1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI

91 222 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

  • PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

  • PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

  • LỜI CẢM ƠN

  • TÓM TẮT ĐỒ ÁN

  • MỤC LỤC

  • DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

  • DANH MỤC CÁC BẢNG BI

  • DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

    • 1.1. Đặt vấn đề

    • 1.2. Mục tiêu của đề tài

    • 1.3. Giới hạn đề tài

    • 1.4. Phương pháp nghiên cứu

    • 1.5. Nội dung của đề tài

  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

    • 2.1. Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai

      • 2.1.1. Giới thiệu về hệ thống chiết rót và đóng nắp chai

      • 2.1.2. Các phương pháp chiết rót trong hệ thống chiết rót và đóng nắp

      • 2.1.3. Các dạng nắp chai điển hình

    • 2.2. Cơ sở lý thuyết về PLC

      • 2.2.1. Giới thiệu về PLC Siemens

      • 2.2.2. Giới thiệu về phần mềm TIA Portal

      • 2.2.3. Các hàm sử dụng trong truyền thông Modbus

      • 2.2.4. Các hàm sử dụng trong điều khiển Technology Objects

    • 2.3. Động cơ bước và mạch điều khiển

      • 2.3.1. Khái niệm và ứng dụng của động cơ bước

      • 2.3.2. Cấu tạo và phân loại

      • 2.3.3. Phương pháp điều khiển động cơ bước

    • 2.4. Nguyên lý điều khiển động cơ bằng biến tần

      • 2.4.1. Các loại động cơ trong công nghiệp

      • 2.4.2 Biến tần điều khiển động cơ

      • 2.4.3. Các phương pháp điều khiển biến tần

      • 2.4.4. Các chế độ điều khiển động cơ của biến tần

    • 2.5. Đo khoảng cách bằng sóng siêu âm

      • 2.5.1. Sử dụng cảm biến siêu âm công nghiệp

      • 2.5.2. Bộ cảm biến siêu âm sử dụng Arduino và module thu phát sóng siêu âm

    • 2.6. Băng tải

      • 2.6.1. Khái niệm băng tải

      • 2.6.2. Nguyên lý hoạt động băng tải

      • 2.6.3. Các loại băng tải trong dây chuyền sản xuất và đặc điểm

    • 2.7. Hệ thống điều khiển khí nén

    • 2.8. Mạng truyền thông Modbus

      • 2.8.1. Chuẩn giao tiếp RS232 vá RS485

      • 2.8.2. Giới thiệu về giao thức Modbus

      • 2.7.3. Các chuẩn Modbus phổ biến

  • CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

    • 3.1. Thiết kế cơ khí

      • 3.1.1. Yêu cầu thiết kế cơ khí

      • 3.1.2. Mô tả chung về mô hình.

