phân loại sản phẩm sử dụng plc s7300

Chương 1: Khái quát chung hệ thống điều khiển 1.1 Tổng quan hệ thống điều khiển 1.1.1 Khái quát chung Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất công nghiệp nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, độ xác cao, giá thành hạ Các hệ thống điều khiển đưa vào sản xuất xí nghiệp, nhà máy với độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, hư hỏng giảm nhân công lao động Điều đòi hỏi hệ thống điều khiển có khả xử lý, kiểm sốt cố tự khắc phục cố, sai sót vận hành Một hệ thống gọi hệ thống điều khiển Trong tất hoạt động người đâu vào thời điểm liên quan đến khái niệm điều khiển Nó tập hợp tất tác động mang tính tổ chức để nhằm đạt mục đích mong muốn Có thể nói điều khiển nhân tố cuối định thành bại hoạt động Trong công nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, suất lao động chi phí sản xuất Sau số hình ảnh hệ thống sản xuất dùng cơng nghiệp nhà máy Hình 1.1 Dây chuyền lên men nhà máy bia Hình 1.2 Dây chuyền sản xuất nước Tự động hoá bước phát triển sau khí hố điện khí hố Tự động hố q trình sử dụngthiết bị dể thay chức kiểm tra điều khiển người quy trình sản xuất Hệ thống tự động hoá bắt đầu xuất với việc sử dụng thiết bị đo lường kiểm tra thông số công nghệ chất lượng sản phẩm Các hệ thơng thơng báo xác thông tin trạng thái thiết bị, thơng số quy trình cơng nghệ v.v Các thơng tin trước có người dày dạn kinh nghiệm chuẩn đoán được, bảo đảm mức độ xác tương đối Các thơng tin q trình hồn thiện quy trình cơng nghệ Hệ thống điều khiển cục chế độ riêng biệt quy trình cơng nghệ bước phát triển hệ thống tự động hóa Đây kết hợp nhiều hệ thống điều chỉnh tự động kiểm soát điều hành thiết bị tính tốn điều khiển để đảm bảo tối ưu chế độ q trình cơng nghệ Tất hệ thống điều chỉnh tự động thông số công nghệ hệ thống điều khiển cục đặt giám sát, điều hành chung trung tâm tính tốn điều khiển Trung tâm đảm bảo cho quy trình công nghệ xảy tốt hệ thống đo Trong hệ thống điều khiển tao thành từ khối sau: Khèi xử lý Khối vào Chuyển đổi tín hiệu ngõ vào Tín hiệu vào Xử lý tín hiệu điều khiển Khối (đối t ợng điều khiển) Kết xử lý Tín hiệu điều khiển tác động cấu Hinh 1.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển - Khối vào: Chuyển đổi tín hiệu vật lý thành tín hiệu điện, tín chuỷên đổi thường nút ấn, contac, sensor, tuỳ theo chuyển đổi mà ta có tín hiệu đưa vào khối xử lý có dạng số hay dạng liên tục - Khối xử lý: Nhận tín hiệu thực thao tác đảm bảo trình hoạt động hệ thống Từ thông tin khối vào hệ thống điều khiển phải tạo tín hiệu cần thiết để điều khiển thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu sản xuất - Khối ra: Tín hiệu kết cuối quỏ trỡnh xử lý hệ thống điều khiển Các tín hiệu sử dụng điều khiển cấu, thiết bị hoạt động theo yêu cầu hệ thống, tín hiệu hồi tiếp vố ngừ vào để điều khiển ổn định hệ thống 1.1.2 Phân loại phương thức điều khiển Có phương thức điều khiển: - Điều khiển theo chương trình: Phương thức điều khiển theo chương trình sử dụng tác động điều khiển hình thành từ trước theo chương trình - Điều khiển bù nhiễu: Phương thức điều khiển bù nhiễu tác động điều khiển hình thành có nhiễu tác động lên hệ thống - Điều khiển theo sai lệch: Trong công nghiệp phương thức điều khiển theo sai lệch sử dụng rộng rãi 1.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 1.2.1 So sánh hệ thống điều khiển PLC với hệ thống điều khiển khác Khi điều khiển PLC có nhiều lợi so với hệ thống khác khơng sử dụng PLC Điều thể qua sơ đồ sau: §iỊu khiĨn b»ng lý Víi chức đợc lu trữ Tiếp xúc vật Bộ nhớ khả lập trình Quy trình cứng Không thay đổi Liên kết cứng Thay đổi đợc Liên kết phíc cắm Rơle, linh kiện điện tử, cơthuỷ khí, mạch điện tử Quy trình mềm Khả lập trình tự Bộ nhớ thay đổi đợc RamEEPROM ngữ Rom-EPROM PLC xử lý 1bit, PLC xư lý tõ Hình 1.4 Phân biệt PLC với hệ thống điều khiển khác Trong hệ thống điều khiển dùng PLC có ưu điểm sau: - Thay đổi chương trình dễ dàng linh động - Khơng gian lắp đặt thiết bị nhỏ Có độ tin cậy cao - Có khả đưa tín hiệu điều khiển ngõ phù hợp - Dễ dàng thay đổi cấu hình tương lai có nhu cầu mở rộng sản xuất Sau hình ảnh tổng quát hệ thống điều khiển dùng PLC Hình 1.5 Hệ thống điều khiển dùng PLC 1.2.2 Giới thiệu PLC 1.2.2.1 Tổng quan PLC Thiết bị điều khiển lập trình nhà thiết kế cho đời năm 1968 Tuy nhiên, hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận dụng vận hành hệ thống Vì nhà thiết kế bước cải thiện hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, việc lập chương trình cho hệ thống gặp khó khăn, lúc khơng có thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho cơng việc lập trình Để đơn giản hóa việc lập trình hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đời vào năm 1969 Điều tạo nên phát triển thật cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình ( PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống relay dây nối hệ thống điều khiển cổ điển Quá trình vận hành, nhà thiết kế bước tạo tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn lập trình dùng giản đồ hình thang, kí hiệu LAD Trong năm đầu thập niên 1970, hệ thống PLC có thêm khả khác, hỗ trợ thuật toán, vận hành với liệu cập nhật Mặt khác phát triển hình dùng cho máy tính nên việc giao tiếp người điều khiển để lập trình cho hệ thống chở nên thuận tiện Sự phát triển hệ thống phần cứng phần mềm từ năm 1975 làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ với chức mở rộng: Hệ thống ngõ vào/ tăng lên đến 8.000 cổng vào/ ra, dung lượng nhớ chương trình tăng lên 128.000 từ nhớ Ngồi nhà thiết kế tạo kỹ thuật kết nối với hệ thống PLC riêng lẻ thành hệ thống PLC chung, tăng khả hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý tốt với chức phức tạp số lượng cổng vào/ lớn Trong tương lai hệ thống PLC không giao tiếp với hệ thống khác thông qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển hệ thống: Rơbơt, Cad/ Cam … mà nhà thiết kế xây dựng loại PLC với chức điều khiển thông minh gọi siêu PLC 1.2.2.2 Khái niệm đặc điểm PLC * Khái niệm PLC PLC hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 PLC (Progammable Logic Controller) – Bộ điều khiển logic khả trình Là thiết bị điều khiển logic lập trình Thiết bị có đầu vào logic sau trình xử lý theo chương trình bên cho đầu mức logic có quan hệ với đầu vào thơng qua chương trình bên thiết bị PLC ứng dụng rộng rãi trở nên thiếu dây truyền sản xuất đại Hình 1.6 Hình ảnh PLC Chức điều khiển PLC đa dạng thay cho mảng rơle Hơn PLC giống máy tính lập trình PLC lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, ổn định môi trường công nghiệp, giá cạnh tranh * Đặc điểm PLC PLC sử dụng nhiều lập trình ứng dụng khác có lợi ích như: - PLC dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển để thích ứng u cầu mà giữ nguyên thiết kế phần cứng, đầu nối dây … - PLC điều khiển nhiều chức khác từ thao tác đơn giản, lặp lại, liên tục đến thao tác đòi hỏi xác, phức tạp - PLC dễ dàng hiệu chỉnh xác cơng việc điều khiển xử lý nhanh chóng lệnh, từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm, định thời gian, chương trình con, … - Giao tiếp dễ dàng với thiết bị ngoại vi, module thiết bị phụ trợ khác hình hiển thị - Có khả chống nhiễu cơng nghiệp - Ngơn ngữ lập trình cho PLC trở thành thiết bị việc điều khiển thiết bị công nghiệp 1.2.2.3 Cấu trúc PLC Một PLC có cấu trúc nh sau: Đầu vào Môdun Đầu Vào/ra Môdun nguồn CPU Thiết bị lập trình Môdun nhớ Hỡnh 1.7 Cu trúc PLC Khi nghiên cứu PLC điều số lượng đầu vào/ (I/O) PLC số đầu vào/ra hay nhiều Số lượng đầu vào/ cho biết mức độ quản lý nhiều thiết bị Vấn đề đặc biệt quan trọng ứng dụng PLC vào dây truyền sản xuất phức tạp cần gia công nhiều biến đầu vào Các biến đầu vào đóng cắt cơng tắc bật tắt thơng thường Cơng tắc vị trí hay sensor logic để đặt giá trị đầu vào, đầu vào thường có mức điện áp cao để tăng độ xác truyền xa Trong PLC có chuyển mức điện áp mức chuẩn với mức logic +5V mức logic 0V Khi PLC quét đầu vào để lấy liệu sau trình xử lý bên chương trình phần mềm, sau liệu đầu dạng số với mức logic tương ứng, qua mạch chuyển đổi để có mức điện áp phù hợp với yêu cầu điều khiển Các đầu nối với cuộn hút đóng cắt rơle, động máy sản xuất, … Với PLC điều khiển MCU (Micro Contronller Unit) hạt nhân hệ Bộ vi điều khiển đảm nhiệm tất công việc từ thu nhập liệu đầu vào, xử lý liệu đưa đầu ra, PLC làm việc máy tính trình hoạt động hồn tồn tự động Ngồi đầu vào/ logic PLC có đầu vào cấp nguồn, thông thường nguồn nuôi PLC điện áp xoay chiều qua xử lý tạo điện áp chiều phù hợp để nuôi vi điều khiển mạch điện tử khác 1.2.2.4 Ứng dụng ưu nhược điểm PLC * ỨNG dụng PLC PLC sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, thiết bị y tế, ơtơ, … - Hố học dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, … - Chế tạo máy sản xuất: tự động hố chế tạo máy, q trình lắp đặt máy,… - Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm số lượng, kiểm tra chất lượng sản phẩm, cân, đóng gói, … * Ưu nhược điểm PLC - Thời gian lắp đặt cơng trình ngắn - Dễ dàng thay đổi mà khơng gây tổn thất đến tài - Có thể dễ dàng tính tốn xác giá thành - Cần thời gian huấn luyện - Dễ dàng thay đổi phần mền - Phạm vi sử dụng rộng rãi - Dễ bảo trì, xử lý cố dễ nhanh chóng - Độ tin cậy cao, chuẩn hố phần cứng điều khiển - Thích ứng với môi trường khắc nghiệt Tuy nhiên với mức độ quản lý điều khiển rộng PLC lại khơng phù hợp với hệ thống nhỏ, đơn giản khơng tận dụng khả làm việc thiết bị 1.2.3 Phân loại PLC Có hai cách phân loại PLC: - Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, … - Theo version: Gồm có PLC Siemen có họ: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo PLC Misubishi có họ: Fx, Fxo, Fxon Trong trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … phù hợp với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, …Chính theo đê tài giao em thấy chọn PLC S7-300 hợp lý nhất, tận dụng khả làm việc thiết bị mà không bị lãng phí 1.2.4 Bộ điều khiển PLC S7-300 3.1 Giới thiệu thiết bị điều khiển khả lập trình PLC Một hệ thống điều khiển ưu việt mà lựa chọn nhằm mục đích để điều khiển máy sản xuất cần phải hội đủ yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt … Từ hệ thống điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Control) đời giải vấn đề Những đặc điểm PLC:  Thiết bị chống nhiễu  Có thể kết nối thêm modul để mở rộng ngõ vào/ra  Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu  Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển máy lập trình máy tính cá nhân  Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ  Bảo trì dễ dàng Do đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không nhiều thời gian nối dây phức tạp cần thay đổi chương trình điều khiển, cần lập chương trình thay cho chương trình cũ 3.2 Cấu hình phần cứng PLC S7-300 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 Kết luận  -Trong khoảng thời gian thực đề tài bổ xung cho chúng em kiến thức cần thiết PLC thu thập học thực tiễn hệ thống tự động hố cơng nghiệp Từ đó, chúng em rút số kết luận sau: Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất điều quan trọng khơng mang lại hiệu kinh tế mà góp phần đẩy mạnh cơng nghiệp hoá, đại hoá đất nước, nâng cao đời sống nhân dân Dù thời gian ngắn, với khối lượng công việc nhiều,chúng em nỗ lực với dẫn thầy Đinh Hữu Trường Sơn góp ý bạn bè cuối đề tài hoàn thành tiến độ đáp ứng yêu cầu, mục đích mong muốn Với han chế mặt khách quan chủ quan số vấn đề khơng tìm hiểu quan tâm đầy đủ Vì thiếu sót đề tài khơng thể tránh trình thực đề tài Chúng em mong có đóng góp ý kiến thầy bạn để em hồn thiện hơn.Chúng em xin chân thành cảm ơn ! DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Giáo trình PLC S7-200 S7-300 Tác giả KS Lê Ngọc Bích Trên mạng Internet.các trang web: http//.www.vihem.com.vn http//.www.vast.ac.vn/index http//.www.vnexpress.net http//.www.aseate.com http//.www.vista.gov.vn http//.www.hiendaihoa.com ... S7-Graph Chương 2: Thiết kế thi công đề tài : “ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG PLC S7300 2.1 Hệ thống băng tải 2.1.1 Vai trò Ngày băng tải sử dụng nhiều sản xuất công nghiệp, nông nghiệp Băng tải dùng... PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo PLC Misubishi có họ: Fx, Fxo, Fxon Trong trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … phù hợp với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra... không tận dụng khả làm việc thiết bị 1.2.3 Phân loại PLC Có hai cách phân loại PLC: - Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, … - Theo version: Gồm có PLC Siemen có họ: PLC S7-200,