Tiểu luận cuối kì môn học mạng truyền thông trong công nghiệp phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng plc siemens

® CLO2: Xác định được cách đấu nối, cài đặt, vận hành và khai thác các dịch vụ của mạng truyền thông công nghiệp trong các ứng dụng điều khiến tự động sử dụng PLC, Scada.. Danh gia Chuyé

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO

Đại học Công nghệ Tp.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

TIỂU LUẬN CUÓI KÌ MÔN HỌC MẠNG TRUYÊN THÔNG

TRONG CÔNG NGHIỆP

PHAN LOAI SAN PHAM THEO

CHIEU CAO SU DUNG PLC SIEMENS

NGANH : KY THUAT DIEU KHIỂN VA TU DONG HOA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Thay Pham Quéc Thién

Sinh viên thực hiện: MSSV: LAp:

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2023

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

Trang 2

PHIEU GIAO DE TAI

TEN MON HOC : MANG TRUYEN THONG TRONG CONG NGHIEP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài:

(1): Đỗ Ngọc Sang MSSV : 2080500004 Lớp:20DTDA2

(2): Phạm Hoàng Lâm MSSV: 2011050334 Lớp: 20DTDA2

(3): Lưu Chí Nguyên MSSV : 2080500002 Lớp:20DTDA2

2 Tên đề tài : Phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC Siemens

Ngày giao dé tài: ./ / Ngày nộp báo cáo: 06/11/2023

1P HCM, ngày 06 tháng lÌ năm 2023 Sinh viên thực hiện Giảng viên giảng dạy

(Kỹ và ghi rõ họ tên các thành viên) (Kỹ và ghi rõ họ tên)

Trang 3

RUBRIC DANH GIA HQC PHAN

Mang truyền thông trong công nghiệp

1 Chuẩn đầu ra học phan (CLO)

¢ CLOL: Hiéu duoc cau hinh phan cứng, vai trò, nhiệm vụ vả tính năng hoạt động của thiết bị trong mạng truyền thông công nghiệp phố biến

® CLO2: Xác định được cách đấu nối, cài đặt, vận hành và khai thác

các dịch vụ của mạng truyền thông công nghiệp trong các ứng dụng

điều khiến tự động sử dụng PLC, Scada

e© CLO3: Xác định vẫn đề trong thiết bị và phần mềm của mạng truyền

thông công nghiệp

e© CLO4: Vận dụng kiến thức vào chọn thiết bị, thiết kế, lắp đặt và vận

hành hệ thong mạng truyền thông công nghiệp cơ bản

Danh gia Chuyén can + 20% Tham gia lớp học

quá trình tham gia thảo

luận, phát biể

(50%) _— lớp mu Mức độ tích cực

- Bài tập về nhà 30% | - Trình bảy câu hình phân cứng, vai trò, nhiệm CLOI, - Bài tập cá nhân vụ và tính năng hoạt động của thiết bị trong CLO2, CLO3, mạng truyền thông công nghiệp pho biên CLO4 - Thực hiện mô phỏng hoặc thực nghiệm các

mạng truyền thông công nghiệp phô biển dùng

PLC hoặc Arduino

CLO3, CLO4 Thi kết | - Tiêu luận 50% | - Mô tả các thiết bị cân thiết cho một hệ thông

thúc HP - Vấn đáp có sử đụng mạng truyền thông trong công (50%) nghiệp theo kiến trúc Master-Slave

-_ Thiết kế mạch điều khiển và động lực cho

Master-Slave

- Xac dinh bang dia chi input/output cua hé

théng

- Trinh bay nguyén tắc hoạt động của hệ thống,

vai trò và nhiệm vụ của Master-Slave

- Thiết kế lưu đồ giải thuật -_ Lập trình điều khiển hệ thống (mô phỏng hoặc

Trang 4

Tên giảng viên: Phạm Quốc Thiện

Mã HV: 2080500004 Lớp: 20DTDA2 Hoc ky: Hoc ky 1A Nam hoc: 2023 — 2024

(<50%) (<70%) (100%)

quả bài học là hiệu |học Các đóng

quả góp rât hiệu

quả

Đánh giá bài kiểm tra (30%) Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được

CLOI, điểm <4,0 | điểm 4,0-> | điểm 5,5 -> | điểm 7,0 > | điểm 8,5 =>

cLo3j l23⁄4#3 điểm kiểm án án điểm án án điểm

CLO4 tra kiểm tra kiểm tra

điểm điểm kiểm tra kiểm tra

Đánh giá bài thi kết thúc học phần (50%)

Trang 5

CLO2,| Hinh thức lôi chính tả, | lỗi chính tả, | chính tả,ngữ | lỗi chính tả, không mắc

CLO3,| báo cáo ngữ pháp và ngữ pháp và pháp và định ngữ pháp và | lôi chính tả,

Bế cục báo văn bản văn bản nhưng khô văn bản, sử |định dạng văn

tham khảo biêu đỗ phong oa học Chú trong việc sử | ngữ chuyên (TLTK) Không tuân học Chú thích hình dụng thuật ngành Chú

thủ qui định thích bình ; , ngữ chuyên | thích hình

về bố cục anh, bang ảnh, bản, eo ngành Chu anh, bang

Không trình | biểu, đồ thị, | PY 40 tbl | thíchhình | biểu, đồ thị,

bay TLTK |biểu đồ chưa | Piều đồ chưa | ảnh bảng | biểu đồ đúng

theo quy đầy đủ ch đây đủ, chưa | biểu, đỗ thị, quy định

địh Không | PC uy | đúngguy |biềuđồđầy | Trình bày

trích dân nh y định đủ nhưng đúng bô cục,

TLTK ino | tinh bay | Chua ding | nội dung tat

Co tuân thủ đúng bế quy định cả các phần qui định về xo ° sục Trình bày rõ rang, hợp

bố cục nhưng ng nO! | ding bo cục | lý, chỉ tiết

nội dung của | đungcủa | phẩnlớnnội | Trích dân

từng phần từng phân dung các - |TLTK hợp lý, được sắp xếp được sắp xếp phân rỡ rang tin cây

“Toot logic chưa hợp lý |_ và hợp lý Op ly 3 à

„ 6 TỐ Trình bày Trinh bay TLTR

CO trinh bay | me gạo | heo quy định TLTK theo Trích dẫn quy định quy định, |TLTK hợp lý

Không trích nhựng van

dẫn TLTK còn sai sót

Trích dẫn không đầy đủ

TLTK

cầu cầu

mm 10% | Không trả lti Tra Iti Tra Iti dung Tra Iti Traltiding | Tra Ie đúng câu hỏi ding đúng - tat cả các câu câu hỏi nao dưới 1/2 số câu| 1/2 số câu hỏi | trên 2/3 số hỏi

và trao đối

trong phần

thảo luận

Ky ning |5% Nhiều lãi rất Thiên kế, Binh thutng, | Biét thu hat | Nói ne tự

° : năng thuyết | khéng gidic| ngutinghe | tin, thuyet | - trinh bay co ban trong trình Š phục, giao

~ os biét

ky nang luu nguti

Ho tén HV: Pham Hoang Lam

Hoc ky: Hoc ky 1A

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật

Ma HV: 2011050334 Lớp: 20DTDA2 Nam hoc: 2023 — 2024

Trang 6

(<50%) (<70%) (100%)

bài học tại lớp.|_ kiến tại lớp | Hiên quan đến |phát biểu, trao

quả

Đánh giá bài kiếm tra (30%)

Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được

CLOA| 12343 điểm kiểm án án điểm án án điểm

Trang 7

cLoi|—, đhdmng | diab dans Lm vạngặn | đôhdơng | nae pp va

Bế cục báo văn bản văn bản nhưng khô văn bản, sử |dinh dang van

tham khảo biêu đỗ phong oa học Chú trong việc sử | ngữ chuyên (TLTK) Không tuân học Chú thích hình dụng thuật ngành Chú

thủ qui định thích bình ; , ngữ chuyên thích hình

về bố cục anh, bang ảnh, bản, eo nganh Chu anh, bang

theo quy đà đủ ch đây đủ, chưa biéu, do thi, quy định

định Không đáng u 5 | đúngquy | biểuđồđầy | Trinh bay

trích dân nh y định đủ nhưng đúng bô cục,

TLTK ino | tinh bay | Chua ding | nội dung tat

Co tuân thủ đúng bế quy định cả các phần qui định về ung 90 sục Trình bảy rõ ràng, hợp

bó cục nhưng nhưng nọ đúng bế cục lý, chỉ tiết

từng phần từng phân dung các - |TLTK hợp lý, được sáp xép |được sắp xếp phân rõ ràng tin cậy

mm chưa hợp lý và hợp lý

logic SP Trinh bay TLTK trình bày |_ Trình bày TY HE

Có trình bày theo quy định

TLTK theo | TLTK theo | tick din quy dinh quy định, |TỊTK hợp lý

Không trích nhựng van

dẫn TLTK còn sai sót

TLTK

báo cáo dưới 50% yêu | dưới 70% yêu yêu cầu 100% yêu câu

cầu cầu

a Iti 10% | Khéng tra Iti Tra Iti Tra Iti dung Tra Iti Tra ludung |

Tra 1 đúng câu hỏi ding đúng - tat cả các câu câu hỏi nao dưới 1/2 số câu| 1/2 số câu hỏi | trên 2/3 số hỏi

và trao đối

trong phần

thảo luận

Ky ning |5% Nhiều lãi rất Thiên kế, Binh thutng, | Biét thu hat | Nói ne tự

° : năng thuyết | khéng gidic| ngutinghe | tin, thuyet | - trinh bay co ban trong trình Š phục, giao

~ os biét

ky nang luu nguti

Họ tên HV: Lưu Chí Nguyên

Hoc ky: Hoc ky 1A

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật

Ma HV: 2080500002 Lớp: 20DTDA2 Nam hoc: 2023 — 2024

Trang 8

(<50%) (<70%) (100%)

bài học tại lớp.|_ kiến tại lớp | Hiên quan đến |phát biểu, trao

quả

Đánh giá bài kiếm tra (30%)

Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được Đạt được

CLOA| 12343 điểm kiểm án án điểm án án điểm

Trang 9

Bế cục báo văn bản văn bản nh - văn bản, sử |dinh dang van

cáo Không chú |Nhưng không | nhưng không | dụng hợp lý | bản sử dụng

thíchhình | biếtcách sử | Piếtcách$ử | vănphong | hop ly van

Tại liêu ảnh, bảng dụng văn dụng văn khoa học 7 phong khoa

h khẻ biêu, đồ thị, phong khoa phong khoa |nhưng còn lôi | học và thuật

tham khảo biéu do học Chú trong việc sử | ngữ chuyên

ˆ 2 học Chú a TA ` (TLTK) Không tuân hich hinh thich hinh dung thuat nganh Chú

thủ qui định IC ngữ chuyên | thích hinh

về bố cục anh, bang ảnh, bản, eo nganh Chu anh, bang

theo quy đầy đủ ch day đủ, chưa | biểu, đô thị, quy định

địh Không | PC uy | đúngguy |biềuđồđầy | Trình bày

trích dân tah y định đủ nhưng đúng bố cục, TLTK cạn Trình bày chưa đúng | nội dung tất

Có tuân thủ đúng bế quy định cả các phần

qui định về xo ° sục Trinh bay rõ ràng, hợp

bô cục nhưng ng nO! | ding bo cục | lý, chỉ tiết

từng phẩn từng phân dưng các | TLTK hop ly, được sắp xếp được sắp xếp phân rỡ rang tin cây

hua hop ly va hop ly

logic Chưa hợp ty : à

„ - TỐ Trình bày Trinh bay TLTR

CO trinh bay | me gạo | heo quy định TLTK theo Trích dẫn

quy định quy định, |TỊTK hợp lý, Không trích nhưng vạn

din TLTK | °Èn sai sót

TLTK

báo cáo dưới 50% yêu | dưới 70% yêu yêu cầu 100% yêu câu

cầu cầu cae 10% | Khéng tra Iti Tra Iti Tra Iti dung Tra Iti Tra ludung |

Tra Ie đúng câu hỏi ding đúng - tat cả các câu câu hỏi nao dưới 1/2 số câu| 1/2 số câu hỏi | trên 2/3 số hỏi

và trao đôi

trong phần

thảo luận

Ky ning |5% Nhiều lãi rất Thiên kế, Binh thutng, | Biết thu hút | Nóirõ, tự

° : năng thuyết | khéng gidic| ngutinghe | tin, thuyet | -

trinh bay co ban trong ~ x trinh biê IỆt phục, giao

kỹ năng lưu ngưti

Trang 10

LOI CAM DOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 11 năm 2023

(Ký tên và shi rõ họ tên)

