Đề tài mới chỉ dừng ở việc thiết kế mô hình hệ thống nhỏ nên chưa phản ánh đúng thực tế với khả năng của hệ thống. Vì vậy để hệ thống có thể phát triển hơn trong đời sống cũng như trong các công ty, xí nghiệp lớn và để có thể điều khiển chính xác, quy mô thì nhóm xin được đề xuất một vài phương án để cải thiện đề tài này:
Tích hợp bộ điều chình nhiệt độ hàn vào PLC.
Có thể tăng số trạm xoắn dây lên để tăng hiệu xuất sản phẩm.
Thay thế mỏ hàn bằng việc nhúng vào bể chì bằng cánh tay robot sau khi xoắn.
Tạo thêm bể dầu thông để nhúng dây đã xoắn vào trước khi cho vào công đoạn hàn, để các mối nối được dính chì tốt hơn.
Thay thế step motor bằng servo motor để có thể hoạt động nhanh và chính xác hơn.
Sử dụng dây đai có xích thay cho dây đai trơn hiện tại, chống bị trượt gây sai số tích luỹ số vòng xoắn.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thực trạng giai cấp công nhân Việt Nam hiện nay PGS.TS Nguyễn Thị Quế,
ThS Nguyễn Thị Tú Hoa Học viện Chính trị -Hành chính quốc gia Hồ Chí Minh.
[2] Giáo Trình Cảm Biến Phan Quốc Phô Phan Quốc Phô, NXB Khoa học và kỹ thuật.
[3] SIEMENS, Data sheet SIMATIC S7-1200, CPU 1214C DC/DC/DC 6ES7214- 1AG40-0XB0.
[4] SIEMENS, Simatic S7-1200 System Manual, 2011.
[5] Hệ Thống Điều Khiển Giám Sát Và Thu Thập Dữ Liệu SCADA, PGS.TS Phạm Văn Hòa, Nhà Xuất Bản Bách Khoa Hà Nội.
[6] Trần Văn Hiếu, “Tự động hóa PLC S7-1200 với tia Portal”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật , 2015.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 114
PHỤ LỤC
Code Chương Trình PLC Tia Portal V13 1. MAIN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 115
2. CHƯƠNG TRÌNH CON B
3. 4. 5.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 118
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 122
i
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, ngày 17 tháng 12 năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Lê Tuấn Thanh MSSV: 16341029 Bùi Anh Quí MSSV: 16341021 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 3 Khóa: 2016 Lớp: 163410 I. TÊN ĐỀ TÀI:
MÁY HÀN DÂY ĐÔNG ĐỘNG CƠ QUẠT TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7_1200 II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Nhóm đã tìm và tham khảo các đề tài về mô hình sản xuất xoắn và hàn dây trong công nghiệp điều khiển bằng PLC.
- Sau khi tìm hiểu tài liệu trên mạng và nghiên cứu các tài liệu PLC nhóm đã nắm được nguyên lý cũng như cách vận dụng PLC vào điều khiển các thiết bị.
- Thu thập các số liệu từ động cơ bước, cảm biến, driver, van khí nén để xây dựng nên hệ thống mô hình điều khiển.
- Tìm hiểu các thiết bị và phần mềm phù hợp để thực hiện mô hình. 2. Nội dung thực hiện:
- Thiết kế và thi công phần cơ khí như băng tải, giá đỡ.
- Lắp ráp các động cơ, van khí, pittông và khối điều khiển vào mô hình. - Kết nối plc s7-1200 với các động cơ và Scada
- Lập trình điều khiển các động cơ theo trình tự hợp lý. - Điều khiển thử nghiệm dây chuyền làm việc.
- Chỉnh sửa các lỗi điều khiển và lỗi thiết bị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/09/2017 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/01/2018
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Thanh Tâm
ii
TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, Ngày 20 Tháng 9 Năm 2017
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Lê Tuấn Thanh ...
Lớp: 163410 ... MSSV:16341029 ...
Họ tên sinh viên 2: Bùi Anh Quí ...
Lớp:163410 ... MSSV:16341021 ...
Tên đề tài: MÁY HÀN DÂY ĐỒNG ĐỘNG CƠ QUẠT TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-1200 ...
...
Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD
25/09/2017 03/10/2017
Khảo sát các dây chuyền tự động trong công nghiệp và tìm hiểu quy trình của mô hình hệ thống Máy Hàn Dây Đồng Động Cơ Quạt Tự Động Dùng PLC S7-1200.
03/10/2017 23/10/2017
Dựa trên các kiến thức đã tìm hiểu được, tiến hành lựa chọn giải pháp thiết kế và thi công mô hình phần cơ khí. 23/10/2017 02/11/2017 Tiến hành lắp đặt và kết nối hệ thống 02/11/2017 15/11/2017
Thiết kế lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho PLC
15/11/2017 24/11/2017
Thiết kế giao diện Scada cho hệ thống
24/11/2017 16/12/2017
Thử nghiệm và điều chỉnh phần cứng cũng như chương trình để mô hình được tối ưu. Đánh giá kết quả của mô hình.
16/12/2017 10/01/2018
Viết báo cáo thực hiện
GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)
iii
LỜI CAM ĐOAN
Nhóm xin cam đoan đề tài này là do nhóm tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và đề tài trước đó. Các số liệu trong đề tài này được nhóm thu thập từ hệ thống hàn dây đồng động cơ quạt trong thực tế và tham khảo một số đề tài liên quan từ đó nhóm đã nghiên cứu và phát triển để thực hiện đề tài này. Không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
TP. Hồ Chí Minh, Ngày 03 Tháng 01 Năm 2017
Sinh viên thực hiện 1 Sinh viên thực hiện 2
LÊ TUẤN THANH BÙI ANH QUÍ
iv
LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập ở trường cùng với những kiến thức được các thầy cô giảng dạy, những kinh nghiệm được học hỏi, trong quá trình thực hiện đồ án nhóm đã được các thầy cô tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện đồ án này. Nhóm xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô trong Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung, đặc biệt các giảng viên Khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã giảng dạy và cung cấp cho nhóm có những kiến thức quý báu, tạo tiền đề quan trong cho nhóm có thể thực hiện được đồ án này.
Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Nguyễn Thanh Tâm đã trực tiếp hướng dẫn tận tình cho nhóm trong suốt quá trình làm đồ án, cảm ơn Thầy đã giành thời gian quý báu để hướng dẫn cho nhóm, hỗ trợ các thiết bị cũng như đưa ra hướng đi giải quyết đúng cho nhóm mỗi khi gặp khó khăn.
Bên cạnh đó nhóm xin cảm ơn tập thể lớp 163410 đã cùng đồng hành với nhóm trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án. Các bạn đã cùng nhau giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và tạo niềm động lực để nhóm có thể hoàn thành được đồ án này.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án, vì thời gian và trình độ có giới hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, nhóm hy vọng sẽ nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô, bạn bè và những người quan tâm để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện 1 Sinh viên thực hiện 2
v
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ... i
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ... ii
LỜI CAM ĐOAN ... iii
LỜI CẢM ƠN ... iv
MỤC LỤC ... v
LIỆT KÊ HÌNH VẼ... vii
LIỆT KÊ BẢNG VẼ ... x
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ... xi
Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶTVẤNĐỀ ... 1
1.2. MỤCTIÊU ... 2
1.3. NỘIDUNGNGHIÊNCỨU ... 2
1.4. GIỚIHẠN ... 2
1.5. BỐCỤC... 3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 5
2.1. QUYTRÌNHHOẠTĐỘNGCỦATHIẾTBỊ ... 5
2.1.1. Mô Tả Kỹ Thuật Xoắn Dây ... 5
2.1.2. Mô Tả Kỹ Thuật Hàn Dây ... 6
2.2. CƠSỞLÝTHUYẾT ... 7
2.2.1. Cảm Biến ... 7
2.2.2. Động Cơ Bước ... 11
2.2.3. Module TB6560 ... 18
2.2.4. Van Đảo Chiều Khí Nén ... 20
2.2.5. Xy Lanh Khí Nén ... 23
2.2.6. Nguyên Lý Hoạt Động Của Một PLC ... 24
2.2.7. Tổng Quan Về PLC S7-1200 ... 25
2.2.8. Trạm Hàn Hakko 907 ... 35
2.2.9. Nút Nhấn ... 37
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ... 38
3.1. GIỚITHIỆU ... 38
3.2. TÍNHTOÁNVÀTHIẾTKẾHỆTHỐNG... 38
3.2.1. Thiết Kế Sơ Đồ Khối Hệ Thống. ... 38
3.2.2. Tính Toán Và Thiết Kế Mạch ... 39
CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ... 59
4.1. GIỚITHIỆU ... 59
4.2. THICÔNGHỆTHỐNG ... 59
vi
4.3. ĐÓNGGÓIVÀTHICÔNGMÔHÌNH ... 61
4.3.1. Đóng Gói Mô Hình ... 61
4.3.2. Đóng Gói Bộ Điều Khiển ... 62
4.3.3. Thi Công Mô Hình ... 62
4.4. LẬPTRÌNHHỆTHỐNG... 64
4.4.1. Lưu Đồ Giải Thuật ... 64
4.4.2. Phần Mềm Lập Trình Cho PLC S7-1200 ... 70
4.4.3. Chương Trình Lập Trình PLC ... 72
4.4.4. Lập Trình Đếm - Phát Xung Tốc Độ Cao ... 72
4.5. VIẾTTÀILIỆUHƯỚNGDẪNSỬDỤNG,THAOTÁC ... 101
4.6. QUYTRÌNHVẬNHÀNHTRÊNHỆTHỐNGĐIỀUKHIỂN ... 102
4.7. HƯỚNGDẪNSỬDỤNGTRẠMHÀNHAKKO907 ... 102
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ... 105
5.1. KẾTQUẢMÔHÌNHPHẦNCỨNG ... 106
5.2. ĐÁNHGIÁVÀNHẬNXÉTKẾTQUẢ ... 109
5.2.1. Kết Quả Sản Phẩm Của Mô Hình ... 109
5.2.2. Nhận Xét Và Đánh Giá ... 110
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ... 111
6.1. KẾTLUẬN ... 111
6.2. HƯỚNGPHÁTTRIỂN ... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 113
vii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình 2. 1: Dây đã được xoắn ... 6
Hình 2. 2: Dụng cụ hàn chì ... 6
Hình 2. 3: Cảm biến quang ... 9
Hình 2. 4: Cảm biến từ ... 10
Hình 2. 5: Động cơ bước từ trở ... 12
Hình 2 .6: Động cơ bước nam châm vĩnh cửu. ... 12
Hình 2. 7: Động cơ bước lai ... 13
Hình 2. 8: Động cơ bước lưỡng cực ... 14
Hình 2. 9: Động cơ bước đơn cực ... 15
Hình 2. 10: Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ bước ... 15
Hình 2. 11: Mạch điều khiển động cơ bước ... 17
Hình 2. 12: Van một chiều khí nén ... 21
Hình 2. 13: Van tiết lưu khí nén ... 21
Hình 2. 14: Ký hiệu van đảo chiều ... 22
Hình 2. 15: Một số van đảo chiều ... 23
Hình 2. 16: Van đảo chiều khí nén 5/2 ... 23
Hình 2. 17: Cấu tạo xy lanh khí nén ... 24
Hình 2. 18 : Chù kỳ quét của một PLC ... 25
Hình 2. 19: Thành phần PLC S7-1200 ... 27
Hình 2. 20: Các bảng tín hiệu của PLC S7-1200 ... 31
Hình 2. 21: Các module tín hiệu của PLC S7-1200 ... 31
Hình 2. 22: Các module truyền thông ... 32
Hình 2. 23: Các kết nối của PLC S7-1200 ... 33
Hình 2. 24: Trạm hàn Hakko 907 ... 36
Hình 2. 25: Nút nhấn ... 37
Hình 3. 1: Sơ đồ khối của hệ thống ... 38
Hình 3. 2: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC ... 40
Hình 3. 3: Cảm biến quang E3C-DS10T ... 41
Hình 3. 4: Bộ khuếch đại quang điện E3C-JC4P ... 41
Hình 3. 5: Cảm biến SMC D-A80 ... 43
viii
Hình 3. 8: Sơ đồ đấu nối phần cứng cho toàn mô hình. ... 45
Hình 3. 9: Sơ đồ đấu nối Cảm biến Omron E3C-JC4P. ... 45
Hình 3. 10: Sơ đồ đấu nối Step motor với Driver TB6560 ... 46
Hình 3. 11: Sơ đồ đấu nối xy lanh ... 46
Hình 3. 12: Các công cụ hỗ trợ thiết kế giao diện Scada ... 48
Hình 3. 13: Khung mô hình 2D (đơn vị cm) ... 50
Hình 3. 14: Khung mô hình 3D ... 50 Hình 3. 15: Tấm đế đặt sản phẩm 3D ... 50 Hình 3. 16: Tấm đế đặt sản phẩm 2D ... 51 Hình 3. 17: Băng tải xích... 51 Hình 3. 18: Xy lanh tác động 2 đầu khí nén ... 52 Hình 3. 19: Ống khí nén ... 53 Hình 3. 20: Step motor ... 53
Hình 3. 21: Module TB6560 - Driver Step Motor ... 54
Hình 3. 22: Van đảo chiều khí nén 5/2 ... 56
Hình 3. 23: Trạm hàn Hakko 907 ... 56
Hình 3. 24: Adapter 19V... 56
Hình 3. 25: Nguồn tổ ong 24V/5A ... 58
Hình 4. 1: Hình ảnh khối nguồn ... 61
Hình 4. 2: Hình ảnh phía sau mô hình ... 62
Hình 4. 3: Màn hình điều khiển và giám sát Scada ... 62
Hình 4. 4: Băng tải xích với chốt định vị... 63
Hình 4. 5: Mặt trước của hệ thống ... 63
Hình 4. 6: Bố trí khối điều khiển nguồn và Module Driver ... 64
Hình 4. 7: Mô hình hoàn chỉnh ... 64
Hình 4. 8: Lưu đồ cụm xoắn dây ... 66
Hình 4. 9: Lưu đồ cụm hàn dây ... 69
Hình 4. 10: Cấu hình Axis ... 74
Hình 4. 11: Chế độ Configuration ... 76
Hình 4. 12: Cấu hình thuộc tính cho tín hiệu để Driver thực hiện ... 76
Hình 4. 13: Cấu hình cho chuyển động Motion ... 77
ix
Hình 4. 15: Chọn Enable this pulse generator ... 92
Hình 4.16: Chọn chế độ phát xung ... 93
Hình 4. 17: Lựa chọn lựa chọn Hardware interface ... 94
Hình 4. 18: Lựa chọn tham số mở rộng cho đối tượng Axis ... 94
Hình 4. 19: Chọn độ dài một vòng quay, đảo chiều động cơ. ... 95
Hình 4. 20: Cấu hình Dynamics General ... 96
Hình 4. 21: Cấu hình Emergency stop ... 96
Hình 4. 22: Tên và khai báo kiểu dữ liệu ... 97
Hình 4. 23: Gọi lệnh MC_Power ... 97
Hình 4. 24: Gọi lệnh MC_MoveRelative ... 98
Hình 4. 25: Gọi lệnh MC_Reset ... 98
Hình 4. 26: Kích hoạt cho phép Driver hoạt động. ... 98
Hình 4. 27: Add new block ... 99
Hình 4. 28: Chọn Function block ... 99
Hình 4. 29: chương trình con được lấy ra sử dụng ở chương trình chính ... 100
Hình 4. 30: Giao diện Scada ... 100
Hình 4. 31: Kết nối Scada với PLC ... 101
Hình 4. 32: Màn hình hiển thị nhiệt độ ... 102
Hình 5. 1: Băng tải mô hình hệ thống ... 106
Hình 5. 2: Cụm xoắn dây ... 106
Hình 5. 3: Cụm hàn dây... 107
Hình 5. 4: Mạch nguồn và Module Driver ... 107
Hình 5. 5: Mô hình hoàn thiện ... 108
x
LIỆT KÊ BẢNG VẼ
Bảng 2.1: Các góc bước tiêu biểu của các loại động cơ bước ... 14
Bảng 2. 2: Tiêu chuẩn về bước góc của động cơ bước ... 16
Bảng 2. 3: Tiêu chuẩn các cửa van đảo chiều ... 22
Bảng 2. 4: Thông số kỹ thuật các loại CPU ... 28
Bảng 2. 5: Đặc tính của các module mở rộng ... 30
Bảng 3. 1: Thông số kỹ thuật Bộ khuếch đại quang điện E3C-DS10T... 42