NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG FMS, GIÁM SÁT BẰNG WINCC

98 1.3K 6
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG FMS, GIÁM SÁT BẰNG WINCC

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1.2 Các vấn đề đặt raĐể xây dựng hoàn thiện mô hình FMS với nguyên lí cơ cấu hoạt động như cơ cấu thật, mô hình thiết kế với đặc điểm chung:Thiết lập quy trình công nghệ.Mô hình cơ khí gồm :2 băng tải (1 băng tải phân loại chiều cao, 1 băng tải phân loại màu sắc), tay máy robot (gắp và vận chuyển phôi).Mạch điều khiển kết nối PLC S7300.Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC giám sát chu trình hoạt động của hệ thống.Kiểm tra và đánh giá hệ thống:Về mặt cơ khí: hệ thống khi thiết kế phải đơn giản nhưng đòi hỏi phải có kết cấu vững chắc, các chi tiết thiết kế phải hợp lí, phù hợp. Hệ thống sau khi hoàn chỉnh phải chắc chắn, hoạt động ổn định, không rung lắc.Điều khiển: quá trình điều khiển hệ thống phải nhịp nhàng, các xylanh và băng tải phải hoạt động tốt.Hoạt động: hệ thống phải hoạt động trơn tru, không rung lắc, hệ thống khí nén cung cấp khí cho xylanh phải hoạt động tốt theo yêu cầu đề ra. Các tay máy gắp phôi hoạt động nhẹ nhàng, không gây tiếng ồn.An toàn: hệ thống điện và khí nén cung cấp cho toàn bộ hệ thống phải đảm bảo an toàn, không để rò rỉ khí ra bên ngoài làm giảm năng suất làm việc, hay để chập điện sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG FMS, GIÁM SÁT BẰNG WINCC Giáo viên hướng dẫn : Th.S ĐÀO NGỌC ANH Sinh viên thực hiện: : LÊ VĂN THẾ BÙI DUY KHÁNH TRỊNH TUẤN THÀNH Lớp: : ĐH CĐT 3-K7 Hà Nội - 2015 MỤC LỤC CHƯƠNG .34 GIỚI THIỆU CHUNG 34 1.1 Giới thiệu chung 34 1.2 Các vấn đề đặt 35 Để xây dựng hoàn thiện mô hình FMS với nguyên lí cấu hoạt động cấu thật, mô hình thiết kế với đặc điểm chung: 35 −Thiết lập quy trình công nghệ 35 −Mô hình khí gồm :2 băng tải (1 băng tải phân loại chiều cao, băng tải phân loại màu sắc), tay máy robot (gắp vận chuyển phôi) .35 −Mạch điều khiển kết nối PLC S7-300 .35 −Thiết kế giao diện người dùng WinCC giám sát chu trình hoạt động hệ thống 35 −Kiểm tra đánh giá hệ thống: 35 Về mặt khí: hệ thống thiết kế phải đơn giản đòi hỏi phải có kết cấu vững chắc, chi tiết thiết kế phải hợp lí, phù hợp Hệ thống sau hoàn chỉnh phải chắn, hoạt động ổn định, không rung lắc 35 Điều khiển: trình điều khiển hệ thống phải nhịp nhàng, xylanh băng tải phải hoạt động tốt 35 Hoạt động: hệ thống phải hoạt động trơn tru, không rung lắc, hệ thống khí nén cung cấp khí cho xylanh phải hoạt động tốt theo yêu cầu đề Các tay máy gắp phôi hoạt động nhẹ nhàng, không gây tiếng ồn 35 An toàn: hệ thống điện khí nén cung cấp cho toàn hệ thống phải đảm bảo an toàn, không để rò rỉ khí bên làm giảm suất làm việc, hay để chập điện ảnh hưởng đến toàn hệ thống 35 1.3 Phương pháp nghiên cứu .35 Trong hệ thống điện tử phương pháp thiết kế có ý nghĩa quan trọng, mang tính tổng quát tiên phong đồ án điện tử 35 Đồ án sử dụng phương pháp: 35 −Nghiên cứu sở lí thuyết mô hình, hệ thống thực tế, thiết bị có sẵn giới để chọn phương pháp phù hợp, kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm khoa học .35 −Sử dụng công cụ thiết kế, mô hình hóa mô máy tính để đánh giá mô hình thiết kế đồng thời loại trừ sai sót trước chế tạo 36 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu 36 Việc nghiên cứu hệ thống FMS có tính bao quát bao gồm nhiều lĩnh vực, nhiên thời gian nghiên cứu kiến thức tích lũy hạn chế, đồ án mô hình cấp phôi tự động có giới hạn số vấn đề như: .36 Phôi: 36 Dùng hệ thống cảm biến để nhận biết loại phôi, với loại phôi phức tạp sử dụng phương pháp xử lý ảnh Tuy nhiên, giới hạn đề tài sử dụng cảm biến loại phôi chọn phù hợp với loại cảm biến sử dụng 36 Vật liệu: Gỗ 36 Số lượng: 9cái 36 Loại phôi: Cao (60 x40 mm) 36 Thấp(40x40 mm) 36 Màu sắc (xanh, đỏ, vàng) 36 Module gia công: module .36 1.Module cấp phôi .36 2.Module vận chuyển 36 3.Module phân loại phôi 36 4.Module kho chứa 36 5.Module gắp phôi .36 Kích thước hệ thống: Hệ thống mô hình có kích thước bề mặt(1.45m x 1.55m) 36 Khả lập trình: Khả lập trình phức tạpnhưng có thay đổi theo tính linh hoạt mà hệ thống yêu cầu 36 Khả giám sát:Giám sát dựa giao diện lập trình WinCC giúp hệ thống hoạt động ổn định 36 Những hạn chế sử dụng Wincc: Đây mô hình mô máy tính nên độ mượt chuyển động phụ thuộc vào cấu hình máy Do thời gian kiến thức WinCC hạn chế nên chưa khai thác tối ưu phần mềm 37 CHƯƠNG .39 TỔNG QUAN HỆ THỐNG 39 2.1 Giới thiệu chung hệ thống FMS 39 2.1.1 Lịch sử phát triển 39 Một hướng phát triển công nghiệp thiết lập hệ thống sản xuất, nối kết suất dây chuyền tự động hóa cứng với tính linh hoạt mà trước tạo lao động người Một nguyên nhân vấn đề nêu sản xuất đơn sản xuất quy mô nhỏ chiếm 80% khối lượng sản xuất công nghiệp Tuy nhiên, nguyên nhân “ linh hoạt” chủ yếu thiết lập hệ thống sản xuất linh hoạt FMS để tạo lực lượng sản xuất mới, có khả làm thay đổi xã hội, tạo yếu tố chiến lược cạnh tranh kinh tế quốc phòng nước .39 Các cấu FMS từ lâu thiết kế từ lâu Một số cấu chế tạo sử dụng từ năm 1970 Tuy nhiên, vào tháng 11 năm 1978 tạp chí “ IRON AGE” đăng báo đâu tiên “ tính linh hoạt sản xuất”, người ta có ý tưởng triển vọng gia công khí .39 Chỉ sau công nhận kết nghiên cứu hãng “Korman” ba trung tâm gia công sử dụng nhà máy “ General Motors ” để chế tạo bánh trục ô tô với hàng loạt hệ thống hãng Nhật Bản chế tạo hệ thống FMS sử dụng rộng rãi 39 2.1.2 Cấu trúc FMS 39 Thành phần FMS bao gồm: 39 −Các thiết bị công nghệ thiết bị kiểm tra trang bị tay máy tự động máy tính để tính toán điều khiển 39 −Các chương trình để điều khiển FMS 39 −Các tế bào gia công tự dộng (các mô đun sản xuất linh hoạt), thông thường máy CNC có mối lien hệ với máy tính hệ thống vận chuyển – tích trữ phôi tự dộng 39 Theo cấu trúc FMS tổ hợp tế bào gia công tự động tế bào kiểm tra tự động lien kết với thành hệ thống theo dòng vật liệu với giám sát hệ thống vận chuyển tích trữ phôi tự động điều khiển nhờ mạng máy tính 40 2.1.3 Tính linh hoạt FMS 40 Tính linh hoạt hệ thống sản xuất thể yếu tố sau: 40 a) Yếu tố kĩ thuật bao gồm: .40 Công suất hệ thống, vùng tốc độ lượng chạy dao, số lượng đầu mang dụng cụ cắt dụng cụ phụ, cấu vận chuyển kho chứa, thiết bị điều khiển, dung lượng ổ tích phôi, ổ tích dụng cụ, mức độ tiêu chuẩn hóa bề mặt kích thước thiết bị công nghệ kĩ thuật, khả lập trình mức độ thích ứng thiết bị điều khiển 40 b) Yếu tố tổ chức bao gồm: .40 Chu kỳ (thời gian) chế tạo sản phẩm, chủng loại sản phẩm, chu kỳ thay đổi sản phẩm, độ ổn định hệ thống sản xuất 40 Tính linh hoạt hợp lý cho phép giảm chi phí chế tạo sản phẩm thời gian dài Tính linh hoạt trừng mực xác định hình thể hệ thống sản xuất, xác định công nghệ, tổ chức điều khiển chức nó, đồng thời tính linh hoạt ảnh hưởng lớn đến chi phí chế tạo sản phẩm .40 Tính linh hoạt trình khả chế tạo nhiều loại sản phẩm từ nhiều vật liệu khác phương pháp khác 40 Tính linh hoạt sản phẩm chuyển đổi nhanh kinh tế FMS để chế tạo sản phẩm 40 Tính linh hoạt theo tiến trình : khả tiếp tục chế tạo nhiều sản phẩm định số thiết bị công nghệ dừng hoạt động 40 Tính linh hoạt chủng loại sản phẩm khả chế tạo nhiều sản phẩm FMS 40 2.1.4 Sự tích hợp FMS với hệ thống tự động hóa .40 Sự tích hợp hệ thống thiết kế tự động hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất tự động FMS cần thiết, hệ thống tích hợp cho phép giải phóng người khỏi tham gia trực tiếp quy trình công nghệ người có chức tham gia giám sát Tích hợp tạo hiệu sử dụng FMS trình sản xuất đơn hàng loạt ví dụ gia công 100.000 với 2-3 lần sử lí 30.000-50.000 chương trình CNC robot Chỉ có máy tính tạo khối lượng thông tin khổng lồ 41 Như vậy,FMS cần phải làm việc thành phần hệ thống tích hợp toàn phần (hệ thống điều khiển tự động, hệ thống thiết kế tự động, hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất tự động, hệ thống FMS) 41 2.1.5 Nguyên tắc thiết lập FMS 41 Thiết lập FMS việc xác định họ chi tiết chế tạo FMS Kết công việc dùng để xác định thiết bị công nghệ FMS, loại kho chứa, cấu vận chuyển v v… .41 Tiếp theo thiết lập cấu trúc chức năng, cấu trúc công nghệ cấu trúc thông tin FMS, đồng thời thiết lập mạng máy tính nội Sau giai đoạn giải vấn đề thuật toán lập trình có tính tác động qua lại hệ thống điều khiển FMS với hệ thống tự động khác hệ thống tích hợp sản phẩm Song song với hệ thống cần thiết lập hệ thống cung cấp điện, khí nén… 41 2.1.6 Phân loại FMS 41 Dựa vào kinh nghiệm ứng dụng FMS nước giới FMS chia thành loại sau: .41 Loại 1: Không phụ thuộc vào dòng vật liệu tế bào gia công(đồng nghĩa với module sản xuất linh hoạt) Loại cấu tạo từ máy vạn với điều khiển theo theo chương trình số, cho phép liên kết với máy tính bậc cao để điều khiển FMS loại sử dụng trường hợp mà chi tiết có thời gian lớn (quá trình gia công thực máy) 41 Loại 2: Gồm tế bào gia công tự động vạn điều khiển từ mạng máy tính hệ thống vận chuyển- tích trữ phôi tự động linh hoạt Các chi tiết loại gia công theo nhiều tiến trình công nghệ khác tế bào gia công tự động (module sản xuât linh hoạt) FMS loại sử dụng rộng rãi trường hợp chi tiết có thời gian gia công lớn 42 Loại 3: dây chuyền tự động linh hoạt, nguyên công thực máy, hệ thống vận chuyển- tích trữ phôi đảm bảo tiến trình ứng cho chi tiết thông thường thực dạng băng tải hay máy quay vòng 42 Đồ án tốt nghiệp FMS chúng em tìm hiểu nghiên cứu thuộc loại 3: Mỗi nguyên công thực cấu riêng Từ việc cấp phôi phân loại theo màu sắc đưa thùng chứa phôi tay máy robot băng tải 42 2.1.7 Ưu nhược điểm hệ thống sản xuất linh hoạt FMS .42 Ưu điểm: 42 − Linh hoạt việc xây dựng tích hợp hệ thống sản xuất 42 − Sản xuất đồng thời nhiều loại sản phẩm khác 42 −Giảm thời gian thiết lập thời gian chờ đợi sản xuất 42 −Sử dụng thiết bị máy móc hiệu 42 −Giảm chi phí sản xuất cho nhân công lao động .42 −Có khả xử lý nhiều loại nguyên liệu khác 42 −Khi có máy bị cố, máy khác làm việc 42 Nhược điểm: 42 −Giá thành đầu tư xây dựng ban đầu lớn 42 −Khả lập trình chó hệ thống khó khan 42 − Chi phí bảo dưỡng, bảo trì cao .42 2.1.8 Ứng dụng FMS số nước giới 42 Nga: 42 −FMS dùng để gia công 70 chủng loại chi tiết dạng hộp 42 −Hệ thống điều khiển FMS thực hiện: điều khiển vận chuyển chi tiết dụng cụ, kiểm tra tế bào ổ tích vệ tinh dụng cụ, kiểm tra vị trí chờ vệ tinh magazine dụng cụ, hiệu chỉnh chương trình điều khiển tương ứng với thông số dụng cụ kiểm tra thời gian sử dụng dụng cụ .43 −Gia công chi tiết dạng tròn xoay .43 −Gia công nhóm chi tiết dạng hộp tròn .43 Nhật: 43 −Hãng Fanuc xây dựng nhà máy tư động hóa để chế tạo robot chi tiết máy công cụ 43 −Nhà máy tự động linh hoạt thứ hai hãng Fanuc xây dựng nhà máy chế tạo động điện 43 −Ứng dụng hệ thống cho phép nâng cao suất lao động lên hàng chục lần tăng đáng kể số chủng loại chi tiết gia công 43 Đức: 43 −FMS dùng để gia công roto động điện 43 −Gia công loại bánh chi tiết dạng đĩa .43 2.2 Các module hệ thống FMS 43 2.2.1 Module cấp phôi .43 Khái niệm: 43 Các trình sản xuất sản phẩm máy cắt kim loại, máy gia công áp lực (cán, uốn, đập, dập,,,)quá trình công nghệ lắp ráp sản phẩm khí hay kiểm tra, hệ thống sản xuất nghành công nghệ sản xuất phân bón, vật liệu xây dựng, thực phẩm… phát triển theo xu hướng tự động hóa.Để đảm bảo trình sản xuất ổn định phải có trình cung cấp phôi xác vị trí không gian theo nhịp (cấp phôi lúc) liên tục theo chu trình hoạt đọng máy cách xác .43 .44 Hình 2.1 Trạm cấp phôi .44 Module ổ chứa dạng ống xếp tách chi tiết phôira ổ chứa, xếp chi tiết ổ chứa dạng ống Xylanh tác động kép đẩy chi tiết phôi từ vị trí thấp từ ổ chứa đến băng tải khí nén, tốc độ đẩy phôi xylanh điều chỉnh van tiết lưu chiều 44 2.2.2 Module gắp phôi .44 Trong mô hình sử dụng kiểu cách tay robot, tay máy dùng để gắp chuyển phôi băng tải, gắp phôi phân loại từ băng tải lớn vào thùng chứa 44 a) Tổng quan robot sử dụng hệ thống FMS 44 Robot công nghiệp thiết bị vạn để tự động hóa trình sản xuất nhiều chủng loại chi tiết thường xuyên thay đổi đối tượng gia công Robot công nghiệp thực nhiều nguyên công nguyên công phụ, chúng cần thiết hệ thống FMS 44 Robot công nghiệp máy tự động lập trình nhắc lại, có khả thay người để thực chức di chuyển đối tượng sản xuất thiết bị công nghệ.Robot công nghiệp khác thiết bị khác tính vạn di chuyển điều chỉnh nhanh để thực nguyên công Robot công nghiệp có khả thay nhiều thiết bị khác nhautrong hệ thống FMS 44 Do tính chất công việc Robot công nghiệp hệ thống FMS mà robot công nghiệp cần đáp ứng yêu cầu: 44 −Thực công việc cách tự động nguyên công nguyên công phụ 44 −Tự động điều chỉnh thay đổi đối tượng sản xuất .44 −Tiếp xúc nhẹ nhàng xác với thiết bị FMS 45 −Có khả thực tác động điều khiển tới thiết bị công nghệ FMS để thực nguyên công theo lập trình 45 −Đảm bảo ổn định trình làm việc lâu dài .45 −Có khả trang bị thiết bị kiểm tra tự động chất lượng gia công .45 b)Nguyên lí hoạt động: 45 Cánh tay sử dụng xy lanh quay tay máy để gắp phôi sau trạm cấp phôi đẩy phôi tới vị trí làm việc, sau cánh tay máy quay góc 90 độ đưa phôi từ băng tải sang băng tải .45 .45 Hình 2.2Module gắp phôi 45 2.2.3 Module vận chuyển 45 a)Khái niệm truyền động đai 45 Truyền động đai hiểu dung để truyền động hai trục có khoảng cách ( Library để lấy đối tượng động cơ, băng tải, cảm biến, xilanh Hình 13 Thư viện Hình 14 Các đối tượng thư viện Tự tạo Robot với công cụ Standard Object Graphic Designer Tự tạo xilanh quay, tịnh tiến thân robot, nút nhấn, thùng chứa phôi Hình 15: Robot Sau lấy đầy đủ đối tượng thư viện ta xây dựng giao diện Hình 16 Mô hình phân loại phôi theo màu sắc Sau thiết kế xong giao diện Picture ta liên kết Picture lại với để có giao diện hoàn chỉnh 3.4.2 Liên kết giao diện Sau tạo giao diện liên kết chúng lại tạo thành giao diện dạng website gọn gàng Để thực tìm tới mục Global Script −> chuột phải vào VBS – Editer −> Open Hình 17 Hộp thoại Global Script VBS Sau hộp thoại Global Script VBS xuất ta tim tới Project Modules −> chuột phải chọn New −>Project Modules hộp thoại bật lên Hình 18 Hộp thoại Project Modules Ban đầu hộp thoại có giao diện trống Để liên kết giao diện tạo với cần sử dụng cấu trúc khối lệnh sau : { Sub EXIT_HMI(Byval pippo) If (MsgBox (" Ban co muon thoat khong?",vbYesNo + vbSystemModal + vbDefaultButton2, "Thoat") = 6) Then HMIRuntime.Stop End If End Sub } Các câu lệnh với mục đích EXIT khỏi Wincc runtime Khi nhấn vào EXIT hộp thoại xuất hỏi “ ban co muon thoat khong ” với hai lựa chọn “ co” “ khong ” { Sub Page1(Byval pippo) HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").Picture Name = "Mohinhphanloai.pdl" HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").menuto olbarconfig = "" End Sub } Đây khối lệnh dùng để liên kết tất giao diện bạn tạo với thay đổi đơn giản dòng lệnh Bạn việc thay đổi PictureName, phần nằm dấu ngoặc kép Đây tên giao diện bạn đặt phần Graphic Designer Làm tương tự ta liên kết giao diện lại { Sub EXIT_HMI(Byval pippo) If (MsgBox (" Ban co muon thoat khong?",vbYesNo + vbSystemModal + vbDefaultButton2, "Thoat") = 6) Then HMIRuntime.Stop End If End Sub Sub Page1(Byval pippo) HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").Picture Name = "Mohinhphanloai.pdl" HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").menuto olbarconfig = "" End Sub Sub Page2(Byval pippo) HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").Picture Name = "trang2.pdl" HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").menuto olbarconfig = "" End Sub Sub Page3(Byval pippo) HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").Picture Name = "Home.pdl" HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").menuto olbarconfig = "" End Sub Sub Page4(Byval pippo) HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").Picture Name = "Huongdan.pdl" HMIRuntime.ActiveScreen.Parent.Parent.ScreenItems("Space_change").menuto olbarconfig = "" End Sub } Sau viết code xong Chúng ta lưu lại với tên Script_menu Tại mục Menus and Toolbar −> click đúp chuột vào Menu.mtl hộp thoại lên cho phép ta liên kết trang giao diện lại Hình 19 Liên kết giao diện Tại hộp thoại Element menu properties Tại ô text nhập tên( tên đặt tùy chọn, nhiên nên đặt tên cho phù hợp với menu) Hình 20: Tùy chọn Script Tại ô Script −> click nút có dấu chấm tìm đến trang mà bạn muốn liên kết ( Chú ý: để liên kết cho bạn cần xem lại phần code xem tên trang) sau nhấn select Làm tương tự với trang khác ta có sơ đồ liên kết: Hình 21 Sơ đồ liên kết Sau liên kết giao diện xong Ta quay lại chỉnh sửa giao diện cho hoàn chỉnh Hình 21 Giao diện Home Sau hoàn tất chạy Wincc runtime cách nhấn vào nút Active toolbar Ta giao diện với menu ( Home, Menu, Giao dien, Gioi thieu) 3.5 Bản vẽ chi tiết hệ thống: a) Tay máy 1: Hình 3.7 Đế Hình 3.8 Đế tròn Hình 3.9 Tay máy Hình 3.10 Thân robot Hình 3.11 xylanh Hình 3.12 pistong Hình 3.13 tay máy b) Tay máy 2: Hình 3.14 Đế Hình 3.15 Đế tròn Hình 3.16 Đầu nối Hình 3.17 Cánh tay máy Hình 3.18 Pistong Hình 3.19 Thân tay máy Hình 3.20 Xylanh kẹp Hình 3.21 Xylanh vuông Hình 3.22 Xylanh quay Hình 3.23 Tay máy c) Các chi tiết khác: Hình 3.24 Đai dẹt Hình 3.25 Động Hình 3.26 Giá đỡ động Hình 3.26 Ống cấp phôi Hình 3.28 Xylanh đẩy phôi 3.5 Các sơ đồ khối a) Sơ đồ thuật toán hệ thống [...]... điều khiển kết nối PLC S7-300 Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC giám sát chu trình hoạt động của hệ thống −Kiểm tra và đánh giá hệ thống: Về mặt cơ khí: hệ thống khi thiết kế phải đơn giản nhưng đòi hỏi phải có kết cấu vững chắc, các chi tiết thiết kế phải hợp lí, phù hợp Hệ thống sau khi hoàn chỉnh phải chắc chắn, hoạt động ổn định, không rung lắc Điều khiển: quá trình điều khiển hệ thống phải... pháp nghiên cứu Trong một hệ thống cơ điện tử phương pháp thiết kế có ý nghĩa rất quan trọng, mang tính tổng quát và tiên phong một đồ án cơ điện tử Đồ án sử dụng 2 phương pháp: Nghiên cứu cơ sở lí thuyết các mô hình, hệ thống thực tế, thiết bị có sẵn trên thế giới để chọn phương pháp phù hợp, kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm khoa học −Sử dụng các công cụ thiết kế, mô hình hóa và mô. .. động hóa WinCC là một trong những phần mềm SCADA nổi tiếng trên thế giới dùng để giám sát thu thập dữ liệu và điều khiển một hệ thống điều khiển một hệ thống tự động quá trình sản xuất 69 Có thể hiểu WinCC như chương trình chuyên dụng để thiết kế giao diện người và máy HMI(Human Machine Interface), thiết kế các hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu quá trình 69 WinCC làm... .75 3.2 Mô hình hệ thống điều khiển .75 3.2.1 Mô hình hệ thống khí nén 75 Hệ thống khí nén bao gồm xylanh tịnh tiến và xylanh quay 75 −Sử dụng van điện từ để điều khiển điện và phục hồi bằng lò xo để điều khiển cơ cấu chấp hành 75 −Sử dụng van tiết lưu để điều khiển lượng khí nén 75 3.2.2 Mô hình hệ thống điện 75 Hệ thống điện bao gồm:... 71 Mô hình vật lý 71 .71 Hình 3.1 Mô hình hệ thống 71 Yêu cầu: .71 Mô hình phải thể hiện được ý tưởng và giống một hệ thống FMS trong thực tế, kết cấu phải chắc chắn và gọn gang 71 Mô hình cơ khí bao gồm: trạm cấp phôi, tau máy gắp phôi, trạm vận chuyển, trạm kiểm tra và hộp chứa phôi 71 Thiết kế cơ khí đơn giản... khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution Symtems- Hệ thống quản lí thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise Resourse Planning- Hoạch định tài nguyên doanh nghiệp), hoặc có thể sử dụng trên cơ sở quy mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên khắp thế giới 70 CHƯƠNG III: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 71 3.1 Mô hình hóa ... bị tự động, các module sản xuất linh hoạt, các thiết bị công nghệ riêng lẻ được bố trí theo trình tự công nghệ và liên kết với nhau bằng các thiết bị vận chuyển Các thiết bị trong hệ thống FMS được điều khiển bằng máy tính và các phần mềm tương ứng Ngoài ra toàn bộ hệ thống còn được điều khiển bởi một số máy tính trung tâm Trong các nhà máy sản xuất, hệ thống sản xuất linh hoạt FMS giúp tăng năng suất... trình sản xuất tự động trong hệ thống FMS.Điều đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm sau khi xuất xưởng và có ảnh hưởng rất nhiều đến kinh tế.Xuất phát từ yếu tố trên và ứng dụng của FMS trong các lĩnh vực khác nhau, cùng quá trình học tập, tìm hiểu kiến thức lý thuyết và thực hành trên lớp chúng em lựa chọn nghiên cứu và thiết kế mô hình hệ thống FMS giám sát bằng WinCC Hi vọng rằng chúng... và mô phỏng trên máy tính để đánh giá mô hình thiết kế đồng thời loại trừ các sai sót trước khi chế tạo 1.4 Phạm vi và giới hạn nghiên cứu Việc nghiên cứu hệ thống FMS có tính bao quát và bao gồm nhiều lĩnh vực, tuy nhiên do thời gian nghiên cứu và kiến thức tích lũy còn hạn chế, nền đồ án mô hình cấp phôi tự động có giới hạn về một số vấn đề như: Phôi: Dùng hệ thống cảm biến để nhận biết các loại phôi,... tra, cải thiện được dòng nguyên vật liệu, giảm lượng tồn kho… Hiện nay, hệ thống được sử dụng trong hầu hết các tập đoàn công nghiệp lớn như Canon, Toyota… 1.2 Các vấn đề đặt ra Để xây dựng hoàn thiện mô hình FMS với nguyên lí cơ cấu hoạt động như cơ cấu thật, mô hình thiết kế với đặc điểm chung: Thiết lập quy trình công nghệ Mô hình cơ khí gồm :2 băng tải (1 băng tải phân loại chiều cao, 1 băng tải ... Biên pha, phân cực − Phổ − Tốc độ truyền song − Điện tích, dòng điện − Điện thế, điện áp − Điện trường (Biên, pha, phân cực, Điện phổ) − Điện dẫn, số điện môi… ... chịu tác động đại lượng cần kiểm tra m tính điện cho ta đặc trưng mang chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện trở kháng) ký hiệu s Đặc trưng điện s hàm đại lượng cần đo m Cồng thức tính:... chịu tác động đại lượng cần kiểm tra m tính điện cho ta đặc trưng mang chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện trở kháng) ký hiệu s Đặc trưng điện s hàm đại lượng cần đo m Cồng thức tính:

Ngày đăng: 04/04/2016, 08:27

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • CHƯƠNG 1

  • GIỚI THIỆU CHUNG

    • 1.1 Giới thiệu chung

    • 1.2 Các vấn đề đặt ra

    • Để xây dựng hoàn thiện mô hình FMS với nguyên lí cơ cấu hoạt động như cơ cấu thật, mô hình thiết kế với đặc điểm chung:

    • Thiết lập quy trình công nghệ.

    • Mô hình cơ khí gồm :2 băng tải (1 băng tải phân loại chiều cao, 1 băng tải phân loại màu sắc), tay máy robot (gắp và vận chuyển phôi).

    • Mạch điều khiển kết nối PLC S7-300.

    • Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC giám sát chu trình hoạt động của hệ thống.

    • Kiểm tra và đánh giá hệ thống:

    • Về mặt cơ khí: hệ thống khi thiết kế phải đơn giản nhưng đòi hỏi phải có kết cấu vững chắc, các chi tiết thiết kế phải hợp lí, phù hợp. Hệ thống sau khi hoàn chỉnh phải chắc chắn, hoạt động ổn định, không rung lắc.

    • Điều khiển: quá trình điều khiển hệ thống phải nhịp nhàng, các xylanh và băng tải phải hoạt động tốt.

    • Hoạt động: hệ thống phải hoạt động trơn tru, không rung lắc, hệ thống khí nén cung cấp khí cho xylanh phải hoạt động tốt theo yêu cầu đề ra. Các tay máy gắp phôi hoạt động nhẹ nhàng, không gây tiếng ồn.

    • An toàn: hệ thống điện và khí nén cung cấp cho toàn bộ hệ thống phải đảm bảo an toàn, không để rò rỉ khí ra bên ngoài làm giảm năng suất làm việc, hay để chập điện sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.

    • 1.3 Phương pháp nghiên cứu

    • Trong một hệ thống cơ điện tử phương pháp thiết kế có ý nghĩa rất quan trọng, mang tính tổng quát và tiên phong một đồ án cơ điện tử.

    • Đồ án sử dụng 2 phương pháp:

    • Nghiên cứu cơ sở lí thuyết các mô hình, hệ thống thực tế, thiết bị có sẵn trên thế giới để chọn phương pháp phù hợp, kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm khoa học.

    • Sử dụng các công cụ thiết kế, mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính để đánh giá mô hình thiết kế đồng thời loại trừ các sai sót trước khi chế tạo.

    • 1.4. Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

    • Việc nghiên cứu hệ thống FMS có tính bao quát và bao gồm nhiều lĩnh vực, tuy nhiên do thời gian nghiên cứu và kiến thức tích lũy còn hạn chế, nền đồ án mô hình cấp phôi tự động có giới hạn về một số vấn đề như:

    • Phôi:

    • Dùng hệ thống cảm biến để nhận biết các loại phôi, với các loại phôi phức tạp có thể sử dụng bằng phương pháp xử lý ảnh. Tuy nhiên, giới hạn đề tài chỉ sử dụng cảm biến do vậy loại phôi được chọn sẽ phù hợp với loại cảm biến sử dụng.

    • Vật liệu: Gỗ

    • Số lượng: 9cái

    • Loại phôi: Cao (60 x40 mm)

    • Thấp(40x40 mm)

    • Màu sắc (xanh, đỏ, vàng)

    • Module gia công: 5 module

    • 1. Module cấp phôi.

    • 2. Module vận chuyển.

    • 3. Module phân loại phôi.

    • 4. Module kho chứa.

    • 5. Module gắp phôi.

    • Kích thước hệ thống: Hệ thống mô hình có kích thước bề mặt(1.45m x 1.55m)

    • Khả năng lập trình: Khả năng lập trình phức tạpnhưng có thay đổi theo tính linh hoạt mà hệ thống yêu cầu.

    • Khả năng giám sát:Giám sát dựa trên giao diện được lập trình bằng WinCC giúp hệ thống hoạt động ổn định hơn.

    • Những hạn chế khi sử dụng Wincc: Đây là mô hình được mô phỏng trên máy tính nên độ mượt của các chuyển động còn phụ thuộc vào cấu hình máy. Do thời gian và kiến thức về WinCC còn hạn chế nên chưa khai thác được tối ưu phần mềm.

  • CHƯƠNG 2

  • TỔNG QUAN HỆ THỐNG

    • 2.1 Giới thiệu chung về hệ thống FMS

    • 2.1.1 Lịch sử phát triển.

    • Một trong những hướng phát triển của nền công nghiệp là thiết lập các hệ thống sản xuất, nối kết năng suất của dây chuyền tự động hóa cứng cùng với tính linh hoạt mà trước đây chỉ được tạo bởi lao động của con người. Một trong những nguyên nhân của vấn đề nêu trên là sản xuất đơn chiếc và sản xuất quy mô nhỏ chiếm 80% khối lượng của sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, nguyên nhân “ linh hoạt” chủ yếu là thiết lập hệ thống sản xuất linh hoạt FMS để tạo ra lực lượng sản xuất mới, có khả năng làm thay đổi xã hội, tạo ra một yếu tố chiến lược trong cạnh tranh kinh tế và quốc phòng giữa các nước.

    • Các cơ cấu chính của FMS từ lâu cũng đã được thiết kế từ lâu. Một số cơ cấu này cũng đã được chế tạo và sử dụng từ những năm 1970. Tuy nhiên, chỉ vào tháng 11 năm 1978 trong tạp chí “ IRON AGE” đã đăng bài báo đâu tiên về “ tính linh hoạt của sản xuất”, người ta mới có ý tưởng về triển vọng của gia công cơ khí.

    • Chỉ sau khi công nhận kết quả nghiên cứu của hãng “Korman” về ba trung tâm gia công được sử dụng ở nhà máy “ General Motors ” để chế tạo bánh răng và trục ô tô và với hàng loạt hệ thống do các hãng của Nhật Bản chế tạo thì hệ thống FMS mới được sử dụng rộng rãi.

    • 2.1.2 Cấu trúc FMS

    • Thành phần của FMS bao gồm:

    • Các thiết bị công nghệ và các thiết bị kiểm tra được trang bị các tay máy tự động và các máy tính để tính toán và điều khiển.

    • Các bộ chương trình để điều khiển FMS.

    • Các tế bào gia công tự dộng (các mô đun sản xuất linh hoạt), thông thường là các máy CNC có mối lien hệ với các máy tính và hệ thống vận chuyển – tích trữ phôi tự dộng.

    • Theo cấu trúc thì FMS là một tổ hợp của tế bào gia công tự động và tế bào kiểm tra tự động được lien kết với nhau thành một hệ thống nhất theo dòng vật liệu với sự giám sát của hệ thống vận chuyển tích trữ phôi tự động và điều khiển nhờ mạng máy tính.

    • 2.1.3 Tính linh hoạt của FMS

    • Tính linh hoạt của hệ thống sản xuất được thể hiện ở các yếu tố sau:

    • a) Yếu tố kĩ thuật bao gồm:

    • Công suất của hệ thống, vùng tốc độ và lượng chạy dao, số lượng các đầu mang dụng cụ cắt và dụng cụ phụ, các cơ cấu vận chuyển và kho chứa, các thiết bị điều khiển, dung lượng của ổ tích phôi, ổ tích dụng cụ, mức độ tiêu chuẩn hóa của các bề mặt và kích thước của thiết bị công nghệ và kĩ thuật, khả năng lập trình và mức độ thích ứng của các thiết bị điều khiển.

    • b) Yếu tố tổ chức bao gồm:

    • Chu kỳ (thời gian) chế tạo sản phẩm, chủng loại sản phẩm, chu kỳ thay đổi sản phẩm, độ ổn định của hệ thống sản xuất.

    • Tính linh hoạt hợp lý sẽ cho phép giảm chi phí chế tạo sản phẩm trong một thời gian dài. Tính linh hoạt trong một trừng mực nào đó xác định hình thể của hệ thống sản xuất, xác định công nghệ, tổ chức và điều khiển chức năng của nó, đồng thời tính linh hoạt ảnh hưởng lớn đến chi phí chế tạo sản phẩm.

    • Tính linh hoạt của quá trình là khả năng chế tạo nhiều loại sản phẩm từ nhiều vật liệu khác nhau bằng những phương pháp khác nhau.

    • Tính linh hoạt đối với sản phẩm là chuyển đổi nhanh và kinh tế FMS để chế tạo sản phẩm mới.

    • Tính linh hoạt theo tiến trình : khả năng tiếp tục chế tạo nhiều sản phẩm đã định khi một số thiết bị công nghệ dừng hoạt động.

    • Tính linh hoạt của chủng loại sản phẩm là khả năng chế tạo nhiều sản phẩm của FMS.

    • 2.1.4 Sự tích hợp FMS với các hệ thống tự động hóa

    • Sự tích hợp của hệ thống thiết kế tự động và hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất tự động FMS là cần thiết, bởi hệ thống tích hợp cho phép giải phóng con người khỏi sự tham gia trực tiếp trong quy trình công nghệ và như vậy con người chỉ có chức năng tham gia và giám sát. Tích hợp có thể tạo ra hiệu quả sử dụng FMS trong quá trình sản xuất đơn chiếc và hàng loạt ví dụ như gia công 100.000 chiếc với 2-3 lần sử lí 30.000-50.000 chương trình CNC và robot. Chỉ có máy tính mới tạo ra được khối lượng thông tin khổng lồ như vậy.

    • Như vậy,FMS cần phải làm việc trong thành phần hệ thống tích hợp toàn phần (hệ thống điều khiển tự động, hệ thống thiết kế tự động, hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất tự động, hệ thống FMS).

    • 2.1.5 Nguyên tắc thiết lập FMS

    • Thiết lập FMS được bắt đầu từ việc xác định họ chi tiết được chế tạo trong FMS. Kết quả của công việc này dùng để xác định thiết bị công nghệ của FMS, các loại kho chứa, các cơ cấu vận chuyển v v…

    • Tiếp theo đó là thiết lập cấu trúc chức năng, cấu trúc công nghệ và cấu trúc thông tin của FMS, đồng thời thiết lập mạng máy tính nội bộ. Sau giai đoạn này có thể giải quyết vấn đề thuật toán và lập trình có tính tác động qua lại của các hệ thống điều khiển của FMS với các hệ thống tự động khác trong hệ thống tích hợp sản phẩm. Song song với hệ thống này cần thiết lập các hệ thống cung cấp điện, khí nén…

    • 2.1.6 Phân loại FMS

    • Dựa vào kinh nghiệm ứng dụng FMS ở các nước trên thế giới FMS được chia thành các loại chính sau:

    • Loại 1: Không phụ thuộc vào dòng vật liệu của tế bào gia công(đồng nghĩa với module sản xuất linh hoạt). Loại này được cấu tạo từ máy vạn năng với điều khiển theo theo chương trình số, cho phép liên kết với máy tính bậc cao để điều khiển. FMS loại 1 được sử dụng trong các trường hợp mà chi tiết có thời gian lớn (quá trình gia công được thực hiện trên một máy).

    • Loại 2: Gồm các tế bào gia công tự động vạn năng được điều khiển từ mạng máy tính và hệ thống vận chuyển- tích trữ phôi tự động linh hoạt. Các chi tiết cùng loại có thể gia công theo nhiều tiến trình công nghệ khác nhau trên một tế bào gia công tự động (module sản xuât linh hoạt). FMS loại 2 được sử dụng rộng rãi trong các trường hợp khi chi tiết có thời gian gia công lớn.

    • Loại 3: là dây chuyền tự động linh hoạt, mỗi nguyên công thực hiện chỉ trên một máy, hệ thống vận chuyển- tích trữ phôi đảm bảo tiến trình ứng cho mỗi chi tiết và thông thường nó được thực hiện dưới dạng băng tải hay máy quay vòng.

    • Đồ án tốt nghiệp FMS của chúng em tìm hiểu và nghiên cứu thuộc loại 3: Mỗi nguyên công được thực hiện trên các cơ cấu riêng. Từ việc cấp phôi phân loại theo màu sắc và được đưa về thùng chứa phôi bằng các tay máy robot và băng tải.

    • 2.1.7 Ưu nhược điểm của hệ thống sản xuất linh hoạt FMS

    • Ưu điểm:

    •  Linh hoạt trong việc xây dựng và tích hợp hệ thống sản xuất.

    •  Sản xuất đồng thời được nhiều loại sản phẩm khác nhau.

    • Giảm thời gian thiết lập và thời gian chờ đợi trong sản xuất.

    • Sử dụng thiết bị máy móc hiệu quả.

    • Giảm chi phí sản xuất cho nhân công lao động.

    • Có khả năng xử lý nhiều loại nguyên liệu khác nhau.

    • Khi có máy bị sự cố, các máy khác vẫn có thể làm việc được.

    • Nhược điểm:

    • Giá thành đầu tư xây dựng ban đầu lớn.

    • Khả năng lập trình chó hệ thống khó khan.

    •  Chi phí bảo dưỡng, bảo trì cao.

    • 2.1.8 Ứng dụng của FMS ở một số nước trên thế giới

    • Nga:

    • FMS được dùng để gia công hơn 70 chủng loại chi tiết dạng hộp

    • Hệ thống điều khiển FMS thực hiện: điều khiển vận chuyển chi tiết và dụng cụ, kiểm tra các tế bào của các ổ tích bằng các vệ tinh và các dụng cụ, kiểm tra các vị trí chờ của các vệ tinh và các magazine dụng cụ, hiệu chỉnh chương trình điều khiển tương ứng với các thông số của dụng cụ và kiểm tra thời gian sử dụng dụng cụ.

    • Gia công các chi tiết dạng tròn xoay.

    • Gia công nhóm các chi tiết dạng hộp tròn.

    • Nhật:

    • Hãng Fanuc đã xây dựng nhà máy tư động hóa để chế tạo các robot và các chi tiết của máy công cụ.

    • Nhà máy tự động linh hoạt thứ hai của hãng Fanuc đã xây dựng nhà máy chế tạo động cơ điện.

    • Ứng dụng của hệ thống này cho phép nâng cao năng suất lao động lên hàng chục lần và tăng đáng kể số chủng loại chi tiết gia công.

    • Đức:

    • FMS dùng để gia công roto của động cơ điện.

    • Gia công các loại bánh răng và các chi tiết dạng đĩa.

    • 2.2 Các module trong hệ thống FMS

    • 2.2.1 Module cấp phôi.

    • Khái niệm:

    • Các quá trình sản xuất các sản phẩm trên máy cắt kim loại, máy gia công bằng áp lực (cán, uốn, đập, dập,,,)quá trình công nghệ lắp ráp sản phẩm cơ khí hay kiểm tra, hệ thống sản xuất trong nghành công nghệ như sản xuất phân bón, vật liệu xây dựng, thực phẩm…đều phát triển theo xu hướng tự động hóa.Để đảm bảo được quá trình sản xuất ổn định phải có quá trình cung cấp phôi chính xác về vị trí trong không gian theo đúng nhịp (cấp phôi đúng lúc) và liên tục theo chu trình hoạt đọng của máy một cách chính xác.

    • Hình 2.1 Trạm cấp phôi

    • Module ổ chứa dạng ống xếp tách chi tiết phôira ổ chứa, có thể xếp 6 chi tiết trong ổ chứa dạng ống. Xylanh tác động kép đẩy chi tiết phôi từ vị trí thấp nhất từ ổ chứa ra ngoài đến băng tải bằng khí nén, tốc độ đẩy phôi của xylanh được điều chỉnh bằng van tiết lưu 1 chiều.

    • 2.2.2 Module gắp phôi

    • Trong mô hình sử dụng một kiểu cách tay robot, tay máy dùng để gắp chuyển phôi giữa 2 băng tải, và gắp phôi đã phân loại từ băng tải lớn vào các thùng chứa.

    • a) Tổng quan về robot sử dụng trong hệ thống FMS

    • Robot công nghiệp là thiết bị vạn năng để tự động hóa quá trình sản xuất nhiều chủng loại chi tiết và thường xuyên thay đổi đối tượng gia công. Robot công nghiệp có thể thực hiện được nhiều nguyên công chính cũng như nguyên công phụ, do đó chúng rất cần thiết trong hệ thống FMS.

    • Robot công nghiệp là một máy tự động được lập trình nhắc lại, có khả năng thay thế con người để thực hiện các chức năng di chuyển các đối tượng sản xuất hoặc thiết bị công nghệ.Robot công nghiệp khác các thiết bị khác ở tính vạn năng di chuyển và điều chỉnh nhanh để thực hiện nguyên công mới. Robot công nghiệp có khả năng thay thế nhiều thiết bị khác nhautrong hệ thống FMS.

    • Do tính chất công việc của Robot công nghiệp trong hệ thống FMS mà các robot công nghiệp cần đáp ứng được những yêu cầu:

    • Thực hiện công việc một cách tự động trong các nguyên công chính cũng như nguyên công phụ.

    • Tự động điều chỉnh khi thay đổi đối tượng sản xuất.

    • Tiếp xúc nhẹ nhàng và chính xác với các thiết bị của FMS.

    • Có khả năng thực hiện các tác động điều khiển tới các thiết bị công nghệ chính của FMS để thực hiện các nguyên công theo tuần tự đã được lập trình.

    • Đảm bảo sự ổn định trong quá trình làm việc lâu dài.

    • Có khả năng trang bị thiết bị kiểm tra tự động chất lượng gia công.

    • b)Nguyên lí hoạt động:

    • Cánh tay sử dụng xy lanh quay và tay máy để gắp phôi sau khi trạm cấp phôi đẩy phôi ra tới vị trí làm việc, sau đó cánh tay máy sẽ quay 1 góc 90 độ đưa phôi từ băng tải 1 sang băng tải 2.

