ứng dụng của PLC S7 200 Hệ thống đóng gói sản phẩm

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử, tự động hóa thì việc ứng dụng các công nghệ điện tử, tự động hóa vào các dây chuyền sản xuất rất là quan trọng. Nó đóng vai trò tích cực trong sự phát triển của các ngành công nghiệp, tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ, giảm bớt sức lao động của con người, năng suất lao động nhờ thế mà được nâng cao, thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nói chung. Việc áp dụng tự động hóa vào quá trình sản xuất nhờ các chương trình phần mềm được cài sẵn theo yêu cầu của công nghệ sản xuất. Để điều khiển hoạt động của các dây chuyền sản xuất đó, người ta sử dụng kết hợp những bộ điều khiển dùng vi mạch điện tử, các bộ xử lý, bộ điều khiển PLC và máy tính điều khiển.

Lời mở đầu

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử, tự động hóa thì việc ứng dụng các công nghệ điện

tử, tự động hóa vào các dây chuyền sản xuất rất là quan trọng Nó đóng vai trò tích cực trong sự phát triển của các ngành công nghiệp, tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ, giảm bớt sức lao động của con người, năng suất lao động nhờ thế mà được nâng cao, thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nói chung Việc áp dụng tự động hóa vào quá trình sản xuất nhờ các chương trình phần mềm được cài sẵn theo yêu cầu của công nghệ sản xuất

Để điều khiển hoạt động của các dây chuyền sản xuất đó, người ta

sử dụng kết hợp những bộ điều khiển dùng vi mạch điện tử, các bộ

xử lý, bộ điều khiển PLC và máy tính điều khiển

Xuất phát từ tình hình thực tế tự động hóa tại các phân xưởng, nhà kho và các khu vực điều hành quản lý vẫn đang tiếp tục được nâng cao cùng với kiến thức đã được học trong trường,

chúng em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài “Điều khiển hệ thống đóng gói sản phẩm” Đây chỉ là một phần nhỏ trong quy trình sản

xuất, tuy vậy chúng em mong rằng với đề tài này chúng em sẽ củng cố được kiến thức đã được học trong trường và ứng dụng một phần nhỏ trong sản xuất

Do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏi trong quá trình thực hiện nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

I, Giới thiệu về hệ thống đóng gói sản phẩm

1.1 Công nghệ đóng gói sản phẩm

Ngày nay, tất cả các nhà máy và xí nghiệp trong công nghiệp đều được trang bị các hệ thống tự động hoá ở mức độ cao Các hệ thống này nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, giải phóng người lao động khỏi những vị ttrí làm việc độc hại …

Các hệ thống tự động hoá giúp chúng ta theo dõi, giám sát các quy trình công nghệ thông qua các chỉ số của hệ thống điều khiển Các hệ thống tự động hoá thực hiện chức năng điều chỉnh các thông số công nghệ nói riêng và điều khiển toàn bộ quy trình công nghệ hoặc toàn bộ xí nghiệp nói chung Chất lượng của sản phẩm

và năng xuất lao động của các phân xưởng, của từng nhà máy, xí nghiệp phụ thuộc và chất lượng làm việc của hệ thống tự động hoá này Việc đưa PLC S7-200 của Siemenes vào điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm của một nhà máy hay xí nghiệp là rất cần thiết và quan trọng

Kỹ thuật đóng gói sản phẩm từ trước đến nay không ngừng phát triển Do vậy việc nâng cao các tính năng chất lượng sản phẩm là yếu tố sống còn của doanh nghiệp hiện nay, hiệu quả của nền sản xuất phải đảm bảo 5 yếu tố:

phải nhanh

Nếu trước đây, công nghệ đóng gói sản phẩm còn bị coi nhẹ thì ngày nay, đây là khâu rất quan trọng vì nó quyết định sự hoàn hảo của sản phẩm, công nghệ đóng gói sản phẩm không những

đảm bảo sự hoàn hảo của sản phẩm mà nó còn dẫn tới sự thành công của một nhà máy hay xí nghiệp

Công nghệ đóng đóng gói sản phẩm từng thùng đòi hỏi độ chính xác cao, làm sao phải sắp đặt cho mỗi sản phẩm đó có sự đồng đều và có một khoảng cách nhất định, làm sao cho các sản phẩm khi đưa vào hộp tránh có lỗi dẫn đến hỏng cả một dây chuyền sản phẩm

Kết thúc công đoạn đóng gói sản phẩm thì thùng sản phẩm được đưa đến khâu cuối cùng, đó là dán nhãn Công đoạn này đòi hỏi người lao động phải trực tiếp làm để hoàn thành một sản phẩm

1.2 Cấu tạo hệ thống đóng gói sản phẩm

Lựa chọn nút bấm loại: Control-Station-Button-Sưitch

Hình: Nút khởi động và nút dừng.

Các nút bấm khởi động là nút bấm đơn thường mở: Bình thường các tiếp điểm của nó ở trạng thái mở tương ứng đầu vào mức logic OFF Khi ấn nút, khi đó các tiếp điểm ở trạng thái đóng tương ứng đầu vào mức logic 1 Tín hiệu này tác động cho hệ làm việc hoặc dừng

STOP

START

D T

U r

E cc

R 2

R 1

chuyền sản phẩm, nó có nhiệm vụ đưa sản phẩm vào trong hộp khi có hộp chờ sẵn Hộp đó được đặt ở băng tải thứ hai

chuyền hộp, nó có trách nhiệm đưa hộp nằm đúng vị trí nhận sản phẩm

phẩm

Các cảm biến sử dụng có tác dụng đếm số lượng sản phẩm và thùng, khi tác động chuyển trạng thái từ OFF sang ON, các bít tương ứng có logic là “1” tác động làm cho động cơ chạy hoặc dừng làm cho băng tải hoat động hoặc dừng

Các cảm biến này có tác dụng xác định vị trí dừng của hộp.Khi

nó tác động chuyển từ trạng thái ON sang OFF, các Bit tương ứng có mức logic từ ‘1’ sang trạng thái ‘0’

Sơ đồ sensor quang

Gồm có:

+ Điện chở R1 mắc nối tiếp với Diôt quang có tác dụng hạn chế dòng qua Diôt

Transistor

+ Diot quang có tác dụng phát ra tia hồng ngoại cấp xung điền khiển cho Transistor

+ Transistor có tác dụng khi có tác dụng đóng mở để đưa ra điện áp điều khiển

+ Bình thường điôt phát ra tia hồng ngoại và Transistor nhận

T  Mass Khi đó ra bằng +Ecc tương ứng bít đi kèm có mức logic “1”

+ Khi có một vật đi qua tia hồng ngoại bị chắn lại và phản xạ điôt Khi đó Transistror không có tín hiệu kích mở điện áp đầu ra bằng 0V, tương ứng bít đi kèm có mức lôgic “0”

được lấy qua cảm biến rồi được chỉnh lưu cuối cùng cung cấp cho PLC

phẩm

Để kéo băng tải thùng và băng tải sản phẩm ta lựa chọn động

cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha Dùng động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ có giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng và vận hành Được sử dụng nhiều trong thực tế Tuy nhiêm đối với băng tải nhỏ có thể sử dụng động cơ điện một chiều

- Hoạt động tự động từ khâu đưa thùng đến nhận sản phẩm đến khâu đưa sản phẩm đến thùng

- Đếm chính xác lượng sản phẩm đủ theo yêu cầu kỹ thuật.

- Dừng hộp đúng vị trí để nhận sản phẩm

- Hai dây chuyền phải hoạt động nhịp nhàng

- Độ an toàn lao động phải được đảm bảo tuyệt đối

1.3 Nguyên lý hoạt động của dây chuyền đóng gói sản phẩm

Khi ta nhấn nút START để khởi động hệ thống thì động cơ thứ hai hoạt động kéo băng tải thùng di chuyển Khi có một thùng đi đến vị trí băng tải sản phẩm thì cảm biến thứ nhất (CB2 – dùng để phát hiện thùng) hoạt động làm băng tải thùng dừng lại và khởi động động cơ thứ nhất hoạt động và kéo băng tải sản phẩm di chuyển để đưa sản phẩm vào thùng

Cảm biến thứ nhất (CB1) dùng để phát hiện và đếm sản phẩm khi số lượng sản phẩm đạt yêu cầu thì hệ thống sẽ điều hiển động

cơ thứ nhất dừng lại, và khởi động động cơ thứ hai cho băng tải thùng di chuyển và một thùng rỗng tiếp tục dừng lại ở cảm biến thứ hai (CB2) Cứ như vậy chu trình được lặp lại, khi muốn dừng

hệ thống thì ta nhấn nút STOP

1.4 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực

1.5 Các tín hiệu cần điều khiển

Điện áp mức logic 1: 15-30 VDC, dòng nhỏ nhất 4mA; 35VDC là thời gian tức thời ở 500 ms

Trạng thái mức logic 1 chuẩn : 24 VDC, 7mA

Trạng thái mức logic 0: tối đa 5VDC,1mA

Đáp ứng thời gian lớn nhất ở các chân I0.0 đên I0.3 : có thể chỉnh

từ 0.2 đến 8.7 ms Thời gian mặc định là 0.2ms

Sự cách ly về quang 500 VDC

Kiểu đầu ra: Relay hoặc Transistor cấp dòng điện

Điện áp mức 1:24,4 đến 28.8 VDC

Dòng tải tối đa : 2A/điểm ; 8A/common

Quá dòng : 7A với contac đóng

Điện trở cách ly : nhỏ nhất 100 MΩ

Thời gian chuyển mạch tối đa : 10 ms

Điện trở công tắc: 200mΩ

Chế độ bảo vệ ngắn mạch : không có

2, Sơ đồ ghép nối hệ thống vơi PLC S7 200-CPU 224

2.1 Bảng địa chỉ

 Phân định đâu ra

2.2 Sơ đồ kết nối PLC

3,Lưu đồ thuật toán

4, Viết chương trình điều khiển trên PLC S7 200-CPU 224

PROGRAM COMMENTS

Network 1 ẤN NÚT KHỞI ĐỘNG Network Comment

I.00 M0.0

P S

Network 2 BĂNG TẢI THÙNG HOẠT ĐỘNG

M0.0 M0.1 M0.4 Q0.0

Network 3 ĐẾM THÙNG

CU CTU Q0.0

P R

1 PV

Network 4 CB1 TÁC ĐỘNG LÀM BĂNG TẢI THÙNG DỪNG

C1 M0.1

S 1 M0.4 S 1 Network 5 BĂNG TẢI SẢN PHẨM HOẠT ĐỘNG

M0.0 M0.1 M0.2 Q0.1

Network 6 CB2 ĐẾM SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM CHO VÀO 1 THÙNG

C2

CD CTD Q0.1

P LD

10 PV

Network 7 ĐỦ SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM,CB2 TÁC ĐỘNG DÙNG BĂNG TẢI SẢN

PHẨM VÀ KHỞI ĐỘNG BĂNG TẢI THÙNG

C2 M0.1

R 1 M0.4 R 1

Network 8 THEO DÕI BĂNG TẢI SẢN PHẨM

IN TON

500 PT 100ms

Network 9 THEO DÕI BĂNG TẢI THÙNG

Q0.0 T37

IN TON

70 PT 100ms

Network 10

T37 M0.3

S 1 T38

Network 11 CẢNH BÁO BẰNG CHUÔNG KHI CÓ SỰ CỐ

M0.3 Q0.2

Network 12 DỪNG TOÀN BỘ HỆ THỐNG

I0.3 M0.0

R 5

Giải thích

M0.0 lên mức 1, lúc đó M0.0 đóng tiếp điểm khởi động DC1 Cảm biến 1 ( I0.2) dùng để phát hiện thùng, khi có một thùng

đi ngang qua vị trí của nó thì nó sẽ tác động lên bộ đếm C1, tiếp điểm của C1 tác động làm Q0.0 mất điện Q0.1 có điện, dây chuyền thùng dừng lại và dây chuyền sản phẩm bắt đầu hoạt động Cảm biến CB2 sẽ tác động vào bộ đếm C2 khi có một sản phẩm đi ngang qua nó Khi đủ số lượng sản phẩm cần thiết (10 sp) thì tiếp điểm C2 tác động làm dừng băng tải sản phẩm và khởi động lại băng tải thùng Quá trình làm việc được lặp lại

của hai băng chuyền, nếu một trong hai băng chuyền hoạt động quá thời gian đặt trước thì nó sẽ tác động lên M0.2 làm dừng toàn bộ hệ thống đồng thời phát tín hiệu báo động ra chuông Muốn ngừng toàn bộ hệ thống ta ấn nút OFF