Ứng dụng PLC điều khiển tự động băng chuyền đếm, phân loại sản phẩm theo màu sắc

GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI Trường Cao đẳng Công Nghệ Khoa Điện SVTH:THIỀU QUANG THỊNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -o0o - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LOGIC Họ tên sinh viên: Thiều Quang Thịnh Lớp: 13Đ3 GVHD: Võ Khánh Thoại Tên đề tài: Ứng dụng PLC điều khiển tự động băng chuyền đếm, phân loại sản phẩm theo màu sắc Nội dung: Chương 1: Tổng quan băng chuyền Chương 2: Giới thiệu điều khiển khả trình PLC Chương 3: Lập trình PLC Chương 4: Xây dựng qui trình cơng nghệ/thuật tốn, thiết kế chương trình điều khiển Kết luận Bản vẽ: (A1) Bản vẽ tổng thể gồm sơ đồ ngun lý (nếu có); bảng phân cơng đầu vào/ra; thuật tốn/ giản đồ thời gian; chương trình điều khiển Tài liệu tham khảo: Các tài liệu môn học liên quan Kiểm tra tiến độ đồ án (Giáo viên HD ký lần SV đến gặp thông qua đồ án) Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BĂNG TẢI 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ BĂNG TẢI Băng tải ( hay gọi băng truyền ) thiết bị vận chuyển liên tục, có khoảng cách vận chuyển lớn Được sử dụng rộng rãi công trường xây dựng, xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng vật liệu chế tạo…Bao gồm băng tải PVC, băng tải cao xu, băng tải xích inox, băng tải xích nhựa, băng tải lăn tự do, băng tải lăn có truyền động, băng tải đứng, băng tải nghiêng, băng tải từ, Gầu tải, Vít tải Các loại băng tải sử dụng để vận chuyển vật liệu rời, vụn cát sỏi, đá, xi măng, sản phẩm nghành cơng nghiệp chè, cà phê, hóa chất, dầy da, thực phẩm …và hàng đơn hàng bao, hàng hộp, hòm, bưu kiện … 1.2 CÁC LOẠI BĂNG TẢI ĐÃ VÀ ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG HIỆN NAY 1.2.1 Khái quát chung Ngày với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, nhiều ngành sản xuất Công nghiệp ngành khác như: Nông nghiệp, du lịch phát triển theo Để nâng cao suất, tiết kiệm sức người giảm thiểu nhiễm mơi trường, độ xác an tồn …Thì thiết bị vận tải liên tục ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất xi măng, vận chuyển than, xỉ than nhà máy nhiệt điện, vận chuyển hàng hóa bến cảng, vận chuyển hàng hóa sâu hầm mỏ, vận chuyển nguyên liệu nhà máy công nghệ vi sinh, vận chuyển hành khách nơi du lịch, siêu thị, vân chuyển hành lý khách sân bay… Như thiết bị vận tải liên tục có phần đóng góp quan trọng nhiều lĩnh vực sản xuất kinh tế, xã hội nói chung cơng nghiệp nói riêng GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 1.2.2 Giới thiệu số loại băng tải có thị trường Việt Nam 1.2.2.1 Băng tải Polyester Cotton (CC) Bông vải sợi dọc cấu trúc với sợi ngang làm sợi dệt bông, độ giãn dài thấp, độ bám dính tốt Biến dạng nhỏ điều kiện nhiệt độ cao, với khoảng cách ngắn hơn, nơi mà việc vận chuyển khối lượng nhỏ Băn tải CC chia thành loại thường, loại nhiệt, đánh lửa, loại chống cháy, loại axit, loại dầu Đặc điểm kỹ thuật: Với loại vật liệu cốt lõi: polyester-bông vải pha loại TC-70, CC-56-loại vải Băng thông: 100mm-1600mm 1-10 lớp lớp vải Nhựa bao gồm: Mặt :1.5-9mm, Mặt dưới: 0mm-4.5mm 1.2.2.2 Băng tải EP Hình 1.1: Băng tải EP Tính : • Tính linh hoạt cao, tính tốt chịu va đập • Hệ số dãn dài thấp