THIẾT kế điều KHIỂN tự ĐỘNG hệ THỐNG lắp ráp ĐỘNG cơ XE OTO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO Sinh viên: NGUYỄN VĂN TÂY MSSV: 14542079 ĐINH HUY HOÀNG MSSV: 14542057 Vũng Tàu tháng 08 năm 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO Sinh viên: NGUYỄN VĂN TÂY MSSV: 14542079 ĐINH HUY HOÀNG MSSV: 14542057 Hướng dẫn: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Vũng Tàu tháng 08 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Hệ thống điều khiển PLC sử dụng rộng rãi hệ thống sản xuất, chế biến, dây chuyền vận chuyển công nghiệp Trong đồ án tìm hiểu dây chuyền cơng nghệ hệ thống lắp ráp động xe oto tự động Cũng tìm hiểu hệ thống điều khiển PLC ứng dụng cơng nghiệp Từ đồ án lập trình, mơ tốn điều khiển đơn giản để minh chứng cho ứng dụng PLC điều khiển Mặc dù toán đơn giản với phát triển PLC nay, đặc biệt việc viết chương trình theo module cộng với thư viện, chương trình có khả kế thừa việc mở rộng toán cho hệ thống đầy đủ hoàn toàn khả thi thực Trong trình thực đồ án xin trân trọng cảm ơn quan tâm giúp đỡ TS Trương Đình Nhơn công tác hướng dẫn, xây dựng tốn, lập trình, mơ hệ thống Đồ án đầu tư dành thời gian thực công phu, nhiên không tránh khỏi thiếu xót mặt cơng nghệ, yếu tố liên động, liên kết dây chuyền thực tế Do mong muốn nhận ý kiến đóng góp Q thầy bạn học viên khác để đồ án xây dựng hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! SINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN VĂN TẤY ĐINH HUY HOÀNG MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 1.1 HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 2.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1.1 Thiết kế động lực điều khiển 2.2 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 2.3 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ 2.3.1 Đo lường cảm biến .8 2.3.2 Bộ điều khiển hiển thị 2.3.3 Cơ cấu chấp hành 12 2.3.3.1 Động nâng hạ 12 2.4 SƠ ĐỐ KẾT NỐI HỆ THỐNG 14 CHƯƠNG LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO TỰ ĐỘNG .16 3.1 KHAI BÁO VÀO/ RA 16 3.1.1 Các cổng input 16 3.1.2 Các cổng output 16 3.2 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 17 3.2.1 Cấu hình phần cứng 17 3.2.2 Khai báo Tag chương trình 17 3.2.3 Chương trình điều khiển 18 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 1.1 HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO Động đưa đến vị trí lắp đặt qua xe hệ thống xe vận tải tự động vị trí lắp đặt xe nâng đến vị trí lắp ráp lắp ráp sau lắp ráp xong xe hệ thống vận chuyển động chuyển động kết thúc chu rình làm việc CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 2.