báo cáo hết môn
Trang 1ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN: PLC
Đề tài: Nhóm 2 - Phân loại sản phẩm sử dụng PLC
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Bá Khá
Hà nội, tháng 05 năm 2009
Trang 2Đề bài: Phân loại sản phẩm sử dụng PLC : CQM1H CPU 51 hoặc S7-200
Nhóm 2: Lớp LTCĐ ĐH 2 –K1 (Thành Đô)
Giáo viên : Nguyễn Bá Khá
Mobile: 0912845191
Email: nguyenbakha@yahoo.com
Làm báo cáo: 1 sinh viên/quyển-A4
Bảo vệ theo lịch làm ĐA của lớp.
I Yêu cầu công nghệ:
Khi nhấn nút khởi động, bàn cân sẽ xác định vị trí ban đầu Sau khi bàn cân
đã xác định được vị trí ban đầu, kiểm tra các điều kiện ban đầu và đúng sẽ khởi động băng tải số 1, khi vật cần xác định khối lượng đến vị trí bàn cân thì băng tải 1 sẽ dừng và xi lanh 1 sẽ đẩy vật lên bàn cân Tại bàn cân sẽ có hai trường hợp xảy ra:
Nếu vật đủ trọng lượng thì vật năng sẽ được xilanh 2 đẩy ngược trở lại băng tải 1 và đi tiếp rồi tiếp tục đợi vật tiếp theo đến vị trí bàn cân
Nếu tại bàn cân vật không đủ trọng lượng thì bàn cân sẽ hạ thấp xuống vị trí băng tải thứ 2 và xi lanh 3 sẽ đẩy vật sang băng tải thứ 2 đưa vật sang phía phế phẩm
Sau khi sản phẩm bị loại thi bàn cân được nâng lên vị trí băng tải thứ nhất để sẵn sàng chờ cân sản phẩm tiếp theo
Trong mỗi ca làm việc phải xác định được số lượng sản phẩm đủ trọng lượng và phế phẩm Đưa ra hiển thị tại chỗ
Nếu ấn nút dừng thì các băng tải sẽ dừng và các xilanh được thu về vị trí ban đầu
II Yêu cầu đối với sinh viên
1 Xác định số lượng thiết bị vào/ra
2 Lựa chọn PLC
3 Lập bảng xác định địa chỉ các đầu vào/ra
4 Sơ đồ đấu nối
5 Vẽ lưu đồ thuật toán, hoặc giản đồ thời gian
6 Lập trình dạng LAD hoặc STL
Hình 1 : Sơ đồ bố trí thiết bị còn đơn giản sinh viên bổ xung các thiết bị cho hoàn chỉnh
Trang 3Xi lanh 1
Xi lanh 2
Xi lanh 3
cân
Băng tải 1
Băng tải 2
Hình 1: Sơ đồ cân định lượng phân loại sản phẩm
Trang 4BÀI LÀM
1 Xác định số lượng thiết bị vào/ra:
Hình ảnh (chỉ mang tính tham khảo)
1 Nút nhấn khởi động
KH: ON
Chọn nút nhấn đơn 1 tiếp điểm NO
2 Nút nhấn dừng
KH: OFF
Chọn nút nhấn đơn 1 tiếp điểm NO
3
Cảm biến phát hiện
sản phẩm
KH: LS_SP
Nhiệm vụ xác định sản phẩm khi đến vị trí chuẩn bị vào bàn cân
- Chọn cảm biến tiệm cận loại điện dung phát hiện các vật kim loại và phi kim loại
- Loại 3 dây, nguồn cấp 10~30VDC, tiếp điểm NO
4 Xi lanh 1
Xi lanh đẩy sản phẩm vào bàn cân:
- Chọn loại xi lanh đơn tác dụng trực tiếp, 1 cửa vào khí nén tác động đồng thời
là cửa xả, xilanh có vị trí 0 nhờ lò xo trả về
5
Cảm biến vị trí ban
đầu của xi lanh
KH: LS_XL1_0
Xác định vị trí ban đầu của xilanh (khi chưa tác động)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí ban đầu của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
6
Cảm biến vị trí tác
động của xi lanh (khi
đã đẩy sản phẩm vào
bàn cân) KH:
LS_XL1_1
Xác định vị trí tác động của xilanh (khi đẩy sản phẩm)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí tác động của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
Trang 5Van điện từ điều
khiển Xi lanh 1
KH: V1
Nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ PCL đóng mở khí nén điều khiển Xi lanh 1
- Chọn loại van đảo chiều 3/2 điều khiển trực tiếp bằng nam châm điện (có vị trí 0 nhờ lò xo)
- Khi chưa tác động của ra
A nối thông với cửa xả R cửa cấp khí P bị khóa, khi tác động của xả R bị khóa cửa ra A nối thông với nguồn cấp khí cửa P
8
Cảm biến bàn cần
KH:
LS_BC_LOADCELL
Nhiệm vụ cấp tín hiệu cân vào PLC
- Chọn loại 0~50 kg (giả thiết sản phầm có khối lượng <50kg)
- Nguồn cấp 10VDC, tín hiệu ra 0~10V cấp trực tiếp cho đầu vào AI của PLC
9
Cảm biến vị trí trên
của bàn cân (vị trí
cân, cao trình bằng
băng tải 1)
KH: LS_BC_T
Xác định vị trí sẳn sàng cân của bàn cân (vị trí trên)
- Chọn loại cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại khoảng cách tới 20mm
- Loại 2 dây, nguồn cấp 10~30VDC, tiếp điểm NO
10
Cảm biến vị trí dưới
cảu bàn cân ( vị trí
chuyển sản phẩm
không đạt yêu cầu ra
băng tải 2)
KH: LS_BC_D
Xác định vị trí loại sản phẩm của bàn cân (vị trí dưới)
- Chọn loại cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại khoảng cách tới 20mm
- Loại 2 dây, nguồn cấp 10~30VDC, tiếp điểm NO
Trang 611 Xi lanh 2
Xi lanh đẩy sản phẩm đặt yêu cầu trở về băng tải 1:
- Chọn loại xi lanh đơn tác dụng trực tiếp, 1 cửa vào khí nén tác động đồng thời
là cửa xả, xilanh có vị trí 0 nhờ lò xo trả về
12
Cảm biến vị trí ban
đầu của xi lanh
KH: LS_XL2_0
Xác định vị trí ban đầu của xilanh (khi chưa tác động)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí ban đầu của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
13
Cảm biến vị trí tác
động của xi lanh (khi
đã đẩy sản phẩm trở
lại băng tải 1) KH:
LS_XL2_1
Xác định vị trí tác động của xilanh (khi đẩy sản phẩm)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí tác động của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
14
Van điện từ điều
khiển Xi lanh 2
KH: V2
Nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ PCL đóng mở khí nén điều khiển Xi lanh 2
- Chọn loại van đảo chiều 3/2 điều khiển trực tiếp bằng nam châm điện (có vị trí 0 nhờ lò xo)
- Khi chưa tác động của ra
A nối thông với cửa xả R cửa cấp khí P bị khóa, khi tác động của xả R bị khóa cửa ra A nối thông với nguồn cấp khí cửa P
15 Xi lanh 3
Xi lanh đẩy sản phẩm không đặt yêu cầu ra băng tải 2:
- Chọn loại xi lanh đơn tác dụng trực tiếp, 1 cửa vào khí nén tác động đồng thời
là cửa xả, xilanh có vị trí 0 nhờ lò xo trả về
Trang 7Cảm biến vị trí ban
đầu của xi lanh
KH: LS_XL3_0
Xác định vị trí ban đầu của xilanh (khi chưa tác động)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí ban đầu của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
17
Cảm biến vị trí tác
động của xi lanh (khi
đã đẩy sản phẩm trở
lại băng tải 1) KH:
LS_XL3_1
Xác định vị trí tác động của xilanh (khi đẩy sản phẩm)
- Chọn loại cảm biến ốp trực tiếp trên thân xi lanh tại
vị trí tác động của piton
- Tín hiệu ra dạng ON- OFF, 1 tiếp điểm NO
18
Van điện từ điều
khiển Xi lanh 3
KH: V3
Nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ PCL đóng mở khí nén điều khiển Xi lanh 3
- Chọn loại van đảo chiều 3/2 điều khiển trực tiếp bằng nam châm điện (có vị trí 0 nhờ lò xo)
- Khi chưa tác động của ra
A nối thông với cửa xả R cửa cấp khí P bị khóa, khi tác động của xả R bị khóa cửa ra A nối thông với nguồn cấp khí cửa P
19
Bộ đếm số lượng sản
phẩm đạt yêu cầu và
không đạt yêu cầu
(2 bộ)
KH: C1, C2
(C1: đếm sp đạt
C2: đếm sp không
đạt)
Đếm số sản phẩm đạt và không đạt trong mổi ca làm việc
- Chọn bộ đếm 8 số loại không cấp nguồn (dùng pin), ngõ vào đếm tần số 30Hz
- Có thể Reset bằng nút ngoài hoặc tiếp điểm
20 Bộ khởi động động
cơ trực tiếp cho băng
tải 1
KH: K1
Nhận tín hiệu từ PLC để chạy dừng băng tải 1
- Chọn 1 contactor và một
bộ bảo vệ động cơ kỹ thuật
số (thông số tùy thuộc công suất động cơ kéo băng tải)
Trang 8Bộ khởi động động
cơ trực tiếp cho băng
tải 2
KH: K2
Nhận tín hiệu từ PLC để chạy dừng băng tải 2
- Chọn 1 contactor và một
bộ bảo vệ động cơ kỹ thuật
số (thông số tùy thuộc công suất động cơ kéo băng tải)
22
Bộ khởi động động
cơ trực tiếp có đảo
chiều cho bàn cân
( giả sử dùng động cơ
3 pha nâng hạ bàn
cân)
KH: K3.1 và K3.2
(K3.1: Nâng lên
K3.2: Hạ xuống)
Nhận tín hiệu từ PLC để nâng hạ bàn cân
- Chọn 2 contactor kèm khóa lien động và một bộ bảo vệ động cơ kỹ thuật số (thông số tùy thuộc công suất động cơ nâng hạ bàn cân)
23 Bộ nguồn 220VAC/24VDC-3A Cấp nguồn cho các cảm biến và PLC.
* Sơ đồ đấu nối một số loại cảm biến:
- Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện mọi vật, loại 3 dây
- Cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại, loại 2 dây
- Cảm biến tiệm cận loại ốp trực tiếp trên xi lanh, loại 2 dây
Trang 9
* Sơ đồ đấu nối bộ đếm sản phẩm:
2 Lựa chọn PLC:
Căn cứ nhu cầu các đầu vào ra:
- Số lượng vào số: tối thiểu 13 đầu DI
- Số lượng đầu vào tương tự: tối thiểu 1 đầu vào AI
- Số lượng đầu ra số: tối thiểu 9 đầu DO
Ta chọn PLC S7-200 loại CPU 224 (6ES7 214-1BD21-0XB0):
* Nguồn cung cấp : 100 đến 230VAC
* Đầu vào: 14 đầu vào số điện áp 24VDC
Trang 10
Và module tương tự loại EM 231 (6ES7 231-0HC20-0XA0):
* Đầu vào: 3 đầu vào tương tự, có dãi:
0 to 5 V
0 to 10 V 2.5 V
5 V
0 to 20 mA
3 Lập bảng xác định đầu vào ra
Đầu vào
I0.5 LS_BC_D Bàn cân ở vị trí loại sản phẩm (dưới)
I1.0 LS_XL1_1 Xi lanh 1 ở vị trí tác động (đẩy sản phẩm)
I1.2 LS_XL2_1 Xi lanh 2 ở vị trí tác động (đẩy sản phẩm)
I1.4 LS_XL3_1 Xi lanh 3 ở vị trí tác động (đẩy sản phẩm) AIW0 LS_BC_LOADCEEL Khối lượng sản phẩm cần cân
Trang 11Đầu ra
4 Sơ đồ đấu nối:
- Sơ đồ đấu nối mạch khí nén:
Trang 12- Sơ đồ đâu nối PLC cho hệ thống:
5 Vẽ lưu đồ thuật toán:
Trang 136 Lập trình dạng LAD:
Trang 14- Giả sử khối lượng mẫu: 30kg Độ chính xác 0,2% Sai số cho phép: ∆m = 30.0,2% = 0,06kg = 60g
Chọn loadcell modul F4222 loại 50kg với bộ khuếch đại (amplifier) 0-10V Cho trực tiếp vào modul EM231 có 4 analog input (4 AI)
Do chọn modul EM231 có 4 ngõ vào analog, do vậy vị trí các ngõ vào tương ứng là AIW0, AIW1, AIW2, AIW3
Tín hiệu analog là tín hiệu điện áp 0-10V, giá trị mà AIW đọc vào là giá trị đó được quy đổi tương ứng 16 bit Như vậy: 10V) tương ứng với giá trị (0-32000) trên AIW0
Để các tín hiệu có thể đọc được từ modul EM231 là tín hiệu điện áp 0-10VDC, ta chọn các Siwtch trên modul như sau:
SW1: ON, SW2: OFF, SW3: ON
Ta cần xác định 2 điểm:
Điểm A: Ta xác định khi khối lượng là min = 0kg tương ứng điện áp ra của loadceel là 0VDC, giá trị AIW0 là 0 Ta có điểm (0,0)
Điểm B: Ta xác định khi khối lượng là max = 50kg tương ứng điện áp ra của loadceel là 10VDC, giá trị AIW0 là 32000 Ta có điểm (50,32000)
Phương trình đường thẳng đi qua hai điểm A và B có dạng:
x/50 = y/32000
Từ đó suy ra: y = 640x
Như vậy khối lượng x = AIW/640
Tín hiệu cho phép cân là khi xi lanh 1 đẩy sản phẩm vào bàn cân xong => LS_XL1_1=1 Ta sẽ so sánh AIW/640 với 29,94 và 30,06
Nếu 29,94 ≤ AIW/640≤ 30,06 thì sản phẩm đạt yêu cầu
Nếu 29,94 ≥ AIW/648 hoặc AIW/640 ≥ 30,06 thì sản phẩm không đạt yêu cầu Chương trình PLC như sau:
Trang 207 Bố trí lại thiết bị và dây truyền: