Báo cáo đồ án tốt nghiệp hoàng công cường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển bệnh viện Trung ương Quân đội 108 Trưởng môn : PGS.TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Mạnh Tiến Sinh viên thực : Hồng Cơng Cường Lớp : KT ĐK&TĐH 04 – K58 MSSV : 20130500 Khóa : 58 Giáo viên duyệt : Hà Nội, 6-2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: “ Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển bệnh viện Trung ương Quân đội 108 “ em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Tiến Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực Hồng Cơng Cường MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC VIẾT TẮT iv LỜI NÓI ĐẦU v CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN BỆNH VIỆN 108 .1 1.1 Tổng quan thiết bị vận tải liên tục .1 1.1.1 Khái quát chung thiết bị vận tải liên tục 1.2 Hệ thống băng chuyền Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 .1 1.2.1 Giới thiệu chung hệ thống 1.2.2 Khái quát hệ thống băng chuyền bệnh viện 108 .2 1.2.3 Hệ thống băng chuyền xung quanh trục thang đứng L2 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CHO HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN 15 2.1 Tính tốn lựa chọn động truyền động 15 2.1.2 Tính chọn cơng suất cho động truyền động 16 2.2 Tính chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ 16 2.2.1 Tính chọn thiết bị đóng cắt cho động băng chuyền .17 2.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động rơ le điện tử EOCR 19 2.3 Hệ thống trang bị điện 20 2.4 Thiết kệ hệ truyền động điện cho cấu nâng hạ 30 2.4.1 Yêu cầu toán 30 2.4.2 Nguyên lý làm việc biến tần pha 30 2.4.3 Lựa chọn biến tần cho hệ truyền động nâng hạ 31 2.4.4 Đặc điểm biến tần MM440 .31 2.4.5 Sơ đồ hệ thống truyền động điện nâng hạ .34 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CẤU HÌNH VÀ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC CHO HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN .36 3.1 Giới thiệu PLC Simatic S7-300 .36 3.1.1 Cấu hình phần cứng 36 3.1.2 Cấu trúc nhớ .37 3.1.3 Vòng quét chương trình 38 3.1.4 Cấu trúc chương trình lập trình có cấu trúc PLC S7-300 39 3.2 Liệt kê đầu vào/ra I/O 40 3.2.1 Đầu vào số PLC 40 3.2.2 Đầu số PLC 43 3.3 Lựa chọn CPU thiết kế phần cứng 44 3.4 Thiết kế ghép nối đầu vào số 45 3.5 Thiết kế ghép nối đầu số 51 3.6 Lưu đồ thuật toán 55 3.6.1 Cấu hình tồn hệ thống 55 3.7 Thiết lập phần cứng chương trình điều khiển 68 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Hệ thống băng chuyền nhà xưởng .1 Hình Giới thiệu hệ thống băng chuyền 108 Hình Trạm vào/ra hàng hóa vật tư Hình Sơ đồ hệ thống vận chuyển đồ (Clean) Hình Sơ đồ hệ thống vận chuyển đồ bẩn (Dirty) Hình Quá trình vận chuyển khay hàng xung quanh trục thang đứng L2 Hình Khu D chứa băng tải DM183, M185 DM184 .6 Hình Cấu tạo băng tải Hình Cấu tạo băng tải khúc cua DM188 .8 Hình 10 Cấu tạo bàn xoay số 35 49 Hình 11 Nguyên lý hoạt động băng chuyền Hình 12 Sơ đồ cơng nghệ Trục thang đứng L2 11 Hình Ngun lý đóng cắt cho động truyền động 17 Hình 2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động EOCR 20 Hình Sơ đồ mạch lực cung cấp nguồn cho hệ thống .21 Hình Sơ đồ mạch lực động lăn Trạm nhận giao hàng 23 Hình Sơ đồ mạch lực cho động lăn khúc cua DM183 DM184 24 Hình Sơ đồ mạch lực cho động lăn khúc cua DM188 25 Hình Sơ đồ mạch lực cho động đóng mở cửa trạm 26 Hình Sơ đồ mạch lực cho động băng tải Xe nâng 27 Hình Sơ đồ mạch lực băng tải ngang từ M180 đến M192 29 Hình 10 Cấu trúc tổng quát biến tần 30 Hình 11 Cấu trúc phổ biến biến tần gián tiếp 31 Hình 12 Sơ đồ nguyên lý hoạt động biến tần MICRO MASTER 33 Hình 13 Mạch lực hệ truyền động nâng hạ dùng biến tần MM440 .34 Hình Nguyên lý chung cấu trúc điều khiển logic khả trình .37 Hình Vịng qt chương trình 38 Hình 3 Mơ tả lập trình có cấu trúc .40 Hình Ghép nối module đầu vào số Slot 46 Hình Ghép nối module đầu vào số Slot 47 Hình Ghép nối module đầu vào số Slot 48 Hình Ghép nối module đầu vào số Slot 49 Hình Ghép nối module đầu vào số Slot 50 Hình Cấu trúc đầu ghép rơle đầu ghép transistor PLC 51 Hình 10 Ghép nối Module đầu số Slot 52 i Hình 11 Ghép nối Module đầu số Slot 10 53 Hình 12 Ghép nối module đầu số Slot 11 54 Hình 13 Lưu đồ thuật toán khối OB1 55 Hình 14 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB1-1 56 Hình 15 Lưu đồ thuật tốn khối hàm FB1-2 57 Hình 16 Lưu đồ thuật tốn khối hàm FB2-2 59 Hình 17 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB2-2 60 Hình 18 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB3-1 62 Hình 19 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB3-2 63 Hình 20 Lưu đồ thuật tốn khối hàm FB4-1 65 Hình 21 Lưu đồ thuật tốn khối hàm FB4-2 66 Hình 22 Cấu trúc hệ thống điều khiển PLC S7-300 68 ii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Đặc điểm băng tải .6 Bảng Đặc điểm băng tải khúc cua Bảng Đặc điểm bàn xoay .8 Bảng Động trạm L2 12 Bảng Cảm biến cơng tắc hành trình trạm L2 12 Bảng Chiều dài băng tải ngang xung quanh trục thang đứng L2 .15 Bảng 2 Thông số kỹ thuật động băng tải ngang 16 Bảng Kết tính chọn cơng suất động truyền động 16 Bảng Thông số công tắc tơ MC-9b AC220V 17 Bảng Thông số rơle trung gian mã hiệu MY4N AC220V 18 Bảng Thông số kỹ thuật Aptômat ABS54C ABE 33C/5A 18 Bảng Thông số kỹ thuật aptômat LCP 32FM (5A) 18 Bảng Thông số kỹ thuật EOCRSS-05S 19 Bảng Liệt kê số lượng thiết bị đóng cắt mạch lực hệ thống 28 Bảng 10 Thông số biến tần 6SE6440-2UD-5AA1 .31 Bảng 11 Các đầu dây điều khiển biến tần PLC MICROMASTẺ M440 .32 Bảng 12 Bảng tham số cài đặt biến tần 35 Bảng Các phận phần cứng PLC 36 Bảng Bảng liệt kê đầu vào PLC 40 Bảng 3 Bảng liệt kê đầu PLC 43 Bảng Bảng tính tốn số lượng module I/O .45 Bảng Bộ điều khiển logic khả trình module mở rộng 45 iii DANH MỤC VIẾT TẮT PLC OB FC FB DB IM CP FM SM I/O DI DO AI AO AC DC NO NC MCCB CP PWM CPU Programmable Logic Controller Organisation Block Function Function Block Data Block Interface Module Communication Module Function Signal Module Input/Output Digital Input Digital Output Analog Input Analog Output Alternating Current Direct Current Normal Open Normal Close Moulded Case Circuilt Breaker Circuit Protector Pulse Width Modulation Central Procesing Unit iv Bộ điều khiển logic khả trình Khối tổ chức Hàm Khối hàm Khối liệu Khối giao tiếp Khối truyền thông Khối chức điều khiển Khối tín hiệu mở rộng Đầu vào/ra Đầu vào số Đầu số Đầu vào tương tự Đầu tương tự Dòng điện xoay chiều Dòng điện chiều Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Áp tơ mát khối Mạch điều khiển Phương pháp điều chỉnh xung Bộ xử lý trung tâm LỜI NĨI ĐẦU Trong xu hội nhập tồn cầu, đất nước ta bước giai đoạn thực công nghiệp hóa, đại hóa, ngành nghề kỹ thuật hướng tới q trình tự động hóa tồn Kỹ thuật điều khiển có sở tảng khoa học vững chắc, đảm bảo cho việc điều khiển cách nhanh chóng, xác đạt hiệu suất cao với dây chuyền sản xuất phức tạp Với đời cách mạng điều khiển điện tử, cảm biến tự động, khí nén, thủy lực…Người ta có đủ sở cơng cụ để tăng lên mức tự động hóa máy móc cơng nghiệp Tuy vậy, với xu phát triển xã hội, vấn đề đặt nhu cầu người thay đổi nhanh, nhu cầu sản xuất sản phẩm thay đổi liên tục Mỗi lần