(Đồ án tốt nghiệp) mô hình chiết rót đóng nắp chai tự động phục vụ cho dạy học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ MƠ HÌNH CHIẾT RĨT ĐĨNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ CHO DẠY HỌC GVHD: TS VŨ QUANG HUY SVTH: VÕ THANH PHÚC MSSV: 11911018 SVTH: NGUYỄN ĐINH NHÃ TRIẾT MSSV: 11911025 SKL004275 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸTHUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: MƠ HÌNH CHIẾT RĨT ĐĨNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ CHO DẠY HỌC Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: Khóa: Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS Vũ Quang Huy Sinh viên thực hiện: Võ Thanh Phúc Nguyễn Đinh Nhã Triết MSSV: 11911018 MSSV: 11911025 Tên đề tài: “Mơ Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động Phục Vụ Cho Dạy Học” Các số liệu, tài liệu ban đầu: Các mơ hình chiết rót nắp chai thiết kế có mạng Các tài liệu PLC tài liệu cảm biến công nghiệp Nội dung đồ án: Mơ hình chiết rót nắp chai tự động đƣợc điều khiển PLC S7-200 CPU 224 Thiết kế thi cơng khí mạch điện cho mơ hình Tìm hiểu thiết bị cơng nghiệp Các sản phẩm dự kiến Mơ hình chiết rót nắp chai tự động đƣợc điều khiển PLC S7-200 CPU 224 Ngày giao đồ án: 7/9/2015 Ngày nộp đồ án: 8/1/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ …………………… i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “Mơ Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động Phục Vụ Cho Dạy Học” - GVHD: TS Vũ Quang Huy - Phúc - MSSV: 11911018 Lớp: 119110A - Địa sinh viên: 9- Đƣờng Trần Quốc Toản-phƣờng Hiệp Phú- Khu phố 2- Số điện thoại liên lạc: 01695666693 - Email: vtphuc1993@gmail.com - t MSSV: 11911025 Lớp: 119110A - Địa sinh viên: Ấp An Cƣ- Xã Hòa Định- Huyện Chợ Gạo- Tỉnh Tiền - Số điện thoại liên lạc: 01689976757 - Email: nguyentriet08@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Ký tên Võ Thanh Phúc Nguyễn Đinh NhãTriết ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đồ án hoàn thành báo cáo này, chúng em nhận đƣợc giúp đỡ, hƣớng dẫn quý báu thầy, anh chị bạn khóa học Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Thầy Vũ Quang Huy, ngƣời thầy kính mến hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trình thực đồ án Một lần xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy, anh chị bạn, chúc sức khỏe thành cơng Nhóm sinh viên thực đồ án Võ Thanh Phúc Nguyễn Đinh NhãTriết iii TĨM TẮT ĐỒ ÁN Tên đề tài: “Mơ Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động Phục Vụ Cho Dạy Học” Mơ hình chiết rót đóng nắp chai tự động phục vụ cho dạy học dùng để hỗ trợ cho việc học tập.Giúp sinh viên làm quen với thiết bị cơng nghiệp, làm quen với cách viết chƣơng trình điều khiển PLC Mơ hình sử dụng thiết bị điều khiển S7–200 để điều khiển thiết bị nhƣ cảm biến, xy- lanh, động cơ, băng chuyền Chƣơng trình đƣợc viết PLC dùng nhiều cách viết khác nhau.Mơ hình hoạt động nhờ tín hiệu từ nút nhấn, cảm biến truyền cho PLC.Sử dụng rơ-le để đảm bảo tính tồn cho mơ hình, đóng ngắt điện Nhóm sinh viên thực đồ án Võ Thanh Phúc Nguyễn Đinh Nhã Triết iv ABSTRACT PROJECT TITLE: An automated bottle filling and capping machine An automated bottle filling and capping machine for teaching An automated bottle filling and capping machine is used to support in studying This machine can help students with getting used to industrial equipment as well as PLC driver The S7200 programmable Controller is used to control other devices such as sensors, sylinders, motors, conveyors The PLC programs are written in different ways Thanks to the signals from the button and the sensors to the PLC, the machine operates smoothly The relays are used to ensure the safety of the open and closed electric circuit v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH x Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu 1.5 Phƣơng pháp thực 1.6 Kết cấu đồ án Chƣơng 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 2.2 Tổng quan tự động hóa trình sản xuất 2.3 Phân loại tự động hóa 2.3.1 Tự động hóa cứng 2.3.2 Tự động hóa lập trình vi 2.3.3 Tự động hóa linh hoạt Chƣơng 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Động điện chiều 3.2 Motor bơm nƣớc 3.3 Van đảo chiều 3.4 Xy lanh khí nén 3.5 Cảm biến 3.6 Sơ lƣợc Role điện từ 3.6.1 Giới thiệu 3.6.2 Nguyên lý hoạt động 3.6.4 Ứng dụng rơle 3.6.5 Những lƣu ý sử dụng rơle 3.7 Sơ lƣợc PLC (Programmable Logic Controller ) 3.7.1 Giới thiệu PLC: 3.7.2 Nguyên lý hoạt động PLC 3.7.3 Ƣu hệ thống điều khiển dùng PL 3.7.4 Hạn chế 3.7.5 Các ứng dụng PLC 3.7.6 Tìm hiểu PLC S7-200 , CPU 224 vii 3.7.7 Cấu hình vào PLC 224 3.7.8 Các ngõ vào thƣờng dùng 3.7.9 Các thiết bị đƣợc điều khiển ngõ 3.7.10 Truyền thông PC PLC 3.7.11 Phân chia nhớ 3.7.12 Giới thiệu module mở rộng 3.7.13 Cách đặt địa cho module m 3.7.14 Chƣơng trình ngắt 3.7.15 Sử dụng phần mềm Step 7-Micro CHƢƠNG : PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ - THI CÔNG PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 4.1 Phƣơng án thiết kế 4.1.1 Phƣơng án 4.1.2 Phƣơng án 4.1.3 Lựa chọn phƣơng án 4.2 Thiết kế khí 4.2.1 Phƣơng pháp thiết kế khí 4.2.2 Bản vẽ mơ hình 4.3 Thiết kế mạch điện 4.4 Hình ảnh mơ hình thực tế Chƣơng 5: LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 58 viii Hình 4.6 Bảng điều khiển 57 Chƣơng 5: LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 5.1 Lƣu đồ giải thuật Begin Băng chuyền chạy N Cảm biến Y Băng chuyền dừng T=1s N Y Xylanh hạ xuống Máy bơm chạy Cảm biến điên dung Xylanh nâng lên Máy bơm ngừng 58 T=1s N Y Băng chuyền 1, 2, chạy Cảm biến Y N Băng chuyền dừng T=1s N Y Xylanh hạ xuống Động vặn nắp chạy T=1s N Y Xylanh nâng lên Băng chuyền chạy End 59 5.2 Chƣơng trình điều khiển PLC 60 61 62 63 64 65 66 67 Chƣơng 6.THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 6.1 Các bƣớc chuẩn bị Bƣớc 1: Cấp điện vào mô hình, khởi động PLC Bƣớc 2: Kết nối PLC với máy tính Bƣớc 3: Nạp chƣơng trình từ máy tính vào PLC Bƣớc 4: Cho mơ hình hoạt động 6.2 Thử nghiệm Chƣơng 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 7.1 Những kết đạt đƣợc 7.1.1 Phần thiết kế khí Sử dụng phần mềm chuyên dụng cho việc thiết kế khí Hồn thành u cầu khí để đảm bảo cho phần điều khiển Điều chỉnh thiết bị mang tính thẩm mĩ, gọn gàng 7.1.2 Phần điều khiển Thiết kế, thi công mạch điện điều khiển Điều khiển chạy quy trình Viết chƣơng trình PLC S7-200 theo phƣơng pháp điều khiển tuần tự, giúp việc thực quy trình cách nhanh chóng đơn giản 7.2 Những hạn chế cịn tồn Tốc độ khơng nhanh cịn thiếu xác Chỉ chiết rót đóng nắp chai, chƣa hồn tồn tự động Vì kiến thức thân cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, cịn nhiều vấn đề chƣa giải đƣợc 7.3 Hƣớng phát triển đề tài Cải tiến băng chuyền để tốc độ nhanh Hoàn thiện thuật tốn điều khiển, hồn thiện chƣơng trình để bƣớc hoạt động tốt hơn, chạy lƣợt nhiều chai 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1].Nguyễn Ngọc Phương Hệ thống điều khiển khí nén NXB Giáo Dục [2] Nguyễn Ngọc Phương Hệ thống điều khiển thủy lực NXB Giáo Dục [3].Nguyễn Trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm Nguyên lý chi tiết máy NXB Giáo [4] Nguyễn Thế Hùng Giáo trình điều khiển tự động.NXB Đại học Sư Phạm TpHCM [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập hai, NXB Giáo dục [6] Hoàng Minh Cơng Giáo trình cảm biến cơng nghiệp, NXB Xây dựng [7] Nguyễn Trọng Thắng- Lê Thị Thanh Hồng Giáo trình kỹ thuật điện NXB DH Quốc Gia TpHCM Tiếng Anh Stephen P Tubbs Programmable Logic Controller (PLC) Tutorial, Siemens Simatic S7-200 SIEMENS.S7-200 Programmable Controller System Manual.Edition 08/2008 Nguồn khác http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7controller/s7-200/pages/default.aspx 70 ... ÁN Tên đề tài: “Mơ Hình Chiết Rót Đóng Nắp Chai Tự Động Phục Vụ Cho Dạy Học? ?? Mơ hình chiết rót đóng nắp chai tự động phục vụ cho dạy học dùng để hỗ trợ cho việc học tập.Giúp sinh viên làm quen... chuyền chiết rót đóng nắp chai dầu gió Hình 2.3 Máy chiết rót đóng nắp chai Hình 2.4 Máy chiết rót đóng nắp chai bình 20 lít Từ hình ảnh thấy đƣợc đa dạng hệ thống chiết rót đóng nắp chai đa dạng đóng. .. ĐỒ, HÌNH Hình 2.1 Dây chuyền chiết rót đóng nắp chai trà xanh Hình 2.2 Dây chuyền chiết rót đóng nắp chai dầu gió Hình 2.3 Máy chiết rót đóng nắp chai Hình 2.4 Máy chiết rót đóng