THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN KEO TỰ ĐỘNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà Nội, 1-2016 Mục lục TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CÔNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN KEO TỰ ĐỘNG Trưởng môn : TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Danh Huy Sinh viên thực : Lê Văn Kiên Lớp : ĐK-TĐH1 K55 MSSV : 20101740 Hà Nội, 1-2016 Mục lục LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống điều khiển phun keo tự động em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Danh Huy 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 tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Kiên Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU iii LỜI NÓI ĐẦU I Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC GIĨ Ơ TƠ 1.1.Tìm hiểu sản phẩm lọc bụi, lọc dầu ô tô 1.2.Tìm hiểu quy trình sản xuất lọc bụi 1.3.Tổng quan quy trình sản xuất 1.3.1 Khâu xử lí giấy 1.3.2 Sản xuất lõi thép 1.3.3 Phun keo làm đế 1.3.4 Sấy 1.3.5 Hoàn thiện sản phẩm Chƣơng TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU 2.1 Vai trị máy q trình sản xuất 2.2 Các phận máy 2.3 Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành 2.4 Nguyên lí hoạt động máy 2.5 Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển 12 2.6 Yêu cầu công nghệ 15 Chƣơng TÌM HIỂU VỀ PLC VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO XOAY CHIỀU 16 3.1 Giới thiệu chung hệ servo Minas-A Panasonic 16 3.1.1 Tìm hiểu chung động servo 16 3.1.2 Tìm hiểu dịng sản phẩm Minas-A Panasonic 19 3.2 Chế độ điều khiển vị trí 24 3.3 Giới thiêu chung PLC DVP-SV2 Delta 24 3.3.1 Giới thiệu PLC 24 3.3.2 Tổng quan PLC DVP-SV2 Delta 26 3.3.3 Bộ điều khiển logic khả trình PLC DVP-SV2 27 Mục lục 3.3.4 Cấu trúc nhớ 28 3.3.5 Ngơn ngữ cơng cụ lập trình 29 3.4 Chức điều khiển nội suy trục DVP-SV2 Delta 30 Chƣơng THIẾT KẾ, GHÉP NỐI HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHUN KEO TỰ ĐỘNG 34 4.1 Yêu cầu kỹ thuật 34 4.2 Ghép nối đầu vào số 34 4.3 Thiết lập địa đầu 34 4.4 Thiết lập ghi địa chức 37 Chƣơng XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TRÊN PLC VÀ GIAO DIỆN VẬN HÀNH, GIÁM SÁT TRÊN MÀN HÌNH 40 5.1 Lập lƣu đồ chƣơng trình điều khiển 40 5.2 Thiết kế chƣơng trình điều khiển dùng ISPSoft 2.04 44 5.3 Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát hình NB 53 5.4 Ghép nối PLC hình 56 5.4.1 Giới thiệu hình cảm ứng HMI Omron dịng NB 56 5.4.2 Ghép nối PLC hình 57 5.5 Thực nghiệm 60 KẾT LUẬN .61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một số thiết bị lọc gió ô tô Hình 1.2 Hình dạng khn đế trịn Hình 1.3 Máy gấp giấy Hình 2.1 Hệ thống máy phun keo Hình 2.2 Đầu phun keo trình làm việc Hình 2.3 Hai thùng chứa keo Hình 2.4 Đồng hồ hiển Hình 2.5 Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ 11 Hình 2.6 Ngun lí hoạt động cấu điều khiển áp suất 12 Hình 2.7 Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động 14 Hình 3.1 Một động servo R/C kích thước chuẩn điển hình dùng mơ hình máy bay xe đua 16 Hình 3.2 Cấu trúc bên động AC-Servo loại đồng 20 Hình 3.3 Ảnh thực tế dòng sản phẩm Minas-A Panasonic 20 Hình 3.4 Cấu trúc AC-Servo motor dịng Minas-A Panasonic 21 Hình 3.5 Nhãn động AC-Servo dòng Minas-A Panasonic 21 Hình 3.6 Driver AC-Servo MADDT1207 22 Hình 3.7 Nhãn Driver AC-Servo MADDT1205 22 Hình 3.8 Ý nghĩa kí hiệu Model number 23 Hình 3.9 Sơ đồ điều khiển xung Driver chế độ điều khiển vị trí 23 Hình 3.10 Sơ đồ điều khiển trạng thái Servo-Motor 23 Hình 3.11 Sơ đồ khối PLC 25 Hình 3.12 Các thành phần PLC DVP-SV2 27 Hình 3.13 Chuyển động vị trí đối tượng đơn giản 30 Hình 3.14 Chuyển động vị trí đối tượng qua nội suy trục 31 Hình 3.15 Hình ảnh ví dụ sử dụng nội suy trục vẽ hình thoi 32 Hình 4.1 Ghép nối đầu vào, đầu PLC với Driver 36 Hình 5.1 Vị trí tương đối hình khn hệ tọa độ 41 Hình 5.1 Lưu đồ thuật tốn điều khiển hệ thông phun keo tự động 43 Hình 5.2 Chương trình điều khiển PLC 52 Hình 5.3 Giao diện hình điều khiển giám sát hình NB 53 Danh mục hình vẽ Hình 5.4 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khn chữ nhật 54 Hình 5.5 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khn trịn 55 Hình 5.6 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khn bo góc trịn 55 Hình 5.7 Giao diện hình nhập thời gian phun dung môi rửa trễ ngắt keo 56 Hình 5.7 Đấu nối hình NB PLC 57 Hình 5.8 Sử dụng Ethernet để kết nối NB7W với PC 58 Hình 5.9 Download chương trình 58 Hình 5.10 Chờ load chương trình 59 Hình 5.11 kết nối thành cơng 59 Hình 5.12 Ảnh thực tế mơ hình thực nghiệm điều khiển động AC-Servo 60 Hình 5.13 Ảnh thực tế cài đặt trễ phun keo, phun dung mơi rửa 60 Hình 5.13 Ảnh nhập tọa độ hình chữ nhật 61 Hình 5.14 Ảnh nhập tọa độ hình bo góc trịn 61 Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 4.1 Thiết lập địa đầu vào PLC 34 Bảng 4.2 Thiết lập địa đầu PLC 34 Bảng 4.3 Bảng thiết lập ghi (Vùng M) 37 Bảng 4.4 Bảng thiết lập ghi (Vùng D) 37 Bảng 4.5 Timer Counter 39 Bảng 5.1 Đặc điểm NB HMI 56 Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Hiện đất nước ta trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, tốc độ phát triển nhanh vừa hội thách thức vấn đề môi trường xã hôi Yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cáng lớn vào đời sống sinh hoạt, sản xuất yêu cầu điều khiển tự động hóa tiện lợi linh hoạt, tiết kiệm cho xuất lao động cao Là sinh viên tự động hóa em hiểu rõ, tự động hóa quan trọng, góp phần lớn cho việc phát triển kinh tế xã hội Việt Nam, từ nhu cầu thực tiễn, đánh giá em thấy cần phải học thiết kế hệ thống điều khiển cho máy có ứng dụng cao cho nhu cầu xã hội Nhu cầu phương tiện giao thông lại, vật liệu, thiết bị cho phương tiện ô tô lớn, áp dụng tự động hóa vào q trình cơng nghệ em chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển phun keo tự động” thầy Th.S Nguyễn Danh Huy hướng dẫn Do kiến thức có hạn , thời gian khơng cho phép cịn số lỗi, mong Thầy/Cơ bỏ qua giúp em phát triển thêm Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Kiên Chương Tổng quan sản phẩm lọc dầu, lọc gió tơ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC GIĨ Ơ TƠ 1.1 Tìm hiểu sản phẩm lọc bụi, lọc dầu tơ Thiết bị lọc gió ( lọc bụi ) thiết bị có nhiệm vụ làm khơng khí trước kết hợp với nhiên liệu để đốt cháy chế hồ khí Thiết bị lọc gió