Thiết kế chương trình điều khiển thang cuộn cho các siêu thị sử dụng PLC FX 3g

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế chương trình điều khiển thang cuộn cho siêu thị sử dụng PLC- FX 3G Giảng viên hướng dẫn : TS Hồng Sơn Sinh viên thực : Ngơ Đình Tuấn Lớp : K58 Công nghệ kỹ thuật điện tử Khoa : Cơ điện cơng trình Hà Nội – năm 2017 MỞ ĐẦU Hịa chung với cơng xây dựng phát triển đất nƣớc, ngành tự động hóa nƣớc ta bƣớc chuyển mạnh mẽ với tốc độ phát triển nhanh chóng.Thang cuộn đƣợc sử dụng rộng rãi siêu thị nhằm phục vụ khách hàng cách tốt Từ thực tế em chọn thực đề tài “Thiết kế chƣơng trình điều khiển thang cuộn cho siêu thị sử dụng PLC-FX 3G” Thiết kế chƣơng trình điều khiển thang cuộn với mục tiêu giảm chi phí thời gian ngƣời, giảm thiểu tối đa thời gian mua sắm, giảm cơng sức di chuyển, bình thƣờng phải lâu để lên đƣợc tầng lầu, chƣa kể mua sắm bất tiện cho việc di chuyển nhƣ mang vác Bây cần bƣớc chân lên thang cuộn thang cuộn tự động di chuyển đƣa ngƣời lên mà không cần tốn công sức Việc tạo hệ thống thiết kế chƣơng trình cần thiết Với phạm vi nghiên cứu phịng thí nghiệm.Đối tƣợng nghiên cứu chƣơng trình điều khiển thang cuộn Với phƣơng pháp sử dụng khóa luận gồm phƣơng pháp thu thập xử lí thơng tin, phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp mô phỏng, tham khảo ý kiến chuyên gia Đề tài bao gồm chƣơng bố cục nhƣ sau: Chƣơng 1: Tìm hiểu chung hệ thống thiết bị thang cuộn Chƣơng 2: Mô tả phần cứng Chƣơng 3: Thiết kế phần mềm Chƣơng 4: Kết luận kiến nghị Sinh viên thực đề tài Ngơ Đình Tuấn MỤC LỤC Chương 1:TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANG CUỘN 1.1 Tổng quan thang cuộn 1.2 Trang bị điện 1.2.1 Động 1.2.2 Hệ thống cảm biến 1.3 Bộ điều khiển PLC-FX3G 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Những tính 1.4 Kết thiết kế chương trình thang cuộn 10 Chương 2: MÔ TẢ PHẦN CỨNG 13 2.1 Mô tả hệ thống thang cuộn 13 2.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc thang cuộn 13 2.1.2 Laser sensor 15 2.2 Thiết kế tủ điện 15 2.2.1 Bảng lắp ráp thiết bị paner tủ điện 16 2.2.2 Thiết kế mạch NL điều khiển thang cuộn 17 Chương 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 19 3.1 Bảng bố trí chân cần thiết lập 19 3.2 Thuật tốn chương trình 19 3.2.1 Một số kí hiệu lưu đồ thuật toán 19 3.2.2 Lập lưu đồ thuật toán cho chương trình điều khiển thang cuộn 20 3.3 Chương trình viết cho PLC 23 3.4 Giám sát qua autobase 23 3.4.1 Cách thức kết nối qua cáp truyền thông 23 3.4.2 Thiết lập thiết bị 24 3.4.3 Khởi động truyền thông 25 3.4.4 Bảng thiết lập tag 27 3.4.5 Thiết lập tag autobase 30 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 4.1 Kết Luận 38 4.2 Kiến nghị 38 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Các thiết bị lắp ráp hệ thống tủ điện 16 Bảng 3.1: Bố trí chân thiết bị 19 Bảng 3.2: Một số kí hiệu lưu đồ thuật tốn 20 Bảng 3.3 Các tag cần thiết lập 27 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thang cuộn thực tế Hình 1.2: Cấu tạo động điện xoay chiều ba pha Hình 1.3: Lõi thép Hình 1.4: Roto ( phần quay ) Hình 1.5: Cảm biến thang cuộn Hình 1.6: Bộ cảm biến dị vật nóng chuyển động ngang Hình 1.7: Bộ cảm biến Hình 1.8: Tia nhiệt Hình 1.9: PLC - FX3G Hình 1.10: Sản phầm tủ điện thực tế đề tài 10 Hình 1.11: Thiết kế 3D paner tủ điện 11 Hình 1.12: Giao diện chương trình giám sát điều khiển 11 Hình 1.13: Tổng quan hệ thống thang cuộn 12 Hình 2.1: Cấu