      • 3.1.3. Thiết kế chi tiết hệ thống

        • a) Mâm xoay

        • b) Khung đỡ băng tải

        • c) Thiết kế băng tải

    • 3.2. Thiết kế điện

      • 3.2.1. Yêu cầu thiết kế điện

      • 3.2.2. Sơ đồ khối của hệ thống

    • 3.3. Thiết kế lưu đồ điều khiển

      • 3.3.1. Quy trình công nghệ

      • 3.3.2. Lưu đồ điều khiển

        • a) Lưu đồ chương trình chính

        • b) Lưu đồ chương trình con mâm xoay quay 90 độ

        • c) Lưu đồ chương trình con đo khoảng cách để điều khiển van chiết rót

    • 3.4. Chọn thiết bị cho các khối

      • 3.4.1. Khối nhận biết vị trí

        • a) Công tắc hành trình

        • b) Cảm biến tiệm cận

      • 3.4.2. Khối nút nhấn

      • 3.4.3. Khối nguồn

        • a) Nguồn 24VDC

        • b) CB

      • 3.4.4. Khối điều khiển trung tâm

      • 3.4.5. Khối truyền thông

        • a) Truyền thông cho PLC

        • b) Truyền thông cho arduino

      • 3.4.6. Khối hiện thị cảnh báo

      • 3.4.7. Khối đóng nắp

        • a) Xy lanh khí

        • b) Van khí

        • c) Động cơ Dc

      • 3.4.8. Khối băng tải

        • a) Động cơ kéo băng tải

        • b) Biến tần

      • 3.4.9. Khối đo mực nước

        • a) Module thu phát sóng siêu âm

        • b) Adruino Nano

      • 3.4.10. Khối chiết rót

        • a) Relay trung gian

        • b) Van nước điện từ

      • 3.4.11. Khối mâm xoay

        • a) Động cơ bước

        • b) Driver điều khiển động cơ bước

    • 3.5 . Sơ đồ đi dây và bản vẽ tủ điện

      • 3.5.1. Sơ đồ khí nén

      • 3.5.2. Sơ đồ động lực

      • 3.5.3. Sơ đồ điều khiển động cơ bước

      • 3.5.4. Sơ đồ bộ cảm biến đo khoảng cách

      • 3.5.5. Sơ đồ PLC

      • 3.5.6. Thiết kế tủ điện

  • CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG

    • 4.1. Thi công mô hình cơ khí

      • 4.1.1. Thi công cơ cấu băng tải

      • 4.1.2. Thi công mô hình cấp nắp và đóng nắp

      • 4.1.3. Thi công dẫn động chai quay tròn

    • 4.2. Thi công tủ điện

    • 4.3. Thi công bộ cảm biến khoảng cách

    • 4.4. Cấu hình PLC và các thiết bị

      • 4.4.1. Cài đặt biến tần biến tần truyền thông modbus với PLC, điều khiển tốc độ của động cơ