đặt trước chế hồ khí, làm việc nhiệt độ môi trường Tương tự thiết bị lọc dầu tơ thiết bị có nhiệm vụ làm dầu cho ô tô trước đốt buồng đốt, chủ yếu dùng loại xe tải chạy dầu diezen Hình 1.1 Một số thiết bị lọc gió tơ Thiết bị lọc bụi gồm phần : Đế Thân Hình 1.2 Hình dạng khn đế trịn Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình 49 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình 50 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình 51 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.2 Chương trình điều khiển PLC 52 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình 5.3 Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát hình NB Yêu cầu thiết kế giao diện điều khiển giám sát ta cần thiết kế : - Màn hình giao diện - Đèn báo trạng thái sẵn sàng, chưa sẵn sàng - Báo lỗi xảy trạng thái chưa sẵn sàng - Cài đặt thời gian trễ phun keo, phun dung môi rửa - Menu lựa chọn chế độ chạy khn ( khn trịn, khn chữ nhật, khn bo góc trịn - Có cài đặt thơng số tọa độ cho khn Hình 5.3 Giao diện hình điều khiển giám sát hình NB Ở giao diện hình chính, bật servo-ON cho biết hệ thống trạng thái sẵn sàng hay chưa sẵn sàng đèn báo Nếu hệ thơng chưa sẵn sàng có đèn báo lỗi 53 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Thao tác chọn khn cần phun, có ba khn cần phun lập trình sẵn cài đặt thông số trước Đầu phun di chuyển theo khuôn ứng với nút ấn Thao tác cài đặt thông số cho phép ta cài đặt vị trí điểm ứng với khn riêng biệt hệ tọa độ Ngồi ta cịn cài đặt thời gian trễ phun dung dịch rửa thời gian trễ ngắt keo Với phần cài đặt thông số : Khi ấn vào KHN CN hình lên giao diện hình 5.4 sau tiến hành nhập tọa độ điểm hình chữ nhật Khi ấn vào KHN TRỊN hình lên giao diện hình 5.5 sau tiến hành nhập tọa độ điểm hình trịn Khi ấn vào KHN BO GĨC hình lên giao diện hình 5.6 sau tiến hành nhập tọa độ điểm hình bo góc trịn Khi ấn vào TRỄ PHUN hình lên giao diện hình 5.7 cho phép nhập thời gian phun rửa thời gian trễ ngắt keo Hình 5.4 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khuôn chữ nhật 54 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.5 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khn trịn Hình 5.6 Giao diện hình nhập tọa độ điểm khn bo góc trịn 55 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.7 Giao diện hình nhập thời gian phun dung môi rửa trễ ngắt keo 5.4 Ghép nối PLC hình 5.4.1 Giới thiệu hình cảm ứng HMI Omron dịng NB a), Đặc điểm chung - Màn hình cảm ứng TFT với 65.536 màu - Kích cỡ hình rộng từ đến 10 inch phù hợp với nhiều ứng dụng - Đèn LED với tuổi thọ cao - Truyền thông nối tiếp, USB Ethernet b), Đặc điểm kĩ thuật hình NB HMI Bảng 5.1 Đặc điểm NB HMI Màn hình hiển thị Độ phân giải hình (H x V) TFT LCD đèn LED 3.5”; 5.6”; 7”; 10.1” 320 × 240; 320 × 234; 800 × 480 56 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Nguồn cấp 24 VDC (±15%) Tuổi thọ đèn 50.000 (tại 25 °C) Bộ nhớ 128MB (bao gồm nhớ hệ thống) Tính RS-232C/422A/485 (1 cổng cổng) Kết nối máy in USB 2.0 Cổng Ethernet Cấp bảo vệ IP65 (mặt trước) 5.4.2 Ghép nối PLC hình a), Kết nối NB7W với PLC Delta Ghép nối hình NB PLC delta thơng qua cổng COM2 hình NB với cổng