MÔN HỌC HỆ THỐNG SCANDA VÀ ỨNG DỤNG Đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỘN SƠN CÓ ĐIỀU KHIỂN TỪ 3 MÀU CƠ BẢN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA MƠN HỌC HỆ THỐNG SCANDA VÀ ỨNG DỤNG Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỘN SƠN CÓ ĐIỀU KHIỂN TỪ MÀU CƠ BẢN Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN TUYẾN ĐẶNG THỊ NHƯ Ý Lớp : KTĐCN K16 Giáo viên hướng dẫn : Th.S BÙI TUẤN ANH Thái Nguyên, năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển xã hội, đời sống người dân ngày nâng cao, việc thay hoạt động thủ công thiết bị tự động người dân ứng dụng nhiều công nghiệp sinh hoạt Trong kỳ em thực đề tài “Thiết kế hệ thống trộn sơn có điều khiển từ màu ” Ngày nay, biết rõ công nghệ PLC đóng vai trị quan trọng lượng làm não cho phận cần tự động hố giới hố Do đó, điều khiển lập trình PLC cần thiết kỹ sư khí kỹ sư điện, điện tử, từ giúp họ nắm phạm vi ứng dụng rộng rãi kiến thức PLC cách sử dụng thông thường Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo Th.S BÙI TUẤN ANH thầy cô giáo khoa để em thực tốt đề tài Tuy nhiên kiến thức, kinh nghiệm chưa hoàn chỉnh nên cịn có số thiếu sót q trình thực đề tài, mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đọc quan tâm đề tài Thái Nguyên, năm 2021 Sinh viên MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHA SƠN TỰ ĐỘNG Đặt vấn đề: .7 Mục đích nghiên cứu: Giới hạn đề tài: Hướng thực đề tài: Một số mơ hình ngồi thực tế CHƯƠNG 2: MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 10 2.1 Quy trình điều khiển trộn .10 2.2 Quy trình điều khiển rót sơn: 11 2.3 Tổng quan PLC S7-300 11 2.3.1 KHÁI NIỆM 11 2.3.2 CẤU TRÚC CỦA PLC .12 2.3.3 CẤU TẠO PLC 12 2.3.4 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG: 14 2.4 Cấu trúc phần cứng PLC 15 2.4.1 Modul cpu 15 2.4.2 Xử lý tín hiệu vào ra, cấu trúc nhớ PLC 19 2.4.3 Nguồn nuôi ngõ PLC S7-300 .20 2.4.4 Các hệ đếm kiểu liệu 20 2.5 Kết nối thiết bị vào với PLC .21 2.6 Tổ chức liệu cách truy cập vùng nhớ 22 2.6.1 Các vùng nhớ PLC 22 2.6.2 Vịng qt chương trình 23 2.6.3 Những khối OB đặc biệt 24 2.6.4 Thanh ghi trạng thái 26 CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH VÀ GIÁM SÁT 29 3.1 Giới thiệu TIA PORTAL V14 – tích hợp lập trình PLC HMI 29 3.2 Cách tạo Project 29 3.3 TAG PLC / TAG local 33 3.4 Đổ chương trình xuống PLC 35 3.5 Giám sát thực chương trình 36 3.6 Kỹ thuật lập trình 37 3.6.1 Vịng qt chương trình .37 3.6.2 Cấu trúc lập trình .38 3.7 Giới thiệu tập lệnh 40 3.7.1 Bit logic (tập lệnh tiếp điểm) .40 3.7.2 Sử dụng Timer 44 3.7.3 Sử dụng Counter 46 3.7.4 Lệnh so sánh 48 3.7.5 Lệnh MOVE 49 3.8 Giới thiệu Wincc v14 .51 CHƯƠNG : THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN 52 4.1 Phân tích thiết lập sơ đồ cơng nghệ 52 4.2 Thiết lập sơ đồ thuật toán điều khiển 52 4.2.1 Thuật toán điều khiển chương trình 52 4.2.2 Thuật tốn điều khiển chương trình trộn sơn 54 4.2.3 Chương trình 55 4.3 Thiết kế giao diện Wincc 55 4.3.1 Màn hình điều khiển 55 4.3.2 Màn hình lựa chọn màu sắc .56 4.4 Kết 56 4.4.1.Vận hành chương trình .56 4.4.2 Kết kiểm chứng 58 4.4.3.Nhận xét đánh giá 58 KẾT LUẬN .59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHA SƠN TỰ ĐỘNG ĐẶT VẤN ĐỀ: Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hóa, để trình phát triển nhanh cần tập trung đầu tư vào dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao suất lao động cho sản phẩm có chất lượng cao Một phương án đầu tư vào tự động hoá việc ứng dụng PLC vào dây chuyền sản xuất Đối với tính tiện ích hệ thống PLC nên điều khiển sử dung nhiều lĩnh vực khác Một ngành phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng, việc ứng dụng PLC vào ngành xây dựng việc làm đem lại hiệu cao phù hợp, đặc biệt cơng đoạn pha chế sơn MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Sơn nguyên vật liệu chủ yếu ngành xây dựng,chủ yếu sơn phủ bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt đối tượng sử dụng, đồng thời hình thức trang trí thẩm mỹ,chính màu sắc sơn yếu tố quan tâm hàng đầu Đa số việc pha màu thị trường thực phương pháp thủ cơng (tức theo kinh nghiệm) Chính độ xác khơng cao, sản phẩm sản xuất không theo mong muốn, tỷ lệ phế phẩm nhiều, suất thấp, lãng phí sức lao động, thời gian, Để loại bỏ nhược điểm Cũng để tạo sản phẩm theo mong muốn, thao tác đơn giản, đưa điểu khiển lập trình PLC vào để thực cụ thể dây chuyền sản xuất tự động GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Từ yêu cầu đề tài, khả kiến thức chúng em thực cơng việc sau: Tìm hiểu mơ hình Pha màu thực tế Tìm hiểu nghiên cứu PLC S7 – 300 Viết chương trình, chạy chương trình PLC (CPU 315) Tìm hiểu phần mền Win CC Viết giao diện phần mền Win CC, kết nối giao tiếp giao diện Wincc, hình HMI chương trình PLC HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu mơ hình máy pha màu từ bồn chứa vật liệu (các màu thành phần để tổng hợp nên màu bản) Ấn định sản xuất số màu (cam, xanh cây, lam, thẩm, chàm) từ màu (đỏ, vàng, xanh) Ấn định sản xuất lượng sản phẩm người sử dụng nhập từ giao diện Sử dụng giao diện để người sử dụng lựa chọn sản phẩm tỷ lệ theo thành phần màu để có màu theo mong muốn Sử dụng timer để tính thời gian trộn xả sản phẩm Thông qua PLC để tác động đóng mở van cấp nguyên vật liệu điều khiển động khuấy trộn Vẽ giao diện mơ hình bảng điều khiển, bảng mã màu để dễ dàng việc giám sát điều khiển Kết nối giao diện Wincc, giám sát hệ thống qua hình HMI chương trình PLC Thi cơng mơ hình điều khiển mơ hình hồn tồn hoạt động MỘT SỐ MƠ HÌNH NGỒI THỰC TẾ Hình 1.1: Hệ thống pha màu sơn Seamaster Hình 1.2: Hệ thống máy pha màu tự động đại Solite Paint CHƯƠNG 2: MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ  Sơ đồ cơng nghệ Hình 2.1: Sơ đồ cơng nghệ trình vận hành gồm giai đoạn điều khiển máy trộn sơn điều khiển rót sơn 2.1 QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRỘN Sơ đồ cơng nghệ cho thấy: bình trộn nơi trộn để tạo màu sơn khác nơi rửa sơn sau kết thúc q trình trộn mẻ Trong sơ đồ cho thấy có đường ống để đưa ba loại sơn màu khác (Gồm màu theo thứ tự: Đỏ, vàng, xanh) làm sở cho việc tạo màu sơn mong muốn Quy trình thực sau :Trước tiên van xả màu sơn xanh,vàng,đỏ vào bồn trộn, loại sơn thứ xả vào bình van điện từ khoảng thời gian t1, loại sơn thứ hai xả vào bình qua van điện từ khoảng thời gian t2, loại sơn thứ ba xả vào bình van điện từ khoảng thời gian t3 Các van dừng đưa sơn vào bình bơm đủ khoảng thời gian định sẳn bắt đầu trình trộn Quá trình điều khiển động trộn, thời gian giây Sau trộn xong, sản phẩm đưa rót thẳng vào bình chứa trung gian 2.2 QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN RĨT SƠN: Khâu rót sơn thực sau khâu trộn sơn hoàn thành,động trộn dừng hoạt động, có cảm biến để báo q trình rót sơn tự động Các cảm biến dùng qua trình rót sơn: - Cảm biến 1: báo hộp sơn đến vị trí để rót sơn - Cảm biến 2: báo hộp sơn đến cuối băng tải cần đưa Khi trình trộn sơn kết thúc, ta thực rót sơn vào hộp Khi sơn trộn xong, băng tải chạy để đưa hộp sơn đến vị trí để rót sơn Cảm biến báo hộp sơn đến vị trí băng tải ngưng van rót sơn mở để đưa sơn xuống hộp khoảng thời gian t ta tính trước để đảm bảo sơn rót đầy vào hộp van đóng lại ngưng rót sơn đồng thời băng tải chạy lại để đưa hộp sơn cuối băng tải đồng thời hộp sơn đến vị trí rót Hình 2.2: Mơ hình màu 2.3 TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 2.3.1 KHÁI NIỆM Thiết bị điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Control , viết tắt PLC ) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình Thay cho việc thực thuật tốn mạch số với chương trình điều khiển PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn dễ dàng thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác hay máy 2) Timer trễ sườn xuống – TOF Khi ngõ vào IN ngừng tác động reset dừng hoạt động Timer L Thay đổi PT Timer vận hành khơng có ảnh A hưởng D 3.7.3 Sử dụng Counter Lệnh Counter dùng để đếm kiện hay kiện trình PLC Mỗi Counter sử dụng cấu trúc lưu trữ khối liệu DB để làm liệu Counter Step tự động tạo khối DB lấy lệnh Tầm giá trị đếm phụ thuộc vào kiểu liệu mà bạn chọn lựa Nếu giá trị đếm số Interger không dấu, đếm xuống tới đếm lên tới tầm giới hạn Nếu giá trị đếm số interder có dấu, đếm tới giá trị âm giới hạn đếm lên tới số dương giới hạn 1) Counter đếm lên - CTU L Giá trị đếm CV tăng lên tín hiệu ngõ vào CU chuyên từ lên Ngõ Q A tác động lên CV>=PV Nếu trạng thái D R = Reset tác động đếm CV = 2) Counter đếm xuống – CTD L Giá trị đếm giảm tín hiệu ngõ vào CD chuyển từ lên Ngõ Q tác động lên CV =PV Nếu trạng thái R = Reset tác động đếm L CV = Giá trị đếm CV giảm tín A hiệu ngõ vào CD chuyển từ lên Ngõ QD tác động lên CV = IN2, IN1 IN2 IN1 IN2 L So sánh kiểu liệu giống nhau, lệnh so A sánh thỏa ngõ mức = TRUE (tác động D mức cao) ngược lại Kiểu liệu so sánh : SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, LReal, String, Char, Time, DTL, Constant 2) Lệnh khoảng In – range Tham số : MIN, VAL, MAX Kiểu liệu so sánh : SInt, Int, Dint, USInt, L A UInt, UDInt, Real, LReal, Constant So sánh kiểu liệu giống nhau, so sánh D MIN