trúc thang cuộn 14 Hình 2.2: Laser sensor hãng key gen 15 Hình 2.3: Mạch NL điều khiển thang cuộn 17 Hình 2.4: Bản vẽ lắp ráp 18 Hình 2.5: Tủ điện thực tế 18 Hình 3.1 Lưu đồ tổng 21 Hình 3.2: Chương trinh đầu vào 21 Hình 3.3: Lưu đồ thang cuộn 22 Hình 3.4: Chương trình PLC điều khiển thang cuộn 23 Hình 3.5: Cáp truyền thông rs-485 24 Hình 3.6: Thiết lập truyền thông 25 Hình 3.7: Kết thiết lập port 26 Hình 3.8 Kết thiết lập port 26 Hình 3.9: Khởi tạo tag 28 Hình 3.10: Làm tag 29 Hình 3.11: Kết thiết lập tag autobase 30 Hình 3.12 Hệ thống nút nhấn on 30 Hình 3.13: Hệ thống đèn báo trạng thái on 31 Hình 3.14: Hệ thống nút nhấn off 31 Hình 3.15: Hệ thống trạng thái đèn báo nút off 32 Hình 3.16 Thiết lập nút ấn reset 32 Hình 3.17: nút bấm điều khiển thang cuộn 33 Hình 3.18: Thiết lập sensor 33 Hình 3.19: Thiết lập sensor2 gắn thang cuộn 34 Hình 3.20: Thiết lập hệ thống đèn sáng 34 Hình 3.21: Thiết lập hệ thống chng báo trạng thái có người vào 35 Hình 3.22: Thiết lập thang cuộn 35 Hình 3.23: Thiết lập đếm người vào sensor 36 Hình 3.24: Thiết lập đếm người sensor 36 Hình 3.25: Tổng quan điều khiển thang cuộn 37 Hình 3.26: Giám sát trình vận hành thang cuộn 37 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Chương 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANG CUỘN 1.1 Tổng quan thang cuộn Hiện nay, xã hội ngày phát triển, siêu thị, khu vui chơi giải trí, cơng trình thấp tầng nhƣng diện tích rộng thƣờng có đơng ngƣời lại Vì thang cuộn đƣợc đƣa vào sử dụng thang cuộn loại phƣơng tiện di chuyển đơn giản thơng thống có khả cung ứng cho lƣu lƣợng ngƣời đơng ƣớc tính khoảng 9000ngƣời / Về bản, thang cuộn thang máy tự chuyển động, bậc thang thang cuộn đƣợc nối với bậc thang xích lăn, nấc thang lên phía cách dễ dàng.Mỗi bậc thang lắp trục, trục có bánh xe lăn, bánh xe đăt mặt dây xích kim loại, mặt ngồi xích có bọc giá kim loại.Ở đầu thang cuộn bậc thang nằm ngang nhƣ ngƣời thang dễ dàng bƣớc lên bƣớc xuống thang Khi bậc thang chuyển động lên, xuống chúng tự giƣơng lên trông giống nhƣ bậc thang thông thƣờng Khi bậc thang di chuyển tới điểm cao thấp tự động chuyển vị trí nằm ngang Dƣới sàn gầm nhà đỉnh đầu thang cuộn có số bánh xe hệt nhƣ bánh lip xe đạp Các bánh ăn vào vịng xích xích lăn kéo chuyển động quay vịng, qua kéo bậc thang chạy theo quỹ đạo Bánh đỉnh đầu thang đƣợc dẫn động động đến đặt dƣới gầm sàn nhà.Xích lăn trƣợt lăn lắp dƣới thang cuốn, lăn hƣớng dẫn xích lăn chạy theo quỹ đạo xác kéo căng xích này.Thang cuộn đại ngày thƣờng có hai chiều lên xuống, hai bên thang cuộn có lắp rào bảo vệ đề phòng ngƣời thang rơi khỏi thang Trên đỉnh hàng rào có tay vịn mặt dây cao su kim loại nối hai đầu thành vịng kín chuyển động với bậc thang Ngƣời thang vịn vào để giữ thăng (hình 1.1) Thang cuộn giới đƣợc cấp sáng chế Mỹ năm 1859, nhƣng lúc thang cuộn chƣa đƣợc sản xuất hàng loạt để bán Năm 1891, chế tạo thành công nhiều thang cuộn tự động có giá trị thực dụng GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 1.1: Thang cuộn thực tế 1.2 Trang bị điện 1.2.1 Động Ở cầu thang ngƣời ta thƣờng sử dụng động điện xoay chiều ba pha không đồng có lắp thêm bánh để truyền động cho thang Cấu tạo động điện pha: Hình 1.2: Cấu tạo động điện xoay chiều ba pha GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Cấu tạo: Lõi thép stato Dây quấn stato Nắp máy ổ bi trục máy hộp đầu cực lõi thép roto thân máy quạt gió làm mát 10 hộp quạt