Hiện nay, Việt Nam hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa. Vì thế tự động hóa đóng vai trò quan trọng, tự động hóa giúp tăng năng suất, tăng độ chính xác và do đó tăng hiệu quả quá trình sản xuất. Để có thể thực hiện tự động hóa sản xuất, bên cạnh các thiết bị máy móc cơ khí hay điện, các dây chuyền sản xuất…, cũng cần có các bộ điều khiển để điều khiển chúng trong các thiết bị hiện đại được đưa vào dây chuyền sản xuất tự động, không thể không kể đến biến tần và PLC.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HỐ - - BÁO CÁO MƠN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH VÀ PLC + BTD Đề tài : Điều khiển khoan tự động sử dụng PLC 1200 Hà Nội - 2021 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, Việt Nam q trình cơng nghiệp hóahiện đại hóa Vì tự động hóa đóng vai trị quan trọng, tự động hóa giúp tăng suất, tăng độ xác tăng hiệu q trình sản xuất Để thực tự động hóa sản xuất, bên cạnh thiết bị máy móc khí hay điện, dây chuyền sản xuất…, cần có điều khiển để điều khiển chúng thiết bị đại đưa vào dây chuyền sản xuất tự động, không kể đến biến tần PLC PLC thiết bị điều khiển đa ứng dụng rộng rãi công nghiệp để điều khiển hệ thống theo chương trình viết người sử dụng Nhờ hoạt động theo chương trình nên PLC ứng dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác Nếu muốc thay đổi quy uật hoạt động máy móc thiết bị hay hệ thống ta cần thay đổi chương trình điều khiển Các đối tượng mà PLC điều chỉnh đa dụng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt, … đến hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), hệ thống khoan tự động, thang máy, dây chuyền sản xuất, vv Xuất phát từ thực tế đó, q trình học tập mơn học Điều khiển lập trình PLC trường Đại học Điện Lực nhóm chúng em thống làm báo cáo với đề tài: “Điều khiển khoan tự động sử dụng PLC S7-1200” MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Yêu cầu cơng nghệ tốn khoan tự động Máy khoan tự động vừa cấp phơi gỗ vng vừa khoan cách tự động, nối tiếp nhau, tăng suất gia công Ta thấy máy khoan tự động cần thực chu trình gồm cơng đoạn: - Cấp phôi vào - Đưa khoan xuống lên khoan xong - Đẩy phôi để chờ phơi vào Hình 1.1: Mơ hình khoan tự động 1.2 Lựa chọn cấu chấp hành Ứng với cơng đoạn máy, lựa chọn dạng chuyển động: - Cấp phôi vào – chuyển động tịnh tiến ra/vào - Đưa khoan xuống lên khoan xong – chuyển động tịnh tiến lên/xuống - Đẩy phôi để chờ phôi vào – chuyển động tịnh tiến ra/vào Trong thực tế, để tạo chuyển động tịnh tiến dùng dạng cấu: - Xy lanh khí nén/thuỷ lực Có độ xác khơng cao, rẻ tiền, dễ chế tạo - Động (chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến cách nối trục vít me…) Đắt tiền, chế tạo phức tạp có độ xác cao Ứng dụng máy khoan tự động khơng cầm độ xác q cao, lựa chọn dùng xy lanh khí nén để giảm giá thành chế tạo 1.2.1 Xy lanh khí nén Xy lanh khí nén dạng cấu chấp hành có chức biến đổi lượng tích luỹ khí nén thành động cung cấp cho chuyển động Một kích hoạt, khơng khí nén vào ống đầu piston đó, truyền tải lực piston Trục piston di chuyển khí nén Xy lanh khí nén có nhiều loại thiết kế khác cho phù hợp với yêu cầu chế tạo máy xy lanh vng, xy lanh trịn, xy lanh kẹp, xy lanh compact, xy lanh xoay, xy lanh trượt… Hình 1.2 Xy lanh khí nén 1.2.2 Van điều khiển khí nén Để đóng cắt khí cấp cho xy lanh, cần sử dụng van điều khiển khí nén Van điều khiển khí nén có nhiều loại tuỳ ứng dụng khác nhau: Van 2/2, 3/2, 4/2, 5/2 5/3 Tác động vào van điện, khí nén tác động khí Để điều khiển xy lanh đơn thơng thường dùng van 5/2 – đầu điện Tác động cách cấp điện áp vào cuộn hút van Hình 1.3 Van 5/2 1.2.3 Cảm biến Để xác định hành trình xy lanh vị trí quan trọng (cuối hành trình chuyển động, đầu hành trình chuyển động vị trí hành trình) cần sử dụng cảm biến phát vật thể Một số loại cảm biến phát vật thể: cơng tắc hành trình, cảm biến tiệm cận (điện dung, điện cảm, cảm biến từ), cảm biến quang… Trong để phát hành trình xy lanh, thường sử dụng cảm biến từ (gắn thân xy lanh) cảm biến tiệm cận (gắn hành trình chuyển động đầu xy lanh) 1.3 Công nghệ máy khoan tự động 1.3.1 Lưu đồ giải thuật Grafcet Grafcet từ viết tắt tiếng Pháp có nghĩa chuỗi chức điều khiển giai đoạn – chuyển tiếp) Grafcet sơ đồ mô tả trạng thái làm việc hệ thống biểu diễn trình điều khiển với trạng thái chuyển đổi từ trạng thái sang trạng thái khác Mạng Grafcet cho q trình sản xuất ln lưu đồ hình khép kín từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối từ trạng thái cuối trạng thái đầu Khi tác nhân kích thích thoả mãn, hệ thống chuyển đến trạng thái đồng thời xố trạng thái trước Hình 1.4 Sơ đồ minh hoạ giải thuật Grafcet • Giải thuật Grafcet áp dụng cho điều khiển khoan tự động : 1.3.2 Chu trình làm việc • Xy lanh đẩy phơi: “Đi ra” “Đi vào” • Xy lanh đẩy khoan: “Đi lên” “Đi xuống” • Xy lanh đẩy phơi: “Sang trái” “Sang phải” • Chu trình làm việc hồn chỉnh: Xy lanh cấp phôi đẩy ra, cảm biến hành trình tác động Xy lanh đẩy khoan đưa khoan xuống để khoan vật, cảm biến hành trình xuống tác động Xy lanh khoan kéo khoan lên, cảm biến hành trình tác động Xy lanh đẩy phơi sang phải, đẩy phơi khoan ngồi, sau 1s, xy • lanh đẩy phơi xy lanh cấp phơi thu Bắt đầu chu trình Các bước: Bước 1: Xy lanh cấp phôi – đẩy ra, cảm biến hành trình tác động: Bước 2: Xy lanh đẩy khoan xuống, cảm biến hành trình xuống tác động Bước 3: Xy lanh đẩy khoan lên (thu về), cảm biến hành trình lên tác động Bước 4: Xy lanh đẩy sản phẩm – đẩy ra, cảm biến hành trình khơng tác động, trì 1s Bước 5: Xy lanh đẩy sản phẩm thu về, cảm biến hành trình xy lanh tác động Đếm số sản phẩm hoàn thành Bước 6: Xy lanh đẩy phơi thu về, cảm biến hành trình xy lanh không tác động trễ 1,5s Nếu số sản phẩm chưa số sản phẩm đặt trước lặp lại q trình 10 CHƯƠNG 2: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 11 2.1 Sơ đồ đấu nối PLC Hình 2.1 Sơ đồ đấu nối PLC 12 2.2 Khai báo biến PLC S7 – 1200 Hình 2.2 Bảng PLC Tag 2.3 Lập trình điều khiển mơ hình khoan Lệnh Start: 13 Lệnh Stop: Điều kiện Run & Step 1: 14 Điều kiện Run Step2: Điều kiện Run Step 3: 15 Điều kiện Run Step 4: Điều kiện Run Step 5: 16 Điều kiện Run Step 6: 17 18 ... xuất…, cần có điều khiển để điều khiển chúng thiết bị đại đưa vào dây chuyền sản xuất tự động, không kể đến biến tần PLC PLC thiết bị điều khiển đa ứng dụng rộng rãi công nghiệp để điều khiển hệ thống... đó, q trình học tập mơn học Điều khiển lập trình PLC trường Đại học Điện Lực nhóm chúng em thống làm báo cáo với đề tài: ? ?Điều khiển khoan tự động sử dụng PLC S7 -1200? ?? MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI... CHUNG 1.1 u cầu cơng nghệ tốn khoan tự động Máy khoan tự động vừa cấp phơi gỗ vng vừa khoan cách tự động, nối tiếp nhau, tăng suất gia công Ta thấy máy khoan tự động cần thực chu trình gồm cơng