phân loại nắp chai theo màu sắc

PLC được ra đời và nó ngày càng phát triển vì những tính năng ưu việt mà nó có được. Từ khi PLC ra đời nó đã thay thế một số phương ph p cũ nhờ khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa trên những tập lênh logic cơ bản. Để tìm hiểu rõ hơn về PLC em xin chọn đề tài “ Mô hình phân loại nắp chai theo màu sắc dùng PLC S7300

GVHD : BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài: Phân Loại Nắp Chai Theo Màu Sắc Dùng PLC S7-300 GVHD: Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 GVHD : Mục lục Mục lục Lời mở đầu Chương 1: Lựa chọn giới thiệu tổng quan PLC 1.1 Lựa chọn PLC: 1.2 Tổng quan PLC ứng dụng thực tế: Chương Giới thiệu tổng quan thiết bị 2.1 Băng tải: 2.1.1 Giới thiệu chung hệ thống băng tải 2.1.2 Các loại băng tải thường gặp 2.2 Cảm biến: 2.2.1 Cảm biến quang : 2.2.2 Cảm biến màu: 10 Chương 3.Xây dựng quy trình công nghệ - thuật toán, thiết kế chương trình PLC 13 3.1 Quy trình công nghệ : 13 3.2 Thiết kế phần cứng 14 3.3 Lưu đồ giải thuật 14 Kết đ nh gi 14 Kết : 14 Đ nh gi : 14 GVHD : Lời Mở Đầu Ngày hệ thống điều khiển tự động không xa lạ với Nó đời từ sớm, nhằm đ p ứng nhu cầu thiết yếu sống người Và đặc biệt sản xuất, công nghệ tự động phát triển giải nhiều vấn đề mà người bình thường khó làm Ngày nhiều thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả xử lý, mức độ hoàn hảo , xác hệ thống sản xuất ngày cao đ p ứng nhu cầu sản xuất số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Vì điều khiển tự động trở thành ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng ngành điều khiển tự động vào lao động sản xuất đời sống sinh hoạt người Bên cạnh PLC đời ngày phát triển tính ưu việt mà có Từ PLC đời thay số phương ph p cũ nhờ khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa tập lênh logic Để tìm hiểu rõ PLC em xin chọn đề tài “ Mô hình phân loại nắp chai theo màu sắc dùng PLC S7-300 ” GVHD : Chương 1: Lựa Chọn Và Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC 1.1 Lựa chọn PLC Dựa vào yêu cầu đề tài nhiệm vụ cụ thể ta chọn điều khiển lập trình PLC S7 – 300 với c c modul thông số sau: + Nguồn cung cấp 24VDC + CPU 314C-2DP tích hợp sẵn c c modul đầu vào đầu số bao gồm:  24 đầu vào số 24VDC  16 đầu số 24VDC  đầu vào tương tự (0÷10VDC 0÷20mA)  đầu tương tự (0÷10VDC 0÷20mA)  cổng truyền thông gồm: DP IBM: giao tiếp m y tính với PLC để nạp chương trình DP Profilebus kết nối PLC với m y tính kết nối c c PLC với 1.2 Tổng quan PLC ứng dụng thực tế PLC (Progammable Logic Controller) - Bộ điều khiển logic khả trình Là thiết bị điều khiển logic lập trình Thiết bị có c c đầu vào logic sau qu trình xử lý theo chương trình bên cho đầu c c mức logic có quan hệ với c c đầu vào thông qua chương trình bên thiết bị GVHD : Một PLC có cấu trúc sau: PLC sử dụng kh rộng rãi nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm thủy hải sản thiết bị y tế ôtô Trong ngành hóa học dầu khí: PLC dùng định p suất (dầu) bơm dầu điều khiển hệ thống ống dẫn Trong chế tạo m y sản xuất : PLC dùng c c khâu tự động hóa Ví dụ tự động lượng ăn dao m y tiện CNC Trong ngành thực phẩm rượu bia thuốc l : PLC dùng kiểm so t số lượng kiểm tra chất lượng sản phẩm tự động đóng chai chiết chai v.v * Ưu nhược điểm PLC - Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic kiểu dùng rơle - Chiếm vị trí không gian nhỏ hệ thống - Tốc độ cao công suất tiêu thụ nhỏ - Khả chống nhiễu tốt - Cấu trúc module thuận tiện cho việc thiết kế mở rộng cải tạo nâng cấp - Khả lập trình lập trình dễ dàng đặc điểm quan trọng để xếp hạng hệ thống điều khiển tự động - Yêu cầu người lập trình không cần giỏi kiến thức điện tử mà cần nắm vững công nghệ sản xuất biết chọn thiết bị thích hợp lập trình GVHD : - Thuộc vào hệ sản xuất linh hoạt tính thay đổi chương trình thay đổi trực tiếp c c thông số mà không cần thay đổi chương trình - Có module chuyên dụng để thực chức đặc biệt Hay modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp mạng Internet hệ thống đạt khả điều khiển gi m s t từ xa - Tuy có nhiều ưu điểm với c c hệ thống nhỏ không yêu cầu tự động hóa cao việc sử dụng PLC không cần thiết - Gi thành PLC cao GVHD : Chương Giới Thiệu Tổng Quan Thiết Bị 2.1 Băng tải 2.1.1 Giới thiệu chung hệ thống băng tải Hiện biết hầu hết c c nhà m y xí nghiệp c c công ty vừa nhỏ công ty lớn dây chuyền sản xuất sử dụng phổ biến hệ thống băng tải hệ thống băng tải đời làm giảm chi phí vận chuyển mà tiết kiệm thời gian nhân lực Do tính đa dạng c c loại sản phẩm yêu cầu phân loại c c sản phẩm ngày đòi hỏi phải đ p ứng tính x c tính chi tiết cao nên việc phân loại c c sản phẩm theo hình d ng độ to nhỏ… đặc biệt phân loại màu sắc sản phẩm yêu cầu kh phổ biến c c dây chuyền sản xuất 2.1.2 Các loại băng tải thường gặp  Băng tải PVC  Băng tải xích  Băng tải chịu nhiệt  Băng tải chuyền lắp r p  Băng tải cao su  Băng tải lăn  Băng tải thực phẩm  Băng tải di động nâng hạ  Băng tải nghiêng 2.2 Cảm biến: Cảm biến thiết bị điện tử cảm nhận trạng thái, trình (vật lý, hóa học) môi trường cần quan sát biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin trạng thái, qu trình Cảm biến có vai trò quan trọng c c to n điều khiển trình nói riêng hệ thống điều khiển tự động nói chung Cảm biến có khả cảm nhận tín hiệu điều khiển vào-ra có vai trò đo đạc giá trị giới hạn cảm nhận với đại lượng vật lý cần đo GVHD : 2.2.1 Cảm biến quang Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L  Cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán Đầu NPN, dây nối NO NPN cho phép dòng điện cảm biến vào điện p chung Đầu cảm biến hoạt động khóa chuyển mạch Bình thường đầu cảm biến Transistor có vai trò khóa ( sụt áp) Nếu cảm biến vừa phát đối tượng sau tạo đường t c động Đương t c động nối trực tiếp tới Trans NPN Nếu điện áp truyền tới đương t c động 0V, Trans không cho phép dòng chạy cảm biến Nếu điên p đường t c động lớn (12V) Trans mở khóa cho phép dòng chạy cảm biến tới cực chung Cảm biến chịu phản ứng tác nhân vật lý Nếu cảm biến không hoạt động, điện p đường t c động thấp Trans khóa Có nghĩa đầu NPN dòng vào/ Khi cảm biến hoạt động làm cho đường t c động có điện áp cao, Trans mở khóa t c động đóng khóa Dòng chạy từ cảm biến tới đất Điện áp đầu NPN giảm xuống -V  Kích thước 18mm, làm việc 10- 30 VDC  Khoảng cách phát tối đa 6000mm dòng định mức lớn 30mA  Vỏ làm chất liệu ABS GVHD :  Chống nhiễu tốt  Gọn tiết kiệm chỗ  Bảo vệ chống ngắn mạch nối cực nguồn  Chế độ hoạt động Ligh-ON  Thông số định mức đặc tính kỹ thuật: Thông số kỹ thuật SOEG-E-Q30-PS-S-2L Tiêu chuẩn CE Tín hiệu xử lý Hồng ngoại Khoảng cách phát tối đa 6000 mm Loại ngõ NPN PNP Nhiệt độ thấp -5 độ Nhiệt độ tối đa 55 độ Loại kết nối Dạng cắm Số lượng dây kết nối Báo hoạt động Led vàng Mạch bảo vệ Bảo vệ ngắn mạch ngõ GVHD : Bảo vệ phân cực sai Gắn Loại lắp Gắn Khối lượng sản phẩm 0,018 kg Loại nguồn DC Nguồn cấp tiêu chuẩn (DC) 24 V Nguồn cấp nhỏ (DC) 10 V Nguồn cấp lớn (DC) 30 V Dòng lớn 30 mA Tần số điều chỉnh lớn 1000hz Cấp bảo vệ IP65 2.2.2 Cảm biến màu SOEG-E-Q30-PS-S-2L Nguyên lý hoạt động :  Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều nh s ng có bước sóng màu sắc khác Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào vật thể Tại bề mặt vật thể xảy tượng hấp thụ phản xạ ánh sáng  Ví dụ : Một vật thể có màu sắc đỏ chiếu ánh sáng trắng ánh sáng không nằm dải bước sóng màu đỏ bị vật thể hấp thụ Còn nh s ng có bước sóng nằm dải màu đỏ bị phản xạ ngược trở lại Và khiến mắt ta nhận biết vật thể màu đỏ Thông số kĩ thuật :  Kích thước 18mm, làm việc 10- 30 VDC  Khoảng cách phát 12 - 32 mm dòng định mức 300mA  Vỏ làm chất liệu ABS  Chống nhiễu tốt  Gọn tiết kiệm chỗ  Chế độ hoạt động Ligh-ON 10 GVHD :  Thông số định mức đặc tính kỹ thuật: Thông số kỹ thuật SOEC-RT-Q50-PS-S-7L Tiêu chuẩn CE Tín hiệu xử lý Hồng ngoại Loại ánh sáng Trắng Loại ngõ PNP Loại kết nối Dạng cắm Báo hoạt động Led xanh Cài đặt khoảng cách nhỏ 12 mm Cài đặt khoảng cách lớn 32 mm Loại nguồn DC Tần số điều chỉnh lớn 500 Hz Điện áp ngõ vào 10 – 30V Dòng định mức 40 mA Dòng lớn 100 mA Ngõ PNP Cấp chống ăn mòn 11 GVHD : Cấp bảo vệ IP67 Nhiệt độ -5 độ - 55 độ Khối lượng sản phẩm 38g Khoảng cách phát 12 mm – 32 mm Số lượng dây kết nối Vỏ vật liệu ABS 12 GVHD : Chương Xây Dựng Qui Trình Công Nghệ - Thuật Toán, Thiết Kế Chương Trình Điều Khiển Lập Trình PLC 3.1 Quy trình công nghệ Dây chuyền khởi động nút Start dừng lại nút Stop - Nhấn Start I0.0 : khởi động hệ thống đèn power Q0.0 s ng động truyền động băng tải cấp điện - Khi sản phẩm nắp chai qua phát cảm biến quang Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.4) Nhiệm vụ đếm số lượng nắp chai qua băng chuyền - Khi S1 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.2) có tín hiệu phát màu đỏ (nắp chai đến) t c động lên xylanh (Q0.1) đẩy nắp chai màu đỏ - Khi S2 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.3) có tín hiệu phát màu đen (nắp chai đến) , t c động lên xylanh (Q0.2) đẩy nắp chai màu đen - Khi đủ số lượng phân loại theo yêu cầu, hệ thống dừng băng tải, xylanh dừng hoạt động Hệ thống bắt đầu tiếp nhận lại số lượng phân loại theo yêu cầu người sử dụng - Nhấn stop (I0.1) hoạt động hệ thống dừng lại 3.2 Thiết kế phần cứng 13 GVHD : 3.3 Lưu đồ giải thuật Giả sử số lượng mô máy cần phân loại : sản phẩm ế  ế  Biết cách trình bày, kết cấu đồ án  Hiểu quy trình phân loại sản phẩm cách thức vận hành  Hiểu PLC S7-300, cách lập trình ứng dụng đưa phần mềm vào nội dung nghiên cứu   Mô gi m s t trình làm việc hệ thống phân loại sản phẩm  Việc mô chưa mô tả hoàn toàn trình thực tế chu trình hoạt động phân loại sản phẩm yêu tố khách quan 14 [...]... sản phẩm nắp chai đi qua sẽ được phát hiện bởi cảm biến quang Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.4) Nhiệm vụ sẽ đếm số lượng nắp chai đã đi qua trên băng chuyền - Khi S1 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.2) có tín hiệu phát hiện màu đỏ (nắp chai đến) sẽ t c động lên xylanh 1 (Q0.1) đẩy nắp chai màu đỏ ra - Khi S2 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.3) có tín hiệu phát hiện màu đen (nắp chai đến)... xylanh 2 (Q0.2) đẩy nắp chai màu đen ra - Khi đủ số lượng phân loại theo yêu cầu, hệ thống sẽ dừng băng tải, các xylanh dừng hoạt động Hệ thống bắt đầu tiếp nhận lại số lượng phân loại theo yêu cầu người sử dụng - Nhấn stop (I0.1) mọi hoạt động của hệ thống được dừng lại ngay lập tức 3.2 Thiết kế phần cứng 13 GVHD : 3.3 Lưu đồ giải thuật Giả sử số lượng mô phỏng trên máy cần phân loại là : 3 sản phẩm... kết cấu cơ bản của một bản đồ án  Hiểu được quy trình phân loại sản phẩm và cách thức vận hành  Hiểu được PLC S7-300, cách lập trình và ứng dụng đã đưa phần mềm vào nội dung nghiên cứu   Mô phỏng gi m s t được quá trình làm việc của hệ thống phân loại sản phẩm  Việc mô phỏng chưa mô tả hoàn toàn quá trình thực tế của chu trình hoạt động phân loại sản phẩm do yêu tố khách quan 14 ...GVHD :  Thông số định mức đặc tính kỹ thuật: Thông số kỹ thuật SOEC-RT-Q50-PS-S-7L Tiêu chuẩn CE Tín hiệu xử lý Hồng ngoại Loại ánh sáng Trắng Loại ngõ ra PNP Loại kết nối Dạng cắm Báo hoạt động Led xanh Cài đặt khoảng cách nhỏ nhất 12 mm Cài đặt khoảng cách lớn nhất 32 mm Loại nguồn DC Tần số điều chỉnh lớn nhất 500 Hz Điện áp ngõ vào 10 – 30V Dòng định mức 40 mA Dòng lớn nhất 100 mA Ngõ ra PNP