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1.1 Thiết kế động lực điều khiển ST KT Hình 2.1 Vị trí cảm biến Các cảm biến L cảm biến quang khoảng cách gắn gắp khung xe, cảm biến S cảm biến quang lắp giá chở máy oto, em đặt giả thuyết có gắp giá thay phiên làm việc Khi có tín hiệu từ nút START gắp khung xe tới vị trí VT dừng lại Giá chở máy oto tới vị trí HT dừng Khi có tín hiệu từ VT HT động nâng hạ xe chạy thuận nâng máy oto lên lắp vào khung xe ST có tác động dừng quay thuận Bộ gắp khung xe chạy qua công đoạn tiếp theo, đồng thời gắp khung xe 2,3 vào theo chu trình gắp Ngay lúc đó, động nâng hạ chạy nghịch hạ giá đỡ xuống có tín hiệu từ KT dừng lại Động giá chở hoạt động mang giá đỡ quay lại chu trình, đồng thời giá đỡ 2,3 vào chu trình giá đỡ Chu trình lặp lặp lại có tín hiệu dừng từ nút STOP Mỗi giá đỡ gắp cách tối thiểu 3m STT KÝ HIỆU L,S VT, ST, HT, KT CHÚ GIẢI Cơng tắc khoảng cách Cơng tắc hành trình 2.2 THUẬT TỐN ĐIỀU KHIỂN 2.3 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ 2.3.1 Đo lường cảm biến Bảng 2.1 Thống kê thiết bị đo lường STT Ký hiệu Số Lượng L,S VT, HT, ST, KT Thông số kỹ thuật: Tên Thiết Bị Công tắc vị trí Cơng tắc hành trình Sensing method Diffuse-reflective Sensing distance m (White paper 300 x 300 mm) Light source Infrared LED (Emission wave length: 860 nm) Power supply voltage 12 to 24 VDC ±10% (ripple (p-p) 10% max.) Current consumption 30 mA max Control output PNP open collector output 26.4 VDC max Load current: 100 mA max Residual voltage: V max (Load current Less than 10mA)/Residual voltage: V max (Load current: 10 to 100 mA) Thông số kỹ thuật: Loại tác động nhanh Loại tiếp điểm: SPDT Dòng điện định mức: 15 A Điện áp định mức: 480 VAC Dòng điện khởi động: NC: 30 A, NO: 15 A Điện trở cách điện: 100 MΩ (ở 500 VDC) Nhiệt độ hoạt động: -10°C to 80°C Tần số hoạt động: Cơ: 240 lần/phút; Điện: 20 lần/phút Mức bảo vệ: IEC60529 (JEM): Equivalent to IP62 Lực tác động: 1.27 N Max Lực hồi về: 0.21 N Min Tuổi thọ: Cơ học: 10.000.000 lần, Điện: Mã Thiết Bị Omron-Photo-ElectricSensor-E3Z-D611 Omron Z-15GW255-MD 1M 500,000 lần 2.3.2 Bộ điều khiển hiển thị Bảng 2.2 Thống kê thiết bị điều khiển hiển thị STT Số Lượng Tên Thiết Bị Mã Thiết Bị 1 PLC S7-300 CPU 313C 6ES7 313-5BF03-0AB0 PLC s7-300 PS307 Nút bấm Đèn cảnh báo 6ES7307-1EA01-0AA0 2.3.2.1 Bộ điều khiển PLC Thông số kỹ thuật: Mã đặt hàng: 6ES7 313-5BF03-0AB0 24 DI/16 DO 24V DC POWER SUPPLY Hình 2.2 S7-300 CPU 313C Hình 2.3 Bố trí cổng DI/DO 2.3.2.2 Modul nguồn 24VDC Thông số kỹ thuật: Bộ nguồn PLC s7-300 PS307 6ES7307-1EA01-0AA0 [3] INPUT: 120/230 V AC OUTPUT: DC 24 V DC/5 A Hình 2.4 Modul nguồn 10 Hình 2.5 Modul nguồn 24VDC 2.3.2.3 Nút bấm điều khiển đèn cảnh báo NIEPBSE-2225-Green803747822 NIEPBE-2225-Red524053216 Hình 2.6 Nút bấm điều khiển CNPL-221822675042 ANPL-221313452082 Hình 2.7 Đèn cảnh báo 11 2.3.3 Cơ cấu chấp hành 2.3.3.1 Động nâng hạ STT Số Lượng Tên Thiết Bị Mã Thiết Bị Contactor 3RT1017-1BB41 Rơ le nhiệt 3RU1126-1KB0 Động pha Thông số kỹ thuật: Model: SIEMENS 3RT1017-1BB41 Contactor:3-pole; Auxiliary contacts: NO; 24VDC; 12A; NO x3 Thông số kỹ thuật: Model: SIEMENS 3RU1126-1KB0 Thermal relay; Size: S0; Auxiliary contacts: NC, NO; 9÷12.5A; 5.5kW Thơng số kỹ thuật: Voltage and power range: 208 - 230 / 460 V, 50 Hz, 1- 400 HP (0.75 - 300 kW) Pole number and frequencies: 2, and 6-pole, 50 Hz IP54 / IP55 2.3.3.2 Động cầu trục động xe vận chuyển 12 STT Số Lượng Tên Thiết Bị Theo số xe Contactor 3TF2810-0BB4 Theo số xe Rơ le nhiệt 3RU1126-1CB0 Theo số xe Động pha Thông số kỹ thuật: Model: SIEMENS 3TF2810-0BB4 Contactor:3-pole; Auxiliary contacts: NO; 24VDC; 5A; NO x3; DIN Thông số kỹ thuật: Model: SIEMENS 3RU1126-1CB0 Thermal relay; Size: S0; Auxiliary contacts: NC, NO; 1.8÷2.5A Thơng số kỹ thuật: Voltage and power range: 208 - 230 / 460 V, 50 Hz, 1- 400 HP (0.75 - 300 kW) Pole number and frequencies: 2, and 6-pole, 50 Hz IP54 / IP55 13 Mã Thiết Bị 2.4 SƠ ĐỐ KẾT NỐI HỆ THỐNG 14 15 CHƯƠNG LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO TỰ ĐỘNG 3.1 KHAI BÁO VÀO/ RA 3.1.1 Các cổng input Cổng I 0.0 I 0.1 I 0.2 I 0.3 I 0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 Ký hiệu START STOP L1 L2 L3 S1 S2 S3 VT HT ST KT Phần cứng tương ứng Start Stop Cảm biến quang cầu trục Cảm biến quang cầu trục Cảm biến quang cầu trục Cảm biến quang xe giá đỡ Cảm biến quang xe giá đỡ Cảm biến quang xe giá đỡ Công tắc hành trình cầu trục nơi lắp Cơng tắc hành trình xe giá đỡ nơi lắp Cơng tắc hành trình giá đỡ nâng tới nơi Cơng tắc hành trình xe vị trí sang khâu khác 3.1.2 Các cổng output Cổng Q 0.0 Q 0.1 Q 0.2 Q 0.3 Q 0.4 Q 0.5 Q 0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Ký hiệu DX CT1 CT2 CT3 XE1 XE2 XE3 KH KN DD Phần cứng tương ứng Đèn báo hoạt động Contactor động gắp Contactor động gắp Contactor động gắp Contactor động xe giá đỡ Contactor động xe giá đỡ Contactor động xe giá đỡ Contactor KH động quay nghịch hạ tải Contactor KN động quay thuận nâng tải Đèn báo dừng 16 3.2 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 3.2.1 Cấu hình phần cứng 3.2.2 Khai báo Tag chương trình 17 3.2.3 Chương trình điều khiển 18 19 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Siemens, 6AG1313-5BG04-7AB0 Product data sheet, Siemens AG, 2017 [2] Siemens, S7-300 CPU 31xC and CPU 31x: Technical specifications, Siemens AG, 2011 [3] Siemens AG (2013), Switching Devices – Contactors and Contactor Assemblies –Contactor Relays and Relays [4] Siemens AG (2008), SIMATIC Sensors [5] Siemens AG (2008), Sensor Technology for Factory Automation 21 ... CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 1.1 HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 2.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG... RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 1.1 HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO Động đưa đến vị trí lắp đặt qua xe hệ thống xe vận tải tự động vị trí lắp đặt xe nâng đến vị trí lắp ráp lắp ráp sau lắp ráp xong xe hệ thống. .. thống vận chuyển động chuyển động kết thúc chu rình làm việc CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG LẮP RÁP ĐỘNG CƠ XE OTO 2.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1.1 Thiết kế động lực điều khiển ST KT Hình