thiết kế chế tạo mô hình hệ thống ứng dụng plc điều khiển hệ thống đột lỗ tự động

ĐỒ ĐỒ ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ỨNG DỤNG PLC ĐỀ ĐỀTÀI TÀI ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỘT LỖ TỰ ĐỘNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TH.S NGÔ TẤN THỐNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỘT LỖ TỰ ĐỘNG II TÍNH TÓAN CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO HỆ THỐNG III IV V THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN KẾT LUẬN TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Sơ lược lịch sử nghành sản xuất tự động Trong năm gần đây, nước có công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hoá sản xuất loạt nhỏ Điều phản ánh xu chung kinh tế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ hàng khối thay đổi Nhờ thành tựu to lớn công nghệ thông tin ngành khoa học khác, ngành công nghiệp gia công giới năm cuối kỷ 20 có thay đổi sâu sắc Sự xuất hàng loạt công nghệ mũi nhọn kỹ thuật linh hoạt (Agile engineering), hệ thống điều hành sản xuất qua hình (Visual Manufacturing), kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) công nghệ Nanô cho phép thực tự động hoá toàn phần không sản xuất hàng khối mà sản xuất loạt nhỏ đơn Chiếc máy tự động sử dụng công nghiệp thợ khí người nga, ông Pônzunôp chế tạo vào năm 1765 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Sơ lược lịch sử nghành sản xuất tự động  Chính thay đổi nhanh sản xuất liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy  Làm xuất hàng loạt thiết bị hệ thống tự động hoá hoàn toàn loại máy điều khiển số, trung tâm gia công, hệ thống điều khiển lôgic PLC, hệ thống sản xuất linh hoạt FMS…  Ngày nay, tự động hóa yêu cầu thiếu hệ thống sản xuất TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Sơ lược lịch sử nghành sản xuất tự động  Ngày nay, tự động hóa yêu cầu thiếu hệ thống sản xuất  Tự động hóa cho phép giảm tối đa sức lao động người, nâng cao tốc độ sản xuất chất lượng sản phẩm, qua giảm giá thành sản phẩm Ngoài ra, số lĩnh vực đặc biệt, máy móc tự động lựa chọn hàng đầu, thân người thay  Ngành sản xuất tự động đại thể vai trò tất lĩnh vực sản xuất, từ lĩnh vực yêu cầu sản xuất hàng loạt sản xuất hàng tiêu dùng, thực phẩm, máy móc, thiết bị, linh kiện điện tử, … đến lĩnh vực yêu cầu cao công nghệ, kỹ thuật hàng không, hàng không vũ trụ, quân sự, … TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Sơ lược lịch sử nghành sản xuất tự động  Ở nước có trình độ phát triển cao, tự động hóa sản xuất gần vào hoàn hảo Việc can thiệp người vào hệ thống sản xuất tự động  Đặc biệt có dây chuyền sản xuất cần người để khởi động dừng hệ thống  Con người giải phóng khỏi việc lao động tay chân, nhiên, trình tự động hóa hệ thống sản xuất lại làm tăng tỷ lệ thất nghiệp Để điều hòa vấn đề cần khoảng thời gian định với sách hợp lý TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Mục đích hệ thống:  Sản xuất nhanh, tăng suất lao động  Nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm  Giảm bớt áp lực công việc cho công nhân  Áp dụng kiến thức học vào thực tế TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG I Phương án giải  Sử dụng thiết bị vận tải, cấu chấp hành để vận chuyển sản phẩm  Sử dụng piston để đột lỗ phôi  Sử dụng điều khiển để điều khiển hoạt động hệ thống II XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CẤNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG Sơ đồ động mô hình II XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG Sơ đồ mạch đấu nối PLC II XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG Nguyên lý hoạt động Khi khởi động hệ thống, công tắc hành trình thường đóng làm cho piston cấp phôi hoạt động, đẩy phôi vào băng chuyền đồng thời băng chuyền hoạt động đưa phôi vào hệ thống Khi phôi vào chạm công tắc hành trình thứ làm cho piston đẩy phôi hoạt động, đẩy phôi vào bệ đột chạm công tắc hành trình tự động rút về, sau hệ thống kẹp phôi di chuyển xuống giữ phôi Sau thời gian định trước thi piston đột tiến hành đột lỗ phôi Sau hệ thống kẹp từ từ di chuyển lên trên, đồng thời piston đột di chuyển lên II XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG  Cuối piston đẩy chi tiết đột vào thùng chứa Khi đảy tới thùng chứa cham công tắc hành trình tự động rút đồng thời hệ thống khởi động lại  Quá trình tiếp tục ta ấn nút stop thi hệ thống dừng hoạt động III LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm sử dụng piston làm hệ thống cấp phôi, đẩy phôi, kep phôi đột lỗ Sử dụng công tắc hành trình làm thiết bị đo kiểm Sử dụng rơ le để cấp nguồn cho tải Chọn hệ thống điều khiển PLC IV BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  Sử dụng PLC S7-200 CPU 224 có ưu điểm sau: * Kết cấu nhỏ gọn, dễ lắp đặt môđun tiêu chuẩn hóa * Dễ dàng kết nối với thiết bị * Được sủ dụng nhiều công nghiệp, phù hợp với nhu cầu tìm hiểu thực tế IV  BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC thực chương trình theo trình tự lặp Mỗi vòng lặp gọi vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình  Trong vòng quét chương trình thực lệnh kết thúc lệnh kết thúc (MEND) sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thông nội kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng RA  Bộ nhớ S7 - 200 chia thành phần với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn nuôi Bộ nhớ S7 - 200 có tính động cao, đọc ghi toàn vùng nhớ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH IV Vòng quét (scan) S7-200 Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi Nhập liệu từ ngoại vi vào đệm ảo Description of the contents Truyền thông tự kiểm tra lỗi Thực chương trình BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH IV EEPROM Chương trình Tụ Tham số Dữ liệu Chương trình Miền nhớ Chương trình Tham số Tham số Dữ liệu Dữ liệu Vùng đối tượng Bộ nhớ S7-200  Vùng chương trình: miền nhớ sử dụng để lưu trữ lệnh chương trình (có thể đọc/ghi được)  Vùng tham số: miền lưu giữ tham số từ khoá, địa trạm (cũng đọc ghi/được) IV BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  Vùng liệu: dùng để cất liệu chương trình bao gồm kết phép tính, đệm truyền thông  Vùng đối tượng: timer, đếm, đếm tốc độ cao cổng vào/ra Vùng không thuộc kiểu đọc/ghi  Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng việc thực chương trình, trình bày chi tiết sau IV BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  Như vậy, thời điểm thực lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra hệ thống dừng công việc khác chương trình xử lý ngắt, để thực lệnh cách trực tiếp với cổng vào/ra  Nếu sử dụng chế độ ngắt, chương trình tương ứng với tín hiệu ngắt soạn thảo cài đặt phận cuả chương trình, chương trình xử lý ngắt thực vòng quét xuất tín hiệu báo ngắt xảy điểm vòng quét IV BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  Hiện nhu cầu điều khiển linh hoạt có giá thành thấp thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển lập trình (programmable logic control) Hệ thống sử dụng CPU nhớ để điều khiển máy móc hay trình hoạt động Trong hoàn cảnh điều khiển lập trình (PLC) thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle thiết bị cồng kềnh, tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic bản, PLC thực tác vụ khác, làm tăng khả cho hoạt động phức tạp.Bộ nhớ chương trình  Đơn vị điều khiển.Khối ngõ vào.Mạch giao tiếp cảm biến lập trình.Bộ nhớ liệu.Khối ngõ ra.Mạch công suất & cấu tác động IV BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  Về phần cứng, PLC tương tự máy tính truyền thống chúng có đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển công nghiệp  Khả chống nhiễu tốt  Cấu trúc dạng module dễ dàng thay thế, tăng khả (nối thêm module mở rộng vào/ra) thêm chức (nối thêm module chuyên dùng)  Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngõ vào ngõ chuẩn hoá  Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng 3 KẾT LUẬN Mô hình “Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống đột lỗ tự động” với thiết kế có độ ổn định cao, dễ lắp đặt, vận hành Góp phần vào việc nâng cao khả tự động hóa sản xuất, giảm nhẹ áp lực lao động cho công nhân, giảm bớt số khâu trình sản xuất, tăng suất lao động Trên sở lý thuyết tìm hiểu được, chúng em tiến hành thiết kế, chế tạo đạt sản phẩm cụ thể, xây dựng thành công mô hình “Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống đột lỗ tự động” hệ thống hoạt động xác đáng tin cậy Sau hoàn thành đề tài này, chúng em nắm bắt kiến thức lĩnh vực điều khiển lập trình, cảm biến - đo lường, thiết bị vận tải, cấu truyền động, cấu chấp hành Nắm vững công cụ hỗ trợ vẽ thiết kế LỜI CÁM ƠN  Sau năm học tập trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng, chúng em chặng đường vô quan trọng để rèn luyện ngày hoàn thiện thân góp phần xây dựng quê hương đất nước, tiến gần đến ước mơ tương lai Cái mốc quan trọng để đánh dấu chặng đường đồ án tốt nghiệp  Kiểm nghiệm qua thực tế chúng em học ghế nhà trường để có hội trải nghiệm, để có nhìn đắn yêu cầu tất yếu tri thức người Sau học kì làm đồ án, chúng em có hội vận dụng kiến thức học trường vào mô hình thực tế Được thầy Nguyễn Thế Tranh bạn bè giúp đỡ chúng em hoàn thiện đồ án LỜI CÁM ƠN  Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng, thầy cô Khoa khí Đặc biệt thầy giáo Nguyễn Thế tranh, giáo viên hướng dẫn trực tiếp nhiệt tình bảo, giúp đỡ chúng em suốt thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đà nẵng, ngày 14 tháng 06 năm 2013 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Minh Hoàng Nguyễn Quang CẢM ƠN HỘI ĐỒNG BẢO VỆ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE ! ... QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỘT LỖ TỰ ĐỘNG II TÍNH TÓAN CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO HỆ THỐNG III IV V THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN KẾT LUẬN TỔNG... Sử dụng piston để đột lỗ phôi  Sử dụng điều khiển để điều khiển hoạt động hệ thống II XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CẤNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG Sơ đồ động mô hình. ..  Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngõ vào ngõ chuẩn hoá  Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng 3 KẾT LUẬN Mô hình Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống đột lỗ tự động với thiết kế có độ