hệ thống gắp và xếp sản phẩm dùng plc fx1s 30mt

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III LỜI CAM ĐOAN IV LỜI CẢM ƠN V MỤC LỤC VI DANH MỤC HÌNH VẼ .IX DANH MỤC CÁC BẢNG XI DANH MỤC VIẾT TẮT XII CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề .2 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu giới hạn đề tài 1.4 Nội dung đề tài .3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển công nghiệp 2.1.1 Điều khiển vòng hở (open loop) 2.1.2 Điều khiển nửa kín (semi-closed loop) .7 2.1.3 Điều khiển vịng kín (full-closed loop) .7 2.2 Động bước 2.2.1 Phân loại động bước .9 2.2.2 Các đặt tính động bước .10 2.2.3 Ưu điểm nhược điểm động bước 10 2.2.4 Ứng dụng động bước 11 2.3 Bộ điều khiển driver, chức tín hiệu điều khiển 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.1 Đặc trưng 12 2.3.2 Thông số kĩ thuật .12 2.3.3 Cài đặt vi bước dòng điện ngõ 13 2.3.4 Cài đặt kết nối .14 2.4 Khái quát PLC 15 2.4.1 Cấu trúc nguyên lí hoạt động PLC 16 2.4.2 Bộ nhớ 18 2.4.3 Chế độ làm việc vòng quét 18 2.4.4 Các thiết bị hỗ trợ ngơn ngữ lập trình 18 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 20 3.1 Qui trình cơng nghệ .20 3.2 Yêu cầu thiết kế mô hình .20 3.3 Lựa chọn thiết bị 21 3.3.1 Bộ điều khiển lập trình PLC 21 3.3.2 Động bước 24 3.3.3 Van điện từ DF1100-2V 25 3.3.4 Bộ điều khiển động bước (Driver) TB6600 .26 3.3.5 Cảm biến quang PZ2-42P .27 3.3.6 Cảm biến quang EE-SX671 28 3.3.7 Cảm biến áp suất chân không ZSE30-01-25 29 3.3.8 Xi lanh giác hút chân không 30 3.3.9 Bộ điều áp TPC-PR2 .31 3.3.10 Áp tô mát GCP-32A 32 3.3.11 Cảm biến từ SMC D-Z73 33 3.4 Sơ đồ nối dây tín hiệu Driver 33 3.5 Sơ đồ kết nối tín hiệu PLC 34 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.1 Yêu cầu thiết kế chương trình .36 4.2 Lưu đồ giải thuật 37 4.3 Phần mềm sử dụng .38 4.3.1 Phần mềm Gx-Works2 38 4.3.2 Phần mềm GT Designer .39 4.3.3 Phần mềm GT SoftGOT1000 39 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 43 5.1 Kết thực 42 5.2 Kết luận 44 5.3 Hạn chế đề tài 44 5.4 Hướng phát triển 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC .46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cánh Tay Máy Gắp Sản Phẩm Hình 2.2: Máy gắp sản phẩm công nghiệp .6 Hình 2.3: Điều khiển vịng hở Hình 2.4: Điều khiển nửa kín Hình 2.5: Điều khiển vịng kín Hình 2.6: Động bước Hình 2.7: Cuộn dây động đơn cực Hình 2.8: Cuộn dây động lưỡng cực Hình 2.9: Bộ điều khiển Driver 11 Hình 2.10: Kết nối anode chung 14 Hình 2.11: Kết nối cathode chung 15 Hình 2.12: PLC hãng Mitsubishi 15 Hình 2.13: Cấu trúc PLC .16 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống .20 Hình 3.2: Sơ đồ khối mơ hình điều khiển 21 Hình 3.3: PLC FX1S-30MT 23 Hình 3.4: Động 57HS5630A4D8 hãng Sumtor 24 Hình 3.5: Van điện từ DF1100-2V 25 Hình 3.6: Bộ điều khiển động bước Tb6600 .26 Hình 3.7: Cảm biến quang PZ2-42P .27 Hình 3.8: Sơ đồ nối dây cảm biến quang PZ2-42P 28 Hình 3.9: Cảm biến quang OMRON EE-SX671 28 Hình 3.10: Sơ đồ nối dây cảm biến quang OMRON EE-SX671 29 Hình 3.11: Cảm biến áp suất chân khơng ZSE30-01-25 29 Hình 3.12: Sơ đồ nối dây cảm biến áp suất chân không ZSE30-01-25 30 Hình 3.13: Xi lanh SMC CXM10-40 30 Hình 3.14: Giác hút chân không 30 Hình 3.15: Bộ điều áp TPC-PR2 31 Hình 3.16: Áp tô mát GCP-32A .32 Hình 3.17: Cảm biến từ SMC D-Z73 Hình 3.18: Sơ đồ đấu dây Driver TB6600 Hình 3.19: Sơ đồ kết nối tín hiệu vào/ra với PLC FX1S-30MT Hình 4.1: Lưu đồ giải thuật Hình 4.2: Giao diện Gx-Works2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.3: Giao diện GT Designer Hình 4.4: Giao diện GT SoftGOT1000 Hình 5.1a-b: Mơ hình điều khiển Hình 5.2a-b: Giao diện điều khiển giám sát máy tính ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật Driver 12 Bảng 2.2: Cài đặt vi bước 13 Bảng 2.3: Cài đặt dòng điện ngõ 13 Bảng 3.1: Các loại plc mitsubishi dòng FX1S .22 Bảng 3.2: Đặt tính kĩ thuật điều khiển FX1S-30MT 23 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật động 57HS5630A4D8 hãng Sumtor 24 Bảng 3.4: Thông số van điện từ DF1100-2V 25 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật Driver TB6600 26 Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật cảm biến quang PZ2-42P Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật cảm biến quang EE-SX671 Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất chân không ZSE30-01-25 Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật xi lanh CXM10-40 Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật điều áp TPC-PR2 Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật áp tô mát GCP-32A Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật cảm biến D-Z73 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC VIẾT TẮT PLC: DC: AC: CPU: Programmable Logic Contronller Direct Current Alternating Current Central Processing Unit ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Thế giới trải qua hai cách mạng kỹ thuật Cuộc cách mạng kỹ thuật lần diễn với nội dung chủ yếu khí hố, thay lao động thủ cơng lao động sử dụng máy móc Cuộc cách mạng kỹ thuật lần thứ hai gọi cách mạng khoa học công nghệ đại, làm nên thay đổi to lớn nhiều lĩnh vực đời sống kinh tế, trị xã hội Cuộc cách mạng có nhiều nội dung, nội dung chủ yếu tự động hóa Thật sự, với phát triển kinh tế nước ta việc tự động hóa sản suất đóng vai trị quan trọng Các nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, cải tiến nâng cao để đưa công nghệ tự động điều khiển vào sản xuất việc sữ dụng ngày nhiều máy tự động q trình, máy cơng cụ điều khiển robot, địi hỏi phải có thiết bị phương pháp điều khiển xác, đảm bảo an toàn Tuy nhiên Việt Nam nay, hầu hết thiết bị sữ dụng nhà máy, xí nghiệp phải nhập từ nước ngồi với chi phí cao Vì thế, sinh viên ngành Kỹ Thuật Tự Động Điều Khiển muốn hòa nhập vào phát triển xã hội, áp dụng tổng hợp lại kiến thức học, nhóm định chọn hướng nghiên cứu ứng dụng PLC để thực đề tài “hệ thống gắp xếp sản phẩm dùng PLC FX1S-30MT” Nhóm tập trung vào việc nghiên cứu việc điều khiển ổn định cấu thiết bị, hoạt động mơ hình điều khiển PLC Mitsubishi, cấu khí nén động bước 1.2 Mục tiêu đề tài Đề tài “hệ thống gắp xếp sản phẩm dùng PLC FX1S-30MT” cần đạt mục tiêu sau đây:  Nắm vững, hiểu rõ cách thức hoạt động động bước, điều khiển Driver PLC  Thiết kế thi cơng phần cứng mơ hình  Thiết kế lưu đồ giải thuật viết chương trình điều khiển mơ hình hoạt động  Thử nghiệm chương trình hiệu chỉnh để đạt kết tốt 1.3 Phương pháp nghiên cứu giới hạn đề tài Nhóm thực đề tài sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết liên quan đến truyền động, động bước, PLC để từ thiết kế mơ hình viết chương trình điều khiển động đáp ứng yêu cầu đề tài; sử dụng phương pháp thực nghiệm để hiệu chỉnh thông số cho nghiên cứu tốt Giới hạn đề tài: Với số yếu tố khách quan điều kiện tài chính, kinh nghiệm thực tế, thời gian thực đề tài, nên đề tài thực phạm vi sau đây: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết bị để xây dựng mơ hình PLC FX1S-30MT, động bước 57HS5630A4D8 hãng Sumtor  Lập trình điều khiển phần mềm GX Works2  Tạo giao diện điều khiển giám sát GT SoftGOT1000 lập trình cho giao diện điều khiển phần mềm GT Designer3 1.4 Nội dung đề tài Đề tài chia thành năm chương, chương trình bày từ tổng quan đến chi tiết công việc thiết kế mơ hình chương trình điều khiển, chi tiết sau:  Chương 1: Tổng quan – Giới thiệu lý chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu giới hạn thực đề tài  Chương 2: Cơ sở lý thuyết – Trình bày tổng thể tảng sở lý thuyết  Chương 3: Thiết kế hệ thống – Trình bày quy trình cơng nghệ yêu cầu hệ thống điều khiển thiết kế, thi công lựa chọn thiết bị cho mơ hình phù hợp với u cầu đưa trước  Chương 4: Thiết kế chương trình điều khiển – Nội dung nói lưu đồ giải thuật điều khiển hệ thống chương trình điều khiển cho PLC  Chương 5: Kết thực hướng phát triển – Trình bày kết mà nhóm thực được, mặt hạn chế, hướng phát triển trình thực đồ án ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Kết luận Từ kết mơ hình chạy thực nghiệm cho thấy mục tiêu đề ban đầu, đề tài kết sau:  Thiết kế thi công mô hình điều khiển động bước  Hai động hoạt động ổn định, điều khiển vị trí với sai số thấp  Vận dụng kiến thức học vào thực tiễn  Lập kế hoạch làm việc nhóm  Rèn luyện kĩ tìm kiếm thơng tin, tài liệu mạng internet  Tìm kiếm lựa chọn thiết bị phù hợp với đề tài 5.3 Hạn chế đề tài Bên cạnh kết đạt q trình điều khiển mơ hình cịn tồn hạn chế mà đề tài:  Thiết kế phần cứng chưa đạt tính thẩm mỹ cao  Cơ cấu di chuyển chưa trơn tru  Phương pháp lập trình chưa tối ưu 5.4 Hướng phát triển Từ hạn chế đề tài nêu trên, nhóm đề số hướng phát triển để đề tài đạt hồn thiện cao nhất:  Thi cơng phần cứng chắn, có kích thước phù hợp với mơi trường cơng nghiệp  Thiết kế cấu nhận biết vị trí thực tế sản phẩm  Phương pháp lập trình tối ưu  Giao diện dễ giám sát, điều khiển 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Diễn đàn Webdien - webdien.com [2] Trang hỗ trợ PLC Mitsubishi – plcmitsubishi.com [3] Diễn đàn PLC Việt Nam - plcvietnam.com.vn 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình điều khiển mơ hình chạy tự động 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 63 ... máy gắp sản phẩm Máy gắp sản phẩm loại máy móc chuyên dụng dùng để di chuyển sản phẩm từ vị trí qua vị trí khác Có nhiều hệ thống máy gắp sản phẩm thị trường, tùy vào mục đích sử dụng mà người dùng. .. robot bậc tự dùng để đưa cấu gắp sản phẩm tới vị trí mong muốn - Cơ cấu gắp sản phẩm dùng hệ thống hút chân không cấu gắp khí dùng để gắp nhả sản phẩm Sự phát triển hệ thống điều khiển tóm tắt sau:... trình cơng nghệ Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống Đề tài ? ?Hệ thống gắp xếp sản phẩm dùng PLC FX1S- 30MT? ?? vận hành tự động nhờ điều khiển PLC Thơng qua chương trình điều khiển, điều khiển PLC lấy thông