a) Stator ( phần tĩnh ) Stator gồm hai phận lõi thép dây quấn, ngồi cịn có vỏ máy nắp máy - Lõi thép: Lõi thép đƣợc ép vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép stato hình trụ thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh theo hƣớng trục.Vì từ trƣờng qua lõi thép lá, từ trƣờng quay lên để giảm tổn hao lõi thép đƣợc làm lõi thép kĩ thuật điện dày 0,5mm ép lại Mỗi thép kỹ thuật đƣợc phủ sơn cách điện để giảm hao tổn dịng xốy gây nên Hình 1.3: Lõi thép - Dây quấn stator: Dây quấn stator làm dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) đƣợc đặt rãnh lõi thép GVHD: TS Hoàng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.6: Thiết lập truyền thơng 3.4.3 Khởi động truyền thông Để khởi động truyền thông ta vào communication thiết lập port nhƣ hình 3.7 25 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.7: Kết thiết lập port - Chọn đọc thêm vùng nhớ - Chọn kiểu vùng nhớ - Chọn địa bắt đầu vùng nhớ PLC để đọc chọn nơi lƣu vùng nhớ chƣơng trình conmunicaton - Nhƣ hình 3.7 ta sử dụng nhớ X,Y,D,C,M.nên ta khai báo vùng nhớ cho phần giám sát điều khiển - Sau kết thúc chƣơng trình ta đƣợc nhƣ hình sau: Hình 3.8 Kết thiết lập port 26 GVHD: TS Hoàng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn 3.4.4 Bảng thiết lập tag Bảng 3.3 Các tag cần thiết lập Tên tag Mô tả Địa ON Bật M1 OFF Tắt M2 RST RST M3 Sensor Cảm biến X003 sensor Cảm biến X004 Bộ đếm C0 Bộ đếm C0 C0 Bộ đếm C1 Bộ đếm C1 C1 Ô nhớ D1 Ô nhớ D1 D1 Ô nhớ D3 Ô nhớ D3 D3 Đèn sáng Đèn sáng Y003 Động Động Y004 Chuông Chuông báo X003 Tag đối tƣợng dùng để kết nối liệu với cấu trúc truyền thông, nhận liệu để hiển thị đồ họa chƣơng trình giám sát hiển thị liệu điều khiển hệ thống Các Tag cần tạo đƣợc chia theo nhóm loại Tag nhƣ: Tag dạng Bit (DI - Digital Input - đầu vào số, D0-Digital Output - đầu số) dùng cho trình lệnh từ máy tính xuống PLC để khởi động chƣơng trình đo, dừng chƣơng trình đo, Reset chƣơng trình đo vv, Tag dạng Word (AI - Analog Input – đầu vào tƣơng tự, AO – Analog Output – đầu tƣơng tự) Để khởi động Tag chọn Start/Programs/AutoBase 10.2.4 English/AutoBase Studio 27 GVHD: TS Hoàng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.9: Khởi tạo tag Để tránh bị trùng địa mắc lỗi vùng nhớ trình hiển thị liệu, nấp chuột vào Delete để xóa bỏ Tag chƣơng trình cũ 28 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.10: Làm tag 29 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.11: Kết thiết lập tag autobase 3.4.5 Thiết lập tag autobase - Thiết lập tag nút nhấn on, đèn báo on nhƣ hình Hình 3.12 Hệ thống nút nhấn on 30 GVHD: TS Hoàng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.13: Hệ thống đèn báo trạng thái on - Tƣơng tự thiết lập off, đèn báo off nhƣ hình vẽ Hình 3.14: Hệ thống nút nhấn off 31 GVHD: TS Hoàng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.15: Hệ thống trạng thái đèn báo nút off - Thiết lập nút ấn reset Hình 3.16 Thiết lập nút ấn reset 32 GVHD: TS Hoàng Sơn - SVTH: Ngơ Đình Tuấn Kết thiết lập nút ấn điều khiển Hình 3.17: nút bấm điều khiển thang cuộn Hình 3.17: Các nút bấm điều khiển thang cuộn Khi nhấn nút on thang cuộn cho phép chạy chế độ on có ngƣời vào thang cuộn chuyển động đèn báo off cho phép ngƣời dùng tắt hệ thống có cố xảy Nút nhấn reset cho phép ngƣời dùng reset lại toàn hệ thống đếm đồng thời động thang cuộn không chuyển động - Thiết lập cảm biến thang cuộn Hình 3.18: Thiết lập sensor 33 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.19: Thiết lập sensor2 gắn thang cuộn - Tƣơng tự nhƣ ta thiết lập đèn báo, chng báo Hình 3.20: Thiết lập hệ thống đèn sáng 34 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Hình 3.21: Thiết lập hệ thống chng báo trạng thái có người vào - Thiết lập vẽ hình ảnh thang cuộn Hình 3.22: Thiết lập thang cuộn 35 GVHD: TS Hồng Sơn - SVTH: Ngơ Đình Tuấn Thiết lập cho tag Ai hiển thị đếm đếm nhƣ hình sau: Hình 3.23: Thiết lập đếm người vào sensor Hình 3.24: Thiết lập đếm người sensor 36 GVHD: TS Hồng Sơn - SVTH: Ngơ Đình Tuấn Qua thiết lập ta đƣợc nhƣ hình sau: Hình 3.25: Tổng quan điều khiển thang cuộn Hình 3.26: Giám sát trình vận hành thang cuộn Mơ tả trạng thái hoạt động: Nếu có tín hiệu từ nút ấn on thang cuộn trạng thái hoạt động có ngƣời vào sensor1 báo trạn thái nháy đèn đếm counter đếm lên thang cuộn bắt đầu chạy đèn báo sáng chuông báo hoạt động, ngƣời hết đầu thang cuộn đếm counter hoạt động đèn tắt thang cuộn dừng hoạt động Khi nhấn nút off phịng có cố thang cuộn trạng thái dừng hoạt động không chạy phòng trƣờng hợp cố xảy ra, nút nhấn RESET có tác dụng xóa tất đếm đếm 37 GVHD: TS Hồng Sơn SVTH: Ngơ Đình Tuấn Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết Luận Trên sở yêu cầu xây dựng chƣơng trình điều khiển thang cuộn sử dụng siêu thị Đề tài tiến hành thiết kế xây dựng chƣơng trình thu thập liệu điều khiển giám sát từ giao diện máy tính, chƣơng trình có chức tự động phát ngƣời vào hiển thị máy tính Kết cụ thể đề tài gồm: - Đề tài xây dựng đƣợc giao diện thu thập liệu giám sát điều khiển từ máy tính (mục 3.4 chƣơng 3) với module giám sát điều khiển với giao diện hiển thị mô sinh động, thân thiện với ngƣời sử dụng - Thiết kế hồn chỉnh mạch ngun lí hệ thống điều khiển thang cuộn siêu thị - Thiết kế hoàn chỉnh chƣơng trình lập trình giám sát điều khiển hệ thống thang cuộn,các bƣớc thiết kế nghiên cứu đƣợc trình bày chi tiết, q trình chạy thử nghiệm hồn tất, sẵn sàng cho việc chế tạo lắp ráp hệ thống thực tế - Đề tài thiết lập đƣợc cấu trúc truyền thông liệu PLC - FX3G máy tính 4.2.Kiến nghị - Với kết thu đƣợc đề tài, thơng qua q trình chạy thử nghiệm thực tế, tính khả thi cao đề tài Đề tài áp dụng thực tiễn sản xuất cơng nghiệp - Cần phải có nhiều thiết bị chất lƣợng phù hợp với đề tài để đạt hiệu độ xác cao - Trong q trình chạy thực nghiệm cịn hạn chế điều kiện kinh tế không đƣợc cao Trong tƣơng lai, em cố gắng đầu tƣ để hoàn thiện sản phẩm đƣợc tốt 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Giáo trình autobase, cơng ty phần mềm Autobase scada (2) Giáo trình Mitsubishi, trƣờng đại học cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh trung tâm cơng nghệ điện Website tham khảo http://www.autobasescada.com/autobase-scada-10 http://codientu.org/ ... chóng .Thang cuộn đƣợc sử dụng rộng rãi siêu thị nhằm phục vụ khách hàng cách tốt Từ thực tế em chọn thực đề tài ? ?Thiết kế chƣơng trình điều khiển thang cuộn cho siêu thị sử dụng PLC- FX 3G? ?? Thiết kế. .. thống điều khiển thang cuộn siêu thị - Thiết kế hồn chỉnh chƣơng trình lập trình giám sát điều khiển hệ thống thang cuộn, các bƣớc thiết kế nghiên cứu đƣợc trình bày chi tiết, q trình chạy thử nghiệm... Khối chƣơng trình Tính tốn thao tác chƣơng trình 3.2.2 Lập lưu đồ thuật tốn cho chương trình điều khiển thang cuộn Chƣơng trình điều khiển thang cuộn đƣợc mơ tả hình 3.1 Đầu tiên từ PLC tiến hành