THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO 4 MỨC TRỌNG LƯỢNG SỬ DỤNG PLC S71200 1. Tìm hiểu tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng và kỹ thuật điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng; 2. Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng có đặc điểm: phân loại được 4 mức trọng lượng; băng tải di chuyển với tốc độ 1 ms; mức tải trọng của băng tải 50kg; có chức năng đếm sản phẩm; điều khiển sử dụng PLC S71200 3. Khai thác các phần mềm máy tính để thiết kế mô hình, lập trình và mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHÀNH KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO 4 MỨC TRỌNG LƯỢNG SỬ DỤNG PLC S7-1200 GVHD : TS Quách Đức Cường Sinh viên thực hiện : Nguyễn Anh Quý Mã Sinh viên : 2019600323 Lớp : TĐH 1 Khóa: 14 Hà Nội-2023 MỤC LỤC MỤC LỤC II DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG BIỂU II DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .III PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP .IV NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN V NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN VI LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG 2 1.1 Giới thiệu các hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay 2 1.2 Lý do lựa chọn hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng .3 1.3 Mô tả hoạt động của hệ thống 4 1.4 Các vấn đề đặt ra .6 1.5 Phạm vi giới hạn .6 1.6 Ứng dụng thực tiễn của mô hình .7 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG 9 2.1 Giới thiệu về PLC S7-1200 9 2.1.1 Giới thiệu chung 9 2.1.2 Phân loại các dòng PLC S7-1200 10 2.1.3 Lựa chọn CPU điều khiển 13 2.2 Các thiết trong đề tài cần sử dụng 15 2.2.1 Băng tải 15 2.2.2 Động cơ 17 2.2.3 Cảm biến quang .18 2.2.4 Relay trung gian .18 2.2.5 Bộ nguồn tổ ong 24VDC 19 2.2.6 Xilanh khí nén 20 2.2.7 Bộ chuyển đổi tín hiệu cho loadcell JY S60 22 2.2.8 Cảm biến Loadcell 23 2.2.9 Van điện từ điều khiển piston khí nén .25 2.2.10 Van điện từ .26 2.3 Bản vẽ đấu nối các thiết bị với nhau 30 CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRÊN WINCC 36 3.1 Lưu đồ giải thuật 36 3.2 Các ngôn ngữ lập trình .38 3.3 Chức năng các khối block trong PLC S7-1200 40 3.3.1 Khối main – khối chương trình chính 40 3.3.2 FC (Function block) 40 3.3.3 FB ( Function data block ) .41 3.3.4 DB (Data Block ) .41 3.4 Thiết kế giao diện Scada .41 3.4.1 Giới thiệu về hệ thống Scada 41 3.4.2 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL V15 .46 3.4.3 Thiết kế giao diện mô phỏng trên WinCC .50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1 Hệ thống phân loại sản phẩn theo khối lượng 4 Hình 1-2 Dây chuyền phân loại thùng hàng 7 Hình 1-3 Dây chuyền phân loại hoa quả .8 Hình 1-4 Hình ảnh các công nhân trên dây chuyền phân loại hoa quả 8 Hình 2-1 Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC 14 Hình 2-2 Băng tải .15 Hình 2-3 Băng tải mini .16 Hình 2-4 Động cơ băng tải 17 Hình 2-5 Cấu tạo của cảm biến quang 19 Hình 2-6 Relay trung gian 20 Hình 2-7 Nguồn chuyển đổi điện áp 220V - 24V .21 Hình 2-8 Xi lanh khí 2 chiều 23 Hình 2-9 Bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell 23 Hình 2-10 Cảm biến Loadcell .24 Hình 2-11 Kích thước cảm biến lực và hướng của cảm biến cân load cell 25 Hình 2-12 Ký hiệu và mặt cắt nguyên lý 26 Hình 2-13 Cụm van điện từ SYJ3140-5LZ dùng trong hệ thống .27 Hình 2-14 Van điều áp TPC PR2 28 Hình 2-17 Bản vẽ cấp nguồn cho hệ thống 29 Hình 3-1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống 32 Hình 3-1 Lưu đồ thuật toán tổng quan cho hệ thống 34 Hình 3-2 Các ký hiệu dùng trong lưu đồ thuật toán 35 Hình 3-3 