RS 485 PLC SV2 Delta Hình 5.7 Đấu nối hình NB PLC b), Kết nối NB7W với PC Sử dụng cáp USB để kết nối NB7W PC Các chương trình tạo hình NB-Designer gửi đến NB7W Sử dụng cáp USB với chiều dài tối đa m 57 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.8 Sử dụng Ethernet để kết nối NB7W với PC Phần mô tả làm để gửi chương trình hình NBDesigner NB7W : - Kết nối NB7W PC - Bắt đầu NB-Designer mở chương trình hình tạo - Chọn [Tools] - [Compile] từ menu Chọn [Tools] - [Download] sau biên dịch hồn thành Hình 5.9 Download chương trình 58 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.10 Chờ load chương trình Hình 5.11 kết nối thành công - NB7W khởi động lại sau gửi liệu hồn tất b), Cơng cụ phương pháp thiết kế giao diện hình Thiết kế giao diện hiển thị hình NB-Designer NB-Designer cơng cụ lập trình (phần mềm) để tạo hình hiển thị NB Series - Phương pháp thiết kế giao diện cho hình NB HMI : - Xác định yêu cầu công nghệ 59 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình - Xác định thành phần, biến cần điều khiển giám sát hình NB - Cài đặt thơng số địa PLC vào NB - Kết nối chạy mơ 5.5 Thực nghiệm Hình 5.12 Ảnh thực tế mơ hình thực nghiệm điều khiển động AC-Servo Một số hình ảnh khác Hình 5.13 Ảnh thực tế cài đặt trễ phun keo, phun dung môi rửa 60 Chương Xây dựng chương trình plc giao diện vận hành, giám sát hình Hình 5.13 Ảnh nhập tọa độ hình chữ nhật Hình 5.14 Ảnh nhập tọa độ hình bo góc trịn 61 Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu hoàn thành, đồ án giải vấn đề sau:  Tìm hiểu cơng nghệ xử lí keo đặc biệt công đoạn pha trộn thành phần để tạo thành hỗn hợp keo PU  Tìm hiểu hệ thống điều khiển trình, vấn đề kĩ thuật, tìm hiểu PLC DVP SV2 Delta  Ứng dụng ISPSoft 2.04, NB-Designer vào thiết kế chương trình, thiết kế giao diện giám sát, mơ  Rút kinh nghiệm thực tiễn trình nghiên cứu làm tảng cho công việc nghiên cứu, thiết kế sau Dây truyền xử lý keo tạo thành phẩm dây chuyền với công đoạn xác,yêu cầu thời gian ngắn Mặc dù cố gắng nghiên cứu thực hiện, song hạn chế thời gian, kinh nghiệm tài liệu nên chắn đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, kính mong thầy đưa lời dẫn, ý kiến đóng góp để đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Kiên 62 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] DELTA_IA-PLC_DVP-PLC_PM_EN_20140804 [2] NB-series Programmable Terminals Startup Guide Manual(V109) [3] Panasonic-Minas-A4-Manual [4] DVP-28SV Instruction Sheet [5] http://plcvietnam.com.vn [6] www.dailybientandelta.com [7] http://www.dientuvietnam.net/ [8] https://deltautomation.wordpress.com/ 63 ... Trưởng môn : TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Danh Huy Sinh viên thực : Lê Văn Kiên Lớp : ĐK-TĐH1 K55 MSSV : 20101740 Hà Nội, 1-2016 Mục lục LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ... Nếu phát có chép em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Kiên Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU iii LỜI NÓI... giúp em phát triển thêm Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Kiên Chương Tổng quan sản phẩm lọc dầu, lọc gió tơ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU,