STT Tên linh kiện Số lượng Thông số Chú thích
1
Sắt hộp Hình chữ nhật 50x100
1 3m Khung băng tải
2
Sắt hộp Hình chữ nhật 20x40
3 Rulô băng tải 2 Ø90, 320mm Truyển momen cho băng tải
4 Băng tải PVC xanh
trơn 1 300x3200mm Vận chuyển phôi.
5 Gỗ tấm 7mm 1 450x700mm Tạo mặt phẳng để phôi
Sau khi gia công các thiết bị ta tiến hành gắn các linh kiện lại với nhau bằng mối hàn và bulong đai ốc.
4.2.4 Thi công lắp ráp tủ điện.
Sau khi thiết kế và chọn lựa thiết bị điện nhóm sử dụng các thiết bị sau: Bảng 4.4: Danh sách các thiết bị lắp ráp tủ điện phần in STT Tên linh kiện Số lượng Thông số Chú thích
1 CB 3 220VAC / 10A Đóng ngắt biến tần, nguồn 24V và nguồn tổng 2 PLC S7 1200 1212C DC/DC/DC
1 24VDC Bộ điều khiển trung tâm
3 SM 1222 1 24VDC Module I/O digital mở rộng
4 Relay 4 24VDC
6 Nguồn tổ ong 1 24VDC / 10A
Nguồn cấp điện áp ra 24VDC
8 Bas 3 Để gắn cố định các thiết bị điện lên đế tủ điện
9 Máng nhựa 1 1x0.3x0.5m Máng nhựa đi dây điện
Sau khi gia công các thiết bị ta tiến hành gắn các linh kiện lại với nhau bằng mối hàn và bulong đai ốc.
4.2.5 Lắp ráp, kiểm tra mô hình
Sau khi thiết kế từng phần của mô hình hoàn chỉnh, ta tiến hành lắp ráp các phần của mô hình laị với nhau. Sau đó thưc ̣ hiêṇ cân chỉnh các thiết bi ̣và sắp xếp mô hình môṭ cách hợp lý theo yêu cầu đề tài.
4.3 LẬP TRÌNH HÊ ̣THỐNG 4.3.1 Lưu đồ giải thuật 4.3.1 Lưu đồ giải thuật
Đối với hê ̣thống mô hình này sẽ đươc ̣ điều khiển thông qua màn Hình HMI và bảng điều khiển. Khi cấp nguồn cho hê ̣thống khởi động, bô ̣xử lý trung tâm PLC S7 – 1200 sẽ đươc ̣ cấp điêṇ , hê ̣thống có thể hoaṭ động ở chế đô ̣điều khiển bằng tay (Manual) và điều khiển tư ̣động (Auto) được hiển thị trên màn hình HMI.
a. Lưu đồ toàn hệ thống
b. Lưu đồ các chương trình con
4.3.2 Giới thiệu phần mềm lập trình TIA portal V15
Được thiết kế với giao diện thân thiện người sử dụng, TIA Portal thích hợp cho cả những người mới lẫn những người nhiều kinh nghiệm trong lập trình tự động hóa. Là phần mềm cơ sở cho các phần mềm dùng để lập trình, cấu hình, tích hợp các thiết bị trong dải sản phẩm Tích hợp tự động hóa toàn diện (TIA) của Siemens. Ví dụ như phầm mềm mới Simatic Step 7 V11 để lập trình các bộ điều khiển Simatic, Simatic WinCC V11 để cấu hình các màn hình HMI và chạy Scada trên máy tính.
Để thiết kế TIA portal, Siemens đã nghiên cứu rất nhiều các phần mềm ứng dụng điển hình trong tự động hóa qua nhiều năm, nhằm mục đích hiểu rõ nhu cầu của khách hàng trên toàn thế giới. Là phần mềm cơ sở để tích hợp các phần mềm lập trình của Siemens lại với nhau, TIA Portal giúp cho các phần mềm này chia sẽ cùng một cơ sở dữ liệu, tạo nên sự thống nhất trong giao diện và tính toàn vẹn cho ứng dụng. Ví dụ, tất cả các thiết bị và mạng truyền thông bây giờ đã có thể được cấu hình trên cùng một cửa sổ. Hướng ứng dụng, các khái niệm về thư viện, quản lý dữ liệu, lưu trữ dự án, chẩn đoán lỗi, các tính năng online là những đặc điểm rất có ích cho người sử dụng khi sử dụng chung cơ sở dữ liệu TIA Portal.
Tất cả các bộ đều khiển PLC, màn hình HMI, các bộ truyền động của Siemens đều được lập trình, cấu hình trên TIA portal. Việc này giúp giảm thời gian, công sức trong việc thiết lập truyền thông giữa các thiết bị này. Ví dụ người sử dụng có thể sử dụng tính năng “kéo và thả’ một biến của trong chương trình điều khiển PLC vào một màn hình của chương trình HMI. Biến này sẽ được gán vào chương trình HMI và sự kết nối giữa PLC – HMI đã được tự động thiết lập, không cần bất cứ sự cấu hình nào thêm.
