Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp điện điện tử, kỹ thuật số các hệ thống điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lí, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lí chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước. Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó nghành công nghiệp ngày cảng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa vào sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu và sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như khâu quản lý một cách dễ dàng. Để đáp ứng được yêu cầu đó em đã tiến hành nghiên cứu tài liệu điều khiển lập trình với PLC và đã giải quyết được vấn đề đặt ra.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Mục Lục SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 1 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 2 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…). Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các Công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động. Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua đồ án này chúng em sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào qui trình phân loại và đóng hộp sản phẩm của công ty, xí nghiệp sản xuất. Trong thực tế lập trình PLC có thể được sử dụng nhiều hãng phần mềm sản xuất như là hãng Siemens-Đức, Omron-Nhật bản, Goldstar-Hàn Quốc,… tuỳ thuộc vào đối tác, tiềm lực của Công ty, xí nghiệp để sử dụng công nghệ của hãng. Trên đây là một phần nhỏ về chương trình điều khiển viết cho hệ thống điều khiển đếm và phân loại sản phẩm theo kích thước. Trong quá trình thực hiện chương trình còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này đang rất ít,và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề. Mặc dù rất cố gắng nhưng khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn thiện hơn. SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 3 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể Ban Giám Hiệu khoa Cơ Khí , Bộ môn Cơ Điện Tử trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã tạo điều kiện cho Em được làm Đồ án và báo cáo, đây là một cơ hội tốt để cho Em có thể thực hành các kỹ năng được học trên lớp và cũng giúp ích rất lớn để Em ngày càng tự tin về bản thân mình hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Giáo – Giáo viên hướng dẫn Đinh Hữu Trường Sơn trong suốt thời gian vừa qua đã không quản ngại khó khăn và đã nhiệt tình chỉ dạy, giúp đỡ để Em có thể hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể bạn bè, người thân, gia đình những người đã luôn bên cạnh Em, cổ vũ tinh thần lớn lao và đã ủng hộ Em trong suốt thời gian qua. SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 4 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN NHẬN XÉT (Của Giáo viên Hướng dẫn ) SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 5 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN NHẬN XÉT ( của Giáo viên phản biện ) SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 6 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Chương 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT 1.1 - Lý do chọn đề tài Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp điện - điện tử, kỹ thuật số các hệ thống điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lí, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lí chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước. Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó nghành công nghiệp ngày cảng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa vào sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu và sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như khâu quản lý một cách dễ dàng. Để đáp ứng được yêu cầu đó em đã tiến hành nghiên cứu tài liệu điều khiển lập trình với PLC và đã giải quyết được vấn đề đặt ra. Với sự đồng ý của thầy Đinh Hữu Trường Sơn. Em đã tiến thành thực hiện đề tài: “PHÂN LOẠI SẢN PHẨM VÀ ĐÓNG HỘP DÙNG PLC” . 1.2 - Thực trạng đề tài SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 7 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Đề tài: “PHÂN LOẠI SẢN PHẨM DÙNG PLC” đã được nhiều sinh viên của các trường nghiên cứu và thực hiện. Và cũng đã có nhiều sinh viên thiết kế những mô hình đơn giản. 1.3 – Mục tiêu: - Nhấn start, phôi được cung cấp vào băng tải 1. Băng tải 1 hoạt động đưa phôi di chuyển đến Cảm biến 1. Cảm biến 1 (cảm biến quang) nhận tín hiệu băng tải 1 dừng. Giác hút chuyển phôi từ băng tải 1 qua băng tải 2. Cảm biến 2 (cảm biến từ) phân loại sản phẩm: + Nếu sản phẩm là kim loại sẽ được phân loại vào hộp 1. Băng tải 2 sau đó delay 1,8 giây.Khi cảm biến 3 (cảm biến quang) đếm đủ 2 sản phẩm hộp sẽ được di chuyển. + Nếu sản phẩm không phải kim loại sẽ được phân loại vào hộp 2. Băng tải 2 sau đó delay 2,6giây. Khi cảm biến 4 (cảm biến quang) đếm đủ 2 sản phẩm hộp sẽ được di chuyển. 1.4 - Khó khăn của đề tài: - Có nhiều vấn đề trong phần Cơ khí do mới lần đầu làm mô hình : thiết kế 3D, gia công – lắp ráp băng tải - Chi phí cho mô hình cao - Khó khăn trong việc lập trình PLC : thực tế mô hình sử dụng PLC S7-200 1.5 - Hướng giải quyết: Tập trung hoàn thành phần cơ khí sớm : - Thiết kế 3D mô hình tổng quát - Mua động cơ, dây diện, dây khí nén, cụm van 5/2, xilanh và sắt V lỗ đa năng. - Đặt gia công Puli và dây Belt , tiến hành lắp ráp với bộ truyền động trục vít bánh vít, chỉnh sửa độ căng của dây Belt và kiểm tra hoạt động của băng tải hoàn chỉnh - Tiến hành lắp ráp mô hình theo đúng thiết kế 3D và kiểm tra hoạt động của Băng tải và Xilanh Tối ưu hóa cảm biến sử dụng trong mô hình mà không làm ảnh hưởng đến ý tưởng thiết kế ban đầu nhằm giảm chi phí SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 8 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Tìm cách giải quyết những vấn đề khó khăn trong đề tài thông qua thực tiễn và sự hướng dẫn của Giáo viên hướng dẫn – thầy Đinh Hữu Trường Sơn . vd : vấn đề đóng hộp của sản phẩm khi xi lanh đẩy phôi từ băng tải vào hộp … Tìm hiểu về các loại PLC để chọn loại PLC phù hợp với kiến thức và phù hợp số I/O để lập trình thông qua sự hướng dẫn của Giáo viên hướng dẫn và sự tìm hiểu trên trang Web điện tử của Công ty Siemens ( http://www.siemens.com.vn ) Chương 2 : THIẾT KẾ - THI CÔNG 2.1 - Thiết kế mô hình tổng quát Hình - Hình Chiếu 2D SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 9 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Hình – Mô Hình 3D Đặc điểm: - Mô hình khá đơn giản, gọn đẹp, cân đối. - Dùng băng tải và động cơ. - Cảm biến từ để phân loại sản phẩm. - Cảm biến quang để điều khiển động cơ và đếm sản phẩm Hạn chế: - Mô hình chỉ ứng dụng phân loại kim loại. - Truyền động trục vít – bánh vít có yêu cầu lắp ghép chính xác cao 2.2 - Cơ Khí 2.2.1 - Khung Mô hình của chúng em là một mô hình thu nhỏ trong hệ thống dây chuyền của nhà máy nên đòi hỏi phải có sự chắc chắn. Vì thế nhóm chúng em sử dụng sắt để làm. Để tối ưu hóa và giảm chi phí sản xuất nên chúng em chọn sắt V lỗ đa năng SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 10 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn [...]... Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 3.1 – Kết quả Qua thời gian thực hiện với nhiều cố gắng và nổ lực của chúng em cùng với sự tận tình hướng dẫn của thầy Đinh Hữu Trường Sơn, đồ án này đã hoàn thành đúng thời gian qui định theo yêu cầu đặt ra là thiết kế một hệ thống phân loại và đóng hộp sản phẩm sử dụng PLC Nhóm chúng em... thống lớn và xử lý kết hợp Hình – Thông số vùng nhớ PLC S7-200 CPU22X Trong Mô hình Đồ án này chúng em sử dụng PLC S7-200 CPU224 2.4.1 - Cấu hình phần cứng ( PLC S7-200 CPU224 ) PLC bản chất là bộ điều khiển lập trình và được xem như là máy tính công nghiệp, do công nghệ ngày càng cao vì vậy lập trình PLC cũng ngày càng thay đổi về cấu hình hệ thống mà quan trọng nhất là bộ xử lý trung tâm ( CPU ),... Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Hình – Sơ đồ nối dây (Nguồn: http://fotek.com.vn ) 2.4 - Hệ thống điều khiển PLC Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử Nó được dùng đế vận hành một quá trình hoặc một hoạt động chế tạo một cách ốn định, chính xác và thông suốt Nó hoạt động dưới bất kỳ những thức nào và khác nhau trong phạm vi của thiết bị,... tín hiệu nổi kết đến các đường thiết bị ( như là các SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 23 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN bảng điều khiển, motor, sensor, ) PLC còn có khả năng chuyến giao mạng, nghĩa là các PLC sẽ nối lại với nhau theo chuẩn giao tiếp của từng loại PLC và vì vậy có thế cho phép xử lý một hệ thống lớn và xử lý kết hợp Hình...ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Hình – Sắt V lỗ đa năng Trong mô hình chúng em sử dụng bu lông gắng các chi tiết lại với nhau Hình – Bu lông – Đai ốc 2.2.2 - Băng tải Hệ thống băng tải là thiết bị truyền tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong sản xuất với mọi khoảng cách Sử dụng băng tải để vận chuyển... GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN Lưu đồ giải thuật Start - Cấp phôi vào băng tải 1 - Cấp hộp đựng vào băng tải 3 - Phôi băng tải dừng lại Cb1 - Giác hút, hút phôi qua băng tải 2 - Nếu sản phẩm là kim loại sau 4 giây xylanh đẩy hoạt động đẩy phôi vào hộp 1 Cb2 - Nếu sản phẩm không phải kim loại sau 6 giây xylanh đẩy hoạt động đẩy phôi vào hộp 2 - Cb3/Cb4 đếm sản phẩm, đủ 2 sản phẩm xylanh chặn 2/3 sẽ hoạt động,... nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao Mỗi loại băng tải sẽ được ứng dụng để làm việc trong điều kiện khác nhau Trong mô hình Đồ án này chúng em đã sử dụng dạng băng tải linh hoạt ( thường được sử dụng trong việc vận chuyển và đóng hộp ) SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 11 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014... hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình đế thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC PLC là thiết bị điều khiển lập trình được, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp đế điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp Là một hệ thống tự động, ngoài... chương trình hiển thị số lượng sản phẩm và lập trình điều khiển từ xa trên máy tính chủ Ngoài ra, còn có thể dựa trên mô hình đồ án này để viết thêm nhiều chương trình khác có thể ứng dụng trong thực tế để theo dõi qui trình sản xuất và cải tiến lại chương trình này để tiện lợi cho người sử dụng … SVTH : Vũ Đông Hợp – Mai Công Trực Page 33 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014... Page 25 Dương Minh Tuấn – Bế Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP KHÓA 2011-2014 GVHD: ĐINH HỮU TRƯỜNG SƠN - Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi Hình – Cấu hình phần cứng PLC Mô tả các đèn báo trên S7-200, CPU 224: - SF : đèn đỏ báo hiệu hệ thống bị hỏng Đèn sáng lên khi PLC có hỏng hóc - Run: đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện . phân loại sản phẩm: + Nếu sản phẩm là kim loại sẽ được phân loại vào hộp 1. Băng tải 2 sau đó delay 1,8 giây.Khi cảm biến 3 (cảm biến quang) đếm đủ 2 sản phẩm hộp sẽ được di chuyển. + Nếu sản. về lập trình PLC và ứng dụng nó vào qui trình phân loại và đóng hộp sản phẩm của công ty, xí nghiệp sản xuất. Trong thực tế lập trình PLC có thể được sử dụng nhiều hãng phần mềm sản xuất như. cơ. - Cảm biến từ để phân loại sản phẩm. - Cảm biến quang để điều khiển động cơ và đếm sản phẩm Hạn chế: - Mô hình chỉ ứng dụng phân loại kim loại. - Truyền động trục vít – bánh vít có yêu cầu