Trang 11

LOI CAM ON

Lti dau tiên, chúng em xin được gửi Iti cam on chan thanh nhat dén thay Pham Quốc Thiện Trong quá trình học tập và tìm hiểu môn Mạng truyền thông trong công nghiệp, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, hưỡng dẫn tâm huyết và tận tinh của thây Thầy đã giúp đỡ chúng em tích lũy thêm nhiều kiến thức về môn học này đề có thê hoàn thành tốt được bài tiểu luận về đề tài : Phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC Siemens

Trong quá trình làm bài chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy,

chúng em kính mong nhận được những lti góp ý của thầy đề bài tiêu luận của nhóm

em ngày cảng hoàn thiện hon

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 12

TOM TAT

Phân loại sản phẩm là một yêu cầu cấp thiết trong công nghiệp nhằm thay thể cho con ngưti đặc biệt là phân loại sản phâm theo nhiều tiêu chí khác nhau Đã có nhiều mô hình có thể phân loại các sản phẩm theo các tiêu chí đơn giản như phân loại theo màu sắc, theo mã vạch hoặc theo khối lượng Thiết kế và ứng dụng PLC

đề điều khiến mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo chiều cao là nội dung chính của bài tiêu luận Mô hình bao gồm khối cơ khí và khối điều khiến Đề làm được công việc này chúng em sử dụng một hệ thống băng tải kết hợp với ba cảm biến quang khác nhau Bộ xử lý tín hiệu điều khiển của dây chuyền phân loại này sử

dụng PLC §7- 1200 CPU 1212 thuộc họ PLC phô biến của Siemens

11

Trang 13

MUC LUC

RUBRIC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẢN 22 2s 2212212271121 1110212222 8E xe 4 II9)09.\E3/97.0HẳẳảăảăảẮẮẮÁẢÝỶ i LOI CAM ON ooo eccccccccccesseesssesseseserssessesssstietaretsestiisaretarersetiesasessestaetsessesiesacrateesaed ii TOM TAT occ cccccccccscessesssecssessresseceserasetetsssestietaressstisaresarersstiesaressstauesiesesetieseesse iii MUC LUC ccccccccecessessseessessressesssessreseressectsetaretsetsstiesasetsnstintaressrersesiesasesserasesees iv DANH SÁCH BẢNG 52 22212212211 1122111121112112012221212121 212121 re vi DANH SÁCH CÁC HÌNH - 2221 212221221121112112211022122212 ra vii CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ ĐẼ TÀI 52 2222121221271 1122171522111 tre 1 LAL Dat VAN dO ccc ccece css esssessessesssssessesstesssressetisssesssetettissitsseteesittecsiseetees 1

1.2 Téng quan vé dé tài tương tự, liên quan 5s 5s 2E 21112111151111 1112 cce l

1.4 Nội dung nghiên cứu - - - 0 22 1112111211111 1121111111211 11011 1101112211811 3

.CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÊT ©222222221222121127112112271111127222.22 2.1 e6 3

2.1.Nguyên lý hoạt động chung - 2 02210 0201110111101 1111111111321 111 11111 t2 4

2.2 PLC 2 2122122112212 1122111211212 re 4 2.2.1 PLC đòng S7-1200 52 2s 2212212211221122112111211221121122112221 re 5

2.2.3 PLC Slave - 22c 2122211 11221121122112211221122212211222211 12a 6

2.3 Giao diện mô phỏng (PC system) - 5 2 22212211011 111121 1111111111221 x22 7 2.4 Mạng truyền thông dùng trong đề tài 5 S1 S111111 1211121111111 11 xe 8 2.4.1 Những vẫn đề cần biết về Profinet - s1 1111111111 51111 111112 tr 10 2.4.2 Phân biệt giữa Profinet và Ethernet - c2: 2221122222122 12222 22 11 2.4.3 Phân biệt giữa Profinet va Profibus c2 c1 2211112212111 112222 s°2 II

