ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG PLC S71200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Điện Tử ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG PLC S7-1200 GVHD: Ths LÊ THANH LÂM SVTH: NGUYỄN MẠNH LN 14142184 NGUYỄN HỒNG DIỆU 14142040 TP HỒ CHÍ MINH – 7/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Ngành Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điện Điện Tử ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG PLC S7-1200 GVHD: Ths LÊ THANH LÂM SVTT: NGUYỄN MẠNH LUÂN 14142184 NGUYỄN HOÀNG DIỆU 14142040 TP HỒ CHÍ MINH – 7/2018 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm LỜI CẢM ƠN Chúng xin gửi lời cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn Thầy Lê Thanh Lâm bảo hướng dẫn tận tình hổ trợ thiết bị mơ hình để chúng tơi hồn thành tốt đề tài “Mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200” Đồng thời xin cảm ơn Trường Đại Học SPKT TPHCM, thầy cô Khoa Điện - Điện Tử tạo điều kiện, cung cấp cho kiến thức cần thiết làm sở cho chúng tơi thực q trình nghiên cứu Cuối nhóm thực gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln ủng hộ mặt tinh thần kinh phí, tạo động lực mạnh mẽ để nhóm nghiên cứu làm việc tích cực, hồn thành tốt nội dung khoa học đồ án SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang i Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, cách mạng khoa học kỹ thuật có bước đột phá mới, đời sống nhân dân ngày nâng cao Cùng với xu cơng nghiệp hóa, đại hóa nước ta nước giới, hệ thống tự động đưa vào trình lao động sản xuất Tuy nhiên hệ thống lưu kho nước ta chưa áp dụng tự động hóa, cịn sử dụng lao động tay chân Với mục đích nghiên cứu có tính ứng dụng ý nghĩa thực tiễn nên nhóm chọn đề tài “Mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200” để giải vấn đề lưu kho tự động nước ta Qua đề tài nhóm thực mong góp phần cho sinh viên trường thích ứng nhanh với thực tế Đồ án tốt nghiệp kết vận dụng kiến thức học vào thực tế để thiết kế lập trình cho hệ thống Cũng nhờ mà người thực hiểu rõ học lý thuyết, mà chưa có dịp để ứng dụng vào thực tiễn Đề tài “Mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200” sở để người thực thiết kế hệ thống tự động thực tế sau Trên tinh thần với hướng dẫn tận tình thầy Lê Thanh Lâm, người thực tiến hành làm đồ án thiết kế mơ hình lưu kho tự động Trong q trình thực đề tài này, chắn không tránh khỏi thiếu sót Nếu có sơ suất kính mong đọc giả góp ý để người thực có hội bổ sung vào vốn kiến thức SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang ii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Kế hoạch nghiên cứu 1.6 Nội dung đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SIMATIC S7 2.1 Giới thiệu PLC S7-1200 2.1.1 Tổng quan nguồn gốc PLC 2.1.2 Một số nhóm PLC phổ biến 2.1.3 Tổng quan họ PLC S7-1200 2.1.4 Các dòng CPU S7-1200 2.1.5 Lập trình 2.1.6 Cấu trúc phần cứng 2.1.8 Kết nối I/O cho S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC 19 2.2 Phần mềm lập trình TIA PORTAL V13 21 2.2.1 Giới thiệu 21 2.2.2 Cách lập trình TIA Portal V13 21 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG 31 3.1 Thiết kế phần cứng 31 3.1.1 Sơ đồ khối 31 3.1.2 Mơ hình tổng thể 32 3.1.3 Giới thiệu thiết bị mơ hình 36 3.1.4 Sơ đồ nối dây 48 3.1.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống 49 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang iii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm 3.2 Thiết kế giao diện HMI lập trình hệ thống 55 3.2.1 Lưu đồ điều khiển 55 3.2.2 Thiết lập địa IP 56 3.2.3 Tạo Project 58 3.2.4 Thiết kế giao diện HMI 59 3.2.5 Lập trình điều khiển hệ thống 66 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 4.1 Kết luận 68 4.2 Hướng phát triển 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 1: Code Điều Khiển 70 PHỤ LỤC 2: Catalog PLC S7-1200 95 PHỤ LỤC 3: Catalog Driver TB6560 103 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang iv Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm LIỆT KÊ HÌNH Hình 2.1 PLC S7-224 Hình 2 PLC S7-1200 CPU 1212C AC/DC/RLY Hình Các cổng kết nối S7-1200 Hình CPU 1214C Hình Giao diện bắt đầu TIA Portal V13 Hình Hình dáng bên ngồi S7-1200 Hình Sơ đồ chân cáp Ethernet 10 Hình Bit Logic 10 Hình Cuộn dây ngõ 11 Hình 10 Set Reset 12 Hình 11 Các lệnh timer 13 Hình 12 Các lệnh counter 14 Hình 13 Các lệnh so sánh 15 Hình 14 Các lệnh tốn học 16 Hình 15 Các lệnh di chuyển 16 Hình 16 Lệnh xung PWM 18 Hình 17 Các lệnh Motion Control 19 Hình 18 Sơ đồ kết nối S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC 20 Hình 19 Biểu tượng TIA Portal V13 22 Hình 20 Giao diện khởi động TIA Portal V13 22 Hình 21 Tạo Project 23 Hình 22 Add CPU 24 Hình 23 Giao diện cấu hình PLC S7-1200 24 Hình 24 Thiết lập địa IP cho PLC 25 Hình 25 Các địa I/O CPU sử dụng 25 Hình 26 Giao diện lập trình 26 Hình 27 Nạp chương trình cho PLC_1 27 Hình 28 Nạp chương trình cho PLC_2 28 Hình 29 Nạp chương trình cho PLC_3 28 Hình 30 Nạp chương trình cho PLC_4 29 Hình 31 Nạp chương trình cho PLC_5 29 Hình 32 Xem chương trình chạy máy tính 30 Hình Sơ đồ khối 31 Hình Mơ hình tổng thể 33 Hình 3 Mơ hình tổng thể 34 Hình Tủ điện 35 Hình PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC 36 Hình Nguồn tổ ong 37 Hình Cảm biến hồng ngoại 38 Hình Cảm biến tiệm cận 39 Hình Cơng tắc hành trình 39 Hình 10 Băng tải 40 Hình 11 Sơ đồ khối động bước 41 Hình 12 Cuộn dây động bước 42 Hình 13 Sơ đồ mạch điện động bước 43 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang v Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Hình 14 Sơ đồ cuộn dây loại động bước 44 Hình 15 Động bước 45 Hình 16 Driver TB 6560 46 Hình 17 Đấu dây TB6560 47 Hình 18 Sơ đồ nối dây 48 Hình 19 Hoạt động_B1 49 Hình 20 Hoạt động_B2 50 Hình 21 Hoạt động_B3 51 Hình 22 Hoạt động_B4 52 Hình 23 Hoạt động_B5 53 Hình 24 Hoạt động_B6 54 Hình 25 Lưu đồ nhập kho 55 Hình 26 Lưu đồ xuất kho 56 Hình 27 Thiết lập địa IP cho máy tính_1 57 Hình 28 Thiết lập địa IP cho máy tính_2 57 Hình 29 Thiết lập địa IP cho máy tính_3 58 Hình 30 Tạo Project mới_1 59 Hình 31 Tạo Project mới_2 59 Hình 32 Thiết kế HMI_1 60 Hình 33 Thiết kế HMI_1 60 Hình 34 Thiết kế HMI_3 61 Hình 35 Thiết kế HMI_4 62 Hình 36 Thiết kế HMI_5 62 Hình 37 Kết nối HMI PLC_1 63 Hình 38 Kết nối HMI PLC_2 63 Hình 39 Màn hình thiết kế giao diện HMI 64 Hình 40 Tạo hiệu ứng cho vật di chuyển 64 Hình 41 Giao diện viết chương trình_1 67 Hình 42 Giao diện viết chương trình_2 67 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang vi Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm LIỆT KÊ BẢNG Bảng Các module mở rộng S7-1200 Bảng 2 Đặc điểm dòng CPU Bảng Bit Logic 11 Bảng Cuộn dây ngõ 11 Bảng Set Reset 12 Bảng Các lệnh timer 13 Bảng Các lệnh counter 14 Bảng Các lệnh so sánh 15 Bảng Các lệnh toán học 16 Bảng 10 Các lệnh di chuyển 17 Bảng 11 Ngõ xung 18 Bảng 12 Sơ đồ kết nối chân CPU 1214C DC/DC/DC 20 Bảng Liệt kê thiết bị 32 Bảng Bảng Bước góc động bước 42 Bảng 3 Địa vào 66 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang vii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm CÁC THUẬT NGỮ  PLC: Programmable Logic Controller  CPU: Central Processing Unit  PWM: Pulse Width Modulation  TIA: Totally Integrated Automation  Sensor: cảm biến  PTO: Pulse Train Output SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang viii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm  Vị trí 11: Network 1: SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 89 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Network 2: SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 90 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Network 3: SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 91 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm  Vị trí 12: Network SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 92 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Network 2: SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 93 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Network 3: SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 94 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm PHỤ LỤC 2: Catalog PLC S7-1200 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 95 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 96 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 97 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 98 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 99 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 100 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 101 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu GVHD: Ths Lê Thanh Lâm Trang 102 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Ths Lê Thanh Lâm PHỤ LỤC 3: Catalog Driver TB6560 SVTH: Nguyễn Mạnh Luân Nguyễn Hoàng Diệu Trang 103 ... chọn đề tài “Mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200” 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Thiết kế mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200 với mục đích nghiên cứu ứng dụng vào thực... thống lưu kho nước ta chưa áp dụng tự động hóa, cịn sử dụng lao động tay chân Với mục đích nghiên cứu có tính ứng dụng ý nghĩa thực tiễn nên nhóm chọn đề tài “Mơ hình lưu kho tự động ứng dụng PLC. .. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Điện Tử ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG PLC S7-1200 GVHD: Ths LÊ THANH