      • 4.4.2. Cấu hình cho Arduino Nano

      • 4.4.3. Cấu hình cho động cơ bước trong Tia potal

      • 4.4.4. Cấu hình module truyền thông modbus trong Tia portal

    • 4.5. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển

      • 4.5.1. Yêu cầu thiết kế giao diện giám sát và điều khiển

      • 4.5.2. Các bước thiết kế và lập trình trong Wincc

      • 4.5.3. Giao diện điều khiển giám sát hoạt động của hệ thống

  • CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ

    • 5.1. Kết quả thực hiện

      • 5.1.1. Kết quả thi công mô hình

      • 5.1.2. Kết quả thi công hệ thống tủ điện

    • 5.2. Đánh Giá Hoạt Động Của Hệ Thống

  • CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

    • 6.1. Kết luận

    • 6.2. Hướng phát triển

    • 6.3. Hạn chế

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TRƯỜNG SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI SVTH: NGUYỄN ĐỨC TỒN – MÃ NHẬT THIÊN MSSV: 16142226 – 16142212 Khóa: 2016 Ngành: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD: THS NGUYỄN TẤN ĐỜI Tp Hồ Chí Minh, 31 tháng năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI SVTH: NGUYỄN ĐỨC TOÀN – MÃ NHẬT THIÊN MSSV: 16142226 – 16142212 Khóa: 2016 Ngành: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD: THS NGUYỄN TẤN ĐỜI Tp Hồ Chí Minh, 31 tháng năm 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày – tháng – năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Mã Nhật Thiên MSSV: 16142212 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Đức Toàn MSSV: 16142226 Ngành: Điện – Điện Tử Lớp: 16142CL4 Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Đời ĐT: 0983 222 159 Ngày nhận đề tài: 24/02/2020 Ngày nộp đề tài: 28/07/2020 Tên đề tài: thiết kế, thi cơng mơ hình chiết rót đóng nắp chai Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Quy trình chiết rót • Năng suất hoạt động hệ thống • Tài liệu thiết bị phần cứng liên quan • Tài liệu liên quan đến mạng truyền thông Modbus Nội dung thực đề tài: Thiết kế thi công mô hình chiết rót đóng nắp chai sử dụng PLC điều khiển hệ thống Trong nghiên cứu mạng truyền thông Modbus, điều khiển biến tần PLC.Sản phẩm: Mô hình chiết rót đóng nắp chai TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên 1: Mã Nhật Thiên MSSV: 16142212 Họ tên Sinh viên 2: Nguyễn Đức Toàn MSSV: 16142226 Ngành: Điện – Điện Tử Tên đề tài: THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Đời NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày – tháng – năm 2020 Giáo viên hướng dẫn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên 1: Mã Nhật Thiên MSSV: 16142212 Họ tên Sinh viên 2: Nguyễn Đức Toàn MSSV: 16142226 Ngành: Điện – Điện Tử Tên đề tài: THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 07 năm 2020 Giáo viên phản biện LỜI CẢM ƠN Chúng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, Khoa Chất lượng cao Bộ môn Điện – Điện Tử tạo điều khiện giúp đỡ chúng tơi suốt q trình học tập nghiên cứu đề tài Chúng chân thành biết ơn Thầy ThS Nguyễn Tấn Đời người hướng dẫn cho suốt thời gian nghiên cứu đồ án Thầy xếp thời gian dẫn, giúp đỡ, định hướng cho chúng tôi, thầy tạo điều khiện tốt để chúng tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Một lần chân thành cảm ơn thầy chúc thầy dồi sức khoẻ Chúng chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nói chung, thầy cô Bộ môn Điện – Điện Tử Bộ mơn Tự Động Điều Khiển nói riêng dạy cho kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành Giúp chúng tơi có kiến thức vũng vàng tạo điều kiện giúp đỡ chúng tơi suốt q trình học tập trường hồn thành khóa