HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT THÔNG QUA HMI

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT THÔNG QUA HMI Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc mạnh mẽ của lĩnh vực điều khiển tự động cùng với các công nghệ tiên tiến, các hệ thống điều khiển cơ khí truyền thống có tốc độ xử lí, vận hành chậm nay đã có một bước chuyển mình sâu sắc. Nó đã được thay thế bằng các hệ thống điều khiển, giám sát với khả năng xử lí tín hiệu nhanh, tính chuẩn xác cao bằng các chương trình được lập trình sẵn. Sự chuyển mình phát triển này đã góp phần to lớn đến công cuộc hiện đại hóa - tự động hóa toàn diện. Trong đó không thể không kể đến đó là SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - một hệ thống có khả năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu từ xa, xử lí dữ liệu theo thời gian thực, Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI).

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO MÔN HỌC SCADA

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN

SẢN XUẤT THÔNG QUA HMI

Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Giảng viên hướng dẫn: Th.s

SVTH : MSSV:

MSSV:

MSSV:

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 3

1 Các chức năng của hệ thống 3

2.Thiết kế hệ thống PLC trên GX Work3 3

2.1 Thiết kế, cấu hình phần cứng 3

2.2 Tính địa chỉ I/O của phần cứng 7

CHƯƠNG II - XÂY DỰNG HỆ THỐNG 8

1 T hiết kế hệ thống PLC trên GX Works 3 : .8

2 Khai báo địa chỉ, cấu hình I/O trên MX OPC 15

3 Thiết kế giao diện màn hình HMI 21

4 Mô phỏng quá trình hoạt động trên Factory IO 22

CHƯƠNG III - KẾT LUẬN, ĐÁNH GIÁ 26

1 Ưu điểm: .26

2 Nhược điểm: .27

3 Hướng phát triển hệ thống: .27

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc mạnh mẽ của lĩnh vực điềukhiển tự động cùng với các công nghệ tiên tiến, các hệ thống điều khiển cơ khí truyềnthống có tốc độ xử lí, vận hành chậm nay đã có một bước chuyển mình sâu sắc Nó đãđược thay thế bằng các hệ thống điều khiển, giám sát với khả năng xử lí tín hiệunhanh, tính chuẩn xác cao bằng các chương trình được lập trình sẵn Sự chuyển mìnhphát triển này đã góp phần to lớn đến công cuộc hiện đại hóa - tự động hóa toàn diện

Trong đó không thể không kể đến đó là SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - một hệ thống có khả năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu từ xa,

xử lí dữ liệu theo thời gian thực, Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến,van, máy bơm, động cơ và nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy(HMI)

Hiểu được những lợi ích mà SCADA mang lại, cũng với sự đòi hỏi cấp thiết của

thực tế, “ Hệ thống SCADA điều khiển, giám sát dây chuyền sản xuất thông qua HMI ” được nhóm nghiên cứu, thực hiện

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Phát Huy đã tận tình hướng dẫn nhóm hoàn thành đề tài Trong quá trình thực hiện đề tài,

nếu có sự thiếu sót, nhầm lẫn, rất mong nhận được sự nhận xét, đóng góp ý kiến củaquý thầy / cô để đề tài được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

1 Các chức năng của hệ thống:

- Phân loại theo chiều cao

- Phân loại theo màu sắc

- Đóng gói theo số lượng định sẵn

- Đếm số lượng thành phẩm

Hệ thống sẽ thu thập dữ liệu từ các cảm biến, sau đó sẽ xử lí, thực hiện các phép tínhdựa trên số liệu thu được và đồng thời cũng hiển thị các số liệu đã được xử lí lên mànhình, giao diện giám sát HMI sẽ có nhiệm vụ nhận lệnh thao tác điều khiển từ màn hình

và gửi các lệnh đó đến các thiết bị cần điều khiển để thực thi

Ở đề tài này, nhóm sẽ sử dụng phần mềm GX Work3 để lập trình cho CPU R04EN,thiết kế giao diện màn hình HMI trên phần mềm GT Designed 3, Cấu hình I/O Serverbằng MX OPC để kết nối với phần mềm mô phỏng Factory IO - giả lập được quy trìnhhoạt động của hệ thống

2 Thiết kế hệ thống PLC trên GX Work3:

2.1 Thiết kế, cấu hình phần cứng:

Giao diện GX Work3 lúc khởi động

Bước 1: Tạo chương trình mới trên CPU R04EN: New - RCPU - R04EN - OK

Bước 2: Nháy đúp chuột vào Module Configuration

Bước 3: Vào Main Base, chọn R38B ( tùy nhu cầu cần sử dụng ) giữ chuột và kéo mainbase ra ngoài

Bước 4: Vào Power Supply chọn R61P ( tùy vào dòng điện hệ thống cần ) giữ chuột kéo

ra và đưa vào vị trí POW trên Mainbase

Bước 5: Vào CPU Extension chọn _RJ71EN71(CCIEF) giữ chuột kéo ra và đưa vàoslot 0 trên Mainbase

Bước 6: Vào Input chọn Module RX42C4 ( tùy vào số lượng I/O cần dùng ) giữ chuộtkéo ra và đưa vào slot 1 trên Mainbase

Bước 7: Vào Output chọn RY42NT2P ( tùy vào số lượng I/O cần dùng ) giữ chuộtkéo ra và đưa vào 2 trên Mainbase.

Bước 8: Vào Edit trên thanh công cụ chọn Edit – Parameter – Fix(S)

2.2 Tính địa chỉ I/O của các module:

Slot2: Output Module

Y60 - Y6F / Y70 - Y7F / Y80 - Y8F / Y90 - Y9F

2.3 Bảng địa chỉ I/O:

CHƯƠNG II - XÂY DỰNG HỆ THỐNG

1 Xây dựng chương trình trên GX Work3:

Đây là phần chương trình nút ON/OFF toàn hệ thống, sẽ kích đóng mở biến trung gian

M0 để có thể tắt mở toàn bộ hệ thống ( dòng 1-2 ).

Công đoạn đầu tiên của hệ thống là phân loại sản phẩm theo chiều cao Khi nút ON

được nhấn, tiếp điểm TG_M0 đóng, và duy trì trạng thái mức cao Lúc này các ngõ ra từY60 đến Y67 ( như hình ) sẽ lên mức 1 - thực hiện chức năng của từng địa chỉ đượcthiết lập Khi giá trị cảm biến chiều cao trả về =0 ( VALUE_MOVED = 0 ) thì băng tải

đa hướng sẽ cho xoay trái ( Y61 ) để đưa hàng đến khâu phân loại theo màu sắc Cònnếu VALUE_MOVED >=1 thì băng tải đa hướng sẽ ngắt Y61 và cho chạy thẳng

( Y64 ) ( dòng 3-16 ).

Tiếp đến là công đoạn phân loại sản phẩm theo màu sắc ( mã số thiết lập sẵn của

từng mẫu sản phẩm ) Trong hệ thống này ta dùng 3 cảm biến màu sắc được đặt ở đầumỗi băng tải Khi sản phẩm chạy qua, cảm biến có chức năng nhận diện sản phẩm vàcho ra mã số tương ứng của sản phẩm đó Nếu mã số sản phẩm phát hiện được trùng với

mã số thiết lập sẵn thì sẽ kích ngõ ra là các Pusher hoạt động - đẩy sản phẩm qua đúng

băng tải mong muốn ( dòng 17-49)

Sẽ có các cảm biến ở mỗi băng tải để phát hiện đếm số lượng của sản phẩm, giá trị Cnày sẽ được biến đổi qua D và hiển thị lên màn hình ( HMI, đồng hồ led 7 đoạn, ).Giá trị này sẽ được reset về 0 khi nút RST_COUNT_SP được nhấn

Sau khi phân loại, các sản phẩm này sẽ được đóng thùng chuyển đi, giá trị đặt sẵn sốlượng sản phẩm trong 1 thùng ở đây là 3 sản phẩm/ thùng Cảm biến SS_DEM_BT sẽ

13

Khi quá trình đóng thùng đã hoàn tất, băng tải Roller sẽ có nhiệm vụ đưa các thùnghàng này đến khâu chỉ định Ở đây do hạn chế của đề tài nên ta sẽ cho hàng chạy đếnRemove ( khối biến mất hàng hóa trong Factory IO ) Có thể phát triển thêm chức năngthang máy và lưu kho sản phẩm.

2 Khai báo địa chỉ, cấu hình I/O trên MX OPC:

Bước 1: Màn hình làm việc của phần mềm GX Works3 lúc khởi động

Bước 2: Tạo Device mới trên OPC: Nhấn chuột phải - New MX Device

Bước 3: Tạo Dev : Chuột phải–New Mx Device – Configure - USB – GXSimulation3 – R04EN – Next – Finish.

Bước 4: Nháy đúp vào thư mục đã tạo Dev01 xuất hiện Right click to add a Data Tag

or Group

Bước 5: Nháychuột phải để tạo Tag chọn New DataTag.

Bước 6: Đặt tên vào ô Name và ghi địa chỉ I/O tương ứng trên GX Works3 rồi nhấn nútSave Đây là ví dụ:

Bảng địa chỉ trên MX OPC:

3 Thiết kế giao diện màn hình HMI:

Giao diện HMI sau khi đã cấu địa chỉ I/O

Giao diện HMI sau khi khởi chạy

4 Mô phỏng quá trình hoạt động trên Factory IO:

Factory IO là một phần mềm thiết kế và mô phỏng trực quan các hệ thống điều khiển

tự động hoá một cách khá thật Phần mềm hoạt động trên hầu hết mọi dòng PLC

Factory I / O bao gồm hơn 20 cảnh lấy cảm hứng từ các ứng dụng công nghiệp phổbiến Sử dụng thư viện nhà máy của các bộ phận công nghiệp và I / Os mở rộng bằngcách tạo các tập lệnh đào tạo tùy chỉnh

Ảnh tổng quan hệ thống nhà máy trong Factory IO

23Đầu vào - cung cấp hàng

Khâu phân loại sản phẩm theo chiều cao

Cảm biến màu sắc - khâu xử lí sản phẩm mã 1

25Cảm biến màu sắc - khâu xử lí sản phẩm mã 3

Khâu đóng sản phẩm vào thùng

Khâu cuối cùng - đếm số lượng thùng thành phẩm

CHƯƠNG III - KẾT LUẬN, ĐÁNH GIÁ