Đồ án môn học điều khiển lập trình: Điều khiển hệ thống tự động đóng nắp chai bằng PLC

Sản phẩm sản xuất được bảo quản trong chai lọ, ngoài sự bảo quản của các hóa chất (nếu có) thì rõ ràng phải được đóng nắp cẩn thận để nhằm bảo quản một cách tốt nhất cho sản phẩm, và hiện nay các sản phẩm đóng chai được sản xuất ngày càng nhiều phục vụ nhu cầu ngày càng cao của xã hội, một phần do các sản phẩm đóng chai nói chung được bảo quản tốt hơn và có thể để được lâu hơn so với khi bảo quản trong hộp, túi nilong…và tất nhiên một phần nữa đó là về mặt thẩm mỹ của sản phẩm (ở đây chưa nói về nhãn mác của sản phẩm) nên các sản phẩm đóng trong chai, lọ ngày càng được sản xuất nhiều hơn. Và tất nhiên song song với nó là công nghệ đóng nắp chai điều khiển bằng hệ thống PLC, khâu không thể thiếu trong dây chuyền sản xuất các sản phẩm đóng chai .

Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Nhận xét giáo viên hướng dẫn Nhận xét giáo viên phản biện Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -1- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN  ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐÓNG NẮP CHAI BẰNG PLC Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn Sinh viên thực : Hồ Đình Hưng Mã số sinh viên: 0211040293 Lớp : Đại học Điện A_K2 Vinh, tháng 12 năm 2010 Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -2- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN  NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐÓNG NẮP CHAI BẰNG PLC Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn Sinh viên thực : Hồ Đình Hưng Mã số sinh viên: 0211040293 Lớp : Đại học Điện A_K2 Nội dung phần thuyết minh: Giới thiệu chi tiết nội dung đề tài Giới thiệu thiết bị điều khiển áp dụng viết chương trình cho hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai PLC Lập sơ đồ mạch động lực điều khiển cho hệ thống Lập hồ sơ trang bị điện cho hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai PLC Kết luận Các vẽ : (trong thuyết minh) Bản vẽ mô tả hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai PLC Bản vẽ lưu đồ giải thuật mô tả (bằng lời) Bản vẽ lưu đồ giải thuật mã hố (bằng lơigic) Bản vẽ mạch kết nối thiết bị điều khiển Bản vẽ mạch động lực Bản vẽ mạch điều khiển Ngày giao đề tài : / /2010 Ngày kết thúc đề tài : / /2010 Vinh, ngày… tháng….năm 2010 Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -3- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: Chi tiết nội dung đề tài giới thiệu công nghệ 1.1 - Đặt vấn đề 1.2 - Yêu cầu công nghệ 1.3 - Mô tả hoạt động hệ thống 11 1.4 - Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống Tự động đóng nắp chai 12 Chương II: Giới thiệu tập lệnh , thiết bị điều khiển lập trình chương trình điều khiển hệ thống Tự động đóng nắp chai S7 -200 2.1 - Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình 13 2.2 - Tập lệnh dùng thiết bị điều khiển khả trình PLC S7 – 200 19 2.3 - Sơ đồ kết nối vào thiết bị PLC S7 – 200 29 Chương III: Sơ đồ mạch động lực điều khiển tự động đóng nắp chai PLC S7 – 200 3.1 - Sơ đồ mạch điều khiển 30 ?????? Chương IV: Trang bị điện hệ thống tự động đóng nắp chai PLC S7 – 200 4.1 - Thiết bị dùng hệ thống 37 4.2 - Những ý vận hàmh thay thế, sửa chữa 37 Chương V: Kết luận Tài liệu tham khảo 37 Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -4- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Lời nói đầu Hiện nay, công xây dựng đất nước trở thành nước công nghiệp phát triển, sống ngày đại, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất Mặt khác, với phát triển vũ bão công nghệ thông tin, công nghệ điện tử làm xuất loại thiết bị, thiết bị đáp ứng đ ược yêu cầu nói trên, thiết bị điều khiển khả trình “ PLC ” Ngày với tự động hóa ngày