    • Hình 2.2Module gắp phôi

    • 2.2.3 Module vận chuyển

    • a)Khái niệm bộ truyền động đai

    • Truyền động đai có thể hiểu cơ bản là dung để truyền động giữa hai trục có khoảng cách (<15m), hoạt động dựa theo nguyên lí ma sát: công suất giữa bánh chủ động sẽ được truyền cho bánh bị động nhờ vào ma sát sinh ra giữa dây đai và bề mặt bánh đai.

    • 2.2.3.2 Phân loại bộ truyền động đai

    • Theo tiết diện đai:

    • 1. Đai dẹt.

    • 2. Đai thang

    • 3. Đai lược.

    • 4. Đai tròn

    • Theo cách mắc đai:

    • 1. Mắc thẳng

    • 2. Mắc chéo

    • 3. Mắc nửa chéo

    • 2.2.3.3 Sơ lược về đai dẹt

    • Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại đai dẹt được làm với nhiều loại chất liệu khác nhau. Tuy nhiên đai dẹt có các loại chính sau:

    • Đai da: Có khả năng tải tốt, tuổi thọ cao, chống chịu va đập tốt nhưng giá thành cao nên ít dùng.

    • Đai sợi bông: Mềm, rẻ, thích hợp với vận tốc cao và bánh đai có đường kính nhỏ nhưng khả năng tải thấp và không dùng được ở nơi có độ ẩm cao và nhiệt độ cao.

    • Đai sợi len: Sợi dọc bằng len, sợi ngang bằng bông, chịu tải trọng va đập tốt, có thể làm việc với bánh đai có đường kính nhỏ nhưng đắt tiền nên ít được sử dụng.

    • Đai vải cao su: Gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa, bền dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ ẩm, nhiệt độ

    • Đai sợi tổng hợp: Được làm bằng vật liệu tổng hợp trên nền nhựa poliamit có cốt là sợi capron, lapsan. Có độ bền và tuổi thọ cao, giá cả vừa phải.

    • Trong đồ án trên chúng em lựa chọn loại đai dẹt sợi tổng hợp, nó đáp ứng đầy đủ về yêu cầu sử dụng, môi trường sử dụng và cả giá thành.

    • Ưu điểm:

    • Làm việc êm, không gây ồn nhờ độ dẻo của đai.

    • Tránh được tải trọng sinh ra nhờ tính chất đàn hồi.

    • Đề phòng được sự quá tải nhờ vào sự trượt trơn và đặc biệt là kết cấu và vận hành đơn giản.

    • Hình 2.3 Băng tải

    • 2.2.4 Module phân loại sản phẩm:

    • Hệ thống sử dụng các cảm biến để phân loại sản phẩm:

    • a)Phân loại sản phẩm theo chiều cao

    • Trong công nghiệp sản xuất tự động luôn đòi hỏi độ chính xác cao gần như tuyệt đối, việc phân loại sản phẩm theo chiều cao giúp cho quá trình hoạt động hệ thống có thể loại bỏ những sản phẩm lỗi do một số yếu tố khách quan và chủ quan. Trong hệ thống phân loại FMS, phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng cảm biến siêu âm. Vật được đưa từ nơi cấp phôi đến băng tải lớn thông qua module gắp phôi. Trên quãng đường vận chuyển đến hệ thống phân loại kích thước, vật sẽ phân loại theo chiều cao, nếu chiều cao không phù hợp yêu cầu đặt ra thì cảm biến sẽ nhận biết và loại sản phẩm lỗi ra khỏi hệ thống.

    • b)Phân loại sản phẩm theo màu sắc

    • Trong hệ thống FMS thì phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng cảm biến quang. Phôi đạt yêu cầu được tay máy gắp sang băng tải 2 để phân biệt màu sắc, có 3 màu sắc chủ yếu là xanh, đỏ, vàng. Khi phôi di chuyển trên bang tải gặp cảm biến thì sẽ dừng lại (nếu là màu xanh, hoặc màu đỏ) khi đó tay máy sẽ gắp phôi vào thùng chứa phôi tương ứng. Nếu là phôi màu đen thì cảm biến không có tín hiệu, phôi sẽ di chuyển hết bang tải đến thùng chứa phôi đen.

    • Module phân loại bao gồm:

    • Xy lanh đẩy

    • Van khí

    • Van điều chỉnh tốc độ xylanh

    • Cảm biến nhận biết vật: Led thu phát, bộ điều khiển trung tâm

    • Máng chứa phôi lỗi

    • Hình 2.4 Cảm biến quang điện E3F-DS10C4

    • 2.2.5Module kho chứa

    • Hình 2.5 Thùng chứa phôi

    • Chức năng và thành phần của kho chứa tự động:

    • Các kho chứa tự động đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống FMS, bởi vì chúng thực hiện sự tác động qua lại của FMS với các hệ thống khác trong một phân xưởng. Thông qua các kho chứa của hệ thống FMS, các dòng vật liệu được nhập vào và di chuyển đi để thực hiện các chức năng một cách hiệu quả của FMS. Ngoài ra ở các kho chứa, các phôi, các chi tiết các sản phẩm nằm ở trạng thái tĩnh nên thuận tiện cho việc xác định số lượng của chúng và thuận tiện trong việc xử lý lại thông tong quá trình sản xuất.

    • Hệ thống kho chứa tự động của FMS được dùng để tiếp nhận, lưu trữ và chuyển vào sản xuất các vật liệu và các thiết bị phụ trợ khác.

    • Về kết cấu thì đa số các kho chứa tự động được chế tạo theo kiểu giá đỡ. Kho chứa kiểu giá đỡ có thể được cấu tạo gồm: các cơ cấu giá đỡ, các máy xếp đống tự động, các thùng chứa…

    • FMS được nghiên cứu, thiết kế trong đồ án chỉ có một kho chứa đơn giản, sau khi qua băng tải lớn,

    • Các loại kho chứa tự động

    • Tùy vào đặc điểm kết cấu và trang bị kĩ thuật các kho chứa tự động trong hệ thống FMS được chia làm các loại sau đây:

    • Kho chứa tự động có dạng giá lồng

    • Kho chứa tự động có dạng cần cẩu cầu

    • Kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu

    • Kho chứa tự động có dạng giá trọng lực.

    • Kho chứa tự động có dạng giá nâng.

    • Trong hệ thống phôi sẽ được vận chuyển thả vào kho chính, còn phế phẩm sẽ được gạt vào kho phụ.

    • 2.3 Hệ thống điều khiển

    • 2.3.1 Cảm biến

    • a) Khái niệm:

    • Cảm biến là một thiết bị chịu tác động của đại lượng cần kiểm tra m không có tính điện và cho ta một đặc trưng mang bản chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) ký hiệu là s. Đặc trưng điện s là hàm của đại lượng cần đo m. Cồng thức tính:

    • S=f(m)

    • Trong đó s là đại lượng đầu ra hoặc phản ứng của cảm biến và m là đại lượng đầu vào hay kích thích.

    • Khi đánh giá lựa chọn một cảm biến hay phải so sánh chúng với nhau ta cần phải chú ý những đặc tính cơ bản sau:

    • Phải xét đến khả năng có thể thay thế các cảm biến. Tức là khi chế tạo một loại cảm biến ta phải tính đến khả năng chế tạo nhiều cảm biến với các đặc tính như nhau đã cho trước. Như thế mới có thể thay thế khi bị hỏng mà không mắc phải sai số.

    • Cảm biến phải có đặc tính đơn trị, nghĩa là với đường cong phục hồi của cảm biến ứng với giá trị m ta chỉ nhận được một giá trị s mà thôi.

    • Đặc tuyến của cảm biến phải ổn định, nghĩa là không được thay đổi theo thời gian.

    • Tín hiệu ra của cảm biến yêu cầu phải tiện cho việc ghép nối vào dụng cụ đo, hệ thống đo và hệ thống điều khiển.

    • Đặc tính quan trọng của cảm biến là sai số:

    • + Sai số cơ bản của cảm biến là sai số gây ra do nguyên tắc của cảm biến, sự không hoàn thiện về cấu trúc, sự yếu kém của công nghệ chế tạo.

    • + Sai số phụ: là sai số gây ra do sự biến động của điều kiện bên ngoài khác với điều kiện tiêu chuẩn.

    •  Độ nhạy của cảm biến cũng là một tiêu chuẩn quan trọng. Nó có tác dụng quyết định cấu trúc của mạch đo để đảm bảo cho phép cảm biến có thể bắt nhạy với những biến động nhỏ của đại lượng đo.

    •  Đặc tính động của cảm biến: Khi cho tín hiệu đo vào cảm biến thường xuất hiện quá trình quá độ. Quá trình này có thể nhanh hay chậm tùy thuộc vào dạng cảm biến. Đặc tính này được gọi là độ tác động nhanh. Nếu độ tác động nhanh hay chậm tức là phản ứng của tín hiệu ra của cảm biến trễ so với sự thay đổi của tín hiệu vào.

    • Sự tác động ngược lại của cảm biến lên đại lượng đo làm thay đổi nó và tiếp đến là gây ra sự thay đổi của tín hiệu ở đầu ra của cảm biến.

    • Về kích thước của cảm biến mong muốn là phải nhỏ có như vậy mới đưa được vào những nơi hẹp, nâng cao độ chính xác của phép đo.

    • b) Phạm vi ứng dụng:

    • Các bộ cảm biến được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực: Công nghiệp, Nông nghiệp, Nghiên cứu khoa học, môi trường, khí tượng, thông tin viễn thông, dân dụng, giao thông vận tải. Theo khảo sát thì tình hình sử dụng cảm biến như sau:

    • Các lĩnh vực ứng dụng:

    • Các loại hay được sử dụng trong công nghiệp và dân dụng:

    • c) Phân loại các bộ cảm biến

    • Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng về kích thích:

    • Phân loại theo dạng kích thích

    • Theo tính năng của bộ cảm biến

    • Phân loại theo phạm vi sử dụng

    • Phân loại theo thông số mạch thay thế:

    • + Cảm biến tích cực có đầu ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng.

    • + Cảm biến thụ động được đặc trưng bằng các thông số R, L, C, M.... tuyến tính hoặc phi tuyến.

    • d) Cảm biến quang học phản xạ khuếch tán

    • Cảm biến quang là cảm biến không thể thiếu trong hê thống tự động hóa quá trình sản xuất. Nguyên lí: có thể phát hiện ra vật đang di chuyển trên bàn máy nhờ hiệu ứng phản xạ anhs áng. Khi bộ phát từ cảm biến truyền ánh sang tới vật thể, vật thể sẽ phản xạ một phần ánh sáng trở lại bộ thu của cảm biến, kích hoạt tín hiệu ra.

    • Cấu trúc thiết kế:

    • Gồm 3 thành phần chính: bộ phát sáng, bộ thu sáng và mạch xử lí tín hiệu

    • Hình 2.6 Cấu trúc cảm biến quang

    • Ưu điểm :

    • Không tiếp xúc với vật thể cần phát hiện

    • Không bị hao mòn, có tuổi thọ cao

    • Có thời gian đáp ứng nhanh

    • Một điểm lắp đặt duy nhất

    • Chính xác tin cậy hơn loại phản xạ thường (bị lỗi trắng/đen)

    • Nhược điểm:

    • Khoảng cách phát hiện ngắn

    • Độ nhạy không cao.

    • Độ phát sáng: Cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emiting Diode – Diode phát quang). Ánh sáng được phát ra theo xung nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng). Các loại LED thong dụng nhất là LED đỏ, LED hồng hoặc LED Laze, mọt số dòng cảm biến đặcbiệt dùng Led trắng hoặc Led xanh lá, ngoài ra cũng có Led vàng.

    • Bộ thu sáng: Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (transistor quang). Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu tỉ lệ. Hiệu nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC (Applocation specific integrated Cicruit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phậnquang, khuyếch đại, mạch xử lí và chức năng vào một ví mạch (IC). Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện ( phản xạ khuếch tán).

    • Mạch tín hiệu ra: Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ transistor quang thành tín hiệu On/Off được khuếch đại. Khi lượng ánh sáng vượt quá mức ngưỡng được xách định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt.

    • 2.3.2. Động cơ điện một chiều

    • Hình 2.7 Động cơ điện 1 chiều

    • Đặc điểm và phân loại:

    • Nguồn điện cấp cho động cơ là nguồn điện một chiều. Cấu tạo động cơ điện một chiều có thể chia làm hai phần chính: phần tĩnh(phần cảm) và phần quay.

    • Phần cảm: Để tạo ra từ trường một chiều, thường đặt ở stato.

    • Phần quay (phần ứng): quay trong từ trường để biến đổi thành cơ năng.

    • a) Nguyên lý hoạt động:

    • Nguyên lý dòng điện chạy qua dây nằm trong từ trường gây ra lực đẩy lên dây dẫn đó. Tốc độ có thể điều khiển do thay đổi dòng chạy qua cuộn dây của roto hay thay đổi cường độ từ trường của cường điện từ.

    • Hình 2.8 Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện 1 chiều

    • Pha 1: Từ trường của roto cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra di chuyển động của roto.

    • Pha 2: Roto tiếp tục quay.

    • Pha 3: Bộ phận chính diện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữ stator và roto cùng dấu, trở lại pha 1.

    • b) Ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều.

    • Truyền động điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ và momen, sử dụng trong các yêu cầu momen khởi động cao, tăng tốc êm ở một dải tốc độ rộng. Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều điểm ưu việt, không những có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng cao hơn trong dải điều chỉnh tốc độ.

    • Một phần quan trọng của động cơ điện một chiều là bộ phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của roto la lien tục. Thông thường bộ phận này gồm một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc cổ góp. Đây cũng là nhược điểm chính của động cơ điện một chiều: cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, kém tin cậy và nguy hiểm trong môi trường dêc nổ, khi sử dụng phải có nguồn điện một chiều kém theo bộ chỉnh lưu.

    • 2.3.3 Thiết bị đóng ngắt điều khiển rơ-le

    • a) Khái niệm

    • Rơ le là một loại thiết bị điều khiển từ xa, dung một dòng nhỏ để điều khiển một dòng lớn. Rơ le được sử dụng để đóng ngắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.

    • Hình 2.9 Rơle

    • b) Các bộ phận chính của rơ le

    • Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu): Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.

    • Hình 2.10 Cấu tạo của role

    • Cơ cấu trung gian: Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến khối tiếp thu và biến đổi thành đại lượng cần thiết cho rơ le tác động.

    • Cơ cấu chấp hành: Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.

    • c) Nguyên lí hoạt động của rơ le điện từ

    • Biến đổi dòng điện thong qua từ thong qua cuộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút cơ học thong qua lực hút để thực hiện một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động.

    • d) Một số loại Rơ le thông dụng

    • Rơ le điện cơ (rơ le điện tử, rơ le điện phân cực, rơ le cảm ứng).

    • Rơ le nhiệt.

    • Rơ le từ,

    • Rơ le điện từ bán dẫn, vi mạch.

    • Rơ le số.

    • Trong hệ thống sử dụng rơ le điện từ loại 8 chân.

    • 2.4 Hệ thống điều khiển khí nén.

    • 2.4.1 Khái quát chung về PLC

    • a)Khái niệm và cấu trúc của PLC

    • PLC (programmable logic controller) là một thiết bị điều khiển sử dụng một bộ nhớ có thể lập trình, bộ nhớ này sẽ lưu trữ các cấu trúc lệnh để thực hiện các chức năng điều khiển. PLC thực chất là một máy tính điện tử được sử dụng trong quá trình tự động hóa trong công nghiệp. Tín hiệu đưa vào PLC được lây từ các thiết bị như cảm biến, công tắc…Tín hiệu đầu ra được sử dụng để điều khiển một đối tượng (một động cơ, van…) hoặc có thể là một quá trình.

    • Ban đầu, PLC chỉ đơn thuần thiết kế để thay thế cho các hệ thống điều khiển dung rơ le, công tắc tơ đơn thuần. Tuy nhiên trong quá trình phát triển, với ưu điểm lớn là chỉnh sửa được chương trình điều khiển mà không mất công sức và chi phí, vì vậy có thể ứng dụng rất linh hoạt. Ngày nay PLC đã phát triển để có thể điều khiển hệ thống phức tạp, có thể coi như một hệ thống máy tính có các đặc điểm sau:

    • Được thiết kế với cấu trúc đơn giản, có thể làm việc trong môi trường công nghiệp.

    • Các tín hiệu vào ra được cách ly về điện với bộ điều khiển.

    • Lập trình đơn giản, chỉ thuần túy thực hiện các chức năng logic.

    • Cấu trúc PLC:

    • Đơn vị xử lí trung tâm (CPU): Bao gồm một bộ xử lí, có nhiệm vụ phân loại các tín hiệu vào và thực hiện công việc điều khiển, tùy theo chương trình lưu trữ trong bộ nhớ, có thể truyền thông cũng như gửi tín hiệu đến đầu ra tương ứng .Nguồn nuôi: Là đơn vị để chuyển đổi nguồn AC sang DC (5V,24V) để cung cấp cho PLC và các khối vào ra.

    • Thiết bị lập trình dùng để viết chương trình điều khiển và chuyển xuống PLC.

    • Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình điều khiển, chương trình điều khiển sẽ thực hiện bởi CPU.

    • Khối vào/ra tín hiệu làm nhiệm vụ truyền nhận thông tin từ PLC với các thiết bị bên ngoài. Các tín hiệu vào ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu số, tín hiệu Analog.

    • Thiết bị điều khiển có thể “lập trình mềm” làm việc theo chương trình lưu trữ trong bộ nhớ. Thích hợp nhất cho điều khiển logic, song cũng có chức năng điều chỉnh (như PID, mở…) và các chức năng tính toán khác.

    • b) Phạm vi sử dụng.

    • Lúc đầu chủ yếu trong các ngành công nghiệp chế tạo, điều khiển các quá trình rời rạc. Ngày nay cả trong điều khiển trình tự và điều khiển quá trình liên tục cạnh tranh với Compact Digital Controllers và các hệ DCS trong các ứng dụng "lai”.Thiết bị thu thập dữ liệu trong các hệ SCADA

    • c) Khả năng của PLC.

    • PLC (Programmable Logic Controller) (hay bộ điều khiển Logic có thể lập trình được), là một thiết bị điều khiển đa năng được dùng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển hệ thống theo một chương trình được viết bởi người sử dụng. Nhờ họat động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách kết nối thì ta đã có thể dùng chính PLC đó để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác. Cũng như vậy, nếu muốn tay đổi quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất tự động, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt…đến các hệ thống phức tạp như : băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất…v.v PLC có thể điều khiển theo các quy luật khác nhau đối với các đối tượng của nó.

    • d) Ưu điểm của PLC.

    • PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Relay không thể nào sánh được :

    • Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học.

    • Gọn nhẹ nên dễ dàng di chuyển, lắp đặt.

    • Dễ bảo quản, sửa chữa.

    •  Bộ nhớ có dung lượng lớn , nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình phức tạp.

    • Độ chính xác cao.

    •  Khả năng xử lý nhanh.

    • Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

    •  Giao tiếp được với nhiều thiết bị khác, máy tính, mạng, các thiết bị điều khiển khác.

    • e) Ứng dụng của PLC trong sản xuất và dân dụng

    • Điều khiển các Robot trong công nghiệp

    • Hệ thống xử lý nước sạch

    • Công nghệ thực phẩm

    • Công nghệ chế biến dầu thô

    • Công nghệ sản xuất vi mạch

    • Điều khiển các máy công cụ

    • Điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất

    • Điều khiển hệ thống đèn giao thông

    • f) Lập trình cho PLC

    • Có thể lập trình cho PLC dựa trên một tập lệnh mà nhà sản xuất cung cấp. Tập lệnh bao gồm nhiều lệnh, có thể cho phép người sử dụng kết hợp các lệnh này một cách logic để tạo nhiều chương trình điều khiển đa dạng, phức tạp. Ngoài các lệnh thông thường, nhà sản xuất còn cung cấp thêm các lệnh mở rộng (Expansion Instruction) làm phong phú thêm khả năng điều khiển PLC.

    • Cùng với tập lệnh còn có nhiều cách lập trình cho PLC: - Lập trình bằng giản đồ LAD (Ladder Diagram) : Các lệnh được liên kết với nhau một cách logic, chương trình có dạng thang. Đặc biệt, đối với các lập trình này, chương trình này trong giống như sơ đồ đấu nối một mạch điện nên rất dễ kiểm soát, dễ hiểu. Do đó cách lập trình này được ứng dụng khá phổ biến. Thích hợp để lập các chương trình dài, phức tạp. Để lập trình theo cách này cần một máy tính cá nhân kèm theo một trong các phần mềm hổ trợ : SSS (Sysmax Support Softwave), CLSS (Controler Link Support Softwave), SYS Win hay SYS MAC – CPT. - Lập trình dạng sơ đồ khối CSF (Control System Flowchare): Các lệnh được hiển thị như các khối chức năng, tùy từng ứng dụng mà ta liên kết các khối chức năng thích hợp để tạo nên chương trình. Hiện nay, cách lập trình này không được dùng rộng rãi vì nó khá phức tạp và khó kiểm soát chương trình. Để lập trình theo cách này cũng cần có máy tính và phần mềm hổ trợ tương ứng. - Lập trình dạng phát biểu STL (Statement Lists) : Các lệnh được được biểu thị như các phát biểu, gần giống ngôn ngữ con người , nên cũng khá dễ hiểu. Tuy nhiên do không có dạng hình ảnh nên ta không thấy được cách liên kết các lệnh, do đó khó kiểm soát được chương trình.

    • g)Bộ điều khiển lập trình PLC S7-300

    • PLC S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các module này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc module rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng, song tối thiểu bao giờ cũng có một module chính là module CPU. Các module còn lại là những module truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài, các module chức năng chuyên dụng… Chúng được gọi chung là các module mở rộng.

    • Các module của PLC S7300:

    • Module nguồn (PS).

    • Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM), gồm có: DI, DO, DI/DO,

    • AI, AO, AI/AO.

    •  Module ghép nối (IM).

    • Module chức năng điều khiển riêng (FM).

    • Module phục vụ truyền thông (CP).

    • Hình 2.12: Cấu trúc của PLC S7-300

    • Module nguồn PS307 của S7-300

    • Module PS307 có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn xoay chiều 120/230V thành nguồn một chiều 24V để cung cấp cho các module khác của PLC. Ngoài ra còn có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho các cảm biến và các cơ cấu tác động có công suất nhỏ.

    • Module nguồn thường được lắp đặt bên trái hoặc phía dưới của CPU tuỳ theo cách lắp đặt theo bề ngang hoặc theo chiều dọc.

    • Module nguồn PS307 có 3 loại: 2 A, 5A và 10 A.

    • Mặt trước của module nguồn gồm có:

    • Một đèn Led báo hiệu trạng thái điện áp ra 24 V.

    • Một công tắc dùng để bật / tắt điện áp ra.

    • Một nút dùng để chọn điện áp đầu vào là 120 VAC hoặc 230VAC.

    • Mặt sau của module gồm có các lỗ dùng để nhận điện áp vào và ra.

    • Khối xử lý trung tâm (CPU)

    • Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời, bộ đếm và cổng truyền thông (RS485)… và có thể có một vài cổng vào/ra số. Các cổng vào ra số này được gọi là cổng vào ra onboard.

    • Trong họ PLC S7-300 các module CPU được đặt tên theo bộ vi xử lí có trong nó, như: module CPU312, module CPU314, module CPU315,…

    • Ngoài ra còn có các module được tích hợp sẵn cũng như các khối hàm đặt trong thư viện của hệ điều hành phục vụ cho việc sử dụng các cổng vào/ra onboard, được phân biệt bằng cụm chữ cái IFM (Intergrated Function Module). Ví dụ module CPU312 IFM, module CPU314 IFM… Bên cạnh đó còn có loại CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ nối mạng phân tán và kèm theo phần mềm tiện dụng tích hợp sẵn trong hệ điều hành. Các loại module CPU này được phân biệt bằng cách thêm cụm từ DP (Distributed port) trong tên gọi. Ví dụ: module CPU315-2DP, module CPU316-2DP.

    • Module mở rộng cổng tín hiệu:

    • Digital Input Module: Module mở rộng các cổng vào số, có nhiệm vụ nhận các tín hiệu số từ các thiết bị ngoại vi vào vùng đệm để xử lý, gồm có các module sau:

    • SM 321 DI16xAC120 V

    • SM 321 DI16xDC24 V

    • SM 321 DI16x24VDC, interrupt

    • SM 321 DI8xAC120/230V

    • SM 321 DI32xDC24V,…

    • Digital Output Module: Module mở rộng các cổng ra số, có nhiệm vụ xuất các tín hiệu từ vùng đệm xử lý ra thiết bị ngoại vi, một số loại module ra số:

    •  SM 322 DO16xAC120V/0.5A

    •  SM 322 DO16xDC24V/0.5A

    •  SM 322 DO 8xAC120/230V/1A, …

    • Digital Input/ Output Module: module mở rộng các cổng vào/ra số. Tích hợp nhiệm vụ của hai loại module trên. Gồm có các loại sau:

    • SM 323 DI16/DO16x24V/0.5A

    •  SM 323 DI8/DO8x24V/0.5A

    • SM 323 DI8/DO8xDC24V/0.5A…

    • Analog Input Module: Module mở rộng các cổng vào tương tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu tương tự từ bên ngoài thành các tín hiệu số để xử lý bên trong S7-300.

    • Tổ chức bộ nhớ CPU

    • Vùng nhớ chức các thanh ghi: ACCU1, ACCU2, AR1, AR2

    • Load memory: Là vùng nhớ chứa các chương trình ứng dụng( do người sử dụng viết) bao gồm tất cả các khối trương trình chương trình ứng dụng OB, FC, FB, các khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng (SFC, SFB) và các khối dữ liệu DB. Vùng nhớ này được tạo bởi một phần bộ nhớ RAM của CPU và EEPROM( nếu có EEPROM). Khi thực hiên động tác xóa bộ nhớ (MRES) toàn bộ các chương trình và khối dữ liệu nằm trong RAM sẽ bị xóa. Cũng như vậy, khi chương trình hay khối dữ liệu được đổ từ thiết bị lập trình (PG, máy tính) vào module CPU, chúng sẽ được ghi lên phần RAM của vùng nhớ Load memory.

    • Work memory: là vùng nhớ chứa các khối DB đang được mở, khối chương trình (OB,FC,FB,SFC hoặc SFB) đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương trình khác ( local block). Tại một thời điểm nhất định vùng Work memory chỉ chứa một khối chương trình. Sau khi khối chương trình đó được thực hiện thì hệ điều hành sẽ xóa khỏi Work memory và nạp vào đó khối chương trình kế tiếp đến lượt được thực hiện.

    • System memory: Là vùng nhớ chứa các bộ nhớ đệm vào/ra số (Q,I), các biến cờ (M), thanh ghi C-Word, PV, T-bit của timer thanh ghi C-Word, PV, C-bit của counter. Việc truy cập, sửa lỗi dữ liệu những ô nhớ này được phân chia hoặc bởi hệ điều hành của CPU hoặc do chương trình ứng dụng.

    • Có thể thấy rằng trong các vùng nhớ trên không có vùng nhớ nào được dùng làm bộ đệm cho các cổng vào/ra tương tự. Nói cách khác các cổng vào/ra tương tự không có bộ đệm và như vậy mỗi lệnh truy nhập module tương tự (đọc hoặc gửi giá trị) đều có tác dụng trực tiếp tới các cổng vật lý của module.

    • Vòng quét chương trình của PLC

    • PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lắp được gọi là vòng quét(scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc cả khối OB1 (Block end). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung cảu bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.

    • Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong trương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu được truyền thông.. trong vòng quét đó.

    • Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PlC. Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao.

    • Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt... Chương trình của các khối đó sẽ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối chương trình này có thể thực hiện tại mọi thời điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình. Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ tạm dùng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện khối chương trình tương ứng với khối tín hiệu báo ngắt đó. Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển tuyệt đối không nên viết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển.

    • Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trục tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả khi chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra.

    • Ngôn ngữ lập trình

    • PLC S7300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:

    • Ngôn ngữ lập trình liệt kê lệnh STL (Statement List). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được hoàn chỉnh bởi sự ghép nối của nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi câu lệnh chiếm một hàng và có cấu trúc chung “ tên lệnh” + “ toán hạng”.

    • Ngôn ngữ lập trình LAD (Ladder Logic). Đây là dạng ngôn ngữ đồ họa, thích hợp với những người lập trình quen với việc thiết kế mạch điều khiển logic.

    • Ngôn ngữ lập trình FBD (Funtion Block Diagram). Đây cũng là dạng ngôn ngữ đồ họa thích hợp cho những người quen thiết kế mạch điều khiển số.

    • Ngôn ngữ lập trình Graph. Đây cũng là ngôn ngữ lập trình đồ họa, thích hợp cho những hệ thống tuần tự.

    • Ngôn ngữ lập trình SCL. Đây cũng là ngôn ngữ cấp cao, thích hợp cho những người biết về ngôn ngữ cấp cao.

    • Trong PLC có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ cho các đối tượng sử dụng khác nhau. Tuy nhiên một chương trình viết trên ngôn ngữ LAD hay FBD có thể chuyển sang dạng STL nhưng ngược lại thì không. Và trong STL có nhiều lệnh mà LAD và FBD không có. Đây cũng là điểm mạnh của ngôn ngữ cấp cao STL.

    • 2.4.2 Cácloại van khínén

    • Mộthệthốngđiềukhiểnbaogồmítnhấtmộtmạchđiềukhiểnvònghở (Open Loop Control System) vớicácphầntửsau:

    • Hình 2.19 Cấu trúc hệ thống khí nén.

    • Phần tử đưa tín hiệu: Nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng vào, phần tử đầu tiên của mạch điều khiển. Ví dụ như van đảo chiều, role áp suất.

    • Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo quy tắc logic nhất định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển. Ví dụ như van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR hoặc AND.

    • Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lượng ra của mạch điều khiển. Ví dụ xylanh, động cơ khí nén….

    • a)Van đảo chiều

    • Van đảo chiều có nhiệm vụ đóng mở dòng năng lượng bằng cách đóng mở hay thay đổi vị trí các cửa van để thay đổi hướng của dòng khí nén.

    • Van đảo chiều:

    • Hình 2.20 Van đảo chiều 4/2.

    • Vị trí của nòng van được kí hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái o, a, b, c…. hay các chữ số 1, 2, 3, ….

    • Vị trí “ không” là vị trí van khi chưa có các tác động của tín hiệu bên ngoài vào

    • Đối với van có 3 vị trí thì vị trí ở giữa , ký hiệu là “o” là vị trí “không”. Đối với van có 2 vị trí “không” có thể là “a” hoặc “b”, thông thường vị trí bên phải “b” là vị trí “ không” .

    • b)Van tiết lưu

    • Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén, có nghĩa là thay đổi vận tốc của cơ cấu chấp hành.

    • Van tiết lưu có tiết diện không đổi:

    • Van tiết lưu có tiết diện thay đổi:

    • Van tiết lưu một chiều

    • c)Van an toàn

    • Bình thường khí áp suất nhỏ hơn hoặc bằng áp suất cho phép, cửa R bị chặn, nhưng khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép, cửa B mở ra, khí nén từ cửa A theo cửa B thoát ra ngoài.

    • d)Van tràn

    • Nguyên tắc hoạt động tương tự van áp suất bằng hoặc lớn hơn áp suất cho phép thì cửa P nối với cửa T.

    • 2.5 Hệ thống điều khiển và giám sát

    • Tổng quan về phần mềm WinCC

    • WinCC( Windowns Control Center) là chương trình ứng dụng của hãng siemens nhà cung cấp hàng đầu trong lĩnh vực tự động hóa. WinCC là một trong những phần mềm SCADA nổi tiếng trên thế giới dùng để giám sát thu thập dữ liệu và điều khiển một hệ thống điều khiển một hệ thống tự động quá trình sản xuất.

    • Có thể hiểu WinCC như chương trình chuyên dụng để thiết kế giao diện người và máy HMI(Human Machine Interface), thiết kế các hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu quá trình.

    • WinCC làm việc theo mô hình hệ thống mở, cho phép người dùng kết nối với nhiều chương trình khác để có thể điều khiển quá trình và dữ liệu quá trình.

    • WinCC có thể tối ưu hóa được tùy biến để đạt được sửa đổi vào bất kì thời gian nào và điều này sẽ không ảnh hưởng đến dự án hiện hữu.

    • Một hệ thống có tính tự động hóa cao như hệ thống sản xuất linh hoạt FMS phải đáp ứng được các yêu cầu: điều khiển, hiển thị, cảnh báo, lưu trữ, in ấn, thông báo. Để làm được điều đó, cần có những phần mềm chuyên dụng và ở Việt Nam hiện nay có một số phần mềm chuyên dụng như WinCC của Siemens được đánh giá cao nhất và thông dụng nhất.

    • WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người máy HMI(Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều khiển với quá trình tự động hóa. Những thành phần dễ sử dụng của WinCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.

    • Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hóa một cách dễ dàng.

    • Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác nhau như: Siemens, Mitshubishi, Allen Bradley…, đặc biệt tuyền thông rất tốt với PLC của hãng SIEMENS. Phần mềm được cài đặt trên máy và tính giao tiếp với PLC thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy tính. Do đó, cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.

    • WinCC còn có đặc tính mở, có thể sử dụng một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo ra giao diện người- máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống.

    • Ngoài khả năng thích ứng cho việc xay dựng các hệ thống co quy mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution Symtems- Hệ thống quản lí thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise Resourse Planning- Hoạch định tài nguyên doanh nghiệp), hoặc có thể sử dụng trên cơ sở quy mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên khắp thế giới.

  • CHƯƠNG III: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

    • 3.1 Mô hình hóa

    • Mô hình vật lý

    • Hình 3.1 Mô hình hệ thống

    • Yêu cầu:

    • Mô hình phải thể hiện được ý tưởng và giống một hệ thống FMS trong thực tế, kết cấu phải chắc chắn và gọn gang.

    • Mô hình cơ khí bao gồm: trạm cấp phôi, tau máy gắp phôi, trạm vận chuyển, trạm kiểm tra và hộp chứa phôi.

