ĐỒ án môn học PLC đề tài hệ thống phân loại sản phẩm dùng PLC

Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thuyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT T.P HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG- ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌC PLC ĐỀ TÀI Hệ Thống Phân loại Sản Phẩm dùng PLC GVHD : Trương Đình Nhơn - Ngơ Văn Thun SVTH : Hồng Thanh Tun SVTT : Hồ Trung Hịa Lớp : 1454DVT2 - MSSV: 14542099 - MSSV: 14542058 Vũng Tàu , tháng 08 năm 2017 SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun LỜI NĨI ĐẦU Sự tiến khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính, cho đời thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC Các thiết bị cho phép khắc phục nhiều nhược điểm hệ thống điều khiển trước đó, đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật sản xuất Với phát triển khoa học công nghệ nay, việc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa q trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm vấn đề cấp thiết có tính thời cao Trong trình tiến hành làm báo cáo thực tập, thân em cố gắng tham khảo tài liệu tìm hiểu thực tế , thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá q báu thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo thầy:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN –NGƠ VĂN THUN giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngô Văn Thuyên Mục lục Chương 1: khái niệm plc Chương 2:Tìm hiểu cảm biến Chương 3: kết nối PLC Chương 4: kết Luận …000…000… 000… SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hò a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun KẾT LUẬN: CHƯƠNG Khái niệm PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller, thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm (counter) Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chương trình “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào (Input) xuất tín hiệu ngõ (Output) thời điểm lập trình Như ta thay đổi chương trình cài đặt PLC ta thực chức khác nhau, môi trường điều khiển khác 1.2 Cấu trúc chung PLC 1.2.1 Cấu trúc PLC nhiều hãng chế tạo, hãng có nhiều họ khác nhau, có nhiều phiên họ, chúng khác tính giá thành, phù hợp với toán đơn giản hay phức tạp Ngồi cịn có ghép mở rộng cho phép ghép nhiều PLC nhỏ để thực chức phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành mạng tích hợp, việc thực theo dõi, kiểm tra, điều khiển q trình cơng nghệ phức tạp hay toàn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc sau: SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngô Văn Thuyên - Ngõ vào dạng số: Gồm hai trạng thái ON OFF Khi trạng thái ON ngõ vào số coi mức logic hay mức logic cao Khi trang thái OFF ngõ vào đươc coi mức logic hay mức logic thấp - Ngõ số: Gồm hai trạng thái ON OFF Các ngõ thường nối để điều khiển cuộn dây contactor, đèn tín hiệu,… - Thiết bị đầu vào: Các thiết bị tạo tín hiệu điều khiển thường nút nhấn, cảm biến - Thiết bị chấp hành(Autuator): Là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành tác động vật lý Autuator nối với ngõ PLC - Chương trình điều khiển: Một chương trình bao gồm hay nhiều lệnh nhằm thực nhiệm vụ cụ thể Việc lập trình cho PLC đơn giản xây dựng tập hợp lệnh Để lập trình cho PLC này, lập trình hình thang (LAD) hay dạng câu lệnh (STL) Chương trình điều khiển định quy luật thay đổi tín hiệu output phía đầu