Xây dựng mô hình điều khiển giám sát cho dây chuyền phân loại sản phầm cho phòng thực hành trường dạy nghề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT  NGUYỄN THÀNH CHUNG “XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CHO DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CHO PHÒNG THỰC HÀNH TRƯỜNG DẠY NGHỀ” LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những kết nghiên cứu trình bày luận văn hoàn toàn trung thực, tơi, khơng vi phạm điều luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Nếu sai, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thành Chung LỜI CẢM ƠN Với quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn tận tình Thầy giáo TS Phan Minh Tạo, với nỗ lực thân, đến hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn gửi tới thầy lời cảm ơn chân thành sâu sắc Tôi xin cảm ơn tới Thầy Cô giáo Bộ mơn Tự động hóa – Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, người truyền dạy cho kiến thức quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường trung cấp Nghề KT –CN – TCN Nghệ An đồng nghiệp công tác khoa Điện công nghiệp bố trí thời gian, cơng việc, tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIÊU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 10 Chương 13 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIẢNG DẠY CỦA TRƯỜNG DẠY NGHỀ TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP NGHỆ AN 13 1.1 Mơ hình cung cấp điện 13 1.1.1 Kết cấu mơ hình 13 1.1.2 Chức mơ hình cung cấp điện 14 1.1.3 Nguyên tắc hoạt động: 14 1.2 Các mơ hình phân loại sản phẩm 14 1.2.1 Mơ hình hệ thống tay gắp phân loại sản phẩm 15 1.2.2 Mơ hình phân loại sản phẩm sắt, nhôm nhựa 16 1.2.3 Nhận xét: 19 Chương 20 MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨN SẮT, NHÔM VÀ NHỰA 20 2.1 Mơ hình phân loại sản phẩm 20 2.1.1 Mơ hình 20 2.1.2 Công nghệ phân loại sản phẩm 21 2.2 Nguyên lý hoạt động thông số kỹ thuật thiết bị mơ hình 21 2.2.1 Xi lô chứa hỗn hợp sản phẩm 21 2.2.2 Cơ cấu tay máy 22 2.2.3 Băng tải 23 2.2.4 Các Xilanh – pittông 24 2.2.4.1 Xilanh 24 2.2.4.1 Sơ đồ khí nén biểu diễn xi lanh mơ hình phân loại sản phẩm 25 2.2.5 Van chân không 26 2.2.6 Các loại van khí nén 26 2.2.7 Máy nén khí Bộ chia khí 27 2.2.7.1 Máy nén khí 27 2.2.7.2 Bộ chia khí 28 2.2.8 Mạng đường ống dẫn khí nén: 29 2.2.8 Hệ thống cảm biến sử dụng mô hình 29 2.3 Hệ thống điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm 33 2.3.1 Sơ đồ mô mô hình phân loại sản phẩm 33 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điện 34 2.3.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển 34 2.3.2.2 Sơ đồ mạch động lực 35 2.3.2 Thông số kỹ thuật phần tử 35 2.3.3 Nguyên lý điều khiển vận hành hệ thống 36 2.3.4 Nhận xét 38 Chương 39 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM BẰNG PLC 39 3.1 Yêu cầu công nghệ hệ thống 39 3.2 Lựa chọn thiết bị 40 3.2.1 Các thiết bị có 40 3.2.2 Các thiết bị cần thêm chokhâu đếm sản phẩm di chuyển sản phẩm thung đầy 41 3.3 Các tín hiệu vào 42 3.4 Sơ đồ mơ quy trình cơng nghệ dây chuyền phân loại đóng gói sản phẩm 43 3.5 Sơ đồ kết nối hệ thống: 