Xây dựng hệ thống cân đóng bao
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA XNCN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Xây dựng hệ thống cân đóng bao Giảng viên hướng dẫn: Phd Phạm Việt Phương Sinh viên thực tập: Nguyễn Đình Quân Số hiệu sinh viên: 20122278 Lớp: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa 03 Khóa: 57 Người giao đề tài: Lê Hoàng Hải Hà Nội, 9/2016 Lời Giới Thiệu Thực tập tốt nghiệp môn học giúp em có nhìn tổng quan cơng việc sau trước trường Là sinh viên năm cuối, em hiểu tầm quan trọng việc thực tập Qua đó, em học hỏi nhiều kinh nghiệm làm việc, hiểu máy móc dụng cụ công nghiệp, biết cách lắp ráp, sửa chữa Biết cách lựa chọn thiết bị thiết kế tụ điện, cách cài đặt biến tần Được giới thiệu Viện Điện với hướng dẫn thầy giáo TS.Phạm Việt Phương em công ty Viện Máy Dụng cụ công nghiệp ( Viện IMI ) nhận vào công ty thực tập tốt nghiệp để tìm nghiên cứu băng tải lăn sử dụng công nghiệp Ngày nay, công nghệ điện tử tin học ngày phát triển góp phần nâng cao suất lao động cách đáng kể Đặc biệt điều khiển chương trình sản xuất đáp ứng hầu hết yêu cầu đề sản xuất công nghiệp đại Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao phế phẩm, giảm nhân cơng, thời gian chết máy tối thiểu… Xuất phát từ thực tế nhiều điều kiện khách quan khác, từ đó” Hệ thống cân đóng bao” đề tài mà em chọn để nghiên cứu trình thực tập viện máy cơng cụ IMI Q trình thực đề tài điều kiện tốt để em học hỏi kinh nghiệm xây dựng mơ hình cân đóng bao phương pháp lập trình điều khiển PLC Do hạn chế thời gian, kinh nghiệm thực tế, nên q trình thực khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến quý báu thầy cô bạn, để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2016 MỤC LỤC Lời Giới Thiệu Mục lục hình vẽ: Chương I: Giới thiệu chung công ty viện máy dụng cụ công nghiệp 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Một số sản phẩm công ty Chương II: Thiết kế hệ thống cân đóng bao 2.1 Mô tả hệ thống 2.2 Lưu đồ công nghệ 2.3 Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển 10 2.3.1 Tính chọn mạch lực 10 2.3.2 Tính chọn mạch điều khiển 11 2.4 Viết chương trình mơ phần mềm TIA PORTAL v13 13 2.4.1 Giới thiệu chung phần mềm TIA PORTAL 13 2.4.2 Viết chương trình mơ 15 2.5 Sơ đồ đấu dây mạch lực mạch điều khiển 18 Phần 3: Các hoạt động khác công ty 19 Phần 4: Tổng kết 21 Mục lục hình vẽ: Hình 1: Một số sản phẩm cơng ty……………………………………………………6 Hình 2: Mơ tả hệ thống……………………………………………………………………7 Hình 3: Giao diện TIA PORTAL………………………………………………… 14 Hình 4: Mà hình viết giao diện PLC…………………………………………………… 15 Hình 5: Giao diện PC-Systems lập trình…………………………………………… 15 Hình 6: Giao diện PC-Systems run…………………………………………………… 16 Hình 7: Màn hình cài đặt thơng số……………………………………………………… 16 Hình 8: Giao diện HMI………………………………………………………………… 17 Hình 9: Màn hình cài đặt thơng số……………………………………………………… 18 Hình 10: Lắp đặt tủ điều khiển………………………………………………………… 19 Hình 11: Lắp đặt bàn phím cho hệ thống…………………………………… … … … 19 Hình 12: Tổng quan tủ điều khiển……………………………………………………… 20 Hình 13: Tổng quan tủ mạch lực……………………………………………………… 