Báo cáo Đồ Án Điều khiển logic trang bị Điện Đề tài số 2 sử dụng khối hàm phù hợp của plc s7 1200 Để thiết kế, mô phỏng mạch Điều khiển băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc

Nội dung học tập: 1.Tên đề tài : Sử dụng khối hàm phù hợp của PLC S7-1200 để thiết kế, mô phỏng mạch điều khiển băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc với yêu cầu công nghệ sau: Nhấn M

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

====o0o====

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC- TRANG BỊ ĐIỆN

Đề tài số 2

GVHD: ThS.Trần Thị Hồng Thắm

Nhóm số :

Hà Nội 2024

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung:

Nhóm sinh viên:

Chuẩn đầu ra của học phần (Learning Outcomes)

Mục

tiêu

Chuẩn

đầu ra

của HP

Mô tả chuẩn đầu ra của HP

Chuẩn đầu ra CTĐT

Mức độ (I/T/U)

Vận dụng các kiến thức về thiết

kế mạch tổ hợp, mạch điều khiển tuần tự Thiết kế, nâng cấp được mạch trang bị điện cho máy công nghiệp

Thiết kế, tính toán, lựa chọn thiết bị mạch điều khiển điện cho máy công nghiệp

II Nội dung học tập:

1.Tên đề tài :

Sử dụng khối hàm phù hợp của PLC S7-1200 để thiết kế, mô phỏng mạch điều khiển băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc với yêu cầu công nghệ sau:

Nhấn M1, băng tải 1 hoạt động Sau đó sản phẩm được đưa lần lượt vào băng tải 1

Nếu sản phẩm có màu xanh sẽ tác động vào hành trình HTX làm cho băng tải 2 quay nghịch đưa sản phẩm vào thùng X Khi sản phẩm vào thùng chứa

X sẽ chạm hành trình HT1 băng tải 2 dừng

Nếu sản phẩm có màu đỏ sẽ tác động vào hành trình HTĐ làm cho băng tải

2 quay thuận và băng tải 3 quay nghịch đưa sản phẩm vào thùng Đ Khi sản phẩm vào thùng chứa Đ sẽ chạm hành trình HT2 băng tải 2 và 3 dừng

Nếu sản phẩm có có màu đỏ sẽ tác động vào hành trình HTV làm cho băng tải 2 quay thuận, băng tải 3 quay thuận và băng tải 4 quay nghịch đưa sản phẩm vào thùng V Khi sản phẩm vào thùng chứa V sẽ chạm hành trình HT3 băng tải 2, 3 và 4 dừng

Nếu sản phẩm được đưa vào băng tải 1 mà không có hành trình nào tác động thì băng tải 2 quay thuận, băng tải 3 quay thuận và băng tải 4 quay thuận đưa sản phẩm lỗi vào thùng K Khi sản phẩm vào thùng chứa K sẽ chạm hành trình HT3 băng tải 2, 3 và 4 dừng

Các động cơ được bảo vệ quá tải và ngắn mạch

PHẦN THUYẾT MINH

(Sinh viên trình bày theo cấu trúc sau)

Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều khiển băng tải trong công nghiệp Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển logic và mạch động lực Tính toán, lựa chọn các thiết bị liên quan

Chương 3: Tính toán, lựa chọn các thiết bị liên quan

Chương 4: Lập trình, mô phỏng hệ thống điều khiển trên phần mềm S7-1200 Chương 5: Tổng hợp hiệu chỉnh hệ thống điều khiển logic và trang bị điện

2 Hoạt động của sinh viên:

- Triển khai thực hiện đồ án theo hướng dẫn

- Hỏi GV nếu chưa rõ công nghệ hoặc hướng thiết kế

3 Sản phẩm nghiên cứu

Bản báo cáo đồ án đóng bìa mềm (xanh lá cây- không bóng kính), hai mặt (giấy thường)

III Nhiệm vụ học tập:

1 Làm và hoàn thành Đồ án theo đúng thời gian quy định (từ ngày 10/09/2024 đến ngày 30/11/2024);

2 Từ 18h đến 21h ngày 31/11/2024 gửi toàn bộ các file trong nội dung đồ án trên đường link của lớp học

3 Báo cáo tiến độ các phần trong nội dung đề tài theo quy định của GV hướng dẫn

4 Nộp bản cứng cho GV sau khi hoàn thành nội dung

5 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước giảng viên

IV Học liệu thực hiện Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án /Dự án:

[1] Nguyễn Trọng Thuần, “Điều khiển logic và ứng dụng”, NXB Khoa học

kỹ thuật 2009

[2] Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hà, Nguyễn Vũ Thanh, “Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện”, Nhà xuất bản Giáo dục, 2013

[3] Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh, “Trang bị điện – Điện tử máy công nghiệp dùng chung ”, Nhà xuất bản Giáo dục 2003

[4] Tô Đằng, Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ điện - Lý thuyết - Kết cấu - Tính toán lựa chọn sử dụng, NXB Khoa học kỹ thuật - Xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2008

[5] Vũ Quang Hồi, “Trang bị điện - điện tử công nghiệp” - NXB Khoa học

kỹ thuật - Xuất bản 2000

[6] Bùi Văn Huy, “Giáo trình Trang bị điện” – Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội – NXB thống kê, 2022

[7] Tài liệu khác (tham khảo trên không gian mạng)

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BIÊN BẢN TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TIỂU LUẬN, BÀI TẬP LỚN, ĐỒ ÁN/DỰ ÁN

I Thời gian và địa điểm

1 Thời gian: từ … giờ … đến … giờ … ngày … / … /2024

2 Địa điểm:………

II Thành phần

1 Họ và tên GV1:………

2 Họ và tên GV2:………

III Kết quả đánh giá của hai giảng viên

Stt Mã SV Họ và tên sinh

viên

Điểm chấm của GV1

Điểm chấm của GV2

ĐTB của GV1, GV2

Tổng điểm theo chuẩn đầu ra

Điểm bằng số

Điểm bằng chữ L1.1 L2.1 1

2

3

4

5

GIẢNG VIÊN 1 GIẢNG VIÊN 2

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN TIỂU LUẬN, BÀI TẬP LỚN, ĐỒ ÁN/DỰ ÁN

Tên đề tài : Sử dụng khối hàm phù hợp của PLC S7-1200 để thiết kế, mô phỏng mạch điều khiển băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc với yêu cầu công nghệ cho trước

Tuần Người thực hiện Nội dung công việc Phương pháp thực hiện

dụng kiến thức thực hiện ; thảo luận nhóm

6-7 Chương 4: Lập trình, mô phỏng hệ thống điều khiển trên

phần mềm S7-1200

trang bị điện

Ngày….tháng… năm 2024.

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

Trần Thị Hồng Thắm

BÁO CÁO HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

Tên nhóm (nếu báo cáo học tập nhóm):

Tên đề tài: Sử dụng khối hàm phù hợp của PLC S7-1200 để thiết kế, mô phỏng mạch điều khiển băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc với yêu cầu công nghệ cho trước

Tuần Người thực hiện Nội dung công việc Kết quả đạt

được

Kiến nghị với giảng viên

hướng dẫn (Nêu những

khó khăn, hỗ trợ từ phía giảng viên,… nếu cần)

2-3 Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển logic và mạch

Ngày….tháng… năm 2024.