2.5 Phần mềm TIA PORTAL và cách lập trình - ¿5-52 St Sz2xcE2ESE222EEEzxcxrxz 12

2.6 Phần mềm thiết kế giao điện SCADA - 5251 1 212111112111111 111.2 1x6 13 CHƯƠNG 3: THIET KÉ VÀ THỊ CÔNG 22-2222 12E12221122122112211222 20c xe 15 EN›» VdddaaaÝắÝắả 15

3.1.1 Lựa chọn thiết bị - 5 s11 11111111111 5121111111151 1512215 re 15

Trang 14

3.1.1.1 PLC 87-1200 (CPU 1214C AC/DCIRLY) eee teteetntenteee tees 15

3.1.1.2 PLC S7-1200 (CPU 1212C AC/DC/RLY) ©52222 E222 222zx2 lã

3.1.1.3 Module truyén théng Profinet ET 200SP 155-6PN Basic Siemens —

6ES7155-6AR00-0AN 552 2s 2212212211211122112221212222122 xe l6 3.1.1.4 Cảm biến quang - + St E11 2121121111211112111111211 111 121tr ru 17

3.2.1 Két néi mang truyén thong cho 2 PLO cccccccccsecscsesseseseseessseseseseseess 19

3.2.2 Sơ đồ khối - 2121 2121211211211121121121121221212122221212 ra 25 3.2.3 Lưu đồ giải thuật - c1 T1 E1 121121111211112111101121 1211 1tr run 26

3.2.4.1 Mạch điều khiển Master 1S S1 S111 5155151551155 1 1251 etre, 27 3.2.4.2 Mạch động lực SÏave Q2 0020111101110 1 1111121111111 11 11111111 e2 28

3.2.4.3 Mạch điều khiên Slave 2 S222 12212211 211271211271121211 211 xe 29

3.2.4 Bảng lInput/Output - 0201020112011 1211111 111111121115 211 1111191111 x key 30

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 552 2122222212121 xe 31

4.1 Mục tiêu đạt được và hướng phát I 31

TAI LIEU THAM KHAO ccccccecesssessecssesssesseesssesreseresserisaresseetietiesinaeareneeses 33 PHU LUC oecccceccccccscessesssesssessnesreseresssesasseressserssessessressesareasesssetasetisssesseesaseseesesanes 34

Trang 15

DANH SACH BANG

Bang 2.1 Phan biét gitta Profinet va Ethernet

Bang 2.2 Phan biét gitra Profinet va Profibus

Bang 3.1 Input/Output

Trang 16

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình Phân loại sản phâm theo hình dạng

Hình 1.2 Mô hình Phân loại sản phẩm theo màu sắc

Hinh 2.1 Giao điện mô phỏng

Hinh 2.2 Cap Profinet

Hinh 2.3 Lop bao vé cap Profinet

Hinh 2.4 Phan mém TIA PORTAL

Hinh 2.5 Phan mém PLCSIM Advanced

Hinh 3.1 PLC $7-1200 (CPU 1214C AC/DC/RLY)

Hình 3.13 Cho phép kết nối giữa 2 PLC

Hình 3.14 Tiến hành tạo các khối datablock như hình ở cả 2 PLC

Hinh 3.15 Hàm PUT dữ liệu trên Master

Hình 3.16 Cầu hình kết nối

Hình 3.17 cầu hình khung dữ liệu

Hình 3.18 Cấu hình phần nhận dữ liệu GET

Hình 3.19 Đã có kết nối giữa 2 PLC

Hình 3.20 Truyền đữ liệu giữa 2 PLC ( từ Master gửi về cho Slave)

Trang 17

Hinh 3.21 truyén đữ liệu giữa 2 PLC ( từ Slave gửi về Master) Hình 3.22 Sơ đồ khối

Hình 3.23 Lưu đồ giải thuật

Hình 3.24 Mạch điều khiến Master

Hình 3.25 Mạch động lực Slave

Hình 3.26 Mạch điều khiến Slave

Hình 4.1 Giao diện SACDA

Trang 18

CHUONG 1 TONG QUAN VE DE TAI

1.1.Dat van dé

Hiện nay, phân loại sản phâm là một công đoạn được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy lớn nhỏ Khi dùng sức ngưti, công đoạn phân loại này đòi hỏi sự tập trung cao và có tính lặp lại nên ngưti công nhân khó đảm bảo được sự chính xác nên điều này ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất làm việc Vì vậy, chúng em chọn đề tài phân loại sản phâm theo chiều cao, để giúp các nhà máy tăng độ chính xác trong quá trinh phân loại, giảm thiểu thti gian và nhân sự