44 3.5 Thuật tốn điều khiển chương trình điều khiển PLC 45 3.5.1 Lưu đồ thuật toán chung 45 3.5.2 Lưu đồ phân phối sản phẩm 46 3.5.3 Lưu đồ hệ thống phân loại sản phẩm 47 3.5.4 Lưu đồ phân loại sản phẩm nhôm 47 3.4.4 Lưu đồ phân loại sản phẩm sắt 48 3.4.5 Lưu đồ phân loại sản phẩm nhựa 49 3.5 Chương trình điều khiển cho PLC 50 3.6 Mơ q trình làm việc mơ hình phân loại sản phẩm phần mềm PLC 66 3.6.1.Chương trình 66 3.6.2.Chương trình SBR1(SP_SAT) 70 3.4 Nhận xét 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh mơ hình cung cấp điện 14 Hình 1.2 Hình ảnh tay gắp phân loại sản phẩm 15 Hình 1.3 Hình ảnh dây chuyền phân loại sản phẩm 17 Hình 2.1 Mơ hình phân loại sản phẩm PLC 20 Hình 2.2 Cơ cấu tay máy 22 Hình 2.3 Sơ đồ hành trình cấu tay máy 22 Hình 2.4 Băng tải vận chuyển sản phẩm 23 Hình 2.5 Xilanh – pít tơng tác động đẩy sản phẩm lên xuống 24 Hình 2.6 Sơ đồ khí nén 25 Hình 2.7 Ký hiệu van chân không 26 Hình 2.8 Núm hút sản phẩm 26 Hình 2.9 Van 5/2 Rexroth – 24Vdc – coil 27 Hình 2.10 Máy nén khí dùng cho hệ thống 28 Hình 2.11 Bộ chia khí ngã 28 Hình 2.12 Hình ảnh cảm biến quang 30 Hình 2.13 Hình ảnh cảm biến tiệm cận điện cảm 31 Hình 2.14 Hình ảnh cảm biến từ 32 Hình 2.3.1 Sơ đồ mơ mơ hình phân loại sản phẩm 33 Hình 2.3.3 Sơ đồ đồ mạch động lực 35 Hình 3.1: Phương án thiết kế mơ hình khâu đóng gói sản phẩm 40 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối vào – PLC S7-200 44 Hình 3.4: Lưu đồ thuật tốn mơ hình 45 Hình 3.5 Lưu đồ hệ thống phân phối sản phẩm 46 Hình 3.6 Lưu đồ phân loại sản phẩm nhơm 47 Hình 3.7 Lưu đồ phân loại sản phẩm sắt 48 Hình 3.8 Lưu đồ phân loại sản phẩm nhựa 49 DANH MỤC BẢNG BIÊU Bảng 1.1 Các thiết bị điện sử dụng mơ hình 18 Bảng 1.2 Các thiết bị khí nén sử dụng mơ hình 18 Bảng 2.1 Các ký hiệu xilanh 25 Bảng 3.4 Các tín hiệu vào, PLC 42 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT PP : Phân phối PPSP : Phân phối sản phẩm BT : Băng tải PLSP : Phân loại sản phẩm CB: Cảm biến PT : Pít tơng 60  Chương trình phân phân loại nhơm 61 62 63  Chương trình phân phân loại nhựa 64 65 66 3.6 Mơ q trình làm việc mơ hình phân loại sản phẩm phần mềm PLC Phần mềm mơ phỏng: 3.6.1.Chương trình - Khi có sản phẩm xilo, cảm biến CB1 tác động (I0.3) M0.0 =0 - Ấn Start (I0.1): cho hệ thống bắt đầu làm việc (Phải có sản phẩm làm việc) 67 - Đồng thời gọi chương trình phân phối sản phẩm - Nếu có sản phẩm băng tải CB2 (I0.4) tác động để quay băng tải 68 - Phân loại sản phẩm: Nếu Sắt M0.1 = gọi chương trình SP_SAT (SBR1); Nếu Nhơm M0.2 = gọi chương trình SP_NHOM; Nếu nhựa M0.3 = gọi chương trình SP_NHUA 3.6.1 Chương trình (PLSP) - Khi gọi chương trình phân loại sản phẩm đồng thời PT_đẩy sản phẩm P1 (Q0.1) =1 - Sau giây Reset PT_đẩy 69 - Đồng thời cho PT_Lenxuong P2 (Q0.2) = - Sau giây tiến hành hút sản phẩm P3 (Q0.3) =1 - Sau giây đưa tay máy sang ngang P4 (Q0.4) =1 - Sau giây nhã sản phẩm P3 (Q0.3) = - Sau giây thiếp theo Reset PT_lenxuong P2 (Q0.2) = để đưa tay máy lên 70 - Sau giây Reset PT_ngang P4 (Q0.4) để đưa tay máy vị trí ban đầu 3.6.2.Chương trình SBR1(SP_SAT) - Sau giây Reset băng tải BT (Q0.5) = Set PT_Sat (Q0.6) =1 71 - Sau giây cho Băng tải làm việc trở lại Reset PT_Sat - Nếu đủ sản phẩm đặt sau giây dừng Băng tải (Q0.5) = cho chạy băng tải thùng sắt (Q1.1) =1 để đưa thùng vào (Mục đích trễ giây để sản phẩm cuối đưa vào hộp) 72 Khi có cảm biến thùnguy sắt tác động I1.1 =1 dừng băng tải thùng sắt (Q1.1) = dừng băng tải 3.6.2 Chương trình SBR2(SP_NHOM) Tương tự chương trình phân loại sắt 3.6.5 Chương trình SBR3(SP_NHUA) Tương tự chương trình 3.4 Nhận xét Qua đề tài cho có cách nhìn tổng qt hệ thống sản xuất linh hoạt Giúp người vận hành điều khiển giám sát dễ dàng Tuy đề tài thu số kết quả, nhiên cịn nhiều vấn đề chưa hồn thiện Hy vọng hồn thiện phát triển cho hệ thống phức tạp lần nghiên cứu 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong thời gian hồn thành luận văn mình, với nội dung “Xây dựng mơ hình điều khiển giám sát cho dây chuyền phân loại sản phẩm cho phòng thực hành trường trung cấp nghề KT – CN – TCN Nghệ An ” đạt kết sau: - Nghiên cứu mơ hình phân loại sản phẩm - Đề xuất giải pháp hồn thiện mơ hình phân loại sản phẩm sắt, nhơm, nhựa - Xây dựng chương trình điều khiển giám sát mơ hình phân loại sản phẩm PLC - Tiến hành thực nghiệm xây dựng chương trình điều khiển hệ thống Kiến nghị : Nhà trường cần đầu tư thiết bị để hoàn thiện mơ hình thực tế đáp ứng vào nhu cầu học tập của học sinh học nghề Trong trình hồn thành luận văn cịn tồn số sai sót, mong góp ý thầy cô bạn đồng nghiêp Qua đây, xin chân thành cảm ơn thầy giáo: TS.Phan Minh Tạo thầy cô giáo môn tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2007) Điện tử công suất NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (2000) Nghiên cứu xây dựng hệ thống truyền động điện xoay chiều pha NXB Khoa học kỹ thuật Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải (2008) Điều chỉnh tự động truyền động điện NXB Khoa học kỹ thuật Tăng Văn Mùi (2003) Điều khiển logic lập trình PLC NXB Thống kê Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà (2006) Tự động hóa với S7-200 NXB Khoa học kỹ thuật Đào Hoa Việt (2005) Tập giảng ứng dụng PLC hệ điều khiển số truyền thông công nghiệp Học viện quân Tài liệu hướng dẫn dụng vận hành mơ hình phân loại sản phẩm thư viện trường trung cấp nghề kinh tế - CN – TCN Nghệ An Tiếng Anh SIEMENS S7-200 Hardware configuration and structure Webside http://www.frofibus.com 10.http://www.simaticnet.com 11.http://www.ethernet.com ... MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh mơ hình cung cấp điện 14 Hình 1.2 Hình ảnh tay gắp phân loại sản phẩm 15 Hình 1.3 Hình ảnh dây chuyền phân loại sản phẩm 17 Hình 2.1 Mơ hình phân loại. .. phẩm cho phòng thực hành trường dạy nghề? ?? Với mục đích bổ sung vào nhu cầu trường nghề việc nghiên cứu, xây dựng cơng đoạn sản xuất tự động dây chuyền nói riêng xây dựng hệ thống dây chuyền sản. .. thống điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm 2.3.1 Sơ đồ mô mô hình phân loại sản phẩm Hình 2.3.1 Sơ đồ mơ mơ hình phân loại sản phẩm 34 K2.3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điện 2.3.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển