Lập trình PLC cho hệ thống băng tải và phân loại sản phẩm

Ngoài ra PLC còn được ứng dụng rất nhiều trong thực tế và qua những nhận xét trên, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Lập trình PLC cho hệ thống băng tải và phân loại sản phẩm.. Nội dung đồ án g

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoángày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linhhoạt, tiện lợi, gọn nhẹ ) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã pháttriển 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 côngnghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động Dây chuyền sản xuất tự độngPLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thờicho đời sống xã hội

Ngoài ra PLC còn được ứng dụng rất nhiều trong thực tế và qua những nhận xét

trên, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Lập trình PLC cho hệ thống băng tải và phân loại sản phẩm Bên cạnh đó khi học lập trình PLC cũng giúp học sinh, sinh viên học hỏi thêm

được nhiều hơn kiến thức về PLC và khả năng lập trình, ứng dụng cho công việc sau này

Nội dung đồ án gồm những thành phần cơ bản sau :

 Sơ lược về hệ thống phân loại sản phẩm

 Thiết kế sơ đồ điều khiển hệ thống

 Thiết kế chương trình điều khiển

Để hoàn thành được cuốn đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ của thầy

Nguyễn Trí Cường và các thầy, các cô trong bộ môn khoa Tự Động Hóa Xí Nghiệp

Công Nghiệp, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội,đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày 11 tháng 10 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quế Hậu

1

CHƯƠNG 1

SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử

mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoahọc kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin do đó chúng ta phảinắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoahọc kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nóiriêng

Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy, các khu công nghiệp vàtham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự độnghóa trong quá trình sản xuất Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất

tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sửdụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa

và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu phân loại,đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công, chính vì vậy nhiều khi cho ra năng suất thấpchưa đạt hiệu quả

Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức mà em

đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời vẫnđảm bảo được độ chính xác cao Nên em đã quyết định thiết kế và thi công một mô hình

sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm

1.2 Tìm hiểu về các băng chuyền phân loại sản phẩm hiện nay

1.2.1 Giới thiệu chung

Băng tải thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rời theophương ngang và phương nghiêng Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bị này được

sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ, trong các xưởngluyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm thủy điện thìdùng vận chuyển nhiên liệu

Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt hoặc 1

số sản phẩm khác Trong 1 số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chấtthì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành và chưa hoàn thành giữa các côngđoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sản phẩm không dùng được.

1.2.2 Ưu điểm của băng tải

Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng nằmngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằm nghiêng

Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng,làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyển kháckhông lớn lắm

1.2.3.Cấu tạo của băng tải

Hình 1.1 Cấu tạo chung của băng chuyền

1 Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật

2 Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

3 Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo

4 Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ ) làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tốlàm việc

1.2.4.Các loại băng tải trên thị trường hiện nay

Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại có thể lựa

chọn một số loại băng tải sau:

Bảng 1.1: Danh sách các loại băng tải

Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng

Băng tải dây đai < 50 kg

Vận chuyển từng chi tiêt giữa các nguyêncông hoặc vận chuyển thùng chứa trong giacông cơ và lắp ráp

Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong giacông chuẩn bị phôi và trong lắp ráp

Băng tải thanh đây 50 ÷ 250 kg

Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các bộ phậntrên khoảng cách >50m

Băng tải con lăn 30 ÷ 500 kg

Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinh giữa cácnguyên công với khoảng cách <50m

Các loại băng tải xích, băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khi vận chuyển.Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, giá thành kháđắt

- Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn Năng suất của băng tải loại này cóthể đạt 1,5 tấn/h và tốc độ chuyển động là 0,2m/s Chiều dài của băng tải là không hạnchế trong phạm vi kéo là l0kN

- Băng tải xoắn vít : có 2 kiểu cấu tạo :

+ Băng tải 1 buồng xoắn: Băng tải 1 buồng xoắn được dùng để thu dọn phoi vụn.Năng suất băng tải loại này đạt 4 tấn/h với chiều dài 80cm

+ Băng tải 2 buồng xoắn: Có 2 buồng xoắn song song với nhau, 1 có chiều xoắnphải, 1 có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào nhau của các buồng xoắn được thựchiện nhờ 1 tốc độ phân phối chuyển động

Cả hai loại băng tải buồng xoắn đều được đặt dưới máng bằng thép hoặc bằng xi măng

1.3 Một số ví dụ phân loại sản phẩm hiện nay

Có rất nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: Phân loạisản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theokhối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh v.v Vì

có nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên có nhiều thuật toán, hướng giải quyếtkhác nhau cho từng sản phẩm, đồng thời các thuật toán này có thể đan xen, hỗ trợ lẫnnhau

Ví dụ như muốn phân loại vải thì cần phân loại về kích thước và màu sắc, về nước uống(như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiềudài, khối lượng, phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v…

Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy trên băng chuyềnngang qua cảm biến quang thứ 1 nhưng chưa kích cảm biến thứ 2 thì được phân loại vậtthấp nhất, khi sản phẩm qua 2 cảm biến đồng thời thì được phân loại vật cao nhất

Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc của sản phẩm: sử dụng những cảm biến phân loạimàu sắc sẽ được đặt trên băng chuyền, khi sản phẩm đi ngang qua nếu cảm biến nàonhậnbiết được sản phẩm thuộc màu nào sẽ được cửa phân loại tự động mở để sản phẩm đóđựợc phân loại đúng

Phân loại sản phẩm dùng webcam: Sử dụng 1 camera chụp lại sản phẩm khi chạy qua vàđưa ảnh về so sánh với ảnh gốc Nếu giống thì cho sản phẩm đi qua, còn nếu không thìloại sản phẩm đó

Nhận thấy thực tiễn đó, nay trong luận văn này, em sẽ làm một mô hình rất nhỏ nhưng

có chức năng gần như tương tự ngoài thực tế Đó là: tạo ra một dây chuyền băng tải đểvận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo chiều cao đã được đặt trước

1.4 Giới thiệu băng tải sử dụng trong mô hình

1.4.1 Giới thiệu chung

Do băng tải dùng trong hệ thống làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm nên trong môhình đồ án đã lựa chọn loại băng tải dây đai để mô phỏng cho hệ thống dây chuyền trongnhà máy với những lý do sau đây:

- Tải trọng băng tải không quá lớn

- Kết cấu cơ khí không quá phức tạp

- Dễ dàng thiết kế chế tạo

- Có thể dễ dàng hiệu chỉnh băng tải

Tuy nhiên loại băng tải này cũng có 1 vài nhược điểm như độ chính xác khi vậnchuyển không cao, đôi lúc băng tải hoạt động không ổn định do nhiều yếu tố: nhiệt độmôi trường ảnh hưởng tới con lăn, độ ma sát của dây đai giảm qua thời gian…

1.4.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống phân loại sản phẩm

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống phân loại sản phẩm

1.4.3 Giải thích sơ đồ hệ thống

Điều khiển chung

Khi ấn nút PB1_X20 được nhấn trên bàn vận hành Lệnh cung cấp YO cho phễu chuyểnsang ON Khi nhả nút ấn PB1_X20 ,lệnh cung cấp Y0 chuyển sang OFF

Khi lệnh cung cấp Y0 chuyển sang ON, phễu lại cung cấp sản phẩm

- Khi công tắc SW1_X24 được bật sang ON trên bàn vận hành ,các băng tải di chuyền vềphía trước .khi công tắc SW1_X24 chuyển sang OFF ,băng chuyền dừng lại

- Sau khi các cảm biến X10,X12,X14 ở đầu băng tải phát hiện sản phẩm, băng tải tương

ứng bật ON ,và đưa sản phẩm đến cuối băng chuyền ,băng tải dừng trong 3s các cảm biếnX11,X13,X15 ở cuối băng tải

- Sản phẩm lớn nhỏ ,trung bình nhỏ trên các băng tải được phân biệt băng các cảm biếnngế vào Trên X0, Giữa X1, Dưới X2

Chu trình phân loại sản phẩm được thực hiện liên tục như trên Cho đến khi PB1_X200FF toàn hệ thống ngừng làm việc và khi PB1_X20 được bật lên ON thì chu kỳ làm việcmới lại bắt đầu hành trình mới

Điều khiển cơ cấu nâng hạ

- Khi cảm biến X3 trong cơ cấu nâng hạ chuyển sang ON sản phẩm mang đến 1 trongcác băng tải sau tùy theo kích cỡ của nó :

+ Sản phẩm lớn :băng tải trên

+ Sản phẩm trung binh: băng tải giữa

- Khi một sản phẩm từ cơ cấu nâng hạ đến băng tải, lệnh cho cơ cấu quay Y4 bật ON

- Sau khi sản phẩm chuyển qua cơ cấu nâng về vị trí ban đầu và chờ

Chiều quay của cơ cấu nâng

- Chiều quay của cơ cấu nâng được ấn định bằng một ngõ ra Y Khi ngõra được bật lên

ON, cơ cấu nâng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ để chuyển đổi sản phẩm

- Nếu việc cài đặt không đúng cơ cấu nâng có thể quay tại một điểm Sản phẩm có thể bịrơi hay bị đè bẹp

CHƯƠNG 2 111Equation Chapter 1 Section 1THIẾT KẾ SƠ ĐỒ

ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

2.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử Nó được dùng đểvận hành một quá trình hoặc một hoạt động chế tạo một cách ổn định, chính xác và thôngsuốt Nó hoạt động dưới bất kỳ những hình thức nào và khác nhau trong phạm vi củathiết bị, từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bán dẫn

Ngày nay việc tăng nhanh công nghệ cũng như nhu cầu tự động hoá rất cao, đặcbiệt là trong công nghiệp, công việc điều khiển rắc rối phức tạp được hoàn thành với một

hệ tự động hóa cao Thiết bị mà có thể phục vụ cho việc điều khiển này một cách thôngminh, chính xác thì phải cần nói đến là PLC

2.2 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình PLC

2.2.1 Khái niệm về PLC

PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic Controller Theo hiệp hộiquốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ thì PLC là một thiết bị điều khiển mà được trang bị cácchức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian, đếm xung và tính toán cho phép điều khiểnnhiều loại máy móc và các bộ xử lý Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lậpsắp xếp theo chương trình Nói một cách ngắn gọn PLC là một máy tính công nghiệp đểthực hiện một dãy quá trình

2.2.2 Giới thiệu PLC

Từ khi ngành công nghiệp sản xuất bắt đầu phát triển, để điều khiển một dâychuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp nào Người ta thường thực hiện kết nối cáclinh kiện điều khiển riêng lẻ (Rơle, timer, contactor ) lại với nhau tuỳ theo mức độ yêucầu thành một hệ thống điện điều khiển đáp ứng nhu cầu mà bài toán công nghệ đặt ra

Công việc này diễn ra khá phức tạp trong thi công vì phải thao tác chủ yếu trongviệc đấu nối, lắp đặt mất khá nhiều thời gian mà hiệu quả lại không cao vì một thiết bị cóthể cần được lấy tín hiệu nhiều lần mà số lượng lại rất hạn chế

Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programable Logic

Control) ra đời đầu tiên năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ)

Hiện nay trên thế giới đang song hành có nhiều hãng PLC khác nhau cùng phát triểnnhư hãng Omron, Mitsubishi, Hitachi, ABB, Siemen…

2.2.3 Ưu điểm của PLC

Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau:

- PLC dễ dàng tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình

- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộđiều khiển bằng rơle

- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng:phần mềm được hiểu là không cần những người

sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp điểm và không tiếp điểm

- Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiến nối trực tiếp tới bộ xử lý (CPU)nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý đầu I/O này được đặt tại giữa các dụng cụ ngoài vàCPU có chức năng chuyến đổi tín hiệu từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic vàchuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài

có thể làm việc được

- Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều cho việc hànmạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì ở PLC những công việc đó đơn giảnđược thực hiện bởi chương trình và các chương trình đó được lưu giữ ở băng catssete hayđĩa CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở

- Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử dụng rộngdãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơle trước đây

- Tuổi thọ vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ tin cậy cao, tuổithọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm

2.2.4 Nhược điểm của PLC

Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữlập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp thức hoá.Trong cácmạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử dụng bằng phươngpháp rơle

2.2.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống PLC

Một PLC làbộ điều khiển mà tùy thuộc vàongười sử dụng nó có thể thực hiệnmột

loạt hay trình tự các sự kiện, các sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích(hay gọi là cổng vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian địnhthời hay các sự kiện được đếm.

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chươngtrình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽđóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ raấy được phát đến các thiết bị liên kết đếthực thi.Và toàn bộ các hoạt độngthực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiểnđược giữ trong bộ nhớ

Như vậy chúng ta có thể hiểu rằng PLC là một bộ “điều khiển logic theo chươngtrình Ta chỉ cần thay đổi chương trình cài đặt trong PLC là PLC cóthể thực hiện đượccác chức năng khác nhau, điều khiển trong những môi trường khác nhau

Cấu trúc của hệ thống PLC có thể được phân thành các thành phần như sau:

• Bộ xửlý trung tâm: Là thiết bị chứa bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực

hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình đã được lưu trong bộ nhớ của CPU,đồng thời phát các tín hiệu điều khiển các thiết bị xuất Đây là nơi xử lý mọi hoạt độngcủa PLC, bao gồm cả viêc thực hiện chương trình

•Bộ nhớ: Là nơi lưu giữ các chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều

khiển và các trạng thái nhớ trung gian trong quá trình thực hiện, bộ nhớ chịu sự kiểmsoát của bộ vi xử lý

• Bộ nguồn: Có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp từ xoay chiều(AC) thành điện áp 1

chiều(DC - 5V, 24V) cần thiết cho bộ vi xử lý và các mạch điện trong thiết bị nhập vàxuất

•Thiết bị lập trình: Được sử dụng để lập các chương trình cần thiết Các chươngtrình này được chuyển đến và lưu trên bộ nhớ của PLC

• Cácphầntử vànhập xuất:Là nơi mà bộ xử lý nhận các tín hiệu từ các thiết bị ngoại

vi và cấp tín hiệu điều khiển đến các thiết bị bên ngoài Các tín hiệu vào có thể là cáccông tắc tơ, các cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến lưu lượng vv Còn tínhiệu điều khiển các thiết bị ra có thể là động cơ, các van vv

Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống PLC

2.2.6.Thiết bị I/O (Input/Output devices)

Thiết bị nhập ( Input devices ) : Sự “thông minh” của một hệ thống tự động hoá phụthuộc vào khả năng của PLC: đọc các tín hiệu từ các kiểu khác nhau như : Nút ấn, phím,cầu dao, hoặc các thiết bị cảm ứng tự động đặc biệt như proximity switch, limit switch,photoelectric sensor, level sensor kiểu của các tín hiệu nhập đến PLC sẽ là logicON/OFF hoặc tín hiệu tương tự

Thiết bị xuất ( Output devices ): Hệ thống tự động là chưa đầy đủ và hệ thống PLCgần như tê liệt khi không có sự giao tiếp, liên lạc với trường thiết bị xuất Một vài củaphần lớn chung các thiết bị được điều khiển là motor, solenoids, relay indicators,buzzer Xuyên suốt các hoạt động của motors và solenoids, PLC có thể điều khiển từmột chọn đơn lẻ và nơi hệ thống đến nhiều hệ thống servo phức tạp Đây là kiểu của thiết

bị xuất là cơ cấu của một hệ thống tự động hoá và vì thế nó ảnh hưởng trực tiếp đến quátrình của hệ thống

2.2.7 Thời gian quét ( Scan Time)

Quá trình của việc đọc tín hiệu nhập, thi hành chương trình và cập nhật xuất đượcbiết như là “quét’’ Thời gian quét thông thường là quá trình liên tục và thi hành mộtchuỗi nối tiếp nhau của việc đọc trạng thái nhập, xác định mức điều khiển logic và cậpnhật lại việc xuất ra tín hiệu điều khiển Sự chỉ ra rõ thời gian quét làm thế nào để cho bộđiều khiển có thế đáp ứng nhanh đến trường nhập và sự giải đáp chính xác cho logic điềukhiển

- Kiểm tra lại các thông số của CPU / loại PLC đã chọn có phù hợp với yêu cầu quy

mô và các yêu cầu đặc biệt của thuật toán điều khiển

- Tuỳ loại tín hiệu cho từng cổng và số lượng cổng mỗi loại, lựa chọn các module vào

ra và module đặc biệt

- Từ tính chất cách ly nguồn nuôi của nhóm tín hiệu, chia nhóm các tín hiệu và kiểmtra lại số lượng module đã chọn

- Chọn loại Rack, số lượng Rack (đối với Modular PLC)

- Chọn loại CPU: Căn cứ vào số rack, module và cổng, căn cứ vào yêu cầu bài toán đểxác định số biến bộ nhớ, các lệnh hàm…

- Chọn module truyền thông

- Tính toán nguồn nuôi và chọn module nguồn

- Lựa chọn các phụ kiện : rack, cable, pin…

- Thiết kế sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đấu nối của hệ thống PLC

- Khai báo cấu hình và xác định địa chỉ vào ra cho các tín hiệu dùng phần mềm phát triểnPLC

2.2.9 Các bước lập trình cho PLC

Sai Sai Đỳng

2 Liệt kờ cỏc cổng vào ra

8 Nối PLC với thiết bị thực

9 Kiểm tra nối

3 Phõn cổng vào ra

4 Dựng lưu đồ chương trình

10 Chạy hệ thống

Sửa chương trỡnh trình

5 Dịch lưu đồ sang giản đồ

Kết thỳc Chương trỡnh đúng?

- Liệt kê đầy đủ cổng vào ra, các cổng dự trữ, cần thiết khi phát triển hệthống….và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu cầu.

 Bước 7.

- Chạy mô phỏng kiểm tra chương trình:

- Phải tạo ra tập tín hiệu thử tương tự thực tế đưa vào đầu PLC

- Xem kết quả đầu ra trên PLC và trên phần mềm mô phỏng So sánh với lýthuyết

 Bước 8,9.

- Nối PLC với thiết bị thực, phải kiểm tra chắc chắn phần ghép nối theo đúng sơ

đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn được thực hiện đúng, đảm bảo chắc chắnđiện áp nguồn cấp phải đúng sơ đồ nguyên lý, yêu cầu để đảm bảo không gâynguy hiểm cho thiết bị

- Thực hiện bàn giao theo đúng các thủ tục cần thiết như chạy kiểm tra, chạy thử nghiệm, chuyển giao công nghệ, các thủ tục bảo trì, bảo hành…

- Lưu cất chương trình, dưới dạng File, thẻ nhớ EPROM, tài liệu

2.3 Lựa chọn thiết bị trong hệ thống điều khiển

Hình 2.5.Sensor E3F-DS10C4 của Omron.

Đặc tính kỹ thuật của sensor E3F-DS10C4:

Cảm biến quang điện hình trụ chống nhiễu tốt với công nghệ Photo-IC Khoảngcách phát hiện khoảng 10cm với bộ điều khiển độ nhạy cho bộ khuếch tán

- Khoảng cách phát hiện là 100 mm

- Đặc tính trễ : tối đa 20% khoảng cách phát hiện

- Đầu ra: DC 3 - dây NPN NO

- Vật cảm biến nhỏ nhất: l0xl0mm

- Chỉ số LED: Red LED

- Nguồn sáng (bước sóng) : LED hồng ngoại (880nm)

- Màu : Màu đen, vàng, xám

- Thời gian đáp ứng: tối đa 2,5 ms

- Nhiệt độ môi trường từ - 25°c tới 55°c

- Độ ẩm môi trường từ 35% tới 85%

- Trọng lượng (cả vỏ) : 60 g

- Chế độ ngõ ra: Chọn lựa Light-ON / Dark-ON.

2.3.2 Động cơ sử dụng trong hệ thống

 Giới thiệu

Là thiết bị điện chuyển hóa năng lượng từ điện năng thành cơ năng Nhận nănglượng điện từ nguồn và chuyển năng lượng đó thành cơ năng cho cơ cấu sản xuất Động cơ là một phần không thể thiếu được trong hệ thống Động cơ điện được dùngtrong dây truyền băng tải thường không yêu cầutải trọnglớn, không cần điều chỉnh tốc độbăng tải

Hình 2.6 Một số động cơ sử dụng trong hệ thống băng tảiThông sô kỹ thuật của động cơ chạy băng tải

Động cơ chạy băng tải được chọn theo bảng thông số của ‘‘ Hệ thống quản lý chất lượngISO 9001 : 2000 ‘‘ Theo bảng 1 ( Có kèm theo )

Theo bảng ta chọn loại động cơ sau:

- Hiệu suất r|% = 84,5%.

- Hệ số công suất Cos = 0,88

- Tỉ số momen cực đại: Mmax/ Mdd = 2,2

áp, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển…

Nút ấn thường dùng để khởi động, dừng và đảo chiều quay các động cơ điện bằngcách đóng cắt các cuộn dây nam châm điện của công tắc tơ, khởi động từ

Hình 2.7 Nút ấnNút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở, thường đóng và vỏbảo vệ Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái và khi không còn tácđộng, các tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu

Nút ấn thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút ấn Các loại nút ấnthông dụng có dòng điện định mức là 5A, điện áp ổn định mức là 400V, tuổi thọ điện đến200.000 lần đóng cắt, tuổi thọ cơ đến 1000000 đóng cắt

2.3.4 Rơ le

Rơ le là loại khí cụ điện hạ áp tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệuđầu vào đạt những giá trị xác định Rơ le được sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vựckhoa học công nghệ và đời sống hàng ngày

Rơ le được dùng rất nhiều trong các hệ thống bảo vệ điện, trong các hệ thống điềukhiển tự động, do đó có số lượng tiếp điểm lớn 4-6 tiếp điểm, vừa thường đóng, vừathường mở

Rơ le trung gian được sử dụng khi khả năng đóng cắt các tiếp điểm của rơle chínhkhông đủ hoặc tia tín hiệu từ rơle chính đến nhiều bộ phận khác nhau của sơ đồ mạchđiện điều khiển

Trong các bảng mạch điều khiển dùng linh kiện điện tử, rơle này thường được dùnglàm phần tử đầu ra để truyền tín hiệu cho các bộ phận phía sau, đồng thời cách ly điện ápkhác nhau giữa phần điều khiển thường là điện áp một chiều (5v, 12v, 24v) với phầnchấp hành thường là điện áp lớn xoay chiều ( 220v)

Yêu cầu khi chọn rơle:

- Công suất tiêu thụ nhỏ

- Kết cấu sử dụng đơn giản

- Công suất ngắt của hệ thống tiếp điểm là đủ lớn

- Độ bền cơ bền điện Của các cặp tiếp điểm

- Số lượng cặp tiếp điểm phù hợp với nhu cầu sử dụng

Trong mô hình hệ thống phân loại sản phẩm ta sử dụng rơ le trung gian MY2NJ củaOMRON

> Các thông số của MY2NJ :

+ Điện áp cuộn dây: 24 VDC có LED báo hiển thị

+ Thông số của tiếp điểm: 5 A - 24 VDC

Hình 2.9 Công tắc tơ A9-30-10 của ABBCác tham số chủ yếu của công tắc tơ:

a) Điện áp định mức: là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phảiđóng cắt, có các cấp : + ll0V, 220V, 440 V một chiều

+127V,220V, 3S0V, 500V xoay chiều

Cuộn hút có thể làm việc bình thờng ở điện áp trong giới hạn từ S5% tới 105%.b) Dòng điện định mức: là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc

gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc tơ đóng không lâu quá

S giờ

c) Khả năng đóng cắt: là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi cắt và khiđóng mạch Ví dụ nh công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiểnđộng cơ khôngđồng bộ ba pha lồng sóc cần có khả năng đóng yêu cầu (3^7)I®

d) Tuổi thọ công tắc tơ: Tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt ấy công tắc

tơ sẽ không dùng đợc tiếp tục H hỏng có thể do mất độ bền cơ học hoặc bền điện.e) Tần số thao tác: số lần đóng cắt trong thời gian 1 giờ, bị hạn chế bởi sự phát nóngcủa tiếp điểm chính do hồ quang Có các cấp : 30, 100, 120, 150, 300, 500, 1200,

1500 lần trên một giờ, tuỳ chế độ công tác của máy sản xuất mà chọn công tắc tơ

có tần số thao tác khác nhau

2.3.5 Đèn báo

Hình 2.10 Đèn báo hiệu

+) Lựa chọn và kết luận vị trí của đèn báo trong mô hình.

- Đèn báo làm việc: dùng loại đèn xanh, được đặt trên bảng điều khiển

- Đèn báo cấp liệu: dùng loại đèn đỏ, được đặt trên bảng điều khiển

2.4.Tính chọn PLC hệ thống

2.4.1 Liệt kê cổng vào ra

a) Đầu vào:

- Đầu vào số: Có 15 đầu vào

Bảng 2.1 Phân cổng vào cho hệ thống PLC

X004 Vi trí thấp ON khi cơ cấu ở vị tri thấp

X006 Vi trí cao ON khi cơ cấu ở vị tri cao

X010 Cảm biến ON khi phát hiện sản phẩm ở

cuốibăng chuyền trái

băng chuyền phải

băng chuyền trái

băng chuyền phải

băng chuyền trái

băng chuyền phải

cấu dừng lại khi Y2 OFF

cơ cấu dừng lại khi Y3 OFF

vị trí chỉ khi Y4 OFF

việc sáng

- Đầu ra tương tự: Không có đầu ra tương tự

Căn cứ vào số đầu vào/đầu ra, dựa trên những đặc điểm của hệ thống phân loại sảnphẩm được trình bày trong đồ án, em lựa chọn PLC Mitsubishi FX3U- 32MR/ES-A cóthể đáp ứng được các yên cầu của hệ thống điều khiển và đảm bảo tính kinh tế với giáthành hợp lý

2.4.2 Giới thiệu về PLC Mitsubishihọ FX

PLC họ FX là một loại PLC micro của hãng MITSUBISHI nhưng có nhiều tính năng mạnh mẽ Loại PLC này được tích hợp sẵn các I/O trên CPU