cao, nhà máy hầu hết áp dụng tiến khoa học tân tiến sảm phẩm chất lượng cao mà giá thành phù hợp với người tiêu dùng Mặt khác, để đảm bảo tính xác cao sản xuất nhà máy sản xuất bắt buộc phải sử dụng đến máy móc thiết bị tự động, chi phí đầu tư cho máy móc thiết bị lớn, chí lớn nhu cầu thị trường tính cạnh tranh khốc liệt thị trường việc đưa máy móc thiết bị tự động vào sản xuất điều tất yếu nhà máy Thực tế, từ lâu việc sản xuất sản phẩm bảo quản chai, lọ,lon nhiều, chúng đóng góp phần sản phẩm lớn cho xã hội Trong phạm vi đồ án môn học dùng thiết bị lập trình PLC để viết chương trình cho hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai Trong thực tế có nhiều loại PLC nhiều hãng sản xuất : Hãng Siemens Đức, Omron - Nhật, Goldstar - Hàn quốc…trên thị trường Việt Nam PLC thiết bị ứng dụng rộng rãi chỗ tất thiết bị cũ tương lai Thiết bị khả trình PLC mà tơi sử dụng để viết chương trình điều khiển đóng nắp chai đồ án PLC S7 -200 hãng Siemens - Đức Trong q trình làm đồ án cịn gặp nhiều khó khăn, hướng dẫn thầy Nguyễn Anh Tuấn em hoàn thành xong đồ án Mặc dù cố gắng chắn khơng tránh khỏi số sai sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy giáo, bạn đồng nghiệp để đồ án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hồ Đình Hưng Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -5- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Chương I TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ ĐĨNG NẮP CHAI 1.1- Đặt vấn đề: Sản phẩm sản xuất bảo quản chai lọ, ngồi bảo quản hóa chất (nếu có) rõ ràng phải đóng nắp cẩn thận để nhằm bảo quản cách tốt cho sản phẩm, sản phẩm đóng chai sản xuất ngày nhiều phục vụ nhu cầu ngày cao xã hội, phần sản phẩm đóng chai nói chung bảo quản tốt để lâu so với bảo quản hộp, túi nilong…và tất nhiên phần mặt thẩm mỹ sản phẩm (ở chưa nói nhãn mác sản phẩm) nên sản phẩm đóng chai, lọ ngày sản xuất nhiều Và tất nhiên song song với cơng nghệ đóng nắp chai điều khiển hệ thống PLC, khâu thiếu dây chuyền sản xuất sản phẩm đóng chai 1.2 – Yêu cầu công nghệ + Hai băng tải : - Băng tải : chuyền chai - Băng tải : chuyền nắp chai + Có cảm biến : - Cảm biến siêu âm phát chai bị nứt - Cảm biến quang kiểm tra chai khơng có nước chưa đầy - Cảm biến tiệm cận kiểm tra chai thành phẩm - Cảm biến quang kiểm tra nắp chai hỏng - Cảm biến quang kiểm tra nắp chai tốt + Các Cylinder sử dụng sau : - Cylinder đẩy chai nứt vào ngăn chứa phế phẩm - Cylinder kẹp chai - Cylinder tịnh tiến đóng nắp chai - Cylinder đẩy nắp chai hỏng + Một van nhả nắp xuống Cylinder đóng nắp Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -6- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh 1.2.1 Một số loại cảm biến siêu âm Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -7- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Cảm biến siên âm có nhiều loại, tùy theo công dụng để nhận biết vật khoảng cách gần hay xa, nhận biết vật có tính chất khác điều kiện hoạt động khác mà người ta chế tạo loại cảm biến siêu âm khác * Cảm biến siêu âm nguyên tắc TOF (Time Of Flight) Sóng siêu âm truyền khơng khí với vận tốc khoảng 343m/s Nếu cảm biến phát sóng siêu âm thu sóng phản xạ đồng thời, đo khoảng Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -8- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh thời gian từ lúc phát tới lúc thu về, máy tính xác định qng đường mà sóng di chuyển khơng gian Quãng đường di chuyển sóng lần khoảng cách từ cảm biến tới chướng ngoại vật, theo hướng phát sóng siêu âm.Hay khoảng cách từ cảm biến tới chướng ngại vật tính theo nguyên lý TOF: d = v • t/2 * Tầm quét cảm biến siêu âm : Cảm biến siêu âm mơ hình hóa thành hình quạt, điểm dường khơng có chướng ngại vật, cịn điểm biên dường có chướng ngại vật