Thiết kế và thi công dây chuyền kiểm tra hoàn thiện sản phẩm dùng s7 200​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế thi cơng dây chuyền kiểm tra hồn thiện sản phẩm dùng S7-200 Ngành: KỸ THUẬT CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn : TS VÕ ĐÌNH TÙNG Sinh viên thực : HUỲNH VĂN BIỂN MSSV: 1515021006 Lớp: 16HCT01 TP Hồ Chí Minh, 15 tháng 12 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế thi cơng dây chuyền kiểm tra hồn thiện sản phẩm dùng S7-200 Ngành: KỸ THUẬT CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn : TS VÕ ĐÌNH TÙNG Sinh viên thực : HUỲNH VĂN BIỂN MSSV: 1515021006 Lớp: 16HCT01 TP Hồ Chí Minh, 15 tháng 12 năm 2017 Khoa: Cơ – Điện – Điện tử PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Do giảng viên hướng dẫn ghi giao cho sinh viên nộp văn phòng Khoa 02 tuần đầu thực đồ án/khóa luận tốt nghiệp) Sinh viên thực đề tài Họ tên : HUỲNH VĂN BIỂN MSSV : 1515021006 Lớp : 16HCT01 Ngành : Kỹ thuật Cơ – điện - điện tử Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ điện tử Tên đề tài: Thiết kế thi cơng dây chuyền kiểm tra hồn thiện sản phẩm dùng S7200 Nhiệm vụ thực đề tài: + Tìm hiểu PLC S7-200.CPU224 + Tìm hiểu phần mền STEP7-Micro/win + Tìm hiểu động DC + Tìm hiểu cảm biến điện dung đo mực chất lỏng + Tìm hiểu quy trình cơng nghệ + Thi cơng mơ hình + Viết báo cáo theo mẫu Ghi chú: Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên TP HCM, ngày 06 tháng10 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết đồ án tốt nghiệp trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép cơng bố Tp Hồ Chí Minh, ngày15 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Huỳnh Văn Biển Lời cảm ơn! Để luận văn đạt kết tốt đẹp, nhận hỗ trợ, giúp đỡ thầy bạn bè học chung Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cá nhân quan tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập làm đồ án tốt nghiệp Trước hết xin gửi tới thầy cô Viện kỹ thuật Hutech trường Đại học công nghệ thành phố Hồ Chí Minh lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đến tơi hoàn thành luận văn, đề tài: “Thiết kế thi cơng dây chuyền kiểm tra hồn thiện sản phẩm dùng S7-200” Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Võ Đình Tùng quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tơi hồn thành tốt luận văn thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Phòng ban chức trực tiếp gián tiếp giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu đề tài Tôi mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh ngày 15 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Huỳnh Văn Biển DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT…………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU……………………… LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………….3 LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề đề tài: Mục tiêu đề tài: Nội dung nhiệm vụ đề tài: Phương pháp nghiên cứu: 5 Các kết đạt đề tài: .6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp: Chương 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN 1.1 PLC S7-200 1.2 Phần mền STEP – Micro/win .17 1.3 Cảm biến 25 1.4 Động 27 2.5 Màn hình HMI 27 1.6 Bộ nguồn cấp điện cho PLC thiết bị 32 1.7 Cáp kết nối Cáp kết nối PLC với HMI 34 1.8 Rơ le 34 1.9 CB nguồn pha 35 1.10 Đèn tầng ba màu đỏ-xanh-vàng…………………………………36 Chương 2: TỔNG QUÁT VỀ MÁY KIỂM TRA SẢN PHẨM .37 2.1 Ý tưởng thiết kế máy: 37 2.2 Công dụng máy: 39 2.3 Thị trường sử dụng: 39 Chương : THIẾT KẾ VÀ SẢN XUẤT MÁY 40 3.1 Về phần khí: 40 3.2 Vật tư thiết bị khí………………………………………………40 3.3 Vật tư thiết bị điện……………………………………………… 41 Chương 4: THI CƠNG MƠ HÌNH ………………………………….41 4.1 Dụng cụ đồ nghề chuẩn bị .41 4.2 Lắp đặt tủ điều khiển 45 4.3 Lắp đặt băng tải 48 4.4 Lắp đặt cảm biến 48 4.5 Lắp đặt hệ thống khí nén 49 4.6 Kiểm tra lắp đặt 49 4.7 Viết chương trình cho HMI OP-320-A-S .50 4.8 Chạy thử nghiệm…………………… ………………………….57 Chương 5: KẾT LUẬN .61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ĐA/KLTN: Đồ án/khóa luận tốt nghiệp TS: Tiến Sĩ Võ Đình Tùng PLC: Programmable Logic Controller ( Thiết bị điều khiển lập trình) HMI: Human-Machine-Interface ( Thiết bị hiển thị) DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1: Máy dán màng nhơm chai dán Hình 2: Máy kiểm tra màng nhơm thị trường Hình 1.1 PLC S7-200 Hình 1.2 : Loại CPU 224 PLC Hình 1.3 : Cổng nối tiếp RS485 Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây PLC Hình 1.5 : Dạng liệt kê lệnh STL Hình 1.6 : Hộp thoại nộp PLC Hình 1.7 : Chương trình chạy Hình 2.8 : Cảm biến điện dung Hình 1.9: Cảm biến tiện cận từ Hình 1.10: Cảm biến quang Hình 1.11: Mơ tơ DC 24V Hình 1.12: Van điều khiển Hình 1.13: Màn hình hiển thị OP320-A-S Hình 1.14: Thơng số kỹ thuật OP320-A-S Hình 1.15 : Hưỡng dẫn sử dụng HMI Bảng OP320-A-S SVTH: Huỳnh Văn Biển GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.16: Bộ nguồn Bảng 1.17: bảng thơng số kỹ thuật nguồn Hình 1.18 : Dây cáp kết nối HMI với PLC Hình 1.19 : Hình thơng số kỹ thuật role Hình 1.20: CB Hình 1.21: Đèn tầng Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lắp đặt máy kiểm tra sản phẩm KT01/2017 Hình 2.2: Sơ đồ khối dây chuyền Hình 2.3: Máy kiểm tra sản phẩm KT01/2017 Bảng 2.1 : vật tư thiết bị khí Bảng 2.2 : vật tư thiết bị điện Hình 2.3: Sơ đồ dây Hình 4.1: Mơ hình tổng quát máy kiểm tra sản phẩm Hình 4.2: Sơ đồ khối hệ thống Hình 4.3: Tủ điều khiển máy Hình 4.4: Băng tải Hình 4.5: Cáp đổ chương trình từ máy tính qua HMI Hình 4.6: Hình cài dặt HMI Hình 4.7: Quy trình hoạt động máy Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật Hình 4.9: Màn hình HMI bật máy SVTH: Huỳnh Văn Biển GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước giới nói chung Việt Nam nói riêng đà phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân ngày nâng cao Nhu cầu sử dụng thực phẩm nước uống sữa, nước ngọt, dầu ăn, số sản phẩm khác phục vụ cho ngành sản xuất cao Điều quan trọng để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm an tồn vận chuyển nhà cung cấp thường sử dụng loại bao bì tốt chai bình có dán màng nhơm bảo vệ Trong trình sản xuất nhà máy trọng khâu kiểm tra sản phẩm xuất thị trường tiêu thụ nhằm đưa tới cho khách hàng tin cậy cao chất lượng , lắp đặt hệ thống dây chuyền sản xuất máy kiểm tra sản phẩm điều thiếu được, thực tế số nhà máy lắp đặt thiết bị kiểm tra chưa đảm bảo hết chức Đây hội sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện tử chúng em cống hiến phần kiến thức nhỏ cải thiện tốt hơn, nhu cầu cần thiết nên chúng em thực đồ án máy kiểm tra màng nhôm mức trọng lượng Đồ án thiết kế tạo máy kiểm tra nghiên cứu hoạt động tảng PLC HMI, hệ thống cảm biến , khí nén, xylanh Trong trình nghiên cứu hướng dẫn tận tình thầy trường Đại Học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh bạn bè chúng em hồn thành cơng trình nghiên cứu theo yêu cầu đặt Sau số tầm quan trọng đề tài SVTH: Huỳnh Văn Biển GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.3 Lắp đặt băng tải Băng chải lắp đặt khung nhơm định hình có mặt đế gắn vào gỗ để cố định mô hình thực tề người ta làm hồn tồn sắt thép Phía hai đầu lắp hai trục lăn kéo băng tải , trục gắn với mơ tơ DC gọi trục chủ động trục lại bị động Khi lắp đặt nên để ý cho băng tải phải căng hợp lý Hình 4.4: Băng tải 4.4 Lắp đặt cảm biến Nguyên tắc chung: cảm biến phải lắp vào gá để không bị xê dịch ảnh hưởng tới hoạt động máy xem hình 1.1  Cảm biến tiệm cận điện dung Omron E2K-25ME1: Do cảm biến có đầu la NPN kích chân dương nên đấu vào hệ thống máy cần phải đấu qua rơ le để kích chân âm hoạt động Do cảm biến dung nên lắp lắp cho cảm biến có đầu phát nằm ngang cách chai khoang 3-5mm  Cảm biến tiệm cận điện từ TL-N10ME1: Do cảm biến có đầu la NPN kích chân dương nên đấu vào hệ thống máy cần phải đấu qua rơ le để kích chân âm hoạt động Do SVTH: Huỳnh Văn Biển 48 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP màng nhôm nằm miệng chai nên lắp cảm biến từ có chiều đầu đọc hướng váp miệng chai cách miệng chai 5-5mm  Cảm biến quang Omron E3Z-D62: Do cảm biến có đầu la NPN kích chân dương nên đấu vào hệ thống máy cần phải đấu qua rơ le để kích chân âm hoạt động Cảm biến quang lắp sau cảm biến từ cảm biến dung 4.5 Lắp đặt hệ thống khí nén Hệ thống khí nén lắp van điện từ 3/2 gồm đầu cấp nguồn đầu vào , đầu , xy lanh khí nén loại có hành trình 20mm, xy lanh khí nén van từ kết nối đường ống khí 6mm, hệ thống cấp khí loại bơm mini có áp 6kg 4.6 Kiểm tra lắp đặt Sau lắp đặt xong hệ thống ta dùng thiết bị hỗ trợ xem xét pha có bị ngắn mạch khơng, dây có bị gãy bong vỏ , tủ điện có bị dòng rò khơng, thiệt bị khác Thiết kế cài đặt chương trình cho HMI Cáp dùng đổ chương trình từ máy tính qua HMI Hình 4.5: Cáp đổ chương trình từ máy tính qua HMI SVTH: Huỳnh Văn Biển 49 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.6: Hình cài dặt HMI 4.7 Viết chương trình cho máy 4.7.1 Quy trình hoạt động máy SVTH: Huỳnh Văn Biển 50 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.7: Quy trình hoạt động máy Lưu đồ giải thuật Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật SVTH: Huỳnh Văn Biển 51 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.7.2 Viết chương trình cho máy SVTH: Huỳnh Văn Biển 52 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Huỳnh Văn Biển 53 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Huỳnh Văn Biển 54 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Huỳnh Văn Biển 55 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Huỳnh Văn Biển 56 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.8 Chạy thử nghiệm Sau lắp đặt hệ thống phần cứng chạy phần mềm cho máy cho máy chạy thử xem đạt yêu cầu chưa Nếu chưa đạt phải chỉnh sửa lại cho phù hợp Cách chạy thử máy kiểm tra sản phẩm có hoạt động tốt hay khơng cần chuẩn bị mục sau: - 10 chai loại 150-1000ml sản phẩm đạt - 10 cahi loại 150-1000ml sản phẩm lỗi thiếu màng nhôm - 10 cahi loại 150-1000ml sản phẩm lỗi thiếu mức chất lỏng Bước 1: Cắm dây nguồn bật CB lên Bước 2: Kiểm tra xem nút nhấn khẩn cấp đóng hay mở chưa mở bật lên dấu hiệu nhận biết đèn phát lên màu đỏ hệ thống có nguồn Bước 3: Nhấn nút Start cho máy chạy muốn dừng máy nhấn stop nút khẩn cấp Nút ESC nút reset máy bị lỗi đưa giá trị 0, Nút lên xuống dùng để kiểm tra sản phẩm đạt , lỗi Bước 4: Cho loại chai đạt tiêu chuẩn vào chỉnh biến từ càm biến dung cho phù hợp với loại chai sản xuất Sau cho sản phẩm đạt , lỗi màng nhôm , lỗi trọng lượng ,mức qua để em máy có hoạt động tơt khơng Hình 4.9: Màn hình HMI bật máy SVTH: Huỳnh Văn Biển 57 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thử lần 1: Sau bật máy lên cho chạy thấy an toàn cho loại chai đạt tiêu chuẩn qua 10 chai xem kết hình hình hiển thi : - Tổng sản phẩm 10 - Sản phẩm lỗi - Thành phẩm 10 Để kiểm tra chi tiết nên bấm vào nút ghi lỗi màng nhơm 0, lỗi trọng lượng lúc ta kết luận máy hoạt động tốt Để quay lại mà hình để thử lần hai ấn vào nút để trở hình chủ Thử lần 2: cho loại chai thiếu màng nhôm qua 10 chai xem kết hình hình hiển thi : - Tổng sản phẩm 10 - Sản phẩm lỗi từ 10 - Thành phẩm Để kiểm tra chi tiết nên bấm vào nút ghi lỗi màng nhơm 10, lỗi trọng lượng lúc ta kết luận máy hoạt động tốt Ngược lại máy báo: - Tổng sản phẩm 10 - Sản phẩm lỗi từ - Thành phẩm Thì ta kết luận máy hoạt động khơng ổn định cần kiểm tra lại cảm biến PLC Thử lần 3: cho loại chai thiếu mức chất lỏng qua 10 chai xem kết hình hình hiển thi : - Tổng sản phẩm 10 SVTH: Huỳnh Văn Biển 58 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Sản phẩm lỗi từ 10 - Thành phẩm Để kiểm tra chi tiết nên bấm vào nút ghi lỗi thiếu mức chất lỏng ( trọng lượng) 10, lỗi màng nhơm lúc ta kết luận máy hoạt động tốt Ngược lại máy báo: - Tổng sản phẩm 10 - Sản phẩm lỗi từ - Thành phẩm Thì ta kết luận máy hoạt động không ổn định cần kiểm tra lại cảm biến PLC Thử lần 4: cho loại chai thiếu mức chất lỏng qua 10 chai, thiếu màng nhôm 10 chai, sản phẩm đạt 10 chai xem kết hình hình hiển thi : - Tổng sản phẩm 30 - Sản phẩm lỗi 20 - Thành phẩm 20 Để kiểm tra chi tiết nên bấm vào nút ghi lỗi thiếu mức chất lỏng ( trọng lượng) 10, lỗi màng nhôm 10, sản phẩm đạt 10 lúc ta kết luận máy hoạt động tốt Ngược lại máy báo: - Tổng sản phẩm 30 - Sản phẩm lỗi từ 19 - Thành phẩm 10 Thì ta kết luận máy hoạt động không ổn định cần kiểm tra lại cảm biến PLC Quy trình thử đươcl ặp lại nhiều lần để đảm bảo kiểm tra kỹ hoạt động máy SVTH: Huỳnh Văn Biển 59 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước 5: Khi thử máy xong kết thúc nút nhấn stop nút nhấn khẩn cấp *** Các cố cách khắc phục vận hành Máy kiểm tra sản phẩm thiết bị mang nhiều ưu điểm lợi ích q trình sản xuất, xảy nhiều cố không mong muốn - Bị treo thiết bị PLC: máy hoạt động liên tục môi trường ẩm nên PLC có đơi bị treo hoạt động khơng quy trình cài đặt , bị cố người vận hành cho máy ngừng hoạt động vòng khoảng phút sau khởi động lại nguồn cho PLC Cho máy chạy lại kiểm tra máy hoạt đơng bình thường chưa - Tiếp điểm rơ le bị bung máy chạy lâu năm: trình sản xuất máy gắn vào thành băng tải gần máy chiết máy siết nắp nên độ rung lớn qua nhiều ngày tiếp điểm bị bung máy hoạt động không , cần kiểm tra định kỳ - Cảm biến bị nghiêng: người qua lại thường xuyên, sản phẩm chạy qua làm cho cảm biến bị nghiêng môi trường làm cho mặt cảm biến bẩn khơng nhận tín hiệu, cách khắc phục chỉnh lại cảm biến lau bụi bẩn Chú ý: Cần bảo trì bảo dưỡng máy theo chuẩn ngành công nghiệp tháng lần để đảm bảo q trình sản xuất khơng bị gián đoạn máy hoạt động tôt SVTH: Huỳnh Văn Biển 60 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 5: KẾT LUẬN Quá trình thực đồ án thiết kế tạo mơ hình máy kiểm tra sản phẩm (kiểm tra màng nhôm nắp chai, trọng lượng mức chất lỏng , máy đếm sản phẩm) thầy TS Võ Đình Tùng hướng dẫn đề tài sinh viên Huỳnh Văn Biển học khóa liên thơng đại học ngành kỹ thuật Cơ điện tử thực Trong thực đề tài có khó khăn thuận lợi q trình thực Khó khăn sinh viên liên thông nên thời gian nghiên cứu làm đồ án hạn chế thuận lợi hướng dẫn tận tình thầy trường Đại Học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh cá bạn bè khóa Trải qua 12 tuần cuối mơ hình máy kiểm tra sản phẩm hoàn thiện hoạt động đạt yêu cầu đề ban đầu , chi phí đầu tư chưa nhiều nên máy số hạn chế mà chưa thực kiểm tra máu sắc sản phẩm Về tính khả thi máy sản xuất nhiều để phân phối thị trường Lợi ích đồ án mơ hình cao trước hết giúp sinh viên chúng em trường mà nắm vững kiến thức chuyên ngành mà học, phần quan trọng máy áp dụng vào dây chuyên sản xuất giúp cho nhà máy đảm bảo chất lượng sản lượng xuất thị trường tiêu thụ , khơng sản phẩm kiểm sốt độ an toàn cho người sử dụng tốt Một lần em xin chân thành cám ơn thầy cô, bạn bè gia đình giúp chúng em hồn thành tốt nhiệm vụ đạt kết nhu mong muốn để hồn tất việc học tập SVTH: Huỳnh Văn Biển 61 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu sách: [1]Bùi Hồng Huế Hướng dẫn thực hành PLC S7-200 NXB Xây Dựng Tài liệu Web: 1/ Trang web trường Đại Học Hutech https://www.hutech.edu.vn 2/ Các trang web thiết bị công nghiệp http://omron-automation.vn 3/ Tải phần mềm từ trang web http://www.plcsaigon.com 4/ Tải phần mềm từ trang web http://taimienphi.vn 5/ Học cách lập trình từ web http://codientu.org SVTH: Huỳnh Văn Biển 62 GVHD: TS.Võ Đình Tùng ... Đếm sản phẩm lỗi khơng có màng nhôm - Đếm sản phẩm lỗi thi u chất lỏng - Đếm sản phẩm đạt Kết cấu đồ án tốt nghiệp: Gồm có chương Chương 1: Tổng quát máy kiểm tra sản phẩm Chương 2: Thi t kế sản. .. thực tế có số thi t bị kiểm tra sản phẩm thị trường phục vụ cho ngành sản xuất máy dò kim loại thực phẩm, máy kiểm tra mức dầu ngành sản xuất nhớt, máy kiểm tra trọng lượng , máy kiểm tra nhãn mác...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thi t kế thi cơng dây chuyền kiểm tra hồn thi n sản phẩm dùng S7-200 Ngành: KỸ THUẬT CƠ -