tốt so với lõi nylon vải băng tải khác, áp dụng cho đường vận chuyển vật liệu dài GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH • Khả chịu nước mơi trường ẩm ướt, kết dính băng tốt môi trường nhiệt độ thấp để kéo dài tuổi thọ băng • Khả chịu nhiệt khả ăn mịn tốt • Cấu tạo mỏng với trọng lượng nhẹ vải polyester, độ bền khoảng 2,5-9 lần bông, vải lõi băng tải 1.2.2.3 Băng tải chịu nhiệt Với lớp bố vải chịu nhiệt khả chịu hiệt độ cao lớp cao su, chúng dùng cho nghành than cốc, xi măng, đúc, xỉ nóng… Sản phẩm chế tạo theo tiêu chẩn HG2297-92 Băng tải chịu nhiệt chia thành loại: Hình 1.2: Băng tải chịu nhiệt • Có thể chịu nhiệt độ thử nghiệm 100 ℃, ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao 150 ℃, tên mã T1 • Có thể chịu nhiệt độ thử nghiệm 125 ℃, ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao 170 ℃, tên mã T2 • Có thể chịu nhiệt độ thử nghiệm không 150 ℃, ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao 200 ℃, tên mã T3 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH • Có thể chịu nhiệt độ thử nghiệm 175 ℃, ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao 230 ℃, tên mã T4 1.2.2.4 Băng tải chịu Axit Kiềm Hình1.3: Băng tải chịu axit kiềm Đặc tính sản phẩm: sử dụng bơng vải, vải nylon vải polyester với lõi thực với hiệu suất đàn hồi tốt vào khe, việc sử dụng kéo dài nhỏ Xuất xứ axit kiềm chế biến vật liệu sử dụng nhựa che, kháng hóa chất tốt tính chất vật lý tốt Ứng dụng: Ứng dụng hóa chất, nhà máy phân bón, nhà máy giấy, doanh nghiệp vận chuyển vật liệu có tính axit kiềm ăn mòn Dự án Lớp phủ thực Độ bền kéo Độ giãn dài đứt Mài mòn Acid 30% H Các đơn vị MPa % cm 3/1.61km Các số ≥10 ≥300 ≤ 1,0 ≥ 0,7 N/mm N/mm ≥2.7 ≥2.7 2SO4 24h nhiệt Độ bám dính độ phòng Cover với lớp vải Lớp vải 1.2.2.5 Băng tải bố NN GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Hình:1.4: Băng tải bố Nylon dây băng tải có sức mạnh, mỏng cao, chống chịu tác động, hiệu tốt, sức mạnh bám dính lớp, tuyệt vời flex tuổi thọ lâu dài, thích hợp cho đường dài, điều kiện tải cao, tốc độ cao, cung cấp vật liệu 1.2.2.6 Băng tải lịng máng Hình 1.5: Băng tải lịng máng Sản phẩm (thơng thường loại băng tải nghiêng với tường gợn sóng) Tường nghiêng lượn sóng với băng tần sở, xương sườn, hoành phần Đo tường để ngăn chặn vật liệu từ trượt tác dụng phân tán Đối với khoảng trống, vào tập tin thiết kế cạnh lượn sóng; hồnh vai trị tài liệu hỗ trợ, để đạt góc độ truyền dẫn lớn, việc sử dụng loại-T TC loại GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Tập cạnh hoành phương pháp trị bệnh thứ hai sử dụng với kết nối sở-ban nhạc, sức mạnh liên kết cao Các tính (tổng hợp loại băng tải nghiêng với tường gợn sóng):  Việc tăng góc độ truyền (30 đến 90 độ)  Kích thước nhỏ, đầu tư  Thơng qua, tăng cường mức độ cao cao  Nghiêng từ ngang (hay dọc) để chuyển tiếp sn sẻ  Thích hợp cho việc vận chuyển dễ dàng phân tán bột, dạng hạt, khối nhỏ, dán vật liệu giống chất lỏng  Tiêu thụ lượng thấp, kết cấu đơn giản, băng dính, độ bền cao, tuổi thọ lâu dài Phân Loại: Theo bao gồm tài sản chia thành loại thường, loại nhiệt, đánh lửa, loại lạnh, loại axit, loại dầu Các đặc điểm kỹ thuật:  Với vật liệu cốt lõi: CC-56, NN100, NN150, NN200, NN300, NN400  Băng thông: 100mm-2200mm  2-10 lớp vải  Nhựa bao gồm: Mặt :1.5-8mm, đối mặt: 0mm-4.5mm 1.2.2.7 Băng tải xương cá GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Hình 1.6: Băng tải xương cá Băng tải hình xương cá vành đai, băng tải số tám mơ hình vành đai, băng tải xương cá mơ hình, băng tải kiểu hình chữ U đai, băng tải kiểu hình trụ đai, rỗ băng tải mẫu, vv, dựa vào người sử dụng yêu cầu) Waterstop, PVC băng toàn chất chống cháy; cung cấp loạt tính chất đặc biệt (băng tải, khả kháng cháy lửa, băng tải chịu nhiệt đai, acid băng tải, băng tải kiềm, băng tải lạnh, nhiệt độ cao băng tải 1.2.2.8 Băng tải nghiêng GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Hình 1.7: Băng tải nghiêng Các tính năng: Váy để nâng cao băng tải (băng tải với tường tôn) dễ dàng để thiết kế thành hệ thống giao thơng hồn chỉnh, để tránh việc nâng cấp liên tục vận chuyển phức tạp hệ thống, hệ thống đặc trưng bởi: cài đặt tốc độ, góc tải lớn, bao gồm kích thước nhỏ, đầu tư vào cơng trình dân dụng, tính linh hoạt bố trí, số lượng nhỏ trì tiêu thụ lượng thấp Cơ cấu sản phẩm: váy tăng cường băng truyền (băng tải với tường gợn sóng), chủ yếu ba thành phần sau: Cao mặc baseband cường độ cao, với độ cứng lớn linh hoạt phương thẳng đứng Độ bền cao tường sóng cao su lưu hóa nhiệt Đối tượng xuống để ngăn chặn phân vùng nằm ngang Các tường phía phân vùng baseband thành chữa nhiệt, chiều cao tường phân vùng lên đến 40-630mm, gắn vào tường để tăng cường sức mạnh tường xé vải, với tường sóng dẻo linh hoạt , để đảm bảo băng tải mịn qua bánh xe bánh xe phía Truyền tải cơng suất: Có sẵn với tường sóng dọc theo độ nghiêng, nằm ngang thẳng đứng vật liệu vận chuyển số lượng lớn hình thức khác nhau, từ than đá, quặng, cát cho phân bón hạt Hạn chế kích thước hạt, hạt kích thước từ nhỏ đến 400mm kích thước lớn, thơng từ mét khối / đến 6.000métkhối/giờ Thông số kỹ thuật: 400mm - 2000mm GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Các tính năng: bao gồm sử dụng nhựa chịu dầu cao su nitrile tốt, gia cố vật liệu lựa chọn theo nhu cầu khác vật liệu khác 1.2.2.9 Băng tải chống cháy Toàn chống cháy chậm bắt lửa băng tải cho mỏ than: Các tính năng: với thể mà không cần tách lớp, kéo dài nhỏ, chịu tác động khả chống rách cấu trúc khác phân chia theo loại PVC, loại PVG (nhựa bề mặt) (dựa gia tăng PVC với bề mặt cao su) với chất chống cháy toàn bộ, tiêu chuẩn MT/914-2002 chấp hành PVC thích hợp cho 16-độ góc điều kiện khơ, việc xử lý vật liệu sau Hình 1.8: Băng tải chống cháy PVG phù hợp với góc độ ẩm 20 độ việc xử lý vật liệu nước Model N / mm Độ bền kéo: 10 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH thùng đựng sản phẩm vào vị trí chứa sản phẩm Sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động + Nếu sản phẩm loại B đèn vàng sáng, giây sau băng tải chở sản phẩm dừng lại, đồng thời pittông II đẩy sản phẩm loại B rơi vào thùng đựng sản phầm B, giây sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động Khi thùng có đủ 15 sản phẩm băng tải chở sản phẩm dừng lại, motor B hoạt động giây để đưa thùng đựng sản phẩm vào vị trí chứa sản phẩm Sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động + Nếu sản phẩm loại C đèn xanh sáng, giây sau băng tải chở sản phẩm dừng lại, đồng thời pittông III đẩy sản phẩm loại C rơi vào thùng đựng sản phầm C, giây sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động Khi thùng có đủ 20 sản phẩm băng tải chở sản phẩm dừng lại, motor C hoạt động giây để đưa thùng đựng sản phẩm vào vị trí chứa sản phẩm Sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động Nếu sau phút mà khơng có sản phẩm qua hệ thống tự dừng hoạt động Nhấn nút STOP tất hệ thống dừng 48 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 49 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH BẢNG PHÂN CÔNG THIẾT BỊ VÀO / RA: NGÕ VÀO Địa 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 NGÕ RA Thiết bị PB Start PB Stop CB A CB B CB C Địa 100.00 100.01 100.02 100.03 100.04 100.05 100.06 100.07 101.00 101.01 101.02 50 Thiết bị Đèn hoạt động (HĐ) Băng tải chở sp Đèn đỏ (sp A) Đèn vàng (sp B) Đèn xanh (sp C) Pittong I (A) Pittong II (B) Pittong III (C) Băng tải chở thùng A Băng tải chở thùng B Băng tải chở thùng C GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Động chở sản phẩm (M1), động băng tải A (M2), đông băng tải B (M3), động băng tải C (M4) XÂY DỰNG QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ /THUẬT TỐN, THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CB A CB B CB C ON OFF OFF Đèn đỏ Đèn vàng Đèn xanh ON OFF OFF (3s) Băng tải chở sản phẩm Pittong I Pittong II Pittong III (3s) Pittong Pittong II Pittong III CNT Băng tải chở thùng A Băng tải chở thùng B 51 Băng tải chở thùng C Băng tải chở sản phẩm (3s) OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF ONON (10 lần) OFF OFF OFF GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Băng tải chở thùng A Băng tải chở sản phẩm CB A CB B CB C OFF ON OFF ON OFF 52 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Đèn đỏ Đèn vàng Đèn xanh OFF ON OFF (4s) Băng tải chở sản phẩm Pittong I Pittong II Pittong III (3s) OFF OFF ON OFF Pittong I Pittong II Pittong III CNT OFF OFF OFF ON (15 lần) Băng tải chở thùng A Băng tải chở thùng B Băng tải chở thùng C Băng tải chở sản phẩm (3s) OFF ON OFF OFF Băng tải chở thùng B Băng tải chở sản phẩm OFF ON 53 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH CB A CB B CB C OFF OFF ON Đèn đỏ Đèn vàng Đèn xanh OFF OFF ON (5s) Băng tải chở sản phẩm Pittong I Pittong II Pittong III (3s) OFF OFF OFF ON Pittong Pittong II Pittong III CNT OFF OFF OFF ON (20 lần) Băng tải chở thùng A Băng tải chở thùng B Băng tải chở thùng C Băng tải chở sản phẩm (3s) OFF OFF ON OFF Băng tải chở thùng C Băng tải chở sản phẩm OFF ON CB A CB B CB C OFF OFF OFF ( phút ) STOP 54 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 55 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 56 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 57 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 58 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH MỘT SỐ HÌNH ẢNH VÀ THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CẢM BIẾN MÀU E3MC Cảm biến màu E3MC + Độ tin cậy cao dễ sử dụng + Bảo trì lâu dài nguồn ánh sáng LED + Mạnh mẽ ổn định để thay đổi nhiệt độ phát + Một số thơng số kỹ thuật: Dịng tiêu thụ tối đa: 100mA Điện áp cung cấp: 12-24 V DC Koảng cách phát vật: 5mm – 200mm + Bộ khuếch đại E3MC-A11 12 mm NPN E3MC-A41 PNP E3MC-MA11 NPN E3MC-MA41 PNP + Quang học (Kiểu sợi quang) E3MC-X11 mm NPN E3MC-X41 PNP E3MC-MX11 NPN E3MC-MX41 PNP E3MC- E3MC-Y41 PNP Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensors) 59 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH Cảm biến E3F3 : Phương pháp phát Khoảng cách phát Các chế độ hoạt động Ngõ NPN Ngõ PNP Thu – phát 5m Dark-ON E3F3-T61 E3F3-T81 Thu – phát 5m Light-ON E3F3-T11 E3F3-T31 Phản xạ gương m Dark-ON E3F3-R61 E3F3-R81 Phản xạ khuếch tán 100 mm Light-ON E3F3-D11 E3F3-D31 Phản xạ khuếch tán 300 mm Dark-ON E3F3-D12 E3F3-D32 • Dạng hình trụ cỡ M18 • Điều chỉnh độ nhạy cho loại phản xạ khuếch tán (-D32, -D12) Ðầu : NPN PNP 30VDC, 100mA Khoảng cách phát : * Phản xạ khuyếch tán : 10cm (NPN: E3F3-D11; PNP : E3F3-D31), 30cm (NPN: E3F3-D12; PNP: E3F3-D32) * Phản xạ gương : 2m (NPN: E3F3-D32; PNP : E3F3-R81) * Thu phát : 5m (NPN: E3F3-T61; PNP : E3F3-T81) Nguồn cấp: 10-30 VDC Cấu trúc Bộ phát sáng 60 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI Ngày cảm biến (Light Emitting Diode) SVTH:THIỀU QUANG THỊNH quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED Ánh sáng phát theo xung Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt ánh sáng cảm biến ánh sáng từ nguồn khác (như ánh nắng mặt trời ánh sáng phịng) Các loại LED thơng dụng LED đỏ, LED hồng ngoại LED laze Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng xanh Ngồi có LED vàng Bộ thu sáng Thông thường thu sáng phototransistor (tranzito quang) Bộ phận cảm nhận ánh sáng chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ Hiện nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit) Mạch tích hợp tất phận quang, khuếch đại, mạch xử lý chức vào vi mạch (IC) Tất dòng cảm biến quang Omron mắt gần (như E3Z, E3T, E3F3) sử dụng ASIC Bộ phận thu nhận ánh sáng trực tiếp từ phát (như trường hợp loại thuphát), ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát (trường hợp phản xạ khuếch tán) Bạn tìm hiểu rõ chế độ hoạt động chương sau Mạch tín hiệu Mạch đầu chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang / ASIC thành tín hiệu On / Off khuếch đại Khi lượng ánh sáng thu vượt mức ngưỡng xác định, tín hiệu cảm biến kích hoạt Mặc dù số loại cảm biến hệ trước tích hợp mạch nguồn dùng tín hiệu tiếp điểm rơ le phổ biến, ngày loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu bán dẫn (PNP/NPN) Một số cảm biến quang cịn có tín hiệu tỉ lệ phục vụ cho ứng dụng đo đếm Em xin chân thành cảm ơn thầy giúp đỡ em thời gian qua Có sai xót mong thầy bỏ qua 61 GVHD: VÕ KHÁNH THOẠI SVTH:THIỀU QUANG THỊNH 62 ... TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Một nhà máy sản xuất loại sản phẩm chất lượng có màu sắc khác nhau: Loại A: màu đỏ Loại B: màu vàng Loại C: màu xanh Hệ thống dùng cảm biến màu E3MC để phân loại loại sản phẩm. .. đếm sản phẩm Khi nhấn nút START đèn hoạt động (HĐ) sáng, đồng thời băng tải chở sản phẩm hoạt động đưa sản phẩm qua cảm biến màu + Nếu sản phẩm loại A đèn đỏ sáng, giây sau băng tải chở sản phẩm. .. đựng sản phẩm vào vị trí chứa sản phẩm Sau băng tải chở sản phẩm tiếp tục hoạt động + Nếu sản phẩm loại B đèn vàng sáng, giây sau băng tải chở sản phẩm dừng lại, đồng thời pittông II đẩy sản phẩm