    • Thiết kế cơ khí đơn giản hiệu quả, hoạt đọng tốt, phù hợp với không gian làm việc.

    • 3.1.1 Module cấp phôi

    • a) Nguyên lý hoạt động:

    • Kho chứa phôi có sức chứa khoảng 5 phôi. Khi có tín hiệu điều khiển thì xylanh đẩy phôi sẽ đẩy phôi trực tiếp ra bang tải 1, sau thời gian trễ thì xylanh co về vị trí ban đầu để chờ tín hiệu điều khiển tiếp theo để cấp phôi thứ 2.

    • Hình 3.2 Module cấp phôi

    • c)Yêu cầu đầu vào

    • Đòi hỏi chình xác về vị trí sau khi cấp phôi, phôi phải được đẩy vào băng tải với lực phù hợp, tránh trường hợp đẩy phôi quá mạnh làm phôi rơi khỏi băng tải.

    • Phôi có dạng tròn, kích thước 40x30mm và 60x30mm

    • Kho chứa phôi có thể chứa cùng lúc 5 phôi

    • Xylanh đẩy phôi có lực lớn hơn trọng lượng của 5 phôi.

    • Cụ thể là: 5 × P = 5 × 0.1 × 10 = 5 (N), với khối lượng mỗi phôi khoảng 0,1kg, g=10m/s2.Vậy xylanh cấp phôi phải có lực lớn hơn 5N.

    • 3.1.2 Module gắp phôi

    • Gồm 3 tay máy robot:

    • a)Nguyên lý hoạt động:

    • Sau khi xylanh đẩy phôi ra băng tải 1 thì phôi sẽ di chuyển trên băng tải, khi gặp cảm biến 1, nếu phôi đạt chiều cao chuẩn thì cảm biến 1 có tín hiệu về bộ điều khiển và điều khiển băng tải dừng lại. Tiếp theo tay máy sẽ gắp phôi từ băng tải 1 sang băng tải 2 để tiếp tục quá trình phân loại. Nếu phôi không đạt yêu cầu về chiều cao thì cảm biến 1 không có tín hiệu, phôi sẽ di chuyển hết băng tải đến thùng chứa phôi hỏng.

    • Hình 3.3 Robot gắp phôi

    • b)Yêu cầu đầu vào:

    • Robot phải gắp được phôi có kích thước 60x30mm.

    • Trọng lượng phôi lớn nhất là 0,1kg.

    • Làm việc trong khoảng không gian xác định.

    • Hai vị trí gắp và thả có tọa độ chính xác.

    • Góc quay của tay máy là 90o.

    • Tay máy 2: Dùng để gắp và phân loại sản phẩm màu sắc (màu xanh) về hộp chứa phôi.

    • Hình 3.4 Tay máy 2

    • a)Nguyên lý hoạt động:

    • Tay máy gồm 3 xylanh: xylanh vuông có tác dụng nâng hạ cơ cấu kẹp phôi, xylanh quay và xylanh kẹp phôi. Khi cảm biến 2 báo tín hiệu có phôi (màu xanh) cần phân loại tới thì băng tải dừng, tay máy 2 nhả tay kẹp, tiến xuống gắp phôi và quay 90o thả phôi vào hộp chứa sau đó về vị trí ban đầu. Nếu phôi có màu đỏ hay màu vàng thì cảm biến 2 không nhận tín hiệu, nên vẫn di chuyển tiếp trên băng tải.

    • b) Yêu cầu đầu vào:

    • Robot phải gắp được phôi có kích thước 60x30mm.

    • Trọng lượng phôi lớn nhất là 0,1kg.

    • Làm việc trong khoảng không gian xác định.

    • Hai vị trí gắp và thả có tọa độ chính xác.

    • Góc quay của tay máy là 90o.

    • Tay máy 3: Dùng để gắp và phân loại phôi theo màu sắc (màu đỏ) về hộp chứa phôi

    • Hình 3.5 Tay máy 3

    • a)Nguyên lý hoạt động:

    • Khi cảm biến 3 phát hiện ra sản phẩm cần gắp (màu đỏ) từ băng tải 2, thì xylanh tịnh tiến xuống, nhả tay kẹp và gắp phôi, sau đó quay góc 90o nhả phôi vào thùng chứa. Sauk hi nhả phôi thì tay máy quay về vị trí ban đầu. Nếu là phôi vàng thì cảm biến 3 không có tín hiệu, phôi vàng di chuyển đến hết băng tải vào thùng chứa.

    • b)Yêu cầu đầu vào:

    • Robot phải gắp được phôi có kích thước 60x30mm.

    • Trọng lượng phôi lớn nhất là 0,1kg.

    • Làm việc trong khoảng không gian xác định.

    • Hai vị trí gắp và thả có tọa độ chính xác.

    • Góc quay của tay máy là 90o.

    • 3.1.3 Module vận chuyển:

    • a) Nguyên lý hoạt động:

    • Sau khi có tín hiệu điều khiển thì băng tải bắt đầu hoạt động. Phôi sẽ được truyền trên băng tải, khi cảm biến phát hiện có sản phẩm, sẽ tác động vào bộ điều khiển để điều khiển băng tải dừng lại 1 khoảng thời gian để cho tay máy thực hiện gắp phôi. Sau đó băng tải tiếp tục hoạt động, quá trình diễn ra liên tục.

    • Hình 3.6 Băng tải vận chuyển

    • b)Yêu cầu đầu vào:

    •  Băng tải hoạt động với vận tóc phù hợp, không được nhanh quá vì có thể làm phôi văng ra ngoài, không được chậm quá vì làm giảm năng suất của quá trình.

    •  Tải trọng không quá lớn.

    • Kết cấu cơ khí đơn giản.

    •  Dễ dàng thiết kế và chế tạo.

    • Có thể hiệu chỉnh băng tải.

    • 3.2 Mô hình hệ thống điều khiển.

    • 3.2.1 Mô hình hệ thống khí nén.

    • Hệ thống khí nén bao gồm xylanh tịnh tiến và xylanh quay

    • Sử dụng van điện từ để điều khiển điện và phục hồi bằng lò xo để điều khiển cơ cấu chấp hành.

    • Sử dụng van tiết lưu để điều khiển lượng khí nén.

    • 3.2.2 Mô hình hệ thống điện.

    • Hệ thống điện bao gồm:

    • Động cơ điện 1 chiều để điều khiển băng tải chính.

    • Dùng rơ le để điều khiển đóng ngắt van và động cơ băng tải.

    • Dùng cảm biến quang để tạo tín hiều đầu vào cho hệ thống điều khiển.

    • 3.3 Sơ đồ khối của hệ thống.

    • Hệ thống bao gồm:

    • Cảm biến: phát hiện chiều cao và màu sắc của phôi.

    • Khối điều khiển PLC: nhận tín hiệu từ các phần tử đưa tín hiệu, dựa theo chương trình được thiết lập sẵn, điều khiển các cơ cấu chấp hành như rơ le, động cơ băng tải.

    • Cơ cấu gắp phôi: có thể cấp phôi hình trụ có chiều cao khác nhau.

    • Tay máy: gắp phôi hình trụ có kích thước và chiều cao khác nhau.

    • Băng tải: vận chuyển phôi có kích thước và chiều cao khác nhau.

    • 3.4 Tổng quan chung về Wincc

    • 3.4.1 Sử dụng Wincc

    • a)Tạo Project.

    • Từ giao hiện màn hình desktop kích đúp chuột vào biểu tượng Simatic Wincc explorer hoặc vào Start  All Program file  Wincc  Wincc 7.0

    • Từ giao diện của Wincc click chọn File  New

    • Hình 1 Tạo Project mới.

    • Sau khi hộp thoại Wincc Explorer xuất hiện sẽ có các lựa chọn để tạo một dự án mới: “ Single – User Project”, “Multi – User Project”, “Cilent Project” và có thể mở một dự án có sẵn bằng tùy chọn “Open an Existing Project”.

    • Chọn “Single- User Project” nhấn Ok để tạo dự án(project) mới.

    • Hộp thoại Creat a new project xuất hiện. Mục Project Name nhập MO_HINH_PHAN_LOAI_PHOI.

    • Sau đó nhấn creat để tạo dự án(Project)

    • Hình 2 Nhập tên chương trình.

    • b) Tạo driver kết nối.

    • Trên màn hình giao diện chính của Wincc được chia làm hai bên. Từ bên trái màn hình ta tìm tới dòng Tag Management click chuột phải chọn Add New Driver.

    • Hình 3 Tạo kết nối driver.

    • Trong hộp thoại Add New Driver xuất hiện ta chọn SIMATIC S7 Protocol Suite.chn.

    • Hình 4 Chọn diver kết nối.

    • Để thêm kết nối với Driver mới.

    • Hình 5 Thêm kết nối Driver.

    • Từ bên trái giao diện chính của Wincc tìm đến Tag management nhấn vào dấu + đầu dòng  SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE  MPI nhấn chuột phải chọn New Driver Conection hộp thoại Conection properties xuất hiện. Tại mục Name nhập PLC. Nhấn Ok

    • Hình 6 Khai báo thuộc tính.

    • c) Tạo biến.

    • Trên giao diện chính Wincc explorer.

    • Hình 7 Tạo biến mới

    • Ta tìm đến mục Tag management nhấn vào dấu + đầu dòng và click vào Internal Tags. Tại vùng bên phải của giao diện click chuột phải vào vùng trống chọn New tag để tạo biến mới.

    • Hình 8 Khai báo biến.

    • Cửa sổ Tag Properties xuất hiện. Tại mục Name nhập tên biến( ví dụ: Start, Stop....) Tại mục Data Type chọn kiểu dữ liệu cho biến, nhấn Ok để hoàn thành.

    • Làm tương tự ta tạo các biến khác ta có các danh sách biến như sau:

    • Hình 9 Danh sách các biến.

    • d) Tạo giao diện Graphic

    • Để tạo giao diện Graphic từ bên trái màn hình làm việc Wincc explorer tìm đến Graphic Designer. Click chuột phải chọn New Picture để tạo một Graphic mới.

    • Hình 10 Tạo Graphic mới.

    • Graphic đầu tiên đặt tên là Main.pdl. Click chuột phải chọn Open để thiết kế giao diện. Hộp thoại Graphic Designer xuất hiện. Tại vùng làm việc của Graphic Designer ta sẽ tạo 2 Picture Window với tên là Menu.pdl và Picture Window.

    • Mục đích của việc tạo 2 Picture Window, với Menu.pdl để hiển thị thanh toolbar với các thành phần như( Menu, Giao diện, Giới thiệu....) còn Picture Window là vùng để hiển thị giao diện chính mà chúng ta đang thiết kế.

    • Click chuột phải vào Menu.pdl Properties hộp thoại Object Properties xuất hiện ta tìm đến dòng Menu/Toolbar configuration ở cột Static nhập Menu.mtl.

    • Hình 11 Đặt tên cho Picture Window.

    • Quay lại màn hình Window explorer ta tạo thêm các Picture Menu.pdl, Huongdan.Pdl, Mohinhphanloai.pdl.....

    • Hình 12 Tạo menus and toolbars mới.

    • Tìm đến mục Menus and toolbars chuột phải chọn New configuration tạo một Config mới với tên Menu.mtl. Sau đó Click chuột phải  Open

    • Hình 13 Mở Menu.

    • 3.5 Bản vẽ các chi tiết trong hệ thống:

    • a) Tay máy 1:

    • 3.5 Các sơ đồ khối

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan