Nghiên cứu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao bằng PLC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO BẰNG PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO BẰNG PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Bùi Trung Kiên Người hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Thắng HẢI PHỊNG - 2018 Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Bùi Trung Kiên – MSV : 1412401013 Lớp : ĐC1801- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Nghiên cứu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao PLC NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên : Nguyễn Trọng Thắng Học hàm, học vị : Tiến sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn : Toàn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2018 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng .năm 2018 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Bùi Trung Kiên T.S Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngày tháng năm 2018 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Ngày hệ thống điều khiển tự động khơng q xa lạ với Nó đời từ sớm, nhằm đáp 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 thư ờng khó làm Ngày nhiều thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả xử lý, mức độ hồn hảo , xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, đáp 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 pháp 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 “ Nghiên cứu phân loại sản phẩm theo chiều cao b ằng PLC ” Do hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Trọng Thắng thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Sơ lược hệ thống phân loại sản phẩm chiều cao Chương 2: Tổng quan PLC Chương 3: Thiết kế mơ hình Trong q trình thực đề em cố gắng tìm hiểu Nhưng khả hạn chế nên có sai xót mong nhận thơng cảm từ q thầy cô MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 CÁC BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM HIỆN NAY 1.2.1 Các loại băng tải sử dụng 1.3 Giới thiệu chung 1.3.1 Ưu điểm băng tải 1.3.2 Cấu tạo chung băng tải 4 Các loại băng tải thị trường 1.4.1 Các loại băng chuyền phân loại sản phẩm 1.4.2 GIỚI THIỆU BĂNG TẢI DÙNG TRONG MƠ HÌNH CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-200 12 2.1 SƠ LUỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN 12 2.2 TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC 13 2.2.1 Khái niệm PLC 13 2.2.2 Giới thiệu PLC 14 2.2.3 Lợi ích việc sử dụng PLC 16 2.2.4 Ưu, nhƣợc điểm lập trình hệ thống điều khiển PLC 19 2.2.4.1 Ưu điểm PLC 19 2.2.4.2 Nhược điểm PLC 21 2.2.5 Cấu trúc PLC 21 2.2.6 Cấu trúc bên PLC 26 2.3 GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC S7– 200 .28 2.3.1 Giới thiệu chung 28 2.3.2 Đặc điểm thông số số loại CPU S7-200 30 2.3.3 Ngơn ngữ lập trình điều khiển PLC 34 Hệ thống bao gồm khối : - Khối nguồn - Khối vào ra(I/O) - Khối xử lý trung tâm CPU - Khối máy tính điều khiển - Khối cấu chấp hành a Khối nguồn Có vai trò cung cấp toàn nguồn điện cho các khối hệ thống Khối nguồn có sơ đồ khối sau: Hình 3.12: Khối nguồn - Dùng máy biến áp thực hạ áp cách ly - Dùng cầu chỉnh lưu thực chỉnh lưu - Dùng tụ điện (tụ hóa) có điện dung lớn thực mạch lọc b Khối vào ra(I/O) Khối vào có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ bên ngồi vào khối xử lý trung tâm PLC, đồng thời nhận lệnh gửi từ PLC để thực chức khác Khối vào gồm cảm biến, nút ấn, công tắc hành trình Các đầu khối đầu điều khiển chuyển động : băng tải, tay gạt c Khối xử lý trung tâm PLC 66 Là điều khiển logic lập trình PLC S7-200 hãng SIEMENS Có vai trò quan trọng tồn hệ thống, có nhiệm vụ điều khiển, giám sát hoạt động dây chuyền PLC giao tiếp hai chiều với khối vào khối điều khiển Đồng thời PLC giao tiếp chiều với cấu chấp hành để điều khiển động thực lệnh chương trình điều khiển d Khối máy tính điều khiển Có chức cài đặt, sửa chữa chương trình PLC Việc giao tiếp PLC với máy tính thực qua cổng COM e Khối cấu chấp hành: Gồm động thực truyền động băng tải tay gạt để phân loại sản phẩm 3.3 YÊU CẦU VỀ CÔNG NGHỆ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Trong