PLC theo thay đổi tín hiệu input phía đầu vào theo mong muốn chạy phần mềm điều khiển máy tính PC nạp vào PLC thơng qua cáp, nối PLC PC hay PG + Thiết bị lập trình (PG/PC): Chương trình viết thiết bị lập trình truyền xuống PLC + Cáp kết nối (cáp PPI): Thiết bị cần thiết để truyền liệu từ thiết bị lập trình xuống PLC PLC có thành phần là: Một nhớ chương trình RAM bên (có thể mở rộng thêm số nhớ EPROM) Về PLC chia thành phần sau: - Input : Giao diện đầu vào - Output: Giao diện đầu - CPU: Bộ xử lý trung tâm - Memory: Bộ nhớ giữ liệu chương trình - Poweer supply: Nguồn cấp cho hệ thống SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun Hình 1.1: Sơ đồ cầu trúc PLC Nguồn cung cấp (Power Supply) biến đổi điện cung cấp từ bên ngồi thành mức thích hợp cho mạch điện tử bên PLC (thông thường 220VAC , 5VDC 12VDC) Phần giao diện đầu vào biến đổi đại lượng điện đầu vào thành mức tín hiệu số (digital) cấp vào cho CPU xử lý Bộ nhớ (Memory) lưu chương trình điều khiển lập người dùng liệu khác cờ, ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra, Nội dung nhớ mã hoá dạng mã nhị phân Bộ xử lý trung tâm (CPU) thực thi lệnh chương trình lưu nhớ, xử lý đầu vào đưa kết kết xuất điều khiển cho phần giao diện đầu (output) Phần giao diện đầu thực biến đổi lệnh điều khiển mức tín hiệu số bên PLC thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngồi đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số tương tự, SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun Thơng thường PLC có kiến trúc kiểu module hố với thành phần đặt module riêng ghép với tạo thành hệ thống PLC hoàn chỉnh Riêng loại Micro PLC CPM1/2(A) CP1L/1H loại tích hợp sẵn tồn thành phần 1.2.2 Các địa nhớ CP1L/1H Các địa dạng bit PLC biểu diễn dạng sau : [Tiền tố][Địa word] [Số bit word] Hình 1.2: Các đỉa PLC Special Relay, LR cho Link Relay, IR cho Internal Relay, Riêng vùng nhớ Internal Relay CIO bit vào I/O không cần có tiền tố IR hay CIO tham chiếu Special Relay thường coi Internal Relay khơng cần có tiền tố Ví dụ : 000.00 bit thứ word 000 000.01 bit thứ hai word 000 000.15 bit thứ 16 word 000 Dấu chấm phân cách địa word bit đổi bỏ đi; nhập dấu chấm nên phải nhập vào để tránh nhầm lẫn 1.2.3 Các bít đầu vào PLC vá đèn tín hiệu điện bên ngồi SVTH: Hồ ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hò a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thuyên Hình 1.3: Các bit trạng thái PLC Các bit PLC phản ánh trạng thái đóng mở cơng tắc điện bên ngồi hình Khi trạng thái khố đầu vào thay đổi (đóng/mở), trạng thái bit tương ứng thay đổi tương ứng (1/0) Các bit PLC tổ chức thành word; ví dụ hình, khố đầu vào nối tương ứng với word 000 1.2.4 Các bít đầu PLC thiết bị điện bên ngồi Hình 1.4: Các bit đầu PLC Hình 2.3 ví dụ bit điều khiển đầu PLC Các bit word 0100 (từ 100.00 đến 100.15) điều khiển bật tắt đèn tương ứng với trạng thái ("1" "0") 1.3 Bộ training kit CP1L/1H Bộ CP1L/1H dành cho việc đào tạo (CP1L/1H Training kit) điều khiển lập trình loại nhỏ loại CP1L-L14 có thêm khố chuyển mạch đầu vào để mô đầu vào số (đánh số từ đến 7) có sẵn đèn thị trạng thái đâu SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun (đánh số từ 00 đến 05) điều khiển chương trình người dùng lập (User program) Đèn hiển thị trạng thái đầu (Output Indicators) Hình 1.5: Bộ Training kit CP1L/1H Các thành phần CP1L-14: Hình 1.6: Các thành phần PLC CP1L-14 SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun Tần số đáp ứng giá trị trung bình Chuẩn phát vật sử SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun dụng độ rộng cài đặt gấp lần chuẩn phát vật, khoảng cách 1/2 khoảng cách phát 2.1.5 Sơ đồ ngõ điều khiển 2.1.6 Sơ đồ đấu dây SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun Hình 2.3: Cách đấu dây cảm biến 2.1.7 Điều chỉnh độ nhạy Hãy xoay phân điện áp VR cài đặt độ nhạy theo thủ tục đây: (1) Không có mục tiêu phát hiện, xoay phân điện áp VR sang phải dừng lại lúc cảm biến tiệm cận ON (OFF) Dừng vị trí ON (2) Đặt vạch đích vị trí cảm biến bên phải, xoay phân điện áp VR sang bên trái dừng lúc cảm biến tiệm cận OFF (ON) Dừng vị trí OFF (3) Nếu có khác số lần xoay phân điện áp VR điểm ON (OFF) điểm OFF (ON) 1.5 vòng, hoạt động cảm biến SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun ổn định (4) Nếu vị trí điều chỉnh cảm biến phân áp VR cài đặt trung tâm (1) (2) độ nhạy cài đặt hoàn tất - Khi có dao động khoảng cách cảm biến tiệm cận vật, điều chỉnh theo (2) khoảng cách xa từ thiết bị - Xoay phân áp theo chiều kim đồng hồ, Max theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, Min số việc điều chỉnh 15 vòng xoay sang phải trái qúa nhiều, không dừng lại, không tác dụngthì hư - Phần ngoặc ( ) loại Thường Đóng 2.1.8 Các loại vật liệu - Các loại vật liệu vật cảm biến: Khoảng cách cảm biến khác đặc trưng điện vật cảm biến (Tính chất dẫn điện, Hằng số không điện môi) tình trạng hút nước, kích thước, - Ảnh hưởng điện trường có tần số cao : Nó gây cố cho máy móc mà máy phát tần số cao điện trường ví dụ SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun máy giặc, - Môi trường xung quanh: Có nước dầu bề mặt phần cảm biến, gây trục trặc Nếu chai để phát mức bị phủ dầu, gây trục trặc Đặc biệt, loại 15mm có độ nhạy cao với vật thể có điện cảm, cẩn thận kẻo thấm nước - Dầu: Không cho dầu dung dịch dầu chảy vào cảm biến, vỏ làm nhựa 2.2 Cảm biến quang E3F3 2.2.1 Giới thiệu cảm biến quang - Cảm biến quang điện hình trụ có sẵn khuếch đại giá thành thấp - Chống nhiễu tốt với công nghệ Photo-IC - Công nghệ photo-IC tăng mức chống nhiễu - Hình trụ cỡ M18 DIN, vỏ nhựa ABS - Gọn tiết kiệm chỗ - Khoảng cách phát dài (30cm) với điều chỉnh độ nhạy cho loại khuếch tán - Bảo vệ chống ngắn mạch nối ngược cực nguồn Hình 2.4: Cảm biến quang SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun 2.2.2 Kích thước cảm biến quang Hình 2.5: Kích thước cảm biến SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngô Văn Thuyên 2.2.3 Các thông số định mức / đặc tính kỹ thuật SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun 2.2.4 Sơ đồ đấu dây ngõ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3.1 Nhiệm vụ - Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm trình sản xuất tự động: + Nhận biết có nước sản phẩm hay không + Phân loại sản phẩm : sản phẩm cao, sản phẩm trung bình sản phẩm thấp - Chế độ điều khiển tay: sử dụng nút nhấn, công tắt - Chế độ tự động 3.2 Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm 3.2.1 Xác định Input/Output 3.2.1.1 Ngõ vào (Input) SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun Input Tên phụ kiện I0.00 Nút nhấn đơn(START) I0.01 Nút nhấn đơn(STOP) I0.02 Reset I0.03 Cảm biến điện dung(CBDD) I0.04 Cảm biến quang(CBCAO) I0.05 Cảm biến quang(CBTBINH) I0.06 Chuyển sang chế độ tay 3.2.1.2 Ngõ ra(Output) Output Tên phụ kiện Q100.00 Cấp nguồn cho cảm biến Q100.01 Băng tải 1(BT1) Q100.02 Băng tải 2(BT2) Q100.03 Piston 1(PT1) Q100.04 Piston 2(PTCAO) Q100.05 Piston 3(PTTB) SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngô Văn Thuyên CHƯƠNG 3:Sơ đồ kết nối với PLC SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun 3.2.3 Quy trình hệ thống Chế độ tự động Start Stop Cấp nguồn cảm biến Băng tải 1(ON) Dừng hệ thống CB điện dung (ON) CB điện dung (OFF) Băng tải 1(OFF) Piston 1(ON) Piston 1(OFF) Băng tải 2(ON) CB cao(ON) CB cao(OFF) Piston 2(ON) Piston 2(OFF) CB trungbình(ON) CB trungbình(OFF) Piston 3(ON) Piston 3(OFF) SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngô Văn Thuyên Chế độ tay: - Nhấn nút băng tải 1: băng tải 1(ON)  (OFF) - Nhấn nút Piston 1: Piston 1(ON)  (OFF) - Nhấn nút băng tải 2: băng tải 2(ON)  (OFF) - Nhấn nút Piston 2: Piston (ON)  - Nhấn nút Piston 3: Piston 3(ON) 3.2.4 Chương trình SVTH: Hồ ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hò a (OFF)  (OFF) Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thun 3.2.5 Ngun lí hoạt động hệ thống Hệ thống phân loại sản phẩm có hai chế độ điều khiển: - Chế độ auto: bật công tắt sang auto đèn auto ON, nhấn start để khởi động đèn start ON Băng tải ON chuyển sản phẩm đến cảm biến điện dung, cảm biến điện dung ON có nước sản phẩm giây sau băng tải OFF, piston ON OFF sau giây đẩy sản phẩm sang băng tải lặp lại băng tải ON Nếu khơng có nước sản phẩm thẳng (loại bỏ) Khi piston ON băng tải ON sản phẩm băng tải Nếu cảm biến cao ON giây piston ON OFF sau giây để đẩy sản phẩm cao nơi phân loại cao Nếu cảm biến trung bình ON sau giây piston ON OFF sau giây đẩy sản phẩm trung bình nơi phân loại trung bình Cịn sản phẩm thấp thẳng lặp lại - Chế độ tay: bật công tắt sang MAN, đèn MAN ON, bật công tắt BT1 băng tải ON, bật cơng tắt BT2 băng tải ON, nhấn nút piston SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thuyên piston ON, nhấn nút piston piston ON, nhấn nút piston piston ON CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Tuy thời gian có hạn hẹp, hướng dẫn tận tình thầy:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN –NGƠ VĂN THUN ,cùng với cố gắng thân, em hoàn thành đồ án theo thời gian qui định Sau hồn thành đồ án này, em tìm hiểu nắm vững kiến thức PLC ứng dụng thực tế chúng Với thời gian có hạn, nên khó tránh khỏi thiếu sót q trình thực tập Thông qua báo cáo này, em thấy PLC ứng dụng rộng rãi đa dạng nhiều lĩnh vực sản xuất Cuối cùng, lần em xin gởi lời cảm ơn đến tất Thầy, Cô giáo :Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM hướng dẫn cung cấp cho em nhiều kiến thức trình làm đồ án Sinh viên thực Hồng Thanh Tun Hồ Trung Hịa SVTH: Hồ ng Thanh Tun – Hồ Trung Hị a ... Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương Đình Nhơn – Ngơ Văn Thuyên 2.2.4 Sơ đồ đấu dây ngõ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3.1 Nhiệm vụ - Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm trình sản xuất... nước sản phẩm hay khơng + Phân loại sản phẩm : sản phẩm cao, sản phẩm trung bình sản phẩm thấp - Chế độ điều khiển tay: sử dụng nút nhấn, công tắt - Chế độ tự động 3.2 Thiết kế hệ thống phân loại. .. khiển trình cơng nghệ phức tạp hay tồn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc sau: SVTH: Hoà ng Thanh Tuyên – Hồ Trung Hị a Đồ án mơn học PLC GVHD:Trương