Đồ án trộn sơn full code sử dụng s7 1200

MỤC LỤC CHƯƠNG DẪN NHẬP 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hóa, để q trình phát triển nhanh cần tập trung đầu tư vào dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao suất lao động cho sản phẩm có chất lượng cao Một phương án đầu tư vào tự động hoá việc ứng dụng PLC vào dây chuyền sản xuất Đối với tính tiện ích hệ thống PLC nên điều khiển sử dung nhiều lĩnh vực khác Một ngành phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng, việc ứng dụng PLC vào ngành xây dựng việc làm đem lại hiệu cao phù hợp, đặc biệt công đoạn pha chế sơn Hiểu rõ cấp thiết thực tế, nhóm thực đồ án chọn đề tài “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHA TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 – 1200” 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài thực với mục đích sau:  Nghiên cứu tìm hiểu thành phần hệ thống pha trộn sơn  Nắm rõ thêm hệ thống điều khiển giám sát hành  Nắm rõ thêm PLC S7-1200 phần mềm WinCC Tia Portal  Vận dụng ngơn ngữ lập trình cho PLC S71200 để điều khiển mơ hình pha trộn sơn tự động  Thiết kế mơ hình pha trộn sơn tự động Tồn thơng số hoạt động hệ thống giám sát qua máy tính  Thiết kế thi cơng mơ hình, kết nối PLC, giám sát điều khiển hệ thống pha trộn sơn tự động giao diện WinCC  Mục đích cuối đề tài pha trộn màu sơn từ ba màu (đỏ, vàng, lam) 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI  Hạn chế việc tạo màu sơn  1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu  Hệ thống PLC S7-1200, module mở rộng  Phần mềm WinCC Tia Portal  Ngơn ngữ lập trình LAD cho S7-1200 Phạm vi nghiên cứu đề tài  Do mơ hình đề tài có qui mơ nhỏ nên nhóm nghiên cứu ứng dụng phạm vi pha trộn sơn ấn định sản xuất số màu (….) từ ba màu (đỏ, vàng, lam)  Nghiên cứu cấu trúc PLC S7-1200 sử dụng phần mềm hỗ trợ để thực điều khiển giám sát hệ thống pha trộn sơn tự động 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Tham khảo thực tế  Tìm hiểu lý thuyết  Thực nghiệm khoa học 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ưu điểm hệ thống pha trộn sơn tự - động: Kết cấu gọn, mặt chiếm diện tích - nhỏ, dễ tháo lắp động Điều khiển đại thuận tiện cho - người sử dụng Yêu cầu đặt ra: Trạm pha trộn sơn pha chế màu cách xác, màu mong - muốn Trạm pha trộn sơn hoạt động hoàn toàn tự - động Việc thực đề tài giúp ứng dụng kiến thức học vào thực tế, biết cách sử dụng nhiều thiết bị thực tế cảm biến, pitton… nâng cao thêm kỹ thực hành gia cơng khí chi tiết, lắp ráp hệ thống khí 1.7 nén… BỐ CỤC ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ_KẾT LUẬN_HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ Q trình vận hành gồm giai đoạn điều khiển hệ thống cấp lon, điều khiển rót sơn, đóng nắp lon điều khiển máy trộn sơn 2.1.1 Quy Trình Điều Khiển Hệ Thống Cấp Lon - Cảm biến 1: phát có lon - Một piston để đẩy lon vị trị băng tải, sau băng tải hoạt động đưa lon tới vị trị rót sơn 2.1.2 Quy Trình Điều Khiển Rót Sơn Sơ đồ cơng nghệ cho thấy: gồm có ba bồn chứa ba màu sơn khác là: “đỏ, vàng, lam” làm sở cho việc tạo màu sơn mong muốn Quy trình làm việc thực sau: Khâu rót sơn thực sau kết thúc trình cấp lon, lon đặt băng tải, có cảm biến để báo q trình rót sơn tự động: - Cảm biến 2: báo lon đến vị trí để rót sơn băng tải ngưng hoạt đơng Sau van xả loại sơn khác màu vào lon, loại sơn thứ xả vào bình van điện từ khoảng thời gian t1, loại sơn thứ hai xả vào bình qua van điện từ khoảng thời gian t2, loại sơn thứ ba xả vào bình van điện từ khoảng thời gian t3 Các van dừng đưa sơn vào lon bơm đủ khoảng thời gian định sẵn băng tải hoạt động trở lại đưa lon sơn đến vị trí đóng nắp lon 2.1.3 Quy Trình Điều Khiển Đóng Nắp Lon Khâu đóng nắp lon thực sau kết thúc q trình rót sơn, lon sơn đặt băng tải, có cảm biến để báo q trình đóng nắp lon tự động: - Cảm biến 3: báo lon đến vị trí đóng nắp lon băng tải ngưng hoạt đơng Hệ thống đóng nắp hoạt đơng sau: có piston dùng để kẹp nắp lon tiếp tục có piston dùng để nâng nắp lon lên, sau có piston để đẩy nắp lon tới vị trí lon sơn, cuối có piston đóng nắp lon Sau q trình đóng nắp lon sơn kết thúc băng tải hoạt động trở lại đưa lon tới đến vị trí trộn sơn 2.1.4 Quy Trình Điều Khiển Máy Trộn Sơn Khâu trộn lon sơn thực sau kết thúc trình đóng nắp, lon sơn đặt băng tải, có cảm biến để báo q trình đóng nắp lon tự động: - Cảm biến 4: báo lon đến vị trí trộn sơn băng tải ngưng hoạt đông Hệ thống trộn sơn hoạt động sau: có pitson đẩy lon sơn vào động trộn, tiếp tục có piston dùng để nâng động trộn lên, động trộn hoạt động chạy khoảng thời gian t Sau trình trộn sơn kết thúc có piston khác đẩy lon sơn vị trị băng tải, lúc băng tải hoạt động trở lại đưa lon sơn tới vị trí cuối băng tải đồng thời chạy qua cảm biến (cảm biến đếm sản phẩm) kết thúc chy kỳ hoạt động, đồng thời hệ thống cấp lon hoạt động trở lại đếm đủ sản phẩm dừng tồn hệ thống 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2.1 Tổng Quan Về PLC S7 – 1200 2.2.2 Làm Việc Với Tia Portal Và PLC S7 – 1200 2.2.3 Nút Nhấn, Còi Báo - Nút ON: chọn loại thường hở (NO) 10 Hình 8: Vị trí chiết đóng nắp 32 Hình 9: Vị trí trộn sơn Sau thiết kế xong phần mơ hình, ta lắp ráp lại hệ thống mơ hình hồn chỉnh, thực cân chỉnh thiết bị xếp mơ hình cách hợp lý theo yêu cầu đề tài Tiến hành đấu nối theo sơ đồ mạch điều khiển mạch động lực đề 33 Hình 10: Mơ hình hồn chỉnh 4.3 4.3.1 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG Lưu Đồ Giải Thuật  Lưu đồ thuật toán cho toàn hệ thống : 34 35 36 37 38 4.3.2 Phần Mềm Lập Trình Cho PLC S7 – 1200 Trong đồ án nhóm em sử dụng phần mềm TIA Portal V14 tích hợp với WinCC RT Advanced V14 Siemens Phần mềm 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 4.3.3 4.3.4 Chương Trình Lập Trình PLC Lập Trình Đếm Xung Tốc Độ Cao 4.4 QUY TRÌNH VẬN HÀNH TRÊN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Bước 1: Bật CB nguồn 220VAC để cung cấp điện cho nguồn tổ ong 24VDC để cung cấp nguồn cho PLC Trường hợp khẩn cấp có cố xảy ta nhấn nút ES để dừng nguồn mạch động lực 39 Bước 2: Ta đặt lon vào khung chứa lon Bước 3: Nhấn nút ON để hệ thống bắt đầu hoạt động, lúc băng tải chạy thực yêu cầu theo trình tự lập trình Nếu muốn dừng lại nhấn nút OFF, để tiếp tục hệ thống ta nhấn lại nút ON Bước 4: Sau sản phẩm hết hành trình băng tải ta tiến hành lấy lon sơn  Ngoài ta vận hành giao diện WinCC hình máy tính: Tương tự phần điều khiển nút nhấn cơ, bên cạnh hình Scada có thêm số chức sau: - Theo dõi trạng thái hoạt động cảm biến, motor, trạng thái nút nhấn, còi báo - Cài đặt, chọn màu sơn cần pha - Theo dõi số lượng sản phẩm, màu sơn trộn để chủ động 40 việc đổi sản phẩm CHƯƠNG KẾT QUẢ_KẾT LUẬN_HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT QUẢ Sau trình tìm hiểu nghiên cứu xuất phát từ ý tưởng mà mục tiêu ban đầu nhóm em tiến hành thiết kế thi cơng phần cứng chương trình điều khiển giao diện giám sát máy tính Sau nhiều lần sửa đổi thiết kế lẫn ý tưởng cuối nhóm cuối nhóm có sản phẩm hồn thiện mơ hình điều khiển giám sát hệ thống pha trộn sơn tự động  Nghiên cứu biết cách sử dụng: - Các loại xy lanh khí nén thơng dụng - Cách kết nối thiết bị với PLC S7_1200, nguyên lý hoạt động chúng như: cảm biến, van điện từ solenoi, van khí nén, động - cơ… Tìm hiểu ngun lý hoạt động PLC lập trình hệ thống với 41 phần mềm TIA Portal V14 - Bên cạnh nhóm có thêm kiến thức việc thiết kế giao diện WinCC để phục vụ cho việc điều khiển giám sát hệ thống 5.1.1 Kết Quả Mơ Hình Phần Cứng Hình 1: Mơ hình hồn thiện hệ thống pha trộn sơn tự động 5.1.2 Kết Quả Phần Mềm Giám Sát • Giao diện Scada giúp người vận hành dễ dàng thao tác theo dõi hệ thống 42 a) Giao diện điều khiển b) Giao diện chọn màu sơn Hình 2: Màn hình giám sát WinCC 5.2 NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Sau q trình thực nhóm thi cơng hệ thống mơ hình pha trộn sơn tự động 43 Đến thời điểm nhóm hồn thành 95% mục tiêu đặt Mơ hình hoạt động ổn định Đã thực việc tự động pha trộn sơn đạt yêu cầu, giúp tiết kiệm thời gian pha màu sơn, tăng suất sản phẩm, giảm tỷ lệ phế phẩm • Hạn chế đề tài: - Màu sắc pha chưa đạt đến độ hoàn hảo việc tỷ lệ cài đặt vào sai lệch so với - màu sắc nhìn thấy Động trộn: Hoạt động lâu dài động xảy sai số vị trí dừng 5.3 KẾT LUẬN Sau gần tháng thực đề tài với nhiều cố gắng nổ lực nhóm, với tận tình hướng dẫn thầy Phùng Sơn Thanh với giúp thầy cô khoa Điện-Điện Tử bạn lớp, đồ án hoàn thành thời gian quy định theo yêu cầu đặt 44 Nhóm tạo sản phẩm theo dây chuyền mơ hình hệ thống Đạt mục đích giúp nâng cao hiệu suất cho sản phẩm, tiết kiệm thời gian so với phương pháp thủ công nhờ trình thực hệ thống pha trộn sơn cách tự động… Mơ hình phần cứng bố trí phù hợp, gọn gàng dễ dàng quan sát, phần khí lắp đặt cách chắn chắn Trong trình thực đề tài, nhóm thực đồ án nhận thấy có nhiều khó khăn phần thiết kế khí, thường xuyên phải chỉnh sửa, nhằm cải thiện cho hệ thống hoạt động cách tốt Trong trình tìm hiểu phần mềm sử dụng (Tia Portal), điều khiển S7 -1200, nhóm học hỏi nhiều điều từ sách, trang web nước… Hệ thống pha trộn sơn tự động đạt yêu cầu đề ra, cơng việc thực pha màu sơn đạt yêu cầu mong muốn 45 5.4 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Thiết kế lại hệ thống khí giống với thực tế - Hệ thống pha nhiều màu với độ xác cao - Thay động trộn (DC) động servo động bước để điều khiển nhanh xác - Điều khiển giám sát hệ thống thông qua webserver 46 ... hành  Nắm rõ thêm PLC S7- 1200 phần mềm WinCC Tia Portal  Vận dụng ngơn ngữ lập trình cho PLC S71 200 để điều khiển mơ hình pha trộn sơn tự động  Thiết kế mơ hình pha trộn sơn tự động Tồn thông... lon sơn, cuối có piston đóng nắp lon Sau q trình đóng nắp lon sơn kết thúc băng tải hoạt động trở lại đưa lon tới đến vị trí trộn sơn 2.1.4 Quy Trình Điều Khiển Máy Trộn Sơn Khâu trộn lon sơn. .. phạm vi pha trộn sơn ấn định sản xuất số màu (….) từ ba màu (đỏ, vàng, lam)  Nghiên cứu cấu trúc PLC S7- 1200 sử dụng phần mềm hỗ trợ để thực điều khiển giám sát hệ thống pha trộn sơn tự động 1.5