Thiết kế,chế tạo máy bắn cầu lông tự động sử dụng plc s7 200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TĂNG NHẬT THÀNH THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁY BẮN CẦU LÔNG TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOÁ LUẬN CỬ NHÂN ĐIỆN TỰ ĐỘNG Đà Nẵng, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁY BẮN CẦU LÔNG TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-200 NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG GVHD : THS.PHẠM NGỌC QUANG SVTH : TĂNG NHẬT THÀNH Lớp : K24 – EDT2 MSSV : 24211704303 Đà Nẵng, 12/2023 Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa đã nhiệt tình giúp đỡ em về các kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu của đề tài trong thời gian thực hiện đề tài, cũng như các kiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt cho em trong suốt thời gian học tập tại trường Sau một thời gian suy nghĩ,tìm tòi tính toán thì em cũng đã hoàn thành đề tài “Thiết kế,chế tạo máy bắn cầu lông tự động sử dụng PLC S7-200” Trong quá trình thực hiện bài báo cáo, em đã cố gắng hết sức để hoàn thành một cách tốt nhất Nhưng với lượng kiến thức lỡn và trải nghiệm còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót mong thầy cô đóng góp để đề tài của em được hoàn thiện hơn Em cũng xin gửi lời cảm ơn trân thành đến ThS.Phạm Ngọc Quang đã nhiệt tình quan sát, tận tình hướng dẫn chỉ bảo và chỉ ra những điều cần sửa đổi bổ sung giúp đỡ để em đạt được đầy đủ yêu cầu của đề tài Em xin chân thành cảm ơn ! GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Hoàn thành xong được đề tài thì 3 tháng cũng đã trôi qua, tuy 3 tháng là khoảng thời gian không dài nhưng em đã cố gắng để hoàn thành được bài này Trong quá trình tìm hiểu đề tài thì em cũng găp nhiều khó khăn,trong lúc tìm kiếm thiết bị và tính toán linh kiện nhưng với tính kiên trì của bản thân và sự hỗ trợ tận tình của thầy ThS.Phạm Ngọc Quang đã giúp em hoàn thành đề tài thuận lợi Em xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu được nêu ra trong đồ án là hoàn toàn trung thực Cam kết không xuất hiện tình trạng sao chép hay sử dụng kết quả nghiên cứu của một công trình nào khác đã được công bố trước đây Đà Nẵng, ngày 11 tháng 12 năm 2023 Tác giả khóa luận (ký ghi rõ họ tên) Tăng Nhật Thành GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Xã hội ngày nay càng phát triển, nhu cầu về vật chất và tình thần của con người ngày càng tăng lên, vì thế bài toán về cung cấp luôn được các nhà sản xuất tìm cách giải quyết Tự động hóa trong các lĩnh vực là một phương án cấp thiết, nó đòi hỏi sự nhanh chóng, chính xác, tăng năng xuất, giảm thiểu sức lao động của con người.Trong thể thao cũng vậy,các máy tự động sẽ giúp các tuyển thủ nâng cao quá trình luyện tập Máy bắn cầu lông là một dụng cụ hỗ trợ luyện cầu lông cho các vợt thủ.Nó có chức năng tự động bắn tới các vị trí đã được thiết lập trước.Nó giúp người luyện tập tốt hơn.Cho phép người tập luyện nhận cầu với số lượng lớn một cách nhanh trong và liên tục,không làm mất thời gian hay bị gián đoạn trong lúc tập Đồ án “Thiết kế,chế tạo máy bắn cầu lông sử dụng PLC S7-200 ” được nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức, đồng thời giúp cho sinh viên chúng em thấy được mối liên hệ giữa những kiến thức đã học ở trường với những kiến thức thực tiễn bên ngoài GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 0 LỜI CAM ĐOAN 1 LỜI MỞ ĐẦU 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH .6 DANH MỤC BẢNG 7 CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU CHUNG MÁY BẮN CẦU LÔNG TỰ ĐỘNG 1 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .1 1.2 MỤC ĐÍCH .1 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .1 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 1 1.5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .1 1.6 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN 2 CHƯƠNG II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 .3 2.1.1 Giới thiệu về PLC 3 2.1.2 Cấu Trúc PLC 3 2.1.3 Nguyên lý hoạt động của PLC .4 2.1.4 Giới thiệu về SIMATIC S7-1200 4 2.1.5 Các loại CPU của PLC S7-1200 5 2.1.6 Thiết kế dạng module mở rộng 7 2.2 PHẦN MỀM TIA PORTAL .9 2.2.1 Giới thiệu Step7 v14 .9 2.2.2 Các tập lệnh 9 2.3 GIỚI THIỆU VỀ WINCC .14 2.3.1 Các đặc điểm chính của Wincc 15 2.3.2 Cấu hình giao diện Wincc 16 CHƯƠNG III:PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ18 3.1 MÔ HÌNH TỔNG QUAN HỆ THỐNG .18 3.2 VỊ TRÍ ĐẶT MÁY TRÊN SÂN 18 3.2.1 Kích thước sân cầu lông 18 3.2.2 Vị trí đặt máy 19 3.3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH: .19 3.3.1 Lên ý tưởng thiết kế và phương án thi công: 19 3.3.2 Cấu tạo và kích thước mô hình: 19 3.4 LỰA CHỌN THIẾT BỊ .20 3.4.1 Bộ Nguồn .20 GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp 3.4.2 Rơ le trung gian 21 3.4.3 Động cơ bước .22 3.4.4 Động cơ Servo 22 3.4.5 Động cơ điện 23 3.4.6 Mạch giảm áp .25 3.4.7 Mạch điều khiển động cơ bước 25 3.4.8 Sensor 28 3.4.9 Mosfet điều tốc độ động cơ bắn cầu 29 3.4.10 tpl251 điều xung servo .29 CHƯƠNG IV:QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH .29 4.1 GIỚI THIỆU VỀ QUY TRÌNH 30 4.2 THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY BẮN CẦU LÔNG TỰ ĐỘNG 30 4.2.1 Yêu cầu công nghệ .30 4.2.2 Sơ dồ khối .31 4.2.3 Lưu đồ thuật toán chế độ auto .32 4.2.4 Lưu đồ thuật toán chế độ manual .33 4.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG THỰC TẾ 33 4.3.1 Động cơ 33 4.3.2 Sevor 35 4.3.3 Bảng điện .36 4.3.4 Mô hình thực tế 37 4.3.5 Sơ đồ nối dây 37 4.4 CHƯƠNG TRÌNH PLC S7-1200 38 4.4.1 Khai báo biến cho PLC 39 4.5 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH 40 4.6 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG .40 4.7 THẾ KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRÊN WINCC 55 4.8 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 57 CHƯƠNG V:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .58 5.1 KẾT QUẢ .58 5.1.1 Kết quả đạt được 58 5.1.2 Kết quả thử nghiệm .58 5.2 HẠN CHẾ .58 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt PLC Programmable Logic Control TIA Total Intergrated Automation Bộ điều khiển logic lập trình được WinCC Phần mềm tích hợp tự CPU động hoá DC Windows Control Center Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows Central Processing Unit Bộ xử lí trung tâm Direct Current Dòng điện một chiều GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC Hình 2.1: Cấu trúc bên trong PLC .4 Hình 2.2: Cấu tạo CPU S7-1200 6 Hình 2.3: Sơ đồ nối dây 1212 DC/DC/DC 7 Hình 2.4: Module mở rộng 7 Hình 2.5: Signal Board 8 Hình 2.6: Hình Module truyền thông (Communication module) .9 Hình 2.7: Ví dụ về phần mêm WinCC .15 Hình 2.8: Khai báo địa chỉ IP cho PLC 16 Hình 2.9: Khai báo của sổ Wincc advance 16 Hình 2.10: Connect và nối dây với máy tính 17 YHình 3.1:Kích thước sân cầu lông 18 Hình 3.2:Ví dụ vị trị đặt máy bắn cầu 19 Hình 3.3:Hình chiếu nhìn từ trên xuống 20 Hình 3.4:Hình chiếu nhìn từ mặt bên 20 Hình 3.5:Bộ nguồn tổ ong 21 Hình 3.6:Rơ le trung gian 21 Hình 3.7:Động cơ bước 22 Hình 3.8:Động cơ sevor .23 Hình 3.9:Động cơ điện 23 Hình 3.10:Mạch giảm áp .25 Hình 3.11:Driver TP6600 26 Hình 3.12:Cảm biến tiệm cận .28 Hình 3.13:Mosfet điều khiển động cơ 29 Hình 3.14:Tpl điều khiển xung servo 29 YHình 4 1:Sơ đồ khối 31 Hình 4 2:Chế độ auto 32 Hình 4 3:chế độ manual 33 Hình 4.4:Step điều khiển góc bắn .34 Hình 4.5:Step điều khiển hướng bắn 34 Hình 4.6:Động cơ DC 35 Hình 4.7:Sevor gắp thả cầu 35 Hình 4.8:Bảng điện 36 Hình 4.9:Mô hình thực tế 37 Hình 4.10:Mạch điều khiển 38 Hình 4.11:Mạch động lực 38 GVHD: ThS.Phạm Ngọc Quang SVTH: Tăng Nhật Thành