đồ án phân loại sản phẩm hệ thống gắp, xếp sản phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ Nhóm 10:Hệ thống gắp, xếp sản phẩm Lớp : 110181 SVTH : Đào Đại Khiêm Trần Đức Long Vũ Văn Huy Nguyễn Hoàng Phương Nguyễn Quang Chiến MỤC LỤC Chương 1: Yêu cầu công nghệ nguyên lý hoạt động hệ thống + 1.1 Yêu cầu công nghệ + 1.2 Nguyên lý hoạt động Chương 2: Lựa chọn thiết bị phần cứng Chương 3: Thiết kế sơ đồ điện + 3.1 Sơ đồ thủy lực +3.2 Sơ đồ động nâng hạ + 3.3 Sơ đồ kết nối PLC ………………………………………………… Chương 4: Thiết kế lưu đồ thuật tốn lập trình + 4.1 Lưu đồ thuật toán PLC + 4.2 Bảng Symbol lập trình CHƯƠNG I : YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 1.1Yêu cầu công nghệ : Bản vẽ sơ đồ công nghệ: Chú thích: 1.Xilanh nâng hạ 2.Cảm biến phát sản phẩm băng chuyền 3.Xilanh xoay 4.Xilanh kẹp 5.Băng truyền sản phẩm 6.Cảm biến xá định đủ sản phẩm Hệ thống gắp xếp sản phẩm gồm có hệ thống xy lanh khí nén hệ thống băng tải để vận chuyển hàng, hệ thống xếp hàng hóa Ta sử dụng cảm biến quang để nhận biết sản phẩm băng tải Khi có cảm biến phát sản phẩm băng tải dừng xy lanh tay kẹp 2A mở sau xy lanh 1A đượcđẩy xuống tác động 1s2 Tiếp xy lanh 2A co tác động vào cảm biến 2s1 kẹp lấy sản phẩm sau xy lanh 1A thu lên tác động cảm biến 1s1 Khi xy lanh quay 3A vị trí đầu cảm biến 3s1 quay góc 90 độ ( góc để giá hàng ) dựng vị trí cảm biến 3s2 Tiếp xy lanh 1A đẩy xuống sau xy lanh 2A mở thả sản phẩm xuống Sau xy lanh 1A thu vị trí ban đầu Và sau xy lanh 3A trở vị trí ban đầu Sau băng tải tiếp tục quay cảm biến phát sản phẩm Khi hàng đủ có cảm biến báo đồng thời dừng hoạt động người dùng ấn nút reset Đồng thời có trục vít nâng sản phẩm lên để lấy sản phẩm Hệ thống có nút start nút reset Khi ấn reset hệ thống dừng 1.2 Nguyên lý hoạt động: - Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống : Ta sử dụng cảm biến quang để nhận biết sản phẩm băng tải Khi có cảm biến phát sản phẩm băng tải dừng xy lanh tay kẹp 2A mở sau xy lanh 1A đượcđẩy xuống tác động 1s2 Tiếp xy lanh 2A co tác động vào cảm biến 2s1 kẹp lấy sản phẩm sau xy lanh 1A thu lên tác động cảm biến 1s1 Khi xy lanh quay 3A vị trí đầu cảm biến 3s1 quay góc 90 độ ( góc để giá hàng ) dựng vị trí cảm biến 3s2 Tiếp xy lanh 1A đẩy xuống sau xy lanh 2A mở thả sản phẩm xuống Sau xy lanh 1A thu vị trí ban đầu Và sau xy lanh 3A trở vị trí ban đầu Sau băng tải tiếp tục quay cảm biến phát sản phẩm cảm biến B phát đầy sản phẩm dừng hoạt động đến có người ấn nút reset Khi ấn reset hệ thống dừng CHƯƠNG II:LỰA CHỌN PHẦN CỨNG 1.PLC Hình 2.1 : PLC S7-1200 1214C AC/DC/RLY 6ES7214-1BG40-0XB0 Thông số kỹ thuật : CPU 1214C AC/DC/RLY 6ES7214-1BG40-0XB0 - Tên sản phẩm: SIMATIC S7-1200, CPU 1214C, compact CPU - Thông số bản: AC/DC/relay, 14DI 24VDC, 10 DO relay 2A, 2AI 0-10VDC, PS 230VAC CPU 1214C Có thể mở rộng bằng: - bảng tín hiệu (SB), bảng pin (BB) bảng giao tiếp (CB) - mơ-đun tín hiệu (SM) - Tối đa mô-đun giao tiếp (CM) Thiết kế : - phiên thiết bị với nguồn điện điện áp điều khiển khác - Bộ nguồn tích hợp dạng nguồn điện AC DC dải rộng (85 264 V AC 24 V DC) - Tích hợp mã hóa 24 V / cung cấp dịng tải: Để kết nối trực tiếp cảm biến mã hóa Với 400 mA, dịng điện đầu sử dụng làm nguồn điện tải - 14 đầu vào kỹ thuật số tích hợp 24 V DC (chìm / tìm nguồn cung cấp dịng (chìm dịng IEC)) - 10 đầu kỹ thuật số tích hợp, 24 V DC rơ le - đầu vào tương tự tích hợp 10 V - đầu xung (PTO) với tần số lên đến 100 kHz - Đầu điều chế độ rộng xung (PWM) với tần số lên đến 100 kHz - Giao diện Ethernet tích hợp (TCP / IP gốc, ISO-on-TCP) - đếm nhanh (3 đếm tối đa 100 kHz; đếm tối đa 30 kHz) với đầu vào kích hoạt đặt lại tham số hóa, sử dụng đồng thời đếm lên xuống với đầu vào riêng biệt để kết nối mã hóa gia tăng - Mở rộng giao diện truyền thơng bổ sung, ví dụ: RS 485 RS 232 - Mở rộng tín hiệu tương tự kỹ thuật số trực tiếp CPU thơng qua bảng tín hiệu (với việc giữ nguyên kích thước lắp CPU) - Mở rộng loạt tín hiệu đầu vào đầu tương tự kỹ thuật số thông qua mơ-đun tín hiệu - Mở rộng nhớ tùy chọn (Thẻ nhớ SIMATIC) - Bộ điều khiển PID với chức tự động điều chỉnh - Đồng hồ thời gian thực tích hợp - Đầu vào ngắt: Để phản ứng cực nhanh với cạnh tăng giảm tín hiệu quy trình Thơng Số Kĩ Thuật Cảm Biến Khoảng Cách 30Cm Omron  Điện áp: - 36VDC Dòng điện max: 200mA Khoảng cách đo: - 30 cm 2.Cảm biến quang : Có led hiển thị ngõ màu đỏ Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở Kích thước: x 1.7 cm Chiều dài dây: 110 cm Hình 2.2 : Cảm biến quang 3.Cảm biến từ thân xylanh : Mã D-M9N: - Lối vào điện kiểu In-line (bên cảm biến) - Loại dây điện (Wirring type): 3 dây - Tín hiệu đầu (Output type): khong có - Tải áp dụng: 24 VDC relay, PLC - Nguồn cấp điện: khơng có - Điện tiêu hao: khơng có - Điện năng: 24VDC (10 tới 28 VDC) - Dòng điện: từ 2.5 tới 40mA - Điện sụt giảm: 4V - Dịng điện tiêu hao: 0.8 mA - Đèn báo hiệu: đèn led đỏ sáng lên nhận tín hiệu - Tiêu chuẩn: CE marking (dấu CE), tiêu chuẩn mơi trường RoHS Hình 2.3 : Cảm biến thân xi lanh 4.Xy lanh đơi : Hình thức hoạt động: Tác động kép Lưu chất hoạt động: Khí nén Áp suất vận hành:0.1~0.9Mpa(1~9kgf/cm2) Áp suất thử nghiệm: 1.35Mpa(1.35kgf/cm2) Nhiệt độ làm việc: -5~70oC Chế độ đệm: Cushion ControlPort size: M5x0.8 Lõi nhôm, G1/8" Chất liệu: nhôm nguyên khối Hình 2.4 : Xi lanh đơi 5.Xy lanh kẹp: Mã SHZ 10 tương đương MHZ2-10DN : 10 Van khí nén : 8.1: Van 5/2 Hình 2.8.1: Van 5/2 Thơng số kĩ thuật : -Áp suất trung bình : từ 0.15 đến 0.8Mpa (áp suất tối đa đạt 1.2Mpa) -Nhiệt độ hoạt động : -5 đến 60 độ C -Điện áp thường thấy : 24V,110V,220V, 14 8.2 :Van 5/3 Hình 2.8.2: Van 5/3 Thơng số kĩ thuật : -Áp suất trung bình : từ 0.15 đến 0.8Mpa (áp suất tối đa đạt 1.2Mpa) - Kích thước lỗ vào (từ máy nén khí) (chạy xilanh): G1/4 (khoảng 12~13 mm) - Kích thước lỗ xì G1/8 (khoảng 9~10mm) - Áp suất chịu được: 0.15~0.8 Mpa - Điện áp cuộn coil: 24VDC, 220VAC - Nhiệt độ: -5-60 độ C 15 9.Contactor: Hình 2.9: Contactor Thơng số kỹ thuật: -MC-6a-Contactor LS- khởi động từ LS 3P 9A(1a) 16 -Rated current(A) 9A (dòng điện định mức) -Rated operating voltage(V) (Ue) 400V / 440V (Điện áp làm việc định mức) -Control circuit voltage 220VAC (Điện áp điều khiển) -Mã sản phẩm MC-6a (mã đặt hàng, mã thiết bị) 10.Relay trung gian Hình 2.10: Relay trung gian 17 Relay trung gian MY2N-J -24VDC Omron G8H15 Thông số kĩ thuật : -Điện áp hoạt động: 24VDC -Tiếp điểm max: 250VDC/5A 11.Van tiết lưu: Hình 2.11 : Van tiết lưu đầu ống 8mm 18 Thông số kĩ thuật : -Chất liệu : nhựa , kim loại -Đường kính dây : 8mm PHẦN III : THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỆN Sơ đồ khí nén : Hình 3.1 : Sơ đồ khí nén 19 2.Sơ đồ điện : start B1 A B2 3s1 3s2 2s2 2s1 stop 1s1 + 24VDC - 1s2 220VAC B L N 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I0.1 I1.2 I1.3 B C?m bi?n di?n ti?m c?n C?m bi?n di?n ti?m c?n K1 PLC S7-1200 AC/DC/RLY 1y1 K2 K3 1y2 2y1 K4 2y2 K5 K6 3y1 3y2 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2L Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 Hình 3.2.1 : Sơ đồ kết nối đầu vào mạch khí nén 20 24VDC K7 K8 M K7 K8 Hình 3.2.2: Sơ đồ mạch động lực đông nâng hạ L1 L2 L3 N K9 BT Hình 3.2.3: Sơ đồ mạch động lực đơng băng tải 21 CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN PLC VÀ LẬP TRÌNH : Thiết kế lưu đồ thuật toán : Lưu đồ thuật toán 22 4.2.Bảng Symbol lập trình Bảng Symbol 23 Hình 4.2.1 : Bảng Symbol Lập trình -Network : để setup hệ thống -Network : để điều khiển băng tải 24 -Network : có nhiệm vụ phát sản phẩm băng tải -Network : thực chu trình đưa cánh tay xuống gắp lấy sản phẩm 25 -Network : thực chu trình đưa cánh tay lên xoay sang chỗ để sản phẩm 26 -Network : thực chu trình thả sản phẩm sau quay cánh tay lại vị trí ban đầu -Network : sau sản phẩm đầy đẩy hàng lên sau lấy hàng 27 28