1.2.Tông quan về đề tài tương tự, liên quan

1 Phân loại sản phẩm theo hình dạng sử dụng kit Raspberry

Dựa trên ngôn ngữ Python với thư viện chính là OpenCV và được

thực hiện trên Kit Raspberry của tác giả Bùi Anh Dũng và Phạm Lê Bảo Hoàng sử dụng trong đồ án tốt nghiệp trưtng Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tác giả đã sử dụng các đặc điểm riêng biệt của từng hình dang để đi nhận dạng và sau đó phân loại từng sản phẩm Kết quả thực hiện của đề tài đã nhận đạng được những sản phẩm có hình dạng (hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình tam giác) cùng với việc đếm được sản phẩm theo hình đạng của từng sản phẩm, cùng với việc phát hiện sản

phâm lỗi ở bên ngoài

Ưu điểm: Nhận dạng được hầu hết các sản phẩm được đưa ra và đếm được số lượng sản phẩm, phát hiện được sản phẩm lỗi ở bên ngoài

Khuyết điểm: Tốc độ xử lí chậm, chỉ nhận dạng được sản phẩm lỗi mà không xác định được hình đạng nảo bị lỗi Không thể theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa

Trang 19

2 Đề tài Phân loại sản phẩm theo màu sắc( cụ thé la độ chín của cà chua)

Sử dụng PLC Siemens S7-I200 được tác giả Trần Khánh Hưng và Hoàng Như Ý sử dụng trong đồ án tốt nghiệp của Trưtng SPKT TP.Hồ Chí Minh Khoa Điện — Điện tử bộ môn Điện tử Công nghiệp — Y sinh chuyên ngành Công nghệ kỹ

thuật điện - điện tử truyền thông khóa 2014 Các tác giả đã dùng PLC giao tiếp với

Arduino Uno R3 sử dụng truyền thông Modbus TCP/IP Các tác giả dựa trên các

dữ liệu thu thập được, dựa trên đặc tính màu sắc cà chua, tiền hành lựa chọn giải pháp thiết kế và thi công mô hình Kết nối các ngoại vi với PLC, cảm biến

TCS3200 với Arduino

Ưu điểm : Với giá thành rẻ, giao diện quả lý trực quan, đễ giám sát và sử dụng thuận tiện hơn trong việc giám sát và điều khiên hệ thống Mô hình phần cứng được bồ trí phù hợp, gọn gàng, dễ chỉnh sửa Độ sai số của cảm biến trong mô hình năm trong phạm vi cho phép là 3%

Trang 20

Khuyết điểm : Hiệu suất đạt được năm trong khoảng 86% + 3% vẫn chưa đạt tối đa Vòng cuộn lay ca chua dé bi ket Két quả nêu trên chỉ đạt khoảng 90%% so với mục tiêu được đặt ra vì còn một sô lôi nhỏ trong hệ thông

1.4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về PLC-§7 1200, kết nối truyền thông giữa 2 PLC với nhau

- Thiết kế lưu đồ giải thuật, sơ đề khối và viết chương trình diéu khién cho PLC

- Thiết kế giao điện mô phỏng SCADA, giám sát và điều khiến hệ thống

Trang 21

CHUONG 2

CO SO LY THUYET

2.1.Nguyên lý hoạt động chung

Khi khởi động, băng tải bắt đầu chạy, đưa sản phẩm lần lượt đi qua các cảm biến được bố trí sẵn tại các vị trí khác nhau, khi sản phẩm đi qua một cảm biến đo chiều cao tương ứng với vật, thi counter ở cảm biến đó sẽ đếm I đơn vị, cùng lúc piston ở vị trí đó cũng sẽ đây vật xuống thùng đóng gói Chu trình này sẽ lập lại cho

đến khi hết sản phẩm

2.2 PLC

PLC viét tat cua cum tr tiéng Anh Programmable Logic Controller Day la thiét bi diéu khién lập trình cho phép ngưti sử dụng thực hién linh hoat các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Ngưti sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện nay được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (còn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các tác động trễ như thtí gian định kỳ Trong thực tế, PLC còn được dùng để thay thế các mạch relay

