phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC và giám sát bằng wincc

Đồ Án 2012 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: Thầy Trần Quang Vinh tạo điều kiện thuận lợi để nhóm chúng em thực tốt đồ án khoảng thời gian ngắn Quý các thầy cô khoa Công nghệ điện tử đã truyền đạt chúng em những kiến thức về chuyên môn và giúp chúng em định hướng theo sự hiểu biết và khả để chúng em thực hiện tốt đồ án “ phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC giám sát wincc ” Sau gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn nhiệt tình giúp đỡ nhóm em trình thực I Đồ Án 2012 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Trần Quang Vinh II Đồ Án 2012 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III Đồ Án 2012 Mục Lục Lời mở đầu Chương 1: Tổng quan plc .2 1.1 PLC S7-200 1.1.1 Chức PLC .2 1.1.2 Nguyên lý hoạt động PLC 1.1.3 Thiết bị I/O 1.1.4 Thời gian quét .7 1.1.5 Cấu hình phần cứng 1.1.6 Các vùng nhớ 11 1.1.7 Kết nối với máy tính .15 1.2 Phần mềm Step Micro/win .17 1.2.1 Các phần tử chương trình PLC S7-200 17 1.2.2 Những tập lệnh Step7 Micro/Win .21 Chương 2: Phần mềm Wincc phương pháp kết nối với PLC 41 2.1 giới thiệu phần mềm giao diện người máy Wincc (Siemens) 41 2.2 Cấu hình Wincc 43 2.2.1 Các loại project .43 2.2.2 Chức Wincc Exphower 44 2.2.3 Chức Graphics Designer 49 2.2.4 tag logging .51 2.2.5 Cấu trúc Alarm logging 56 2.3 Phần mềm PC access kết nối PLC Wincc .60 Chương 3: Mơ hình phân loại sản phẩm 68 IV Đồ Án 2012 3.1 Phần cứng 68 3.2 Chức nút mơ hình 69 3.3 Nguyên lý hoạt đông 70 3.4 Cảm biến 71 3.5 Ưu khuyết điểm mơ hình .76 3.5.1 Ưu điểm 76 3.5.2 Khuyết điểm 76 Chương 4: Thực thi hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền phân loại sản 77 4.1 chương trình cho PLC 77 4.2 Lưu đồ thuật toán .78 4.3 Code PLC 80 4.4 Lập giao diện mô Wincc 91 4.5 Kết luận 91 Tài liệu tham khảo 92 V Lời Mở Đầu Ngày hệ thống điều khiển tự động khơng cịn q xa lạ với Nó đời từ sớm, nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống người Và đặc biệt sản xuất, công nghệ tự động phát triển giải nhiều vấn đề mà người bình thường khó làm Ngày nhiều thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả xử lý, mức độ hồn hảo , xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Vì điều khiển tự động trở thành ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng ngành điều khiển tự động vào lao động sản xuất, đời sống sinh hoạt người Bên cạnh PLC đời ngày phát triển tính ưu việt mà có Từ PLC đời thay số phương pháp cũ, nhờ khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa tập lênh logic Để tìm hiểu rõ PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “ Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC giám sát wincc ” Trong trình thực đề tài nhóm chúng em cố gắng tìm hiểu học hỏi Nhưng khả cịn hạn chế nên có sai xót mong nhận thông cảm từ quý thầy cô Chương 1: tổng quan plc 1.1 PLC S7-200 1.1.1 Chức PLC 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 trình cơng nghệ phức tạp hay tồn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc hình sau : + 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 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: gồm thiết bị tạo tín hiệu điều khiển thương nút nhấn, cảm biến 1.1.2 Nguyên lý hoạt động PLC PLC điều khiển mà tùy thuộc vào người sử dụng thực loạt hay trình tự kiện, kiện kích hoạt tác nhân kích thích (hay cịn gọi cổng vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trể thời gian định thời hay kiện đếm : CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát đến thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ Một kiện kích hoạt, thật bật ON hay OFF thiết bị bên ngồi hay cịn gọi thiết bị vật lý ( thiết bị gắn vào cổng ) Như hiểu PLC “điều khiển logic theo chương trình “ Ta cần thay đổi chương trình cài đặt PLC PLC thực chức khác nhau, điều khiển môi trường khác Cấu trúc PLC phân thành thành phần hình vẽ: Power Supply Input Interface Central Processing Unit ( CPU) Output Interface Memory - Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát đến thiết bị liên kết để thực thi Và tồn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ -Hệ thống Bus: 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 đến Module khác + Data Bus : Bus dùng để truyền liệu + Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điểu khiển đồng hoạt động PLC - Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý module vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song - Nếu module đầu vào nhận địa Address Bus , chuyển tất trạnh thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, module đầu tương ứng nhận liệu từ Data bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế - Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh đó, CPU cung cấp xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống - Bộ nhớ: + 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, ghi 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 bên vi xử lý Bộ vi xử lý giá trị đếm lên trước xử lý lệnh Với địa , nội dung ô nhớ tương ứng xuất đấu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo bỡi vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000 - 16000 dịng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong PLC nhớ RAM, EPROM sử dụng + RAM (Random Access Memory ) nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung lúc Nội dung RAM bị nguồn điện ni bị Để tránh tình trạng này, PLC trang bị pin khơ, có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dùng để khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dùng CMOSRAM nhờ khả tiêu thụ thấp tuổi thọ lớn + EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) nhớ mà người sử dụng bình thường đọc khơng ghi nội dung vào Nội dung EPROM không bị mất nguồn, gắn sẵn máy, nhà sản xuất nạp chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng nhớ dùng thêm EPROM gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi xóa EPROM + EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với truy xuất linh động RAM có tính ổn định Nội dung xóa lập trình điện, nhiên số lần có giới hạn Mơi trường ghi liệu thứ tư đĩa cứng đĩa mềm, sử dụng máy lập trình Đĩa cứng đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường dùng để lưu chương trình lớn thời gian dài Kích thước nhớ : 4.2 Lưu đồ thuật tốn Sản phẩm Cb1 sản phẩm cao No Cb2 sản phẩm trung bình No Yes i= i+1 Yes i>biendat No Yes Couter đếm Delay 20s No Cb2 dừng, piston2 không hoạt động, chở reset hoặt tăng giá trị biến đặt Piston đẩy sản phẩm Cảm biến hành trinh Piston trở vị trí ban đẩu Yes Cb3 sản phẩm thấp m= m+1 m> biendat Cảm biến piston ngưng hoat động End 4.3 Code PLC Couter đếm 4.4 Lập giao diện mô wincc 4.5 Kết luận Qua đề tài “ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM DỰA VÀO CHIỀU CAO” trình bày cho biết nguyên lý hoạt đông PLC S7-200, cảm biến, van điều khiển khí nén piston Bên cạnh giúp ta biết them phần mềm Step7 Micro/ Win chương trình điều khiển giám sát Wincc qua ta áp dụng cho trường hợp khác đáp ứng nhu cầu thiết yếu xã hội Từ ứng dụng ta áp dụng mơ hình cho sản xuất nhà máy xí nghiệp Tài liệu tham khảo [1] www.plcvietnam.net [2] www.dientuvietnam.com [3] http://www.youtube.com/watch?v=I4RW7OLLCj0 [4] Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm mạng truyền thông công nghiệp ( BS: Nguyễn Ngọc Sơn) [5] giáo trình điều khiển logic-PLC / Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM [6] Điều khiển giám sát với S7-200, S7-300, PC access Wincc ( TS Lê Thị Ngọc Bích, PGSTS Trần Thu Hà-KS Phạn Quang Huy-ĐHQG TPHCM) [7] Tự động hóa với wincc ( PGTS Trần Thu Hà, KS Phạm Quang Huy Nhà xuất Hồng Đức) ... việc lập trình dựa tập lênh logic Để tìm hiểu rõ PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “ Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC giám sát wincc ” Trong q trình thực đề tài nhóm chúng em... thống điều khiển giám sát dây chuyền phân loại sản 77 4.1 chương trình cho PLC 77 4.2 Lưu đồ thuật toán .78 4.3 Code PLC 80 4.4 Lập giao diện mô Wincc 91... thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc hình sau : + 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 coi mức logic