Mô hình xếp phôi tự động sử dụng PLC S7-1200 trong ngành y tế dược phẩm

Động cơ bước

Step Motor là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của Rotor và có khả năng cố định Rotor vào những vị trí cần thiết. Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của rotor theo ý muốn mà không cần đến phản hồi vị trí như các động cơ khác, không phải dùng đến encoder hay máy phát tốc (khác với servo).

Mạch driver động cơ bước TB6600

 Điều khiển động cơ vi bước (Microstep): Đây là phương pháp mới, chỉ được áp dụng trong quá trình điều khiển động cơ bước.  Có thể mắc nối tiếp điện trở có giá trị 2k Ohm vào chân PTO của PLC để có thể điều khiển được động cơ bước bằng PLC. Xi lanh khí nén hay còn gọi là ben khí nén, xi lanh khí là một thiết bị cơ học, sử dụng sức mạnh của khí nén để tạo ra lực cung cấp cho chuyển động.

Xi lanh khí nén giúp chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng, tác dụng làm piston của xi lanh chuyển động, thông qua đó truyền động đến thiết bị hoạt động. Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston di chuyển, khi piston di chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngoài hoạt động.

Van điện từ khí nén 5/2

- A và B: là vị trí kết nối trực tiếp với xylanh, đưa áp suất đến xy lanh giúp xy lanh hoạt động. Lực này sẽ hút trục van chuyển động dọc trục và khiến cho các cửa van được mở ra để cho khí nén thông cửa. Hoạt động này giúp cho van có thể thực điện nhiệm vụ cấp hoặc đóng dòng khí nén cho thiết bị cần hoạt động.

Khi van nằm ở trạng thái bình thường hay còn gọi là ở trạng thái van đóng thì cửa số 1 sẽ được thiết kế thông với cửa số 2. Nhưng khi van được cấp khí nén khiến cho van nằm trong tình trạng được mở hoàn toàn thì sẽ có sự thay đổi bắt đầu từ cửa số 1 và số 4.

Băng tải

Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current Motors) là động cơ được điều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói cách khác thì đây là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC - điện áp 1 chiều. - Động cơ điện 1 chiều kích từ hỗn hợp bao gồm 2 cuộn dây kích từ, 1 cuộn được mắc nối tiếp với phần ứng, 1 cuộn được mắc song song với phần ứng. Stato của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, rotor gồm có các cuộn dây quấn và được kết nối với nguồn điện một chiều.

Nếu trục của động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài thì động cơ này sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một suất điện động cảm ứng Electromotive force. Khi vận hành ở chế độ bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp được gọi là sức phản điện động counter-EMF hoặc sức điện động đối kháng, vì nó đối kháng lại với điện áp bên ngoài đặt vào động cơ.

Relay trung gian

Nam chõm điện: Bao gồm lừi thộp động, lừi thộp tĩnh và cuộn dõy.Cuộn dõy được dựng để cuộn cường độ, điện ỏp hoặc cuộn cả điện ỏp lẫn cường độ. Tiếp điểm: Bao gồm tiếp điểm nghịch có vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòng nhỏ được cách ly với cuộn hút. Khi dòng điện chạy qua rơ le trung gian, đi tới cuộn dây của nam châm điện, tạo thành từ trường hút.

Một mạch sẽ điều khiển cuộn dây relay để dòng chảy có thể đi qua cuộn dây hoặc không đi qua. Mạch còn lại sẽ điều khiển dòng điện để xem xét dòng điện có thể đi qua relay được hay không.

Khối nguồn tổ ong Mục đích sử dụng

– Cuộn chống nhiễu, tụ lọc sơ cấp, diode chỉnh lưu: Có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều 220V thành điện áp một chiều tích trữ trên tụ lọc sơ cấp để cung cấp năng lượng cho cuộn sơ cấp của máy biến áp xung. – Sò công suất: Đây là một linh kiện bán dẫn dùng như một công tắc chuyển mạch , đó có thể là transistor, mosfet, IC tích hợp, IGBT có nhiệm vụ đóng cắt điện từ chân (+) của tụ lọc sơ cấp vào cuộn dây sơ cấp của biến áp xung rồi cho xuống mass. – Nguồn tổ ong được dùng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và dân dụng như lắp đặt tủ điện, lắp đèn, camera giám sát, máy tính, loa đài…hoặc bất cứ thiết bị nào sử dụng nguồn một chiều có thông số tương ứng.

+ Riêng với Led nhà xưởng, Led công suất cao, hoặc những môi trường hoạt động khắc nghiệt thì nguồn tổ ong sẽ không đáp ứng được lâu dài, 1 loại nguồn chuyên dụng khác là Led Driver sẽ được áp dụng thay thế. Ở thế hệ trước, một số loại cảm biến quang tích hợp mạch nguồn và sử dụng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay), nhưng hiện nay các loại cảm biến quang chủ yếu sử dụng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN) để đảm bảo tính độc lập và hiệu quả cao.

Cơ cấu vitme

 Đường kính vòng bi: là đường kính của đường tròn được tạo ra bởi tâm của các viên bi khi đã lắp ráp vào vít me và đai ốc trượt.  Khả năng tải và tuổi thọ: tải trọng khi sử dụng vít me bi ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tải và tuổi thọ của vitme. Nút nhấn tủ điện là một loại khí cụ dùng để đóng/ngắt các thiết bị điện, máy móc hoặc một số loại quá trình trong điều khiển.

Khi không còn lực tác động vào nút ấn, trạng thái tiếp điểm vẫn duy trì, tác động lực vào nút nhấn thêm một lần nữa để tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu. - Giới hạn hành trình có chức năng giúp động cơ bước dừng lại và xác định điểm gốc cho trục vitme.

Sơ đồ tổng quan của hệ thống

- Khối đầu vào gồm: nút nhấn, cảm biến, công tắc hành trình gửi tín hiệu về PLC - Khối công suất – nhận tín hiệu điều khiển từ bộ xử lý trung tâm, bao gồm bộ. Sau đó xy lanh nâng lên chạm cảm biến hành trình trên của xy lanh thì trục vitme hoạt động đưa vật đến vị trí đã được đặt trước.  Khi đến vị trí đã đặt xy lanh sẽ hạ xuống chạm cảm biến hành trình dưới của xy lanh thì xy lanh kẹp sẽ nhả ra đặt vật vào khay.

Sau khi nhả vật xy lanh sẽ nâng lên đến khi cảm biến hành trình trên thì trục vitme sẽ chạy về điểm gốc để bắt đầu gắp sản phẩm tiếp theo. Ở chế độ này có thể điều khiển độc lập các thiết bị như: băng tải, xy lanh chạy dừng.Mục đích để kiểm tra xem các thiết bị có hoạt động hay không.

Lưu đồ thuật toán

7 Lưu đồ thuật toán chế độ điều khiển bằng tay băng tải và xy lanh.

Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL V17

- Program Cycle OB: Khối vòng quét chương trình được thực hiện khi PLC ở chế độ RUN - Startup OB: Khối khởi động thực hiện 1 lần khi PLC chuyển từ chế độ STOP sang chế độ RUN. - Time error interrupt: Khối ngắt lỗi thời gian thực hiện khi có lỗi về thời gian thực hiện vòng quét của PLC hoặc khi xảy ra lỗi liên quan đến bộ định thời Timer (khối OB80). WinCC có đặc tính mở, có thể sử dụng một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác.

Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có quy mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise Resourse Planning). Ta mở một project mở bằng cách kích vào Add new device, chọn thiết bị giám sát PC systems, rồi lại chọn SIMATIC HMI application, rồi chọn WinCC RT Advanced.