 Hình 12: Sơ đồ nguyên lí val khí nén 36 Hình 13: Sơ đồ chuyển đổi val cấp điện 37 Hình 14: Xylanh khí nén dùng phân loại .37 Hình 15: Cảm biến màu sắc BV-LX101 38 Hình 16: Bộ nguồn tổ ong .39 Hình 17: Cấu tạo bên nguồn tổ ong .40 Hình 18: Giao diện khỏi động TIA Portal V17 .41 Hình 19: Giao diện tạo chương trình .42 Y Hình 1: Sơ đồ kết nối hệ thống 47 Hình 2: Mạch động lực 48 Hình 3: Mạch khí xylanh nén 49 Hình 4: Bảng Sybol .51 Hình 5: Chương trình hệ thống 52 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Khoa học kỹ thuật luôn phát triển tất các lĩnh vực, là các ngành sản xuất Việc địi hỏi cải tiến và nâng cấp hệ thớng sản xuất là ưu tiên hàng đầu Khi dùng sức người, cơng việc phân loại địi hỏi sự tập trung và tính lặp lại nên người thao tác khó đảm bảo sự chính xác công việc Mặt khác, có yêu cầu phân loại dựa các yêu cầu kỹ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều này ảnh hưởng trực tiếp tới suất và chất lượng sản phẩm Vì hệ thống tự động nhận diện và phân loại sản phẩm đời Hệ thống này giúp cho sản xuất linh hoạt hơn, tiết kiệm thời gian và nhân lực, tăng sản lượng, đem lại lợi ích kinh tế cao và hiệu Băng tải là loại thiết bị thường sử dụng để vận chuyển các vật liệu Do băng tải có ưu điểm cấu tạo đơn giản, bền và có khả vận chuyển đa dạng nên các dây chuyền sản xuất băng tải sử dụng rộng rãi để vận chuyển nhiều loại sản phẩm khác Để phân loại sản phẩm có nhiều phương pháp, nhiên phương pháp sử dụng màu sắc chưa ứng dụng nhiều và hiệu Trước thực tiễn đó, em đã chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7- 1200” để nghiên cứu và thực 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Hiện việc phân loại sản phẩm vẫn thực thủ công người, dẫn đến quá trình sản xuất bị trì trệ và suất lao động không cao, không bắt kịp với xu phát triển và đáp ứng nhu cầu sản xuất nước và thị trường quốc tế Với mong muốn đưa giải pháp nhằm khắc phục nhược điểm trên, em xin thực đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7-1200” nhằm cải thiện quá trình sản xuất cho giảm chi phí nhân công, tăng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng và giá thành sản phẩm để có thể cạnh tranh thị trường Em nghiên cứu đề tài này nhằm mục đích vận dụng công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến vào quá trình sản xuất nhằm giảm thiểu sức lao động người và nâng cao suất sản xuất công nghiệp Mặt khác, thông qua việc thực đề tài này chúng em có thể củng cố lại kiến thức và vận dụng kiến thức lý thuyết đã học vào thực tế, phát triển khả tư nhằm nâng cao lực thân để có thể đóng góp nhiều cho nền công nghiệp nước nhà 1.3 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và mô hình thực tế để làm rõ nội dung đề tài, cụ thể sau: - Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài và tìm hiểu các đồ án có đề tài liên quan Vận dụng kiến thức đã học về điện tử truyền thông Tìm hiểu tài liệu qua internet, sách báo và nhu cầu đời sống xã hội Sử dụng phần mềm chuyên dụng TIA portal V17, Autocad để thiết kế mạch điện 1.4 Đối tượng, nhiệm vụ, phạm vi và nội dung nghiên cứu đề tài 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu - Tìm hiểu và nghiên cứu về PLC - Tìm hiểu về PLC S7-1200 - Tìm hiểu và nghiên cứu về ngôn ngữ lập trình PLC - Tìm hiểu về phần cứng và lập trình 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài Tìm hiểu thông tin, quy trình hoạt động tủ điện điều khiển băng tải Liệt kê, phân tích các loại tủ điều khiển phổ biến để lựa chọn phương án thiết kế phù hợp với đề tài Thiết lập phương án thiết kế khí, mạch điện, giao diện với người sử dụng và khách hàng phương án điều khiển hệ thống Thiết lập phương án giải thuật điều khiển băng tải chạy nhanh, chậm, dùng khẩn cấp… 1.4.3 Phạm vi đề tài - Thiết kế, chế tạo tủ điều khiển băng tải gồm phần chính: Phần điện và phần lập trình: thiết kế hệ thống điện hệ thống, các thiết bị ngõ vào/ra kết nối với điều khiển PLC, Thiết kế giao diện theo yêu cầu người sử dụng khách hàng 1.4.4 Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu các mô hình phân loại sản phẩm Tìm hiểu về phân loại sản phẩm cảm biến màu Tính toán thiết kế mô hình Lắp ráp mô hình, chạy thử nghiệm và mô mô hình Đánh giá kết đạt Đưa kết luận và hướng phát triển 10