nằm Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -9- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh * Thơng số số loại cảm biến siêu âm SRF Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -10- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic Or bit ngăn xếp với giá trị logic OB > =, OW > =OD > =, OR > = g Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ số bít nhớ đặc biệt: * Lệnh di chuyển nhớ: STL LAD Mơ tả Tốn hạng Lệnh chép nội dung từ đơn IN sang từ đơn OUT IN, OUT (từ đơn) MOV-W MOVW IN OUT EN VW, T, C, IW, QW IN * Các bít nhớ đặc biệt (thường sử dụng lập chương trình đơn giản): Ơ nhớ Mơ tả SM0.0 Ln có giá trị logic SM0.1 Có giá trị logic vòng quét SM0.2 Bit báo liệu bị thất lạc (0-Dữ liệu đủ; 1-Dữ liệu bị thất lạc) SM0.3 Bit báo PLC đóng nguồn (1- vịng qt đầu tiên, 0- vòng quét tiếp theo) SM0.4 Phát nhịp 60 giây (0- cho 30 giây đầu, 1- cho 30 giây sau) SM0.5 Phát nhịp giây (0- cho 0,5 giây đầu, 1- cho 0,5 giây sau) Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -40- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh SM0.6 Nhịp vịng qt (1- cho vịng qt ln phiên) SM0.7 Bít chọn chế độ làm việc cho PLC (0- TERM, 1-RUN) 2.3 Sơ đồ kết nối vào thiết bị PLC S7-200: é1 é2 Trong đó: Điện áp vào 24V-DC (có thể lấy nguồn PLC Sensor-Supply) điện áp cấp đầu tuỳ thuộc vào phụ tải điện áp định mức 220V-AC Khi sử dụng Modun mở rộng cần phải ni nguồn cho với điện áp 24V-DC phía ngỏ ngỏ vào Chương III Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống tự động đóng nắp chai 1, Lựa chọn thiết bị điều khiển - Số cổng vào: cổng - Số cổng ra: 12 cổng 2, Bảng phân công đầu vào đầu ra: a, Đầu vào: Bảng: quy định ngõ vào Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -41- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh TT Name DC SC S1 S2 S3 Adress I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Comment Dừng hệ thống băng chuyền chai Mở hệ thống băng chuyền chai chạy Cảm biến phát chai nứt Cảm biến phát chai chưa đầy Cảm biến kiểm tra chai thành phẩm DN SN S4 S5 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 Dừng băng tải chuyền nắp Chạy băng tải chuyền nắp Cảm biến phát nắp hỏng Cảm biến phát nắp nguyên b, Đầu ra: Bảng quy định ngõ TT Name BT1 BT2 Cylinder1 Cylinder2 Cylinder3 Cylinder4 Den1 Den2 Adress Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 10 11 12 Den3 Den4 Den5 VAN Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Comment Băng chuyền chai Băng chuyền nắp chai Cơ cấu đẩy thải sản phẩm Cơ cấu kẹp chai Cơ cấu đóng nắp chai Cơ cấu đẩy nắp hỏng Đèn báo phát chai nứt Đèn báo phát chai chưa đầy Đèn báo phát chai thành phẩm Đèn báo phát nắp hỏng Đèn báo phát nắp nguyên Van nhả nắp xuống Cylinder đóng nắp chai 3.Viết chương trình điều khiển : a, Dùng Ladder: Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -42- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -43- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -44- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -45- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -46- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh b, Dùng STL: NETWORK //Start/Stop bang tai chuyen chai // //NETWORK COMMENTS // LDN DC LD SC O M0.0 ALD = M0.0 NETWORK // LDN DN LD SN O M0.1 ALD = M0.1 //Start/ Stop bang tai chuyen nap chai NETWORK // LD M0.0 AN S1 AN S2 AN S3 = BT1 //bang chuyen chai chay NETWORK // //cam bien phat hien chai hong Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -47- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh LD M0.0 LD S1 AN S2 LDN S1 A S2 OLD LD S1 A S2 OLD ALD AN T38 TON T37, +30 NETWORK // LD M0.0 A S1 = Den1 //Den bao phat hien chai nut NETWORK // LD M0.0 A S2 = Den2 //Den bao phat hien chai chua day