q trình sản xuất gia cơng hệ thống thực tế, hệ thống có giai đoạn kiểm tra sản phẩm sau gia cơng, chế tạo Mơ hình đồ án mô theo phân loại sản phẩm Số lượng sản phẩm cần phân loại phụ thuộc vào phần cứng cách lập trình, luận văn em phân loại khoảng sản phẩm (chiều dài sản phẩm 3cm, 5cm 7cm) Dây chuyền khởi động nút Start (màu xanh) dừng lại nút Stop (màu đỏ) Khi nhấn Start – khởi động hệ thống, động truyền động băng tải cấp điện, bắt đầu truyền động quay băng tải, đồng thời cấp điện cho PLC Khi cho vật vào băng tải 67 Khi gặp cảm biến (cảm biến đặt độ cao chuẩn sản phẩm thấp nhất), tay gạt quay bên trái đưa sản phẩm vào ô thứ băng chuyền 2.khi gặp cảm biến (cảm biến đặt độ cao chuẩn trung bình) cảm biến đồng thời có tín hiệu tay gạt quay sang bên phải đưa sản phẩm vào ô thứ băng chuyền vật gặp cảm biến (cảm biến đặt độ cao nhất) cảm biến đồng thời có tín hiệu tay gạt vị trí đưa sản phẩm vào ô thứ băng chuyền 3.3.1 Các đầu vào/ra: Các đầu vào STT Địa Ký hiệu Chức I0.3 Start Khởi động băng chuyền I0.4 Stop Dừng hệ thống băng chuyền I1.2 CB mức cao Phát vật mức cao I1.1 CB mức TB Phát vật mức TB I1.0 CB mức Thấp Phát vật mức thấp I0.2 CTHT cao Dừng động gạt vật I0.1 CTHT TB Dừng động gạt vật I0.0 CTHT Thấp Dừng động gạt vật Các đầu STT Địa Q0.0 Chức Gạt vật sang trái 68 Q0.4 Gạt vật sang phải Q0.7 Khởi động băng chuyền I1.0 + I1.1 + I1.2 I0.1 I1.0 I0.2 I0.0 Q0.0 Q0.1 Hình 2.10: Sơ đồ tay gạt + Tín hiệu điều khiển từ cảm biến: I1.0,I1.1,I1.2 + Tín hiệu dừng vị trí: I0.0, I0.1,I0.2 + Tín hiệu điều khiển chiều động cơ: Q0.0, Q0.1 3.3.2 Sơ đồ thuật giải 69 I1.0 + I1.11 BEGIN I1.0=1, I1.1=1 I1.2=1, I0.1=1 I0.3=1 Q0.0=1 Q0.0=0 I1.0=0 I1.0=0 M0.0=1 I1.0=0, I1.1=0 I1.1=0, I1.2=0 M0.0=0 M1.2=1 M0.5=1 M1.3=1 M1.2=0 M0.1=0 M0.2=0 M0.7=0 I1.0=1 M0.5=0 I1.0=1 I1.1=1, I1.2=1 I1.1=1, I1.2=1 T41=1 M0.0=0 M0.1=1 M0.5=0 M0.6=1 M0.1=0 M1.2=0 M1.2=1 T37=1 M0.1=0 M0.2=1 T38=1 M0.6=0 M0.7=1 M0.2=0 I0.0=1 M0.2=0 M0.3=1 M0.7=0 M1.0=1 M1.3=0 M0.3=0 M1.0=0 T40=1 M1.0=0 M1.1=1 M0.4=0 M1.1=0 I0.1=1 I0.1=1 M0.4=0 M0.7=0 I0.2=1 T39=1 M0.3=0 M0.4=1 M0.6=0 M0.4=1 M1.1=0 END Hình 2.11 Sơ đồ thuật giải 3.3.3 Chương trình điều khiển phân loại sản phẩm 70 M1.1=1 71 72 73 74 75 76 77 78 KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp,dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Trọng Thắng, đến tác giả hồn thành đồ án Nội dung đồ án bao gồm: Phần kiến thức: * Tìm hiểu điều khiển lập trình PLC S7-200 * Tìm hiểu quy trình cơng nghệ băng chuyền phân loại sản phẩm * Tìm hiểu cảm biến quang Phần thiết kế thi công: * Xây dựng sơ đồ khối * Viết chương trình điều khiển Đề tài trình bày theo dạng mơ hình mơ Nên q trình thực luận văn khơng tránh khỏi sai sót mong đề tài bạn sinh viên khoá sau tiếp tục nghiên cứu khắc phục mặt hạn chế đề tài để tạo sản phẩm tối ưu phục vụ cho sản xuất đời sống xã hội Em xin bảo, góp ý thầy để đề tài em hoàn thiện Cuối em xin trân trọng cảm ơn thầy Hiệu trưởng, Ban Giám hiệu nhà trường, phòng ban chức năng, thầy trƣởng khoa điện, thầy cô khoa điện đặc biệt thầy Tiến sĩ Nguyễn Trọng Thắng người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Hải Phòng, ngày tháng Sinh viên thực Bùi Trung Kiên 79 năm 2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thành Bắc (2001), Giáo trình thiết bị điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Phan Quốc Phơ - Nguyễn Đức Chiến (2008), Giáo trình cảm biến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật GS TSKH Thân Ngọc Hoàn (1999), Máy điện, Nhà xuất giao thơng vận tải Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xn Minh (1997), Tự động hoá SIMATIC S7–200 - Nhà xuất nông nghiệp http:// WWW Google.com 80 ... nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã... rõ PLC em xin chọn đề tài “ Nghiên cứu phân loại sản phẩm theo chiều cao b ằng PLC ” Do hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Trọng Thắng thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Sơ lược hệ thống phân loại sản. .. vật cao Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết đc sản phẩm thuộc màu cửa phân loại tự động mở để sản