Thành phần chính của PLC gồm có: Một bộ nhớ RAM bên trong (có thê mở

rộng thêm một số bộ nhớ ngoai EPROM); Cac Modul vao/ra; Mot b6 vi xu ly có công giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hoặc máy tính

Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay thi RAM thutng là loại CMOS có pin

dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó

Trang 22

mới truyền sang bộ nhớ PLC Ngôn ngữ lập trình của PLC co thé 1a Ladder hoac State Logic, tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất sẽ có các ngôn ngữ lập trình khác nhau

Trong tiêu luận này sử dụng PLC Siemens, lập trình băng phần mềm TIA Portal V16, S7 Simulation đề thực hiện mô phỏng máy chạy Chương trình gồm 2 PLC va | PC system dé mô phỏng quá trình phân loại sản phẩm theo chiều cao, trong đó I PLC đóng vai trò là Master có nhiệm vụ giám sát và điều khiến các trạng thái Input/Output hoặc đữ liệu số từ Slave | PLC cén lại sẽ đóng vai trò la Slave, thực hiện các yêu cầu của Master PC system được dùng đề tạo môi trưtng SCADA

đề thực hiện quá trình mô phỏng hệ thống

2 PLC dùng trong hệ thống là PLC Siemes S7-1200 (CPU 1212 DC/AC/RLY)

va PC system la SIMATIC PC station

2.2.1 PLC dong 87-1200

PLC 87 - 1200 la mét dong PLC mới của SIEMENS, là thiết bị tự động hóa

đơn giản nhưng có độ chính xác cao Thiết bị PLC Siemens S7 - 1200 được thiết kế dạng module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho một loạt cac img dung PLC $7 —

1200 của Siemens có một giao diện truyền thông đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thông công nghiệp và đây đủ các tính năng công nghệ mạnh mẽ tích hợp sẵn làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hoàn chỉnh và toàn diện

Với thiết kế theo dạng module, tính năng cao, dòng sản phẩm SIMATIC S7-

1200 thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đền trung

bình Đặc điểm nổi bật là PLC S7-1200 được tích hợp sẵn công truyền thông

Profinet (Ethernet), str dung chung mét phan mém Simatic Step 7 Basic cho việc lập trinh PLC va cac man hinh HMI Diéu nay gitip cho viéc thiét ké, 14p trinh, thi công

hệ thống điều khiến được nhanh chóng, đơn giản

Trang 23

2.2.2 PLC Master

PLC Master chi c6 vai tro giam sát và diéu khién nén duoc lap trinh it hon so voi PLC Slave PLC Master duoc lap trinh dé diéu khién mut Reset, động cơ chạy băng tải và nút chuyền đổi chế độ Auto/Manual; PLC Master còn nhận dữ liệu được truyền đi từ PLC Slave, cu thé là các counter thấp, counter trung bình va counter cao, ngoài ra còn nhận tín hiệu đèn ở chê độ Auto và chê độ Manual

2.2.3 PLC Slave

PLC Slave làm việc nhiều hơn so với PLC Master nên được lập trình nhiều hon PLC Slave được lập trình để nhận tín hiệu của nút Reset, động cơ chạy băng tải, và chế độ chay Auto/Manual tir Master; PLC Slave con chuyén các dữ liệu counter thap, counter trung bình, counter cao và các đèn ở chế độ Auto hoặc chế độ Manual đến PLC Master Ngoài ra PLC Slave còn được lập trình đề chạy mô phỏng

SCADA, chạy chế độ Auto và chế độ Manual.

Trang 24

2.3 Giao dién mo phong (PC system)

Hình 2.1 Giao điện mô phỏng Trong giao diện mô phỏng gồm các thành phần :

Đèn chế độ Auto

Đèn chế độ Manual

Nút chuyên đổi chế độ Auto/Manual

Nút mô phỏng hệ thống

| xilanh san pham cao

| switch diéu khién xilanh san pham cao néu chay 6 ché d6 Manual

1 xilanh san pham trung binh

| switch diéu khién xilanh san pham trung binh néu chay 6 ché d6 Manual Cam biến sản phẩm cao (đóng vai trò đếm sản phâm)

Cảm biến sản phẩm trung bình (đóng vai trò đến sản phẩm)