NETWORK // LD M0.0 A T37 AN T38 = Cy1 //cylinder day chai hong NETWORK // LD M0.0 A S3 = Den3 //Den bao phat hien chai pham Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -48- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh NETWORK //dung bang chuyen de kep chai // LD M0.0 A S3 AN T40 TON T39, +10 NETWORK 10 // LD M0.0 A T39 AN T40 = Cy2 //kep chai NETWORK 11 // LD M0.0 A S3 AN T42 TON T41, +10 //dung bang chuyen de dong nap chai NETWORK 12 // LD M0.0 A T41 AN T42 = Cy3 //dong nap NETWORK 13 // LD M0.1 AN S4 AN S5 = BT2 //bang tai chuyen nap chai NETWORK 14 //cam bien phat hien nap chai hong Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -49- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh // LD M0.1 A S4 AN T44 TON T43, +30 NETWORK 15 // LD M0.1 A S4 = Den4 //Den bao phat hien nap chai hong NETWORK 16 // LD M0.1 A T43 AN T44 = Cy4 //day nap chai hong NETWORK 17 // LD M0.1 A S5 = Den5 //Den bao phat hien nap nguyen NETWORK 18 // LD M0.1 A S5 = VAN //VAN nha nap xuong Cylinder dong nap chai Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -50- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Chương IV: Trang bị điện hệ thống tự động đóng nắp chai 4.1 Thiết bị dùng hệ thống: Hệ thống đóng nắp chai sử dụng hai băng chuyền gồm băng chuyền chai băng chuyền nắp chai Động sử dụng để kéo băng chuyền động làm việc ngắn hạn lặp lại Trong hệ thống sử dụng cảm biến siêu âm phát chai nứt, cảm biến quang để phát có đầy hay khơng, cảm biến tiệm cận phát chai thành phẩm, cảm biến quang phát nắp hỏng nắp nguyên Cơ cấu đẩy chai hỏng, cấu kẹp chai, cấu dập nắp chai, cấu đẩy nắp hỏng sử dụng hệ thống Cylinder 4.2 Những ý vận hành thay thế, sữa chữa kết luận: Khi sữa chữa phải thay thiết bị có thơng số kỹ thuật tương đương với thiết bị cũ, riêng PLC- S7-200 thay Logo Trong q trình vận hành cần có chế độ bảo dưỡng định kỳ bảo đảm vệ sinh công nghiệp ChươngV : Kết luận Tài liệu tham khảo Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -51- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh 5.1 Kết luận : Trong q trình làm đồ mơn học PLC giúp đỡ Thầy cô giáo Trường ĐHSPKT Vinh, đặc biệt với hướng dẫn thầy Nguyễn Anh Tuấn nên em hoàn thành nội dung đồ án Nội dung đồ án chủ yếu tìm hiểu cơng nghệ, đặc điểm q trình vận hành hệ thống đóng nắp chai tự động Tìm hiểu thiết bị khả trình PLC câu lệnh dùng PLC S7-200 Đặc biệt đồ án giải chương trình điều khiển, xây dựng mạch kết nối điều khiển lập hồ sơ trang bị cho hệ thống đóng nắp chai đáp ứng yêu cầu cơng nghệ đặt Tuy thân có nhiều cố gắng thời gian có hạn, điều kiện, tài liệu khó khăn khả có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp ý kiến Thầy giáo bạn bè đồng nghiệp 5.2 Tài liệu tham khảo : Điều khiển lập trình PLC S7-200_ Thái Hữu Nguyên www.dientuvietnam.net Chân thành cảm ơn ! Sinh viên Hồ Đình Hưng Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -52- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh - Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -53- Sinh viên: Hồ Đình Hưng Khoa Điện_ĐHSPKT Vinh Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn -54- Sinh viên: Hồ Đình Hưng ... bị điều khiển áp dụng viết chương trình cho hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai PLC Lập sơ đồ mạch động lực điều khiển cho hệ thống Lập hồ sơ trang bị điện cho hệ thống điều khiển tự động. .. Điện_ĐHSPKT Vinh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN  ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐÓNG NẮP CHAI BẰNG PLC Giảng viên hướng dẫn... động đóng nắp chai PLC Kết luận Các vẽ : (trong thuyết minh) Bản vẽ mô tả hệ thống điều khiển tự động đóng nắp chai PLC Bản vẽ lưu đồ giải thuật mô tả (bằng lời) Bản vẽ lưu đồ giải thuật mã hố (bằng