luận văn xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng plc s7-200

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 1 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng Đồ án Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 2 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng ĐỒ ÁN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ TRANG Lớp: ĐL - KTĐ 1A Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN Tên đề tài: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200. Ngày giao đề: 15/03/2009 Ngày hoàn thành: 20/05/2009 Nội dung cần hoàn thành: 1. Mô tả hệ thống. 2. Cài đặt màn hình TD200 để điều khiển hệ thống. 3. Viết chương trình cho PLC S7-200. 4. Tính chọn thiết bị chung của hệ thống. 5. Sản phẩm của đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật. Quyển thuyết minh nội dung của đề tài, mô hình của hệ thống. Ngày 09 tháng 03 năm 2009. TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN VŨ THỊ LÀNH NGUYỄN TIẾN HƯNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 3 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng  ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 4 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 5 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng LỜI NÓI ĐẦU  Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, các thiết bị điện - điện tử được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật, cũng như trong đời sống xã hội. Vấn đề tự động hoá trong công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay và nâng cao năng xuất lao động là một trong nhữnh đề tài được các bạn sinh viên, các thầy cô ở những trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều. Trước đòi hỏi của thực tế Em thấy đây là một lĩnh vực sẽ đem lại nhiều điều thú vị. Chính vì vậy em được khoa, bộ môn và thầy giáo giao nhiệm vụ thực hiện đề tài “Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200” cho đồ án học phần 3 của mình. Đồ án gồm có 4 chương với nội dung như sau: Chương 1: Khái quát chung hệ thống điều khiển. Chương 2: Khái quát chung về màn hình điều khiển. Chương 3: Tính chọn thiết bị hệ thống băng tải đếm sản phẩm. Chương 4: Lập trình điều khiển. Trong quá trình thực hiện đề tài,mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do thời gian và trình độ có hạn cùng với việc tham khảo, truy cập tài liệu còn nhiều hạn chế vì vậy nên không thể tránh khỏi sự thiếu sót. Kính mong thầy cô giáo tận tình chỉ bảo và góp ý cho đề tài được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn !. Nam Định, ngày 20 tháng 5 năm 2009 SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Thị Trang ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 6 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng Mục lục L I NÓI UỜ ĐẦ 5 CH NG 1. KH I QU T CHUNG H TH NG I U KHI N.ƯƠ Á Á Ệ Ố Đ Ề Ể 10 1.1 T ng quan v h th ng i u khi n.ổ ề ệ ố đ ề ể 10 1.1.1 Khái quát chung 10 Hình 1.1 H th ng i u khi n dây truy n lên mem nh máy bia.ệ ố đ ề ể ề à 11 Hình 1.2 Dây truy n s n xu t n c ng t.ề ả ấ ướ ọ 11 Hinh 1.3 S kh i h th ng i u khi n.ơ đồ ố ệ ố đ ề ể 12 1.1.2 Phân lo i ph ng th c i u khi n.ạ ươ ứ đ ề ể 13 1.2 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 13 1.2.1 So sánh h th ng i u khi n PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ố đ ề ể ớ ệ ố đ ề ể 13 Hình 1.4 Phân bi t PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ớ ệ ố đ ề ể 14 Hình 1.5 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 15 1.2.2 Gi i thi u v PLC. ớ ệ ề 15 Hình 1.6 Hình nh v b PLC.ả ề ộ 17 Hình 1.7 C u trúc c a m t PLC.ấ ủ ộ 18 1.2.3 Phân lo i PLC.ạ 20 1.2.4 B i u khi n PLC S7-200.ộ đ ề ể 21 1.3. H th ng b ng t i.ệ ố ă ả 24 1.3.1 Vai trò 24 1.3.2 Phân lo i b ng t i.ạ ă ả 24 1.3.3 C u t o.ấ ạ 25 Hình 1.8 C u t o b ng t i.ấ ạ ă ả 25 Hình 1.9 B ng t i dùng v n chuy n h ng v o kho.ă ả để ậ ể à à 26 Hình 1.10 B ng t i l m mát trong h th ng s n xu t bánh quy x p.ă ả à ệ ố ả ấ ố 27 CH NG 2. KH I QU T CHUNG V M N HÌNH I U KHI NƯƠ Á Á Ề À Đ Ề Ể 28 2.1. Khái quát v m n hình i u khi n.ề à đ ề ể 28 2.1.1 Khái quát chung 28 2.1.2 M n hình TD200.à 28 Hình 2.1: M n hình TD200.à 28 Hình 2.2 C u t o m n hình TD200.ấ ạ à 29 2.2 C i t thông s cho m n hình TD200.à đặ ố à 30 2.2.1 Ph n m m l p trình:ầ ề ậ 30 2.2.2 Các b c l p trình TD200:ướ ậ 31 CH NG 3. T NH CH N THI T B H TH NG B NG T I M S N PH MƯƠ Í Ọ Ế Ị Ệ Ố Ă Ả ĐẾ Ả Ẩ 37 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 7 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng 3.1 ng c v h th ng b ng t i. Độ ơ à ệ ố ă ả 37 3.1.1 ng c .Độ ơ 37 Hình 3.1 M t s ng c s d ng trong h th ng b ng t i.ộ ố độ ơ ử ụ ệ ố ă ả 38 3.1.2 Thông s k thu t c a B ng t i.ố ỹ ậ ủ ă ả 39 Hình 3.2 H th ng b ng t i trong phòng thí nghi m.ệ ố ă ả ệ 40 Hình 3.3 Mô hình h th ng b ng t i.ệ ố ă ả 41 3.2 B i u khi n PLC S7-200, M n hình TD200.ộ đ ề ể à 41 3.2.1 B i u khi n PLC S7-200. ộ đ ề ể 41 Hình 3.4 B PLC S7-200. ộ 41 Hình 3.5 PLC S7-200 CPU 214 42 Hình 3.6 C ng truy n thông.ổ ề 43 3.2.2 M n hình TD200.à 46 3.3 C m bi n.ả ế 46 3.3.1 Khái quát chung v c m bi n.ề ả ế 46 Hình 3.7 C m bi n quang.ả ế 47 3.3.2 Các yêu c u c a c m bi nầ ủ ả ế 47 3.3.3 Phân lo i.ạ 48 3.3.4 Thông s c a c m bi n trong h th ng.ố ủ ả ế ệ ố 49 3.4 Các thi t b khác. ế ị 49 3.5 Mô hình k t n i h th ng.ế ố ệ ố 49 Hình 3.8 K t n i CPU v TD200 ế ố à 50 Hình 3.9 K t n i truy n thông S7-200 v TD200ế ố ề à 51 Hình 3.10 Cách l p TD200 v i CPU v module EM235ắ ớ à 51 CH NG 4. L P TRÌNH I U KHI N H TH NGƯƠ Ậ Đ Ề Ể Ệ Ố 51 4.1 Mô t h th ng.ả ệ ố 51 Hình 4.1 Mô hình m s n ph m dùng PLC S7-200.đế ả ẩ 52 4.2 Trình t các bự c l p trình. ướ ậ 53 4.2.1 Vi t chế ng trình.ươ 53 4.2.2 V n h nh h th ng. ậ à ệ ố 58 4.2.3 Giám sát ho t ng c a chạ độ ủ ư ng trình.ơ 59 K T LU NẾ Ậ 60 T I LI U THAM KH OÀ Ệ Ả 61 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 8 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng BẢNG LIỆT KÊ HÌNH VẼ VÀ BẢNG L I NÓI UỜ ĐẦ 5 CH NG 1. KH I QU T CHUNG H TH NG I U KHI N.ƯƠ Á Á Ệ Ố Đ Ề Ể 10 1.1 T ng quan v h th ng i u khi n.ổ ề ệ ố đ ề ể 10 1.1.1 Khái quát chung 10 Hình 1.1 H th ng i u khi n dây truy n lên mem nh máy bia.ệ ố đ ề ể ề à 11 Hình 1.2 Dây truy n s n xu t n c ng t.ề ả ấ ướ ọ 11 Hinh 1.3 S kh i h th ng i u khi n.ơ đồ ố ệ ố đ ề ể 12 1.1.2 Phân lo i ph ng th c i u khi n.ạ ươ ứ đ ề ể 13 1.2 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 13 1.2.1 So sánh h th ng i u khi n PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ố đ ề ể ớ ệ ố đ ề ể 13 Hình 1.4 Phân bi t PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ớ ệ ố đ ề ể 14 Hình 1.5 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 15 1.2.2 Gi i thi u v PLC. ớ ệ ề 15 Hình 1.6 Hình nh v b PLC.ả ề ộ 17 Hình 1.7 C u trúc c a m t PLC.ấ ủ ộ 18 1.2.3 Phân lo i PLC.ạ 20 1.2.4 B i u khi n PLC S7-200.ộ đ ề ể 21 1.3. H th ng b ng t i.ệ ố ă ả 24 1.3.1 Vai trò 24 1.3.2 Phân lo i b ng t i.ạ ă ả 24 1.3.3 C u t o.ấ ạ 25 Hình 1.8 C u t o b ng t i.ấ ạ ă ả 25 Hình 1.9 B ng t i dùng v n chuy n h ng v o kho.ă ả để ậ ể à à 26 Hình 1.10 B ng t i l m mát trong h th ng s n xu t bánh quy x p.ă ả à ệ ố ả ấ ố 27 CH NG 2. KH I QU T CHUNG V M N HÌNH I U KHI NƯƠ Á Á Ề À Đ Ề Ể 28 2.1. Khái quát v m n hình i u khi n.ề à đ ề ể 28 2.1.1 Khái quát chung 28 2.1.2 M n hình TD200.à 28 Hình 2.1: M n hình TD200.à 28 Hình 2.2 C u t o m n hình TD200.ấ ạ à 29 2.2 C i t thông s cho m n hình TD200.à đặ ố à 30 2.2.1 Ph n m m l p trình:ầ ề ậ 30 2.2.2 Các b c l p trình TD200:ướ ậ 31 CH NG 3. T NH CH N THI T B H TH NG B NG T I M S N PH MƯƠ Í Ọ Ế Ị Ệ Ố Ă Ả ĐẾ Ả Ẩ 37 3.1 ng c v h th ng b ng t i. Độ ơ à ệ ố ă ả 37 3.1.1 ng c .Độ ơ 37 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 9 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng Hình 3.1 M t s ng c s d ng trong h th ng b ng t i.ộ ố độ ơ ử ụ ệ ố ă ả 38 3.1.2 Thông s k thu t c a B ng t i.ố ỹ ậ ủ ă ả 39 Hình 3.2 H th ng b ng t i trong phòng thí nghi m.ệ ố ă ả ệ 40 Hình 3.3 Mô hình h th ng b ng t i.ệ ố ă ả 41 3.2 B i u khi n PLC S7-200, M n hình TD200.ộ đ ề ể à 41 3.2.1 B i u khi n PLC S7-200. ộ đ ề ể 41 Hình 3.4 B PLC S7-200. ộ 41 Hình 3.5 PLC S7-200 CPU 214 42 Hình 3.6 C ng truy n thông.ổ ề 43 3.2.2 M n hình TD200.à 46 3.3 C m bi n.ả ế 46 3.3.1 Khái quát chung v c m bi n.ề ả ế 46 Hình 3.7 C m bi n quang.ả ế 47 3.3.2 Các yêu c u c a c m bi nầ ủ ả ế 47 3.3.3 Phân lo i.ạ 48 3.3.4 Thông s c a c m bi n trong h th ng.ố ủ ả ế ệ ố 49 3.4 Các thi t b khác. ế ị 49 3.5 Mô hình k t n i h th ng.ế ố ệ ố 49 Hình 3.8 K t n i CPU v TD200 ế ố à 50 Hình 3.9 K t n i truy n thông S7-200 v TD200ế ố ề à 51 Hình 3.10 Cách l p TD200 v i CPU v module EM235ắ ớ à 51 CH NG 4. L P TRÌNH I U KHI N H TH NGƯƠ Ậ Đ Ề Ể Ệ Ố 51 4.1 Mô t h th ng.ả ệ ố 51 Hình 4.1 Mô hình m s n ph m dùng PLC S7-200.đế ả ẩ 52 4.2 Trình t các bự c l p trình. ướ ậ 53 4.2.1 Vi t chế ng trình.ươ 53 4.2.2 V n h nh h th ng. ậ à ệ ố 58 4.2.3 Giám sát ho t ng c a chạ độ ủ ư ng trình.ơ 59 K T LU NẾ Ậ 60 T I LI U THAM KH OÀ Ệ Ả 61 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 10 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. 1.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển. 1.1.1 Khái quát chung. Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất công nghiệp nhằm mục tiêu tăng năng xuất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, độ chính xác cao, giá thành hạ Các hệ thống điều khiển được đưa vào sản xuất trong các xí nghiệp, nhà máy với độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, ít hư hỏng và giảm nhân công lao động. Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển có khả năng xử lý, kiểm soát được các sự cố và có thể tự khắc phục được sự cố, các sai sót khi vận hành. Một hệ thống như trên gọi là hệ thống điều khiển. Trong tất cả mọi hoạt động của con người ở bất cứ đâu vào mọi thời điểm nào đều liên quan đến khái niệm điều khiển. Nó là tập hợp tất cả các tác động mang tính tổ chức để nhằm đạt được mục đích mong muốn. Có thể nói điều khiển là nhân tố cuối cùng quyết định mọi thành bại của các hoạt động. Trong công nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và chi phí sản xuất. Sau đây là một số hình ảnh về các hệ thống sản xuất dùng trong công nghiệp của các nhà máy hiện nay. [...]... điều khiển được hình thành khi có nhiễu tác động lên hệ thống - Điều khiển theo sai lệch: Trong công nghiệp phương thức điều khiển theo sai lệch được sử dụng rộng rãi nhất 1.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 1.2.1 So sánh hệ thống điều khiển PLC với hệ thống điều khiển khác Khi điều khiển bằng PLC có nhiều lợi thế hơn so với các hệ thống khác không sử dụng PLC Điều đó thể hiện qua sơ đồ sau: ĐỒ ÁN HỌC PHẦN... Trong quá trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … thì rất phù hợp với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, …Chính vì vậy theo đê tài được giao em thấy chọn PLC S7-200 là hợp lý nhất, như vậy sẽ tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị mà không bị lãng phí 1.2.4 Bộ điều khiển PLC S7-200 PLC S7-200 là bộ điều khiển logic khả trình thuộc họ PLC của Siemen... thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý tốt với những chức năng phức tạp số lượng cổng vào/ ra lớn Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Rôbôt, Cad/ Cam … mà các nhà thiết kế còn xây dựng các loại PLC với các chức năng điều khiển... hình ảnh tổng quát về hệ thống điều khiển dùng PLC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 15 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng Hình 1.5 Hệ thống điều khiển dùng PLC 1.2.2 Giới thiệu về PLC a Tổng quan về PLC Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng và vận hành hệ thống Vì vậy các nhà... móc, thiết bị thường đi kèm các thiết bị gá lắp riêng Tất cả các băng tải khi dừng máy đều có động cơ để kéo trùng băng tải để bảo vệ băng tải để bảo vệ băng tải không bị giãn, không bị nứt hoặc căng bề mặt Hình 1.9 Băng tải dùng để vận chuyển hàng vào kho ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 27 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng Hình 1.10 Băng tải làm mát trong hệ thống sản xuất bánh quy xốp ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 28 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng... điều khiển rộng thì PLC lại không phù hợp với những hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đó sẽ không tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị này 1.2.3 Phân loại PLC Có hai cách phân loại PLC: - Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, … - Theo version: Gồm có ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 21 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng PLC của Siemen có các họ: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo PLC của Misubishi... tác đảm bảo quá trình hoạt động của hệ thống Từ thông tin của khối vào hệ thống điều khiển phải tạo ra được những tín hiệu cần thiết để điều khiển các thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu sản xuất - Khối ra: Tín hiệu ra là kết quả cuối cùng của quá trình xử lý hệ thống điều khiển Các tín hiệu này được sử dụng điều khiển các cơ cấu, thiết bị hoạt động theo yêu cầu của hệ thống, tín hiệu ra có thể được hồi... ÁN HỌC PHẦN 3 24 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng - Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng Vùng này không kiểu non-volatile nhưng đọc/ ghi được 1.3 Hệ thống băng tải 1.3.1 Vai trò Ngày nay băng tải đã được sử dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp Băng tải dùng để vân chuyển các vật liệu dạng hạt, viên, tảng, các vật mỏng... d Ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC * Ứng dụng PLC PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành như công nghiệp chế biến thực phẩm, thiết bị y tế, ôtô, … ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 20 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng - Hoá học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, … - Chế tạo máy và sản xuất: tự động hoá trong chế tạo máy, quá trình lắp đặt máy, … - Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm số... lập trình Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình ( PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển Quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là lập trình dùng giản đồ hình thang, kí hiệu la LAD Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC có thêm khả năng khác, đó là . THUẬT ĐIỆN Tên đề tài: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200. Ngày giao đề: 15/03/2009 Ngày hoàn thành: 20/05/2009 Nội dung cần hoàn thành: 1. Mô tả hệ thống. 2. Cài đặt màn. hiện đề tài Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200 cho đồ án học phần 3 của mình. Đồ án gồm có 4 chương với nội dung như sau: Chương 1: Khái quát chung hệ thống điều. án Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 2 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng ĐỒ ÁN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ TRANG Lớp: ĐL - KTĐ 1A Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