Cảm biến sản phẩm thấp (đóng vai trò đến sản phẩm)

Trang 25

ung

2.4 Mang truyén théng ding trong dé tai

Mạng truyền thông được dùng trong dé tài là Profinet

ProfiNet (Process Field Net) là một giao thức truyền thông cho hệ thống điều khiển công nghiệp Đây là một hình thức truyền thông dựa trên Ethernet công nghiệp được sử dụng rộng rãi bởi các PLC S1emens

Công kết nối sử dụng cho Profñinet là Ethernet RJ-45 Cáp Proñnet có thé dé dàng nhận biết bởi màu xanh

Hình 2.2 Cap Profinet

Trang 26

Cáp Profinet có lớp bảo vệ và được thiết kế dé hoạt động tốt trong môi trưtng công nghiệp khắc nghiệt

Hình 2.3 Lớp bảo vệ cap Profinet

Proñnet hoạt động với tốc độ 100 megabit / giây và dây cáp có thê đài tới 100 mét

Do hoạt động ở tốc độ cao và thti gian phản hồi (response time) < Í ms — Proñnet lý tưởng cho các ứng dụng tốc độ cao

Sử dụng các tiêu chuẩn kết nối vật lý giống như Ethernet, nên các thiết bị Ethernet switch có thê được sử dụng dé mo rong mang

Profinet có ba loại địa chỉ khác nhau :

- IP

- MAC

- Device Name ( tén thiét bi)

IP address: la mét địa chỉ duy nhất — để nhận điện và liên lạc với nhau trên mang may tinh

Trang 27

Media Access Control: ding dé chi dia chi vat ly cdc thiét bi mang ding 6 Data Link Layer trong mé hinh OSI

Tất cả các thiết bị Ethernet đều sử dụng địa chỉ IP và địa chỉ MAC, nhưng tên thiết bị là duy nhất cho các thiét bi Profinet

Một kỹ sư tự động hóa thưtng sẽ quan tâm chủ yếu đến Tên thiết bị và địa chỉ

IP khi định cau hinh mang Profinet

Do tốc độ cao hơn và tính linh hoat cao hon, Profinet dang tro thành giao thức truyền thông phô biến cho các ứng dụng công nghiệp

2.4.1 Những vấn đề cần biết về Profinet

Có thể được sử dụng đề kết nối nhiều loại thiết bị, bao gồm PLC, HMI, driver servo, Distributed I/O, cam biến nhiệt độ hoặc áp suất —> tất cả trên một mạng Một lợi ích của mạng ProfñNet là nó có thê tạo ra thti gian phản hồi (response time) rất nhanh Với giao tiếp ProfñNet, đữ liệu thti gian thực được ưu tiên hơn các mạng khác, đảm bảo giao tiếp đáng tin cậy giữa các thiết bị tốc độ cao Các hình thức lưu lượng đữ liệu trong mạng khác có thể bao gồm:

- Video live stream tir camera hoặc các thiết bị hình ảnh khác

- Truyền dữ liệu giữa PLC và trạm điều khiển hoặc giao tiếp giữa các thành phần nỗi mạng khác

Dữ liệu thti gian thực được sử dụng đề điều khiển động cơ Servo và các thiết bị liên quan đến chuyên động khác —> nên được ưu tiên hơn các hình thức mạng khác để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy Cáp Ethernet có thể được sử dụng để kết nối các thiết bị ProfñNet Cáp ProfiNet công nghiệp có khả năng che chắn tốt hơn và cung cấp hiệu suất tốt hơn trong môi trưtng nhiễu về điện Các thiết bị ProfiNet phải được gán tên thiết bị và địa chi IP

- Địa chỉ IP là địa chỉ xác định từng thiết bị đuy nhất trên gần như tất cả các mạng dựa trên ethernet

- _ Mỗi thiết bị trên mạng phải được gán một Địa chỉ IP đề giao tiếp đúng cách

Tiêu đề	Phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC Siemens
Tác giả	Đỗ Ngọc Sang, Phạm Hoàng Lâm, Lưu Chí Nguyên
Người hướng dẫn	Thầy Phạm Quốc Thiện
Trường học	Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM
Chuyên ngành	Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại	Tiểu luận cuối kì
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	6,15 MB