Phần mềm mới Simatic Step 7 V11, tích hợp trên TIA Portal, để lập trình cho S7- 1200, S7-300, S7-400 và hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC. Simatic Step 7 V11 được chia thành các module khác nhau, tùy theo nhu cầu của người sử dụng. Simatic Step 7 V11 cũng hỗ trợ tính năng chuyển đổi chương trình PLC, HMI đang sử dụng sang chương trình mới trên TIA Portal.
Phần mềm mới Simatic WinCC V11, cũng được tích hợp trên TIA Portal, dùng để cấu hình cho các màn hình TP và MP hiện tại, màn hình mới Comfort, cũng như để giám sát điều khiển hệ thống trên máy tính (SCADA).
4.3.3 Các bước thiết kế giao diện và lập trình hệ thống
Bước 1: Từ màn hình desktop, nhấn đúp vào biểu tượng TIA portal V15.1
Bước 2: Create new project và nhập tên muốn lưu sau đó nhấn Create.
Hình 4.7: Icon TIA portal V15.1
Bước 3: Chọn Configure a device
Bước 4: Add new device sau đó chọn loại CPU của PLC rồi nhấn Add Hình 4.9: Sau khi tạo project
Bước 5: Tiến hành thiết kế giao diện SCADA và viết chương trình điều khiển Giao diện SCADA
Hình 4.11: Màn hình điều khiển
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
5.1 Mô hình hoạt động thực tế
Máy sẽ thực hiện gắp phôi và in cho đến khi cảm biến phát hiện phôi nằm ở dưới bàn đặt phôi không nhận được nữa thì sẽ dừng lại.
Khi nhóm test thực tế thì thấy máy hoạt động khá ổn định, chất lượng sản phẩm in ra là khá đẹp, không có tình trạng lem luốc.
5.2 Sản phẩm in được
Sản phẩm in được có chất lượng khá tốt, mực in khá đều và đẹp. Tuy nhiên tốc độ để thực hiện gắp phôi cho đến khi in còn tương đối chậm.
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thi công hệ thống. Nhóm đã hoàn thành được hệ thống dây chuyền máy in lụa tự động.
Tiến hành chạy thử máy với yêu cầu của đề tài là in được lần lượt tất cả sản phẩm có trên bàn phôi, sau khi tiến hành chạy thử 10 phôi thu được kết quả như sau:
- Máy chạy ổn định.
- 10 phôi đều được in một cách hoàn chỉnh. - Sản phẩm in đạt chất lượng khá tốt.
Thông qua quá trình chạy thử, so sánh với yêu cầu đầu vào của mô hình máy in lụa tự động là có khả năng in được lần lượt tất cả sản phẩm trên bàn cho đến khi trên bàn không còn một sản phẩm nào thì dừng lại. Quá trình đó diễn ra hoàn toàn tự động mà không cần đến con người phải hoạt động song song. Công việc cần đến con người chỉ là đặt một chồng phôi lên bàn, điều chỉnh các hệ số phù hợp với kích thước phôi và máy sẽ bắt đầu làm việc. Tuy nhiên, mọi hệ thống đều có ưu và nhược điểm.
a) Ưu điểm
- Máy chạy ổn định.
- Có khả năng cấp phôi tự động.
- Máy có thể in được một số loại phôi khác nhau.
- Điều khiển hệ thống thông qua màn hình giám sát SCADA.
b) Nhược điểm
- Chưa có hệ thống băng tải sấy. - Tốc độ còn chậm.
6.2 Hướng phát triển đề tài
Bên cạnh những kết quả đạt được, đề tài còn có thể tiếp tục phát triển theo một số khía cạnh sau:
- Chế tạo khung máy bằng vật liệu có độ bền và độ cứng vững cao hơn. - Tích hợp băng tải sấy vào trong dây chuyền.
- Sử dụng encoder tuyệt đối cho độ chính xác tuyệt đối. Qua đó ta có thể in nhiều màu trên cùng một phôi in.
- Tối ưu kích thước máy để hạn chế phần dư thừa lãng phí. - Thiết kế đẹp và bắt mắt hơn.
- Tự động cho thêm phôi vào bàn đựng phôi để có thể tự động chạy mà không cần người điều hành.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] KỸ THUẬT IN LỤA - Danh Bạ Ngành In (tapchinganhin.com) (truy cập ngày 31/10/2021).
[2] Ngành in lụa và lịch sử của ngành in lụa | Công ty In Thành Tiến (inthanhtien.com) (truy cập ngày 31/10/2021).
[3] Mạch điều khiển động cơ bước TB6600 4.0A 9~42VDC - Nshop (nshopvn.com) (truy cập ngày 31/10/2021).
[4] Khối lượng riêng của sắt (D) – Nhà thép Việt Nam (nhathepvietnam.vn) [5] Mô men quán tính – Wikipedia tiếng Việt
[6] Khối lượng riêng của nhôm là bao nhiêu. (havacovn.com)
[7] Con trượt tròn có đầu chặn LMK LMK12UU, LMK16UU, LMK20UU CNC24H.COM [8] SIEMENS, Simatic S7-1200 System Manual, 2011.
[9] Trần Văn Hiếu, “Tự động hóa PLC S7-1200 với tia Portal”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2015.