luận tốt nghiệp Người thực đề tài SV1 Nguyễn Đức Tồn SV2 Mã Nhật Thiên TĨM TẮT ĐỒ ÁN Mục tiêu đề tài sử dụng PLC Siemens S7-1200 để điều khiển hệ thống chiết rót đóng nắp chai giám sát phần mềm WinCC Ngồi ra, đề tài cịn ứng dụng thêm mảng sử dụng PLC S7-1200 kết nối với số thiết bị thông qua mạng truyền thông Modbus RS485 để nâng cao tính ổn định cho hệ thống Chi tiết bao gồm thành phần cơng việc sau:  Tìm hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống chiết rót đóng nắp chai  Thiết kế cảm biến siêu âm cơng nghiệp  Tìm hiểu ngun lý hoạt động, thông số sơ đồ đấu nối thiết bị như: PLC, cảm biến siêu âm, biến tần, động cơ, driver động bước  Thi cơng mơ hình chiết rót đóng nắp chai  Lập trình PLC, xây dựng giao diện để điều khiển, giám sát hệ thống Từ kiến thức học kiến thức tìm hiểu được, nhóm thực xong đề tài với nội dung: “Thiết kế, thi công mơ hình chiết rót đóng nắp chai ” MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài .1 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Nội dung đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống chiết rót đóng nắp chai 2.1.1 Giới thiệu hệ thống chiết rót đóng nắp chai 2.1.2 Các phương pháp chiết rót hệ thống chiết rót đóng nắp .4 2.1.3 Các dạng nắp chai điển hình 2.2 Cơ sở lý thuyết PLC 2.2.1 Giới thiệu PLC Siemens 2.2.2 Giới thiệu phần mềm TIA Portal 2.2.3 Các hàm sử dụng truyền thông Modbus 2.2.4 Các hàm sử dụng điều khiển Technology Objects 2.3 Động bước mạch điều khiển .9 2.3.1 Khái niệm ứng dụng động bước .9 2.3.2 Cấu tạo phân loại .10 2.3.3 Phương pháp điều khiển động bước 11 2.4 Nguyên lý điều khiển động biến tần 14 2.4.1 Các loại động công nghiệp .14 2.4.2 Biến tần điều khiển động 14 2.4.3 Các phương pháp điều khiển biến tần 15 2.4.4 Các chế độ điều khiển động biến tần 16 2.5 Đo khoảng cách sóng siêu âm 16 2.5.1 Sử dụng cảm biến siêu âm công nghiệp 16 2.5.2 Bộ cảm biến siêu âm sử dụng Arduino module thu phát sóng siêu âm……… 17 2.6 Băng tải 17 2.6.1 Khái niệm băng tải 17 2.6.2 Nguyên lý hoạt động băng tải 18 2.6.3 Các loại băng tải dây chuyền sản xuất đặc điểm 18 2.7 Hệ thống điều khiển khí nén 18 2.8 Mạng truyền thông Modbus .20 2.8.1 Chuẩn giao tiếp RS232 vá RS485 20 2.8.2 Giới thiệu giao thức Modbus .21 2.7.3 Các chuẩn Modbus phổ biến 21 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 23 3.1 Thiết kế khí 23 3.1.1 Yêu cầu thiết kế khí 23 3.1.2 Mơ tả chung mơ hình 23 3.1.3 Thiết kế chi tiết hệ thống 23 3.2 Thiết kế điện 27 3.2.1 Yêu cầu thiết kế điện 27 3.2.2 Sơ đồ khối hệ thống 27 3.3 Thiết kế lưu đồ điều khiển 28 3.3.1 Quy trình cơng nghệ .28 3.3.2 Lưu đồ điều khiển 30 3.4 Chọn thiết bị cho khối 32 3.4.1 Khối nhận biết vị trí .32 3.4.2 Khối nút nhấn 33 3.4.3 Khối nguồn .33 3.4.4 Khối điều khiển trung tâm 34 3.4.5 Khối truyền thông 36 3.4.6 Khối thị cảnh báo 38 3.4.7 Khối đóng nắp 39 3.4.8 Khối băng tải 40 3.4.9 Khối đo mực nước 41 3.4.10 Khối chiết rót 43 3.4.11 Khối mâm xoay 44 3.5 Sơ đồ dây vẽ tủ điện 47 3.5.1 Sơ đồ khí nén 47 3.5.2 Sơ đồ động lực .47 3.5.3 Sơ đồ điều khiển động bước 48 3.5.4 Sơ đồ cảm biến đo khoảng cách 49 3.5.5 Sơ đồ PLC 50 3.5.6 Thiết kế tủ điện 50 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 52 4.1 Thi cơng mơ hình khí .52 4.1.1 Thi công cấu băng tải 52 4.1.2 Thi cơng mơ hình cấp nắp đóng nắp 53 4.1.3 Thi cơng dẫn động chai quay trịn 55 4.2 Thi công tủ điện 55 4.3 Thi công cảm biến khoảng cách 57 4.4 Cấu hình PLC thiết bị .58 4.4.1 Cài đặt biến tần biến tần truyền thông modbus với PLC, điều khiển tốc độ động 58 4.4.2 Cấu hình cho Arduino Nano 59 4.4.3 Cấu hình cho động bước Tia potal 60 4.4.4 Cấu hình module truyền thơng modbus Tia portal 62 RTU) nguồn lệnh hoạt động truyền thông cho phép cổng PU hoạt 9999 động Bảng 4.1: bảng tham số cần điều chỉnh biến tần 338 550  Các ghi điều khiển giám sát biến tần sử dụng đề tài Thanh ghi Chức Đọc/ghi 40009 Điều khiển/trạng thái ngõ vào biến tần Đọc/ghi 40014 Tần số hoạt động Đọc/ghi 40201 Tần số đầu biến tần Đọc 40202 Dòng điện đầu Đọc 40203 Điện áp đầu biến tần Đọc Bảng 4.2: bảng ghi điều khiển giám sát sử dụng đề tài 4.4.2 Cấu hình cho Arduino Nano  Lập trình arduino module thu phát sóng siêu âm SRF04 Cảm biến đo khoảng cách, ta phát xung ngắn (5 micro giây) từ chân Trig, sau cảm biến tạo xung HIGH chân Echo nhận lại sóng phản xạ chân Chiều rộng xung với thời gian sóng siêu âm phát từ cảm biển quay trở lại Công thức để tính khoảng cách cảm biến là: distanceCm = duration/29.1/2 Ta biết thời gian âm truyền không khí khoảng 344 m/s, sóng di chuyển cm khơng khí khoảng 29.1 ms Do thời gian tính từ lúc phát tín hiệu tới sóng âm phản xạ lại, ta chia đơi qng đường mà sóng  Cấu hình Arduino để truyền thơng Modbus Do Arduino truyền liệu không nhận liệu nên ta cấu hình cho Arduino với vai trị Slave mạng modbus Dữ liệu Slave lưu trữ loại ghi khác với chức khác Cụ thể sau: 61 Tên ghi Discrete Output Coil Digital Input Contacts Analog Input Register Analog Output Holding Register Địa ghi Loại Kích thước – 9999 Read – Write Bit 10001 – 19999 Read – Only Bit 30001 – 39999 Read – Only 16 Bit 40001 – 49999 Read – Write 16 Bit Bảng 4.3: bảng ghi Slave lưu trữ liệu Arduino gửi liệu khoảng cách dạng số thực gửi không nhận liệu nên ta dùng ghi Analog Input Register với số hiệu 30004 Ngồi ta cịn cấu hình cho Arduino có kiểm tra bit chẵn, địa Modbus Slave gửi ghi byte lên Master 4.4.3 Cấu hình cho động bước Tia potal Để điều khiển động bước phần mềm TIA PORTAL hỗ trợ khối TECHNOLOY OBJECT để cấu hình điều khiển động bước với thông số tùy chọn Điều khiển động bước ta sử dụng xung PTO Xung PTO xung vuông với chu kỳ tác động 50% tới thời gian HIGH LOW xung nhau, số lượng xung người dùng điều khiển Hình 4.14: xung PTO Đầu tiên ta cần kích hoạt để PLC S7-1200 phát xung PTO hai chân Q0 Q1 phần Properties PLC 62 Hình 4.15: kích hoạt xung PTO Tia portal Trong phần Parameter Assignment cần chỉnh PTO (pulse A and direction B) để chân Q0.0 chân phát xung chân Q0.1 chân điều hướng cho động bước Hình 4.16: điều chỉnh chân phát hướng cho động bước Tia portal Ngồi ra, kích hoạt sử dụng xung PTO phần mềm TIA portal khối Technology Objects hỗ trợ cấu hình động điều khiển bước với thông số sau:  Position unit: đơn vị di chuyển, ta chọn dạng đơn vị khoảng cách (mm, m, ft,…) dạng xung góc  Pulses per motor revolution: số xung vòng  Load movement per motor revolution: để quay vịng cần đơn vị cài đặt Position unit 63  Hardware and software limit switch: cài đặt thông số phần cứng phần mềm để giới hạn động bước  Unit of velocity limits: đơn vị cho tốc độ  Ramp-up/ramp-down time: thời gian tăng/giảm tốc cho động bước  Homing: cấu hình home cho động bước 4.4.4 Cấu hình module truyền thơng modbus Tia portal Để cấu hình truyền thơng Modbus Tia portal, ngồi chọn CPU PLC phải chọn module truyền thơng Modbus để giao tiếp với thiết bị khác, chọn module CB 1241 (RS485) Để cấu hình cho CB 1241, vào phần Properties chọn IO-Link gồm thông số:  Baud rate: tốc độ truyền thơng, khai báo slave có tốc độ 9600bps nên chọn 9.6 kbps  Parity: kiểm tra bit chẵn lẽ khơng kiểm tra, Slave khai báo có kiểm tra bit chẵn nên chọn Even parity  Data bits: bit lần chuyển liệu, chọn bit  Wait time: thời gian chờ Hình 4.17: IO-Link Tia portal Ngồi ra, cần phải kích hoạt byte nhớ hệ thống byte clock để truyền thông liên tục cập nhập 64 Hình 4.18: byte nhớ hệ thống byte clock Tia portal 4.5 Thiết kế giao diện giám sát điều khiển 4.5.1 Yêu cầu thiết kế giao diện giám sát điều khiển  Thấy hoạt động thiết bị hệ thống  Thu thập diệu trình hoạt động  Vận hành hệ thơng qua hình  Hiển thị trạng thái hệ thống thông qua đèn báo 4.5.2 Các bước thiết kế lập trình Wincc WinCC kết hợp thiết kế (vẽ) giao diện đồ họa lập trình chương trình hai ngơn ngữ VBS C Trong nhiều trường hợp phải sử dụng hai ngôn ngữ thực đầy đủ yêu cầu đặt Tạo Project Sau chọn PLC, để tạo project cho Wincc, vào phần Portal View, có mục Devices & Networks chọn Add New Device  PC Systems SIMATIC HMI application  Wincc RT Profession 65 Hình 4.19: Add new Device Tia portal Để kết nối với PLC Wincc Runtime Professional để điều khiển giảm sát phải chọn thêm module profibus kết nối để khởi chạy Wincc kết nối với PLC qua dây mạng Lan Sau tạo mục Catalog  Communication Modules  PROFINET/Ethenet  IE General Kéo IE General để làm một module bên cạnh với Wincc, sau vơ phần Network View để kết nối với PLC Hình 4.20: Device netwok Tia portal Khái niệm Tag WinCC 66 WinCC làm việc với đối tượng thông qua Tag Chúng thành phần trung tâm truy xuất liệu sử dụng kết nối, lưu trữ liệu Để đơn giản, coi Tag đặc trưng đối tượng, “nhãn” để nhận dạng phân biệt đối tượng đối tượng khác.Trong WinCC có hai loại tag:  Tag nội (Internal Tags): Là tag hiểu vùng nhớ WinCC Các tag không định nghĩa phân vùng địa PLC  Tag ngoại (External Tags): Là tag có định nghĩa địa thiết bị điều khiển kết nối vật lý với PLC Tag có số lượng giới hạn WinCC, muốn nâng cấp số lượng tag phải mua quyền Siemens Thiết kế đồ họa Để thiết kể giao diện ta phải tạo Screen mục Screens Hình 4.21: giao diện mục phần Wincc WinCC cung cấp thư viện độ họa đầy đủ cho việc thiết kế giao diện bao gồm đối tượng đồ họa Window nút nhấn, menu, lable…và nhiều thư viện lĩnh vực cơng nghiệp tự động hóa Hình 4.22: thư viện đồ họa Wincc 67 Liên kết tag lập trình cho đối tượng Mỗi đối tượng đồ họa có tính chất (Properties) kiện (Event) để tác động lên Các tính chất kiện thay đổi theo giá trị Tag hoặctheo Code lập trình cho đối tượng Tính chất đối tượng gán giá trị số định Việc thay đổi giá trị làm thay đổi thuộc tính đối tượng Hình 4.23: Liên kết tag lập trình Wincc 4.5.3 Giao diện điều khiển giám sát hoạt động hệ thống Đây giao diện mơ hình, chứa tất tùy chọn điều khiển giám sát hệ thống Từ hình giám sát quan sát mơ hình hoạt động nào, điều khiển hệ thống thơng qua nút nhấn hình, cảnh báo lỗi Màn hình điều khiển khiển giám sát gồm ba giao diện chính:  Giao diện mơ hình: quan sát phần hệ thống hoạt động, xem phần khơng hoạt động để nhanh chóng khắc phục lỗi có  Giao diện nút nhấn, đèn hiển thị: gồm nút Start, Stop StopE nút dừng khẩn cấp Ngồi cịn đèn báo hiển thị hệ thống dừng, hoạt động dừng khẩn cấp  Giao diện thông số, số lượng: hiển thị số lượng chai chiết rót, tốc độ động theo thời gian thực khoảng cách từ cảm biến đến mực nước 68 Hình 4.24: giao diện Scada đề tài 69 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 5.1 Kết thực 5.1.1 Kết thi cơng mơ hình Thiết kế thi cơng mơ hình chiết rót đóng nắp chai Mơ hình bao gồm:  Hệ thống băng tải  Hệ thống chiết rót  Hệ thống cấp đóng nắp chai Đánh giá nhận xét kết thi cơng mơ hình:  Hệ thống băng tải chay ổn định, rung lắc  Hệ thống chiết rót bị rỉ nước  Mâm xoay xoay vị trí như: cấp chai, chiết rót, đóng nắp, đưa chai  Cơ cấu cấp nắp bị rơi khỏi chai  Cơ cấu đóng nắp đóng nắp vào chai, chưa chặt 70 Hình 5.1: mơ hình hệ thống chiết rót 5.1.2 Kết thi công hệ thống tủ điện Thi công tủ điện theo vẽ Đảm bảo điều khiển hệ thống kết nối dây gọn gàng máng, đảm bảo an toàn điện, dễ dàng kiểm tra, sửa chữa nâng cấp hệ thống Đánh giá nhận xét kết thi công hệ thống tu điện:  Thiết bị đặt đầy đủtrong tủ điện hạn chế khoảng trống để mở rộng  Bảng điều khiển điều khiển yêu cầu đề  Đi dây gọn gàng tủ điện 71 Hình 5.2: tủ điện bảng điều khiển 5.2 Đánh Giá Hoạt Động Của Hệ Thống  Hệ thống đạt mục tiêu đề đề tài  Băng tải chạy rung lắc  Biến tần điều khiển từ PLC hoạt động tần số cho phép  Bộ cảm biến đo khoảng cách truyền thơng với PLC để chiết rót  Hệ thống cấp đóng nắp đóng nắp vào chai Số liệu chiết rót có cảm biến sóng siêu âm (so với thể tích thực 455ml): Lần Lần Lần Chai Chai Chai Chai Chai +2,2 -12,4 -1,8 -1 +2,4 -4,8 -5,4 -3,8 -3,7 +2,2 +1,6 -3,6 -4,4 Bảng 5.1: số liệu chiết rót ( đơn vị: ml) Chai -7,6 -12,4 -10,4 Lần Lần Lần Chai Chai Chai Chai Chai 0,48 2,72 0,39 0,21 0,52 1,05 1,18 0,83 0,81 0,48 0,35 0,79 0,96 Bảng 5.2: số liệu sai số chiết rót (đơn vị: %) Chai 1,67 2,72 2,28 72 Số liệu chiết rót khơng có cảm biến siêu âm Chai Chai Chai Chai Chai Chai -1 -13,4 -32,6 -54,6 -77 Bảng 5.3: số liệu chiết rót khơng có cảm biến (đơn vị: ml) Chai Chai Chai Chai Chai Chai 0,22 3,01 7,16 12 16,9 Bảng 5.4: số liệu sai số khơng có cảm biến (đơn vị: %) Từ bảng số liệu cho thấy chiết rót phương pháp áp suất thường mà khơng cố định vị trí dẫn đến sai số lớn, dễ gây tính ổn đinh hệ thống Tuy thời gian chiết rót sai số sử dụng cảm biến đo khoảng cách cải thiện hệ thống cách rõ rệt Sai số đề nằm khoảng cho phép mục tiêu đề Tuy nhiên cần phải cải thiện lại cảm biến để xác 73 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Với đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình chiết rót đóng nắp chai” nhóm áp dụng tìm hiểu kiến thức học vào đề tài Thiết kế điều khiển thành cơng mơ hình chiết rót chạy ổn định Ngồi ra, mơ hình ứng dụng rộng rãi hệ thống cơng nghiệp khác có u cầu khoảng cách điều khiển, giám sát điều khiển từ xa Hệ thống đem lại tiện lợi độ tin cậy việc đảm bảo lượng nước chai đồng đều, đồng thời giúp phụ thuộc vào yếu tố người Ngoài ra, việc xây dựng hệ thống, nhóm cố gắng sử dụng truyền thơng modbus nhiều để hạn chế rủi ro mang lại, từ mang lại khả mở rộng quy mô phát triển hệ thống 6.2 Hướng phát triển Có thể mở rộng mơ hình để chiết rót nhiều loại ngun liệu có dung tích lớn hơn, tích hợp hệ thống với hệ thống điều khiển chung nhà máy, xí nghiệp với quy mơ lớn Xây dựng bồn nguyên liệu với loại nguyên liệu khác Phát triển thêm khâu rửa chai, dán nhãn khắc nhãn, mã vạch, ngày sản xuất laser, khâu đóng thùng sản phẩm 6.3 Hạn chế  Thi công phần cứng dừng lại mức độ mơ hình Phần cứng hệ thống chưa thực hoạt động ổn định Gây nên sai số hoạt động  Khi vận hành cịn chai đóng nắp không chặt, chai bị đổ  Với suất hệ thống cịn thấp so với máy loại  Giải thuật điều khiển đơn giản Thời gian đáp ứng chưa thực nhanh Mức lưu lượng hoạt động tối đa thấp  Thời gian gia cơng khí lâu khơng có kinh nghiệm với thiết bị máy móc cần thiết Đa số chi tiết khí tự chế 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Báo Sài Gịn Giải phóng Online (2019), “Đa dạng thị trường nước đóng chai”, < https://www.sggp.org.vn/da-dang-thi-truong-nuoc-dong-chai-600231.html> Tiếng Anh [2] Mitsubishi , “Inverter FR-E700 INSTRUCTION MANUAL” [3] Autonics, “Motor Driver(5-phase microstepping driver) MD5-HD14 MANUAL” [4] Siemens (2019), “S7-1200 Programmable controller” 75

Ngày đăng: 29/11/2020, 10:51

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w