Mô hình phân cấp của hệ thống SCADA 41 Hình 3-4 Phần mềm TIA PORTAL V15 44 Hình 3-5 Tạo project mới trên tia V15 .45 Hình 3-6 Thêm thiết bị trên TIA V15 45 Hình 3-7 Kết nối PLC với PC SYSTEM 46 Hình 3-8 Giao diện lập trình .46 Hình 3-9 Tag lưu các biến trong PLC 47 Hình 3-10 SIMATIC PC –WINCC RUNTIME ADVANCE .48 Hình 3-11 Giao diện thiết kế trên WinCC 48 Hình 3-12 Gán tag vào các thiết bị trong WinCC .49 Hình 3-13 Giao diện khi mô phỏng 49 i DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Phân loại plc s7-1200 theo chức năng 11 Bảng 2-2 Bảng tham số lực và hướng 24 iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Số thứ tự Từ Nội dung 1 PLC Bộ điều khiển logic có thể lập trình 2 Auto 3 Manu Chế độ tự động 4 CPU Chế độ bằng tay 5 PLC SIM Phiên bản mã của PLC 6 SCADA Phần mềm mô phỏng PLC 7 WinCC Hệ điều khiển thu thập và giám sát dữ liệu 8 AC Màn hình điều khiển giám sát 9 DC Nguồn điện 220V xoay chiều cấp cho PLC Nguồn điện 24V DC cấp cho PLC , ngõ vào 10 RLY hoặc ngõ ra của PLC 11 I/O Ngõ ra relay của PLC 12 DI Ngõ vào Input, ngõ ra Output của PLC 13 AI Ngõ vào tín hiệu số của PLC 14 DQ Ngõ vào tín hiệu tương tự của PLC 15 AQ Ngõ ra tín hiệu số của PLC Ngõ ra tín hiệu tương tự của PLC iv BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo 4 mức trọng lượng sử dụng PLC Mục tiêu đề tài: 1 Tìm hiểu tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng và kỹ thuật điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng; 2 Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng có đặc điểm: phân loại được 4 mức trọng lượng; băng tải di chuyển với tốc độ 1 m/s; mức tải trọng của băng tải 50kg; có chức năng đếm sản phẩm; điều khiển sử dụng PLC S7- 1200 3 Khai thác các phần mềm máy tính để thiết kế mô hình, lập trình và mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng Kết quả dự kiến 1 Bản báo cáo đồ án gồm các nội dung: tổng quan về hệ thống điều khiển phân loại sản phẩm theo trọng lượng; thiết kế hệ thống động lực; tính toán lựa chọn thiết bị; lập trình điều khiển; kết luận và hướng phát triển 2 File mô phỏng hoạt động chính xác, ổn định GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA TS Quách Đức Cường TS Phạm Văn Minh ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày… tháng……năm…… Chữ ký của giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày… tháng……năm…… Chữ ký của giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) ii LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước Điều đó đòi hỏi phải nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống Trong đó ngành điện công nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của đất nước Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành điện công nghiệp nói chung, đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và trình độ chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí, điện-điện tử và kỹ thuật phần mềm Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Điện, từ những kiến thức đã được học, em đã lựa chọn đề tài: “ Thiết kế mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng sử dụng PLC S7-1200 ” Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế con người trong công việc là vấn đề hết sức cần thiết Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của giảng viên TS Quách Đức Cường để em có thể hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất Em xin chân thành cảm ơn! Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót Em rất mong được sự góp ý và đánh giá của các thầy cô để em có thể rút ra được kinh nghiệm cũng như phát triển thêm đề tài Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2023 1