thay đổi sản xuất sản phẩm lần thay đổi lại toàn máy móc thiết bị, dẫn đến hệ thống sản xuất dễ bị lỗi thời Yêu cầu thiết đặt để dây chuyền sản xuất linh hoạt với nhiều chủng loại sản phẩm khác mà không cần thay thế, làm lại thiết bị máy móc Do đó, đời điều khiển khả trình PLC máy tính với phát triển khoa học điều khiển, hệ thống sản xuất linh hoạt yêu cầu trở thành thực trở nên phổ biến Phải khẳng định rằng, hệ thống điều khiển tự động hóa có mặt dây chuyền sản xuất tất ngành kinh tế Tại bệnh viện địa điểm khác, nơi thường xuyên chuyển động hàng hóa trả về, giải pháp vận chuyển an tồn tài liệu, hàng hóa nhỏ dược phẩm đến địa điểm điều mong muốn cung cấp Để đáp ứng điều này, bệnh viện Trung ương Quân đội 108 tiên phong lắp đặt hệ thống băng tải công nghệ Hàn Quốc lần Việt Nam vận chuyển hàng hóa, dược phẩm tới phịng ban với độ nhanh xác chưa thấy Lợi ích hệ thống giúp loại bỏ việc di chuyển tốn nhiều thời gian nhân viên y tế bệnh viện Thật may mắn, thời gian thực tập tốt nghiệp em tiếp xúc lắp đặt trực tiếp hệ thống băng tải bệnh viện với bảo nhiệt tình anh chị Cơng ty Cổ phần phát triển cơng nghệ tịa nhà thông minh Hà Thành Em giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp “ Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển bệnh viện Trung ương Quân đội 108 ”, nội dung thiết kế gồm phần sau: - Tìm hiểu cơng nghệ hệ thống băng tải bệnh viện Trung ương Qn đội 108 Tính tốn lựa chọn phần tử cho hệ thống trang bị điện Xây dựng cấu hình lập trình hệ thống điều khiển PLC cho hệ thống băng chuyền Sau thời gian làm việc, với nỗ lực thân giúp đỡ cán công nhân viên công ty Hà Thành, đặc biệt nhờ hướng dẫn tận tình thầy TS.Nguyễn Mạnh Tiến, đồ án tốt nghiệp hoàn thành thời hạn Tuy nhiên hiểu biết thực tế hạn chế tài liệu tìm hiểu cơng nghệ chưa đầy đủ hồn tồn v nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý thầy để đồ án em hồn thiện Em xin gửi lời cảm tạ tới Thầy giáo Nguyễn Mạnh Tiến tồn thể Thầy Cơ giáo thuộc mơn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Cơng Nghiệp Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2018 Sinh viên thực Hồng Cơng Cường vi Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXVIII Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXIX Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXX Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXI Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXII Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXIII Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXIV Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXV Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXVI Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXVII Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXVIII Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XXXIX Phụ lục A – Chương trình lập trình S7-300 XL Phụ lục B – Sơ đồ nguyên lý mạch lực theo byte đầu PLC Phụ lục B – Sơ đồ nguyên lý mạch lực theo byte đầu PLC ... 59 Hình 17 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB2-2 60 Hình 18 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB3-1 62 Hình 19 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB3-2 63 Hình 20 Lưu đồ thuật tốn khối hàm... 11 54 Hình 13 Lưu đồ thuật toán khối OB1 55 Hình 14 Lưu đồ thuật toán khối hàm FB1-1 56 Hình 15 Lưu đồ thuật tốn khối hàm FB1-2 57 Hình 16 Lưu đồ thuật tốn khối hàm... thời gian làm việc, với nỗ lực thân giúp đỡ cán công nhân viên công ty Hà Thành, đặc biệt nhờ hướng dẫn tận tình thầy TS.Nguyễn Mạnh Tiến, đồ án tốt nghiệp hoàn thành thời hạn Tuy nhiên hiểu