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN Trần Thị Hồng Thắm

MỤC LỤC

Chương 1.Tổng quan về hệ thống điều khiển băng tải trong công nghiệp 1

1.1.Hệ Thống Băng Tải Là Gì? 1

1.2.Các loại băng tải trong dây chuyền sản xuất 2

1.3.Cấu tạo hệ thống băng tải 2

1.4.Nguyên lý hoạt động của băng tải như sau: 3

1.5.Công dụng và ứng dụng của hệ thống điều khiển băng tải 3

1.6.Các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều khiển băng tải 4

1.7.Phân loại các phương pháp điều khiển băng tải 5

1.8.Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển băng tải 5

1.9.Các thông số kỹ thuật quan trọng cần lưu ý khi lựa chọn hệ thống điều khiển băng tải .6

1.10.Các vấn đề cần xem xét khi lắp đặt hệ thống điều khiển băng tải 7

Chương 2.Thiết kế mạch điều khiển logic và mạch động lực 8

Chương 3.Tính toán, lựa chọn các thiết bị liên quan 8

Chương 4.Lập trình, mô phỏng hệ thống điều khiển trên phần mềm S7-1200 8

Chương 5.Tổng hợp hiệu chỉnh hệ thống điều khiển logic và trang bị điện 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống băng tải trong thực tế 1

Hình 1.2 Cấu tạo hệ thống băng tải 3

Chương 1.Tổng quan về hệ thống điều khiển băng tải trong công nghiệp

1.1 Hệ Thống Băng Tải Là Gì?

- Hệ Thống Băng Tải là một thiết bị xử lý vật liệu cơ khí di chuyển hàng hóa, vật tư từ nơi này đến nơi khác trong một đường dẫn xác định trước Băng tải đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến việc vận chuyển từ vật liệu nhẹ đến vật liệu nặng hoặc cồng kềnh Hệ thống băng tải cho phép vận chuyển nhanh chóng và hiệu quả đối với nhiều loại vật liệu Bên cạnh đó là sản xuất, băng chuyền giảm nguy cơ chấn thương lưng, đầu gối, vai, chấn thương chỉnh hình khác, và các yếu tố phát sinh liên quan đến tính mạng con người

- Việc sử dụng băng tải công nghiệp khác nhau tùy theo vị trí, loại sản phẩm đang được di chuyển, khoảng cách mà đối tượng sẽ được di chuyển Tiêu chuẩn cho băng tải được đo lường

và xác định bởi tải trọng tối đa, trọng lượng của sản phẩm, số lượng các mảnh trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ và dòng chảy của vật liệu

Hình 1.1 Hệ thống băng tải trong thực tế

1

1.2 Các loại băng tải trong dây chuyền sản xuất

 Băng tải cao su: Chịu nhiệt, sức tải lớn

 Băng tải xích: Khá tốt trong ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững chắc

 Băng tải con lăn gồm: băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn nhựa PVC, băng tải con lăn thép mạ kẽm, băng tải con lăn truyền động bằng motor

 Băng tải đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng

 Băng tải PVC, PU: Tải nhẹ và thông dụng với kinh tế

 Băng tải linh hoạt: Di chuyển Băng tải góc cong: chuyển hướng sản phẩm 30 đến 180 độ

Mỗi loại băng tải có một hình dạng, chức năng và ứng dụng khác nhau, cho nên hãy cân nhắc lựa chọn cho mình loại băng tải phù hợp nhất với mục đích sử dụng Để băng tải có thể phát huy được hết chức năng của nó phục vụ tốt cho việc vận chuyển hàng hóa thì phải lựa chọn loại băng tải có chức năng phù hợp Đồng thời, tiết kiệm được rất nhiều chi phí và tăng năng suất cho công việc Trong những trường hợp nhất định thì sẽ sử dụng mỗi loại băng tải khác nhau cho nên cần tìm hiểu kĩ để có thể sử dụng đúng mục đích và đem lại hiệu quả cao

1.3 Cấu tạo hệ thống băng tải

2

Hình 1.2 Cấu tạo hệ thống băng tải

- Khung băng tải : thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc inox

- Dây băng tải: Thường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm hoặc dây băng PU dày 1.5mm

- Động cơ chuyền động: Động cơ băng tải hiện nay thường dung 2 loại phổ biến:

+ Động cơ liền hộp giảm tốc có dải công suất từ 6W đến 200W

+ Động cơ và hộp giảm tốc tách rời, dải công suất thường từ 0.2 KW đến 3.7 KW

- Bộ điều khiển băng chuyền: Thường gồm có biến tần, sensor, timer, PLC

- Cơ cấu truyền động gồm có: Rulo kéo, con lăn đỡ, nhông xích, pully dây đai,…

- Hệ thống bàn thao tác trên băng chuyền thường bằng gỗ, thép hoặc inox trên mặt có dán thảm cao su chống tĩnh điện

- Hệ thống đường khí nén và đường điện có ổ cắm để lấy điện cho các máy dùng trên băng chuyền

- Ngoài ra thường có thêm đường điện chiếu sáng để công nhân thao tác lắp ráp

1.4 Nguyên lý hoạt động của băng tải như sau:

- Khi động cơ truyền chuyển động vào rulô chủ động quay làm cho dây băng tải chuyển động nhờ lực ma sát giữa rulô và dây băng băng tải Để tạo ra lực ma sát giữa rulô và dây băng tải khi dây băng tải bị trùng thì ta điều chỉnh rulô bị động để dây băng tải căng ra tạo lực ma sát giữa dây băng tải và rulô chủ động lực ma sát giữa dây băng tải và Rulô sẽ làm cho băng tải chuyển động tịnh tiến Khi đặt các vật liệu xuống bề mặt dây băng tải, nó sẽ được di chuyển nhờ vào chuyển động của băng tải Để tránh băng tải bị võng, người ta dùng các Con lăn đỡ đặt ở phía dưới bề mặt băng tải, điều này cũng làm giảm đi lực ma sát trên đường đi của băng tải

1.5 Công dụng và ứng dụng của hệ thống điều khiển băng tải

Hệ thống điều khiển băng tải có vai trò rất quan trọng trong việc tăng năng suất và hiệu quả sản xuất Việc sử dụng hệ thống này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người trong quá trình sản xuất, từ đó giảm thiểu nguy cơ tai nạn và làm tăng độ chính xác và đồng nhất của sản

3

phẩm cuối cùng Ngoài ra, hệ thống điều khiển băng tải còn có các ứng dụng khác nhau tùy thuộc vào ngành công nghiệp sử dụng

 Công nghiệp ô tô

Trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống điều khiển băng tải được sử dụng để di chuyển các chi tiết và linh kiện của xe qua các vùng chức năng trong quá trình lắp ráp Hệ thống này không chỉ giúp tăng năng suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất, mà còn giúp giảm thiểu thời gian và công sức của con người trong việc di chuyển các chi tiết lớn và nặng

 Công nghiệp sản xuất điện tử

Hệ thống điều khiển băng tải cũng có sự ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất sản phẩm điện tử như điện thoại, máy tính và các linh kiện điện tử khác Trong quá trình sản xuất, các chi tiết nhỏ và nhạy cảm yêu cầu độ chính xác cao nên việc sử dụng hệ thống này giúp tăng năng suất và đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng

 Sản xuất thực phẩm và đồ uống

Hệ thống điều khiển băng tải cũng đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy sản xuất thực phẩm và đồ uống Trong quá trình sản xuất, sản phẩm phải được di chuyển qua các khu vực khác nhau để hoàn thành quá trình chế biến và đóng gói Sử dụng hệ thống điều khiển băng tải không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo tính an toàn và vệ sinh của sản phẩm

1.6 Các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều khiển băng tải

Các cảm biến là thành phần cực kỳ quan trọng của hệ thống điều khiển băng tải Chúng được

sử dụng để thu thập thông tin về tốc độ, áp suất và vị trí của băng tải và gửi tín hiệu cho bộ điều khiển để điều chỉnh hoạt động của hệ thống

 Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất được sử dụng để đo lường áp suất của băng tải trong quá trình hoạt động Thông tin này cần thiết để đảm bảo tải trọng và sức mạnh của động cơ phù hợp với khối lượng của vật liệu trên băng tải

 Cảm biến tốc độ

4

Cảm biến tốc độ được sử dụng để đo lường tốc độ di chuyển của băng tải Thông tin này giúp bộ điều khiển điều chỉnh tốc độ của băng tải để đảm bảo việc di chuyển vật liệu là liên tục và ổn định.

 Cảm biến vị trí

Cảm biến vị trí được sử dụng để xác định vị trí của băng tải trong quá trình di chuyển Việc có thông tin chính xác về vị trí rất quan trọng để bộ điều khiển có thể điều chỉnh các thành phần khác của hệ thống.

1.7 Phân loại các phương pháp điều khiển băng tải

Có nhiều phương pháp khác nhau để điều khiển băng tải Các phương pháp này có thể được chia thành ba loại chính: điều khiển tốc độ, điều khiển vị trí và điều khiển vận tốc.

 Điều khiển tốc độ

Phương pháp này sử dụng cảm biến tốc độ để giữ cho băng tải di chuyển ở một tốc độ cố định Điều này đảm bảo việc di chuyển vật liệu là liên tục và không bị ngắt quãng.

 Điều khiển vị trí

Điều khiển vị trí sử dụng các cảm biến vị trí để duy trì vị trí của băng tải trong quá trình di chuyển Phương pháp này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như sản xuất ô tô hoặc sản phẩm điện tử.

 Điều khiển vận tốc

Điều khiển vận tốc sử dụng cảm biến áp suất để điều chỉnh tốc độ di chuyển của băng tải Phương pháp này cho phép tăng hoặc giảm tốc độ dựa trên lực kéo của băng tải, đảm bảo tính an toàn và đồng nhất của quá trình di chuyển.

1.8 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển băng tải

Ưu điểm

 Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất: Hệ thống điều khiển băng tải giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và đảm bảo việc chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng và hiệu quả.

 Giảm thiểu sự can thiệp của con người: Việc sử dụng hệ thống điều khiển băng tải giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và tăng tính an toàn trong quá trình sản xuất.

 Đồng nhất và chính xác: Hệ thống này giúp đảm bảo rằng hàng hóa được chuyển đúng vị trí và theo đúng tốc độ, từ đó tăng tính đồng nhất và chính xác của sản phẩm cuối cùng.

 Tiết kiệm chi phí: Bằng cách tự động hóa quá trình chuyển hàng hóa, hệ thống điều khiển băng tải giúp tiết kiệm chi phí lao động và tăng năng suất lao động.

5

Nhược điểm

 Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc lắp đặt và cấu hình hệ thống điều khiển băng tải đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu lớn.

 Độ bền và bảo trì: Hệ thống điều khiển băng tải cần được bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định và tránh sự cố.

 Khả năng mở rộng hạn chế: Khi cần mở rộng hoặc thay đổi quy trình sản xuất, việc điều chỉnh hệ thống điều khiển băng tải có thể gặp khó khăn.

1.9 Các thông số kỹ thuật quan trọng cần lưu ý khi lựa chọn hệ thống điều khiển băng tải

Khi lựa chọn hệ thống điều khiển băng tải, có một số thông số kỹ thuật quan trọng mà bạn cần lưu ý để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và đáp ứng được yêu cầu của quy trình sản xuất Dưới đây là một số thông số cần xem xét:

 Tải trọng

Thông số này cho biết khả năng chịu tải của băng tải, tức là khối lượng tối đa mà hệ thống có thể chuyển động mà không gây ra sự cố

 Tốc độ di chuyển

Tốc độ di chuyển của băng tải cần phải phù hợp với quy trình sản xuất và đảm bảo rằng hàng hóa được chuyển đúng tốc độ

 Độ dài và chiều rộng của băng tải

Kích thước của băng tải cần phải được xác định sao cho phù hợp với không gian và yêu cầu của quy trình sản xuất

 Loại động cơ

Động cơ của hệ thống điều khiển băng tải cần phải mạnh mẽ và đáng tin cậy để đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định

 Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển cần phải linh hoạt và dễ dàng cấu hình để có thể điều chỉnh theo yêu cầu

cụ thể của quy trình sản xuất

6