Thiết kế hệ thống máy bán hàng tự động PLC S1200 TIA portal V15 ( có sẵn file và giải thích mô phỏng phia dưới )Để hoàn thành tốt đồ án này, em xin cảm ơn gia đình đã sinh thành em nuôi dạy em, cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện và các bạn đã hướng dẫn chỉ bảo góp ý nhiệt tình để mình hoàn thành được đồ án này. Do thời gian có hạn nên cũng không thể tránh được những sai sót trong quá trình làm đề tài. Em mong được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và bạn để có thể hoàn thiện đề tài tốt hơn
ĐẠI HỌC SPKT HỒ CHÍ MINH Bộ mơn Điều khiển Tự động hóa - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Giáo viên hướng dẫn: Thái Hữu Nguyên Sinh viên thực : Lớp: : DHTDHCK13B HCM, 6/2021 Chương I : Phân tích đặc điểm cơng nghệ Chương II : Giới thiệu thiết bị PLC S7-1200 phần mềm TIA Chương III : Thiết kế chương trình điều khiển Chương IV: Thiết kế giao diện Chương V : Mô kiểm chứng Để hoàn thành tốt đồ án này, em xin cảm ơn gia đình sinh thành em nuôi dạy em, cảm ơn thầy cô khoa Điện bạn hướng dẫn bảo góp ý nhiệt tình để hồn thành đồ án Do thời gian có hạn nên khơng thể tránh sai sót q trình làm đề tài Em mong ý kiến đóng góp thầy bạn để hồn thiện đề tài tốt Xin chân thành cảm ơn! ngày tháng năm 2021 CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu máy bán hàng tự động Máy bán hàng tự động máy thơng minh tự động thực giao dịch mua, bán loại hàng có kho với khách hàng Người mua khách hàng, người bán máy Thao tác mua, bán diễn bình thường truyền thống Với xuất máy bán hàng tự động năm gần tạo phát triển mạnh mẽ dịch vụ công cộng bán nước uống, đồ ăn nhanh… Những máy bán hàng tự động xuất chủ yếu chỗ tập trung đông người như: siêu thị, ngân hàng, khu vui chơi giả trí Những lợi ích mà máy bán hàng tự động đem lại cho lớn, cụ thể như: Với máy bán hàng, việc mua bán diễn thời gian nào, điều kiện thời tiết Một máy bán hàng tự động coi tương đương quầy hàng nhỏ, chuyên bán số mặt hàng Hơn quầy hàng không cần nhân viên bán hàng, nên tiết kiệm tiền lương trả cho nhân viên Máy bán hàng tự động có diện tích nhỏ nên đặt nhiều nơi, tận dụng nhiều khoảng trống, tiết kiệm tiền thuê mặt Mọi người thường có tâm lý e ngại mua số mặt hàng quầy hàng, việc mua máy bán hàng tự động, hoàn toàn thoải mái Các loại máy bán hàng tự động thiết kế giao tiếp ngày thân thiện với người sử dụng Việc thực mua sản phẩm dễ dàng, khơng sai xót Bằng việc sử dụng đồng tiền xu làm thay đổi suy nghĩ người việc sử dụng lưu thông đồng tiền xu Các máy đại có khả tốn thẻ tín dụng, nên giảm lượng tiền mặt lưu thơng thị trường… Từ nhu cầu thực tiễn lợi ích xã hội ta thấy máy bán hàng tự động cần thiết xã hội phát triển 1.2 Tổng quan máy bán hàng tự động Máy bán hàng tự động sản phẩm tự động hóa phổ biến giới Ở nước phát triển Nhật, Mỹ, EU…., sản phẩm trở lên thông dụng với người dân Các loại máy náy, bán nhiều loại mặt hàng từ loại nước đóng chai, đến loại đồ ăn, sản phẩm dân dụng… Và máy bán vàng tự động Các loại máy giới hoàn thiện kết cấu, tính sử dụng, độ hồn thiện, đa dạng công nghệ nhận biết loại thiết bị dùng để tốn dùng tiền xu, tiền giấy, thẻ tín dụng hay tin nhắn SMS qua điện thoại di động… Ở Việt Nam, năm 2003 tiền xu đưa vào lưu thông, máy bán hàng tự động xuất hiện, phát triển loại máy Việt Nam chậm chạp Gần xuất loại máy tự động toán tiền polyme Xu hướng chấp nhận tâm lý ngại dùng tiền xu người Việt Nam Về bản, máy bán hàng tự động bao gồm hay nhiều kho hàng để chứa sản phẩm, máy đại, kho thiết kế có chức giữ nhiệt độ mặt hàng mức mong muốn Một hay số thiết bị dùng để khách hàng tốn tiền, thiết bị nhận dạng tiền mặt, thiết bị trừ tiền card hay thiết bị kết nối mạng để trả tiền qua sms…Các cấu chấp hành để đưa hàng ra, động cơ, xilanh thủy lực…Các thiết bị hiển thị, hình led hình cảm ứng Các nút bấm, cấu trả tiền thừa Bộ điều khiển cảm biến 1.3 Cấu tạo chi tiết máy bán hang • Khay: sử dụng để đặt hàng hóa, đánh số thứ tự theo ngăn chứa hàng • Ngăn chứa hàng: khay khia thành nhiều ngăn, ngăn đánh theo số thứ tự, hàng hóa bán đặt vào ngăn chứa hàng • Loa: Sử dụng cho hình quảng cáo LCD • Bảng điều khiển: Điều khiển mua hàng cài đặt, cấu hình cho máy bán hàng • Đầu đọc tiền: sử dụng để nhận tiền, lưu trữ tiền trả lại tiền thừa • Hệ thống lạnh: làm lạnh cho hàng hóa máy • Nút nguồn: sử dụng để quản lý nguồn điện cho máy, hệ thống làm lạnh đèn chiếu sáng • Màn hình quảng cáo: hỗ trợ video, hình ảnh quảng cáo để định dạng AVI/MPG, độ phân giải 720*576 (màn hình inch 22 inch) • Màn hình hiển thị LCD: giúp hướng dẫn điều khiển cho người mua hàng cài đặt máy • Bàn phím: sử dụng để chọn hàng, cài đặt, cấu hình máy • Khóa: sử dụng mở cửa máy khoang hàng, bảo vệ để tránh hàng khoang hàng • Khoang lấy hàng: để lấy hàng khách mua xong • Dây điện: đùng để nối nguồn điện 1.4 Nguyên lý hoạt động B1 : Bỏ tiền vào => tiền qua cảm biến => hiển thị số lượng tiền máy B2 : Chọn mã sản phẩm => toán => Lấy sản phẩm khay nhận tiền thừa CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM TIA 2.1 Khái niệm chung PLC S7-1200 PLC S7-1200 dòng sản phẩm Siemens sản xuất năm 2009, đời với mục đích thay cho hệ trước PLC S7-200 S7- 1200 mang lại tính linh hoạt sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ yêu cầu điều khiển tự động kết hợp thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt tập lệnh mạnh mẽ khiến cho S7-1200 trở thành giải pháp hoàn hảo cho việc điều khiển ứng dụng đa dạng khác Các thành phần PLC S7-1200: • điều khiển nhỏ gọn với phân loại phiên khác giống • điều khiển AC DC phạm vi rộng mạch tương tự số mở rộng điều khiển modum trực tiếp CPU làm giảm • • • • chi phí sản phẩm 13 module tín hiệu số tương tự khác module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP Bổ sung cổng Ethernet Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC điện áp 24VD 2.2 Cấu trúc nguyên lý hoạt động Tất PLC có thành phần nhớ chương trình RAM bên trong, vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC, module I/O Bên cạnh đó, số PLC hồn chỉnh cịn kèm theo đơn vị lập trình tay hay máy tính Hầu hết đơn vị lập trình đơn giản có đủ RAM để chứa đựng chương trinh dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị sách tay, RAM thường loại CMOS có pin dự phịng, chương trình kiểm tra sẵn sang sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hỗ trợ cho viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458 * Nguyên lý hoạt động CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi tồn hoat động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ Hệ thống bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: +Address bus:bus địa dùng để truyền địa tới module khác +Data bus:bus dùng để truyền liệu +Control bus:bus điều khiển dung để truyen tín hiệu định điều khiển đồng hoạt động PLC Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh CPU cung cấp xung clock có tần số từ 1, Mhz Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống 2.3 Đèn tín hiệu PLC Có loại đèn báo hoạt động: Run/stop: đèn xanh/đèn vàng báo hiệu PLC hoạt động/dừng hoạt động Error: đèn báo lỗi Maint: đèn báo ta buộc (Force) địa lên Có loại đèn thị: Ix.x: trạng thái logic ngõ vào Qx.x: trạng thái logic ngõ 2.4 Bộ nhớ PLC PLC thường yêu cầu nhớ trường hợp: làm định thời cho kênh trạng thái I/O Làm đệm trạng thái chức PLC định thời, đếm, gọi Relay Mỗi lệnh chương trình có vị trí riêng nhớ, tất vị trí nhớ đánh số, số địa nhớ Địa ô nhớ trỏ đến đếm địa nằm bên vi xử lý Bộ vi xử lý có giá trị đếm thêm trước xử lý lệnh Với địa mới, nội dung ô nhớ tương ứng xuất đầu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000-16000 dòng lệnh tuỳ theo loại vi mạch PLC nhớ RAM EPROM sử dụng +RAM nạp chương trình, thay đổi hay xố bỏ nội dung lúc nào, nội dung RAM bị nguồn điện nuôi bị Để tránh tình trạng PLC trang bị pin khơ có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dung khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dung CMOSRAM khả tiêu thụ thấp tuổi thọ cao +EPROM nhớ mà người sử dụng bình thường đọc khơng ghi nội dung vào được, nội dung EPROM không bị mất nguồn, gắn sẵn máy, dược nhà sản xuất nạp chứa sẵn hệ điều hành Nếu người sử dụng khơng muốn sử dụng nhớ dùng EPROM gắn bên PLC Trên PG có sẵn chổ ghi xoá EPROM +EEEPROM liên kết với truy xuất linh động RAM có tính ổn định Nội dung xố lập trình điện nhiên số lần có giới hạn 2.5 Giới thiệu phần mềm TIA Siemens tạo phần mềm dùng để điều khiển lập trình cho PLC S7-1200 TIA Portal (Totally Intergrated Automation Portal ) Đây phần mềm sở tích hợp tất phần mềm lập trình cho hệ thống tự động hóa truyền động điện Phần mềm tích hợp sản phẩm SIMATIC khác phần mềm ứng dụng ví dụ Simatic Step V13 để lập trình điều khiển Simatic Simatic WinCC V13 để cấu hình hình HMI chạy Scada máy tính, giúp tăng suất hiệu làm việc Chương hướng dẫn cách lập trình mô PLC S7 – 1200 với TIA portal cách làm việc với chạm PLC Tất khiển PLC, hình HMI, truyền động Siemens lập trình, cấu hình TIA portal Việc giúp giảm thời gian, công sức việc thiết lập truyền thông thiết bị Ví dụ người sử dụng sử dụng tính “kéo thả’ biến chương trình điều khiển PLC vào hình chương trình HMI Biến gán vào chương trình HMI kết nối PLC – HMI tự động thiết lập, không cần cấu hình thêm Phần mềm Simatic Step V11, tích hợp TIA Portal, để lập trình cho S7-1200, S7-300, S7-400 hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC Simatic Step V15 chia thành module khác nhau, tùy theo nhu cầu người sử dụng Simatic Step V11 hỗ trợ tính chuyển đổi chương trình PLC, HMI sử dụng sang chương trình TIA Portal Phần mềm Simatic WinCC V11, tích hợp TIA Portal, dùng để cấu hình cho hình TP MP tại, hình Comfort, để giám sát điều khiển hệ thống máy tính (SCADA) CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 3.1 Chương trình điều khiển nguyên lý hoạt động Network 1: Khởi động hệ thống Network : Khi hệ thống hoạt động lần nhấn M_cambien đếm đếm tăng lên đơn vị nối với cổng Counter up CTUD Và ta có tiếp điểm hở nối với counter down để đếm xuống ( ta gặp lại network để giảm tiền có sản phẩm ) Network : Thời gian sản phẩm xuống xung tín hiệu p6 có điện khối ADD cộng giá trị 10 miền nhớ tổng tiền Network : Khi hệ thống hoạt động giá trị ( số tiền ) lớn sau nhấn OK ( toán ) Sau nhập mã sp qua tiếp điểm kín ( Network có đếm q lần báo hết sản phẩm ) sau đếm xuống -1 sp ( network ) Network 4: Thời gian đưa loại sản phẩm xuống khay Network : Bộ đếm xuống từ đếm xong sản phẩm cảnh báo hết Network : Nhấn nút reset để reset lại đếm tổng tiền CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ GIAO DIỆN 4.1 Giới thiệu phần mềm Wincc WinCC (Windows Control Center) phần mềm hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu q trình sản xuất Nói rỏ hơn, WinCC chương trình dùng để thiết kế giao diện Người Máy – HMI (Human Machine Interface) hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập số liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Với WinCC, người dùng trao đổi liệu với PLC nhiều hãng khác như: Siemens, Mitsubishi, Allen braddly, Omron, thông qua cổng COM với chuẩn RS232 PC chuẩn RS485 PLC Với WinCC, ta tận dụng nhiều giải pháp khác cho để giải cơng việc, từ thiết kế cho hệ thống có quy mô nhỏ đến quy mô lớn, hệ thống thực sản xuất – MES (Manufacturing Excution System) WinCC mơ hình ảnh kiện xảy trình điều khiển dạng chuổi kiện Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày phát triển, WinCC cung cấp nhiều hàm chức cho mục đích hiển thị, thơng báo, ghi báo cáo, xử lý thông tin đo lường, tham số công thức, chương trình thiết kế giao diện Người Máy – HMI tin dùng 4.2 Giao diện máy bán hàng tự động WinCC Nút Start : gán M_START ( M0.0 ) Nút Stop : gán M_STOP ( M0.1 ) Nút Reset hệ thống : gán M_RESET ( M3.2 ) đèn tín hiệu : gán D_STOP (Q0.0) D_START (Q0.1) Nút Cảm Biến ( đưa tiền vào ) : gán M_cambien (M3.3) Bộ đếm tiền : gán MW12 Bộ đếm sản phẩm 1: gán MW25 Bộ đếm sản phẩm : gán MW30 Bộ đếm sản phẩm : gán MW35 Bộ đếm sản phẩm 4: gán MW40 Bộ đếm sản phẩm : gán MW45 Cảnh báo hết sản phẩm : gán M2.0 Cảnh báo hết sản phẩm : gán M2.1 Cảnh báo hết sản phẩm : gán M2.2 Cảnh báo hết sản phẩm : gán M2.3 Cảnh báo hết sản phẩm : gán M2.4 CHƯƠNG V : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Giao diện ban đầu máy bán hàng Reset hệ thống Khởi động hệ thống Nhấn cảm biến để nộp 10 ngàn vào ( lần nhấn tương đương lần nộp ) Nạp 60k vào máy bán hàng Nhập mã sản phẩm 7.Bấm OK để toán ( sản phẩm ) Thanh toán lần báo hàng hết tiền khơng cho chọn sản phẩm FILE : https://mega.nz/file/6M8EjCLY#ir2WmVwHFMZjtVnYdSHaNuJnOnEf0hlRq4OSATaUDQ ... Giới thiệu máy bán hàng tự động Máy bán hàng tự động máy thơng minh tự động thực giao dịch mua, bán loại hàng có kho với khách hàng Người mua khách hàng, người bán máy Thao tác mua, bán diễn bình... CHƯƠNG V : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Giao diện ban đầu máy bán hàng Reset hệ thống Khởi động hệ thống Nhấn cảm biến để nộp 10 ngàn vào ( lần nhấn tương đương lần nộp ) Nạp 60k vào máy bán hàng Nhập mã... Giao diện máy bán hàng tự động WinCC Nút Start : gán M_START ( M0.0 ) Nút Stop : gán M_STOP ( M0.1 ) Nút Reset hệ thống : gán M_RESET ( M3.2 ) đèn tín hiệu : gán D_STOP (Q0. 0) D_START (Q0. 1) Nút