Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ỨNG DỤNG 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 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ỨNG DỤNG PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Mai Chung Đức Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đức Minh 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 : Mai Chung Đức – MSV : 1412102091 Lớp : ĐC1801- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng 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 Đức Minh Học hàm, học vị Thạc 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 13tháng 08 năm 2018 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 02 tháng 11 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 Mai Chung Đức Th.S Nguyễn Đức Minh 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) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ CẤU TRÚC HỌ PHẦN CỨNG PLC S7 200 1.1 Giới thiệu PLC 1.2Phân Loại 1.3 Chế độ làm việc vòng quét 1.4 Các thiết bị phụ trợ 1.5 Ngơn ngữ lập trình 1.6 Ứng dụng PLC 10 1.7.Giới thiệu PLC S7-200 11 1.7.1 Các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn PLC s7-200 11 1.7.2.Tính PLC S7-200 11 1.7.3.Cấu trúc nhớ CPU 12 1.7.4 Đơn vị S7-200 15 1.8.Tập lệnh 16 1.8.1 Các lệnh vào .16 1.8.2 lệnh ghi xóa giá trị cho tiếp điểm 17 1.8.3 Timer: TON,TOF, TONR 18 1.8.4 COUNTER 20 1.9 Chương trình điều khiển 23 1.9.1 Khai bào phần cứng .23 1.9.2 Cấu trúc sổ lập trình .24 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM LỰA CHỌN PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 28 1.Giới thiệu tóm tắt đề tài .28 2.2 Khả ứng dụng thực tế lý chọn đề tài 29 2.3 Phân tích hoạt động hệ thống 31 2.3.1 Hoạt động phân loại thủ công 31 2.3.2 Hoạt động phân loại tự động 31 2.4 Các yêu cầu thiết kế hệ thống 31 2.4.1 Các chuyển động 31 2.4.2 Các yêu cầu thiết kế 31 2.5.Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 32 2.6 Các băng chuyền phân loại sản phẩm 33 2.6.1 Giới thiệu chung 33 2.6.2 Ưu điểm băng tải 33 2.6.3.Cấu tạo băng tải 33 2.6.4 Các loại băng tải thị trường 34 CHƯƠNG 3.THIẾT KẾ XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 37 3.1.Thiết kế khối nguồn chiều 37 3.2 Giới thiệu động chiều 38 3.3 Phương trình đặc tính động điện chiều 39 3.3.1 Phân loại động điện chiều 41 3.3.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều 41 3.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động, sơ đồ khối Rơle 42 3.5 Cảm biến quang .43 3.6 Cơng tắc hành trình 48 3.7 Mô tả hệ thống phân loại sản phẩm 49 3.7.1Sơ đồ khối 49 3.7.2 Sơ đồ nguyên lý 50 3.7.3 Khối xử lý trung tâm 51 3.7.5 Khối chấp hành 52 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 LỜI MỞ ĐẦU Ngày trước phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật việc áp dụng khoa học công nghệ vào thực tế sản xuất phát triển rộng rãi mặt quy mô lẫn chất lượng Trong ngành tự động hóa chiếm vai trò quan trọng giảm nhẹ sức lao dộng cho người mà góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, ngành tự dộng hóa ngày khẳng định vị trí vai trò ngành cơng nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống công nghiệp tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng Chiếm vai trò quan trọng ngành tự động hóa kỹ thuật điều khiển logic lập trình viết tắt PLC Nó phát triển mạnh mẽ ngày chiếm vị trí quan trọng ngành kinh tế quốc dân Không thay cho kỹ thuật điều khiển cấu cam kỹ thuật rơ le trước mà chiếm lĩnh nhiều chức phụ khác Xuất phát từ thực tế đó, trình học tập trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng, bảo hướng dẫn tận tình thầy cô khoa Điện Công Nghiệp đặc biệt thầy giáo, TH.S ”Nguyễn Đức Minh”, em nhận đồ án với đề tài: “ Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC ”.Để giúp cho sinh viên có thêm hiểu biết vấn đề Gồm lõi thép ghép từ thép kĩ thuật điện dày 0.5mm, để giảm tổn hao dòng điện xốy Bên ngồi có rãnh để đặt dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng: Là dây đồng đặt bên rênh phần ứng gồm nhiều phần tử, phần tử có nhiều vòng dây hai đầu phần tử nối với hai phiến góp, phần tử nối với tạo thành mạch kín Cổ góp: (vành góp hay vành đổi chiều) Biến đổi dòng điện xoay chiều máy thành dòng chiều ngồi, biến dòng chiều từ bên ngồi thành dòng xoay chiều vào máy Cổ góp có nhiều phiến góp đồng, ghép cách điện Mica 0.4-1.2mm tạo thành hình tròn Đi phiến góp nhơ cao để hàn với đầu dây phần tử  Các phận khác: Vỏ máy: Có thể gang máy lớn thép thành ống máy nhỏ, chức để cố định lõi thép cực từ làm gông từ Nắp máy: Thường làm gang để bảo vệ dây quấn, đỡ trục Roto nhờ ổ bi Trục: Gắn với Roto làm thép Chổi than: Dùng để dẫn điện từ vào dây quấn phần ứng ngược lại Phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập + - Ukt Rkt Rỉf E + Phương trình đặc tính tổng quát: 40 Suy :ω = ω0 - ∆ω Trong đó: ω: tốc độ động ω0: tốc độ không tải lý tưởng ∆ω: độ sụt tốc 3.3.1 Phân loại động điện chiều Tùy theo cách mắc mạch kích từ so với mạch phần ứng mà động điện chiều chia thành: -Động điện chiều kích từ độc lập : có dòng điện kích từ từ thơng động khơng phụ thuộc vào dòng điện phần ứng sơ đồ nối dây hình vẽ với nguồn điện mạch kích từ U kt riêng biệt so với nguồn điện mạch phần ứng Uư -Động điện chiều kích từ song song : Khi nguồn điện chiều có cơng suất vô lớn, điện trở nguồn coi =0 điện áp nguồn khơng đổi, khơng phụ thuộc vào dòng điện phần ứng động cơ.Loại động chiều kích từ song song coi kích từ độc lập -Động chiều kích từ nối tiếp : dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng -Động chiều kích từ hỗn hợp : gồm dây quấn kích từ, dây quấn kích từ song song dây quấn kích từ nối tiếp, dây quấn kích từ song song chủ yếu 3.3.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều - Khi cho điện áp chiều U vào chổi than A B, dây quấn phần ứng có dòng điện Iư Các dẫn ab, cd có dòng điện nằm từ trường chịu lực Fđt tác dụng làm cho rotor quay Chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí dẫn ab, dc đổi chỗ cho có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ 41 cho chiều lực tác dụng khơng đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường cảm ứng sức điện động E Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải động điện chiều sức điện động E ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư gọi sức phản điện động 3.4Cấu tạo nguyên lý hoạt động, sơ đồ khối Rơle Để thiết kế tốt mục tiêu nói ta phải nắm nguyên lý hoạt động rơle trung gian kiểu kín, sau vẽ qua sơ đồ hoạt động  Cấu tạo Rơle trung gian kiểu kín loại thiết bị điện có kết cấu đơn giản, loại rơle dòng điện nhỏ nên ta bỏ qua hồ quang sinh phận mang điện Như Rơle trung gian kiểu kín mang phận sau: - Hệ thống tiếp điểm bao gồm tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh ( bao gồm tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường mở nối liên thông với nhau) - Hệ thống dẫn, gồm có dẫn động dẫn tĩnh - Một nam châm điện xoay chiều Cuộn dây nam châm điện xoay chiều Hệ thống phản lực lò xo nhả có hình xoắn trụ Hệ thống nắp thân đế Các chi tiết đầu nối chi tiết dẫn điện  Sơ đồ động 123456- Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường mở Nắp Thân Lõi Cuộn dây 42 7- Thanh dẫn 8- Lò xo nhả  Nguyên lý hoạt động Rơle trung gian kiểu kín có ngun lý hoạt động dựa nguyên lý cảm ứng điện từ nam châm điện thuộc loại hút chập có tiếp điểm dạng cơngsơn Khi đưa dòng điện I vào cuộn dây nam châm điện cuộn dây sinh sức từ động F=IW, sức từ động sinh từ thơng khe hở khơng khí nam châm điện Φδ, Fđt>Fph làm cho nắp nam châm điện đóng lại đồng thời tiếp điểm thường đóng mở tiếp điểm thường mở đóng lại Khi khơng có dòng điện đưa vào cuộn dây nam châm điện I=0 Fđt=0