21 Chương I: Giới thiệu chung công ty viện máy dụng cụ công nghiệp 1.1 Giới thiệu chung Công ty cổ phần Viện máy Dụng cụ công nghiệp ( Viện IMI ) thành lập vào ngày 23/5/1973 Năm 2012, phép Thủ tướng Chính Phủ việc kết thúc 10 năm thí điểm doanh nghiệp KH&CN chuyển đổi mơ hình hoạt động phù hợp theo Nghị định số 80/2007/NĐ-CP, từ 1/1/2004 Viện IMI thức hoạt động theo mơ hình cơng ty mẹ - cơng ty con, cơng ty mẹ doanh nghiệp KHCN thức Cơng ty cổ phần với cấu nhà nước chiếm 75% Bộ Công Thương làm chủ sở hữu Trụ sở cơng ty : số 46 Láng Hạ, Phường Láng Hạ, Quận Đống Đa, TP.Hà Nội Mã doanh nghiệp : 0100100128 Vốn điều lệ công ty : 65.000.000.000 ( sáu mươi lăn tỉ đồng) Chủ tich Hội đồng quản trị Viện IMI : TS.Đỗ Văn Vũ Tổng giám đốc : TS.Nguyễn Đức Minh IMI HOLDING tổ chức theo công ty mẹ - công ty Đến nay, IMI xây dựng hoàn thiện trung tâm nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, đào tạo 12 công ty thành viên Viện IMI hoạt động lĩnh vực : Nghiên cứu, đào tạo, sản xuất kinh doanh, tập trung vào nhóm dịch vụ : Máy xây dựng Máy công cụ CNC thiết bị cơng nghiệp Dự án tích hợp hệ thống tự động hóa Kinh doanh dịch vụ Tổng số cán nhân viên công ty mẹ ( Viện IMI ) 165 người, : Giáo sư Phó giáo sư : người Tiến sĩ : 10 người Thạc sĩ : 25 người Kỹ sư cử nhân : 150 người Trung cấp kỹ thuật nhân viên : 65 người Tổng số lao động Viện IMI thành viên gần 2.050 người 1.2 Một số sản phẩm công ty Công ty sản xuất nhiều sản phẩm chủ yếu sản xuất sản phẩm lĩnh vực sau: Thiết bị xây dựng Máy công cụ điều khiển CNC Hệ thống định lượng, đóng bao Thiết bị xử lý bảo vệ môi trường Chế biến nông sản Lĩnh vực khác Dưới hình ảnh số loại sản phẩm cơng ty: Hình 1: Một số sản phẩm công ty Chương II: Thiết kế hệ thống cân đóng bao 2.1 Mơ tả hệ thống Nguyên liệu đưa vào Silo chứa Khi hệ thống bắt đầu làm việc, cân silo có số 0, cửa cân silo đóng, mở cửa thô cửa tinh, cân silo báo đến mức so sánh thơ cửa thơ đóng lại, đến mức so sánh tinh cửa tinh đóng Sau đó, Hình 1: Mơ tả hệ thống cửa cân silo mở ra, cho nguyên liệu vào bao Sau cho xong nguyên liệu vào bao kẹp chặt miệng bao thả bao xuống băng tải Băng tải vận chuyển bao nguyên liệu đến băng tải gặp “cảm biến vào” băng tải chạy, sau đó, băng tải ngừng hoạt động Băng tải cân kiểm tra khối lượng bao nguyên liệu sau vận chuyển tiếp đến băng tải Gặp “cảm biến ra” băng tải hoạt động, băng tải ngừng hoạt động Nếu sản phẩm đạt chất lượng tốt băng tải vận chuyển bao nguyên liệu đến nơi khác, sản phẩm không đạt chất lượng xi lanh đẩy khỏi băng tải Hệ thống hoạt động liên tục đến nhấn nút “Stop” Lưu đồ công nghệ 2.2 (3) BEGIN Thả bao Cân S Đợi 1s Băng tải hoạt động Cửa silo đóng Đ Mở cửa thô, tinh Gặp cảm biến vào??? S Đ So sánh thô đúng??? Băng tải hoạt động S Băng tải ngừng hoạt động Đ Đợi 1s Đóng cửa thơ Băng tải dừng Đọc liệu cân Đợi 2s So sánh tinh đúng??? Băng tải hoạt động S Đ Gặp cảm biến ra??? Đóng cửa tinh S Mở cửa cân silo Đợi 3s Đ Kẹp bao Băng tải hoạt động Đóng cửa cân Đợi 1s Băng tải ngừng hoạt động Đợi 3s Băng tải ngừng hoạt động END 2.3 Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển 2.3.1 Tính chọn mạch lực a Tính chọn xy lanh kẹp bao, xy lanh giữ bao - Lớp sơn phủ xy lanh Piston tăng khả chống trầy, chống bám bụi - Lực ma sát thấp - Môi trường vận hành từ -30 độ C đến 80 độ C - Lực (N): 10N đến 10.000N Chọn xi lanh lị xo có phản hồi G-3975-1 nhãn hiệu Bansbach Easylift b Động băng tải - Bao nguyên liệu có khối lượng lớn - Vận chuyển quãng đường băng tải xa - Có tốc độ khơng cao - Khơng cần khời động – tam giác Chọn động pha, cơng suất 7.5Kw, điện áp 380V c Tính chọn aptomat, khởi động từ - Aptomat tổng: 150A Mã sản phẩm: MCCB 4P LS ABS204c-150A-42KA - Aptomat cho động băng tải: 40A Mã sản phẩm: LS 1P BKN 6-10-16-20-25-32-40A - Khởi động từ cho động băng tải: 40A Mã sản phẩm: LS MC-40A 10 2.3.2 Tính chọn mạch điều khiển a Tính chọn PLC STT Tên Kí hiệu Vào/Ra Tương tự/Số Cổng PLC START START Vào Số I0.0 STOP STOP Vào Số I0.1 Cảm biến đóng cửa CBD Vào Số I0.2 Cảm biến vơi CBDV Vào Số I0.3 Cảm biến vào CBV Vào Số I0.4 Cảm biến CBR Vào Số I0.5 Đầu vào cân CAN Vào Tương tự IW96 Đầu vào cân kiểm tra CANKT Vào Tương tự IW98 Cửa thô Cua_tho Ra Số Q0.0 10 Cửa tinh Cua_tinh Ra Sô Q0.1 11 Cửa silo Cua_silo Ra Số Q0.2 12 Van giữ bao Giu_bao Ra Số Q0.3 13 Van kẹp bao Kep_bao Ra Số Q0.4 14 Động băng tải DCBT1 Ra Số Q0.5 14 Động băng tải DCBT2 Ra Số Q0.6 15 Động băng tải DCBT3 Ra Số Q0.7 16 Xi lanh đẩy XLD Ra Số Q1.0 Hệ thống có đầu vào số, đầu vào tương tự, có đầu số Chọn PLC siemens S7-1200 có CPU 1215 DC/DC/Rly có mã: 6ES7 215-1BG40-0XB0 Chọn modul input tương tự (AI): SM 1231 AI4 có mã: 6ES7 231-4HD30-0XB0 11 b Chọn rơ le trung gian - Điện áp cuộn hút: 10A 250VAC/30VDC - Điện áp tiếp điểm: 250VAC/30VDC - Nhiệt độ: -40℃ - +70℃ Chọn: rơ le trung gian OMRON LY4/220VAC 12 2.4 Viết chương trình mơ phần mềm TIA PORTAL v13 2.4.1 Giới thiệu chung phần mềm TIA PORTAL Ban Tự động hóa Công nghiệp Siemens vừa giới thiệu phần mềm tự động hóa cơng nghiệp sử dụng chung môi trường, phần mềm cho tất tác vụ tự động hóa, gọi Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) Phần mềm lập trình giúp người sử dụng phát triển, tích hợp hệ thống tự động hóa cách nhanh chóng, giảm thiểu thời gian việc tích hợp, xây dựng ứng dụng từ phần mềm riêng rẽ Được thiết kế với giao diện thân thiện người sử dụng, TIA Portal thích hợp cho người lẫn người nhiều kinh nghiệm lập trình tự động hóa Là phần mềm sở cho phần mềm dùng để lập trình, cấu hình, tích hợp thiết bị dải sản phẩm Tích hợp tự động hóa tồn diện (TIA) Siemens Ví dụ phầm mềm Simatic Step V11 để lập trình điều khiển Simatic, Simatic WinCC V11 để cấu hình hình HMI chạy Scada máy tính Để thiết kế TIA portal, Siemens nghiên cứu nhiều phần mềm ứng dụng điển hình tự động hóa qua nhiều năm, nhằm mục đích hiểu rõ nhu cầu khách hàng toàn giới Là phần mềm sở để tích hợp phần mềm lập trình Siemens lại với nhau, TIA Portal giúp cho phần mềm chia sở liệu, tạo nên thống giao diện tính tồn vẹn cho ứng dụng Ví dụ, tất thiết bị mạng truyền thông cấu hình cửa sổ Hướng ứng dụng, khái niệm thư viện, quản lý liệu, lưu trữ dự án, chẩn đoán lỗi, tính online đặc điểm có ích cho người sử dụng sử dụng chung sở liệu TIA Portal Tất khiển PLC, hình HMI, truyền động Siemens lập trình, cấu hình TIA portal Việc giúp giảm thời gian, công sức việc thiết lập truyền thông thiết bị Ví dụ người sử dụng sử dụng tính “kéo thả’ biến chương trình điều khiển PLC vào hình 13 chương trình HMI Biến gán vào chương trình HMI kết nối PLC – HMI tự động thiết lập, không cần cấu hình thêm Phần mềm Simatic Step V11, tích hợp TIA Portal, để lập trình cho S71200, S7-300, S7-400 hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC Simatic Step V11 chia thành module khác nhau, tùy theo nhu cầu người sử dụng Simatic Step V11 hỗ trợ tính chuyển đổi chương trình PLC, HMI sử dụng sang chương trình TIA Portal Phần mềm Simatic WinCC V11, tích hợp TIA Portal, dùng để cấu hình cho hình TP MP tại, hình Comfort, để giám sát điều khiển hệ thống máy tính (SCADA) Hình 3: Giao diện TIA PORTAL 14 2.4.2 Viết chương trình mơ a Chương trình PLC Hình 4: Màn hình viết chương trình PLC a Giao diện PC-Systems Hình 5: Giao diện PC-systems lập trình 15 Hình 6: Màn hình giao diện PC - System Run Hình 7: Màn hình cài đặt thơng sơ 16 b Giao diện HMI Chọn loại hình HMI: KTP600 Basic mono PN mã 6AV6 647-0AB11-3AX0 Hình 8: Giao diện HMI Hình 9: Màn hình cài đặt thơng số 17 2.5 Sơ đồ đấu dây mạch lực mạch điều khiển Được vẽ Autocad electrical 2017: 18 Phần 3: Các hoạt động khác cơng ty Ngồi cơng việc trưởng phịng giao cho, nhóm cịn thực lắp ghép tủ điện cho trạm trộn bê tông cho công ty TNHH Hải Phú anh phòng trung tâm chuyển giao cơng nghệ Hình 10: Lắp đặt tử điều khiển Hình 11: Lắp đặt bàn phím cho hệ thống 19 Hình 12: Tổng quan tủ điều khiển Hình 13: Tổng quan tủ mạch lực 20 Phần 4: Tổng kết Kết thúc tháng thực tập tốt nghiệp công ty Viện máy Dụng cụ công nghiệp cho em nhiều kiến thức bổ ích Em thực hành nhiều hơn, tìm hiểu cụ thể máy móc, thiết bị tự động hóa Em nhận kiến thức học trường khơng đủ, đủ để giúp cho em bắt đầu làm việc kỹ sư tự động hóa Là kỹ sư tương lai ngành Tự động hóa, em cố gắng học tập chăm đến lúc trường Cố gắng tích lũy thật nhiều kiến thức nữa, vừa để chuẩn bị cho đồ án tốt nghiệp kiến thức chuẩn bị trường Em biết ơn thầy giáo TS.Phạm Việt Phương, thầy giúp đỡ em trình tìm hiểu cơng ty thực tập truyền đạt nhiều kiến thức quý báu cho em Em cảm ơn công ty Viện máy Dụng cụ công nghiệp ln giúp đỡ em q trình thực tập.Và em cảm ơn thầy giáo, cô giáo Viện Điện cho em nhiều kiến thức bổ ích để em thực tập tốt nghiệp, áp dụng kiến thức vào thực tiễn 21 ... Chương II: Thiết kế hệ thống cân đóng bao 2.1 Mơ tả hệ thống Nguyên liệu đưa vào Silo chứa Khi hệ thống bắt đầu làm việc, cân silo có số 0, cửa cân silo đóng, mở cửa thô cửa tinh, cân silo báo đến... từ đó” Hệ thống cân đóng bao? ?? đề tài mà em chọn để nghiên cứu trình thực tập viện máy cơng cụ IMI Q trình thực đề tài điều kiện tốt để em học hỏi kinh nghiệm xây dựng mơ hình cân đóng bao phương... cửa thơ đóng lại, đến mức so sánh tinh cửa tinh đóng Sau đó, Hình 1: Mơ tả hệ thống cửa cân silo mở ra, cho nguyên liệu vào bao Sau cho xong nguyên liệu vào bao kẹp chặt miệng bao thả bao xuống