Giới thiệu về đèn báo

5. Dự kiến kết quả

2.6.1 Giới thiệu về đèn báo

Đèn led được đặt hàng đầu tiên trên bề mặt tủ điều khiển. Có chức năng để báo hoạt động của hệ thống. Đèn xanh báo tượng chưng cho hệ thống đang hoạt động, còn đèn đỏ là báo tượng chưng cho hệ thống đang ngưng hoạt động để người dùng có thể dễ dàng nhận biết được trạng thái của hệ thống.

Thông số kỹ thuật của đèn báo:

 Tên sản phẩm: Đèn báo AD16-22DS - 24VDC/AC  Điện áp: 24 VDC/AC

 Màu sắc: Xanh Lá  Loại: AD16-22DS

 Dòng điện làm việc: < 20mA  Ánh sáng: LED  Độ sáng: ≥ 100 cd/m²  Đường kính lỗ lắp đặt: 22 mm  Đường kính đèn báo: 28.3 mm  Tổng chiều dài: 50.3 mm  Tuổi thọ: 30.000 giờ  Trọng lượng: 15g 2.6.2 Giới thiệu về nút nhấn

Nút nhấn được đặt ở hàng thứ hai của tủ điều khiển. Có chức năng bắt đầu và dừng hoạt động hệ thống. Nút nhấn là loạt nhấn nhả không giữ trạng thái khi thả tay ra và có 2 trạng thái là thường hở và thường đóng. Nút màu đỏ là thường đóng tượng trưng nút dừng toàn bộ hoạt động của hệ thống. Nút màu xanh là thường hở tượng trưng nút bắt đầu toàn bộ hoạt động của hệ thống. Hàng cuối cùng được đặt 3 nút màu xanh thường hở. Chức năng của từng nút là điều khiển dừng hoặc chạy băng tải, xi lanh thả gạo và xi lanh đóng nắp sản phẩm.

Hình 19: Hình ảnh thưc tế nút nhấn

Thông số kỹ thuật của nút nhấn:

 Tên sản phẩm: Nút nhấn XB2 EA131  Đường kính lỗ lắp đặt: 22mm

 Đường kính nút nhấn: 29.5mm  Tổng chiều dài: 54.2mm

 Trạng thái: thường mở, không giữ trạng thái  Dòng chịu tải: 10A

2.6.3 Giới thiệu về công tắc chuyển chế độ

Công tắc chuyển chế độ này được đặt ở hàng thứ 3 của tủ điện. Có hai chế độ là thường đóng và thường mở trong cùng 1 công tắc. Hai chế độ này sẽ thường xuyên thay đổi trạng thái cho nhau chỉ 1 trong 2 là thường đóng và mở, không thể cùng 2 trạng thái mở hoặt đóng cùng 1 lúc được. Chức năng của công tắc này là để điều khiển 2 chế độ tự động và bằng tay của hệ thống, tuỳ vào mong muốn hệ thống hoạt động ở chế độ nào của người dùng muốn hệ thống hoạt động.

Hình 20: Hình ảnh thực tế công tắc chuyển chế độ

Thông số kỹ thuật của công tắc chuyển chế độ:

 Tên sản phẩm: Công tắc chuyển chế độ 2 vị trí LA38-11X2  Số vị trí: 2 vị trí

 Số tiếp điểm: 1 cặp thường đóng, 1 cặp thường mở (1 NO , 1 NC)  Chất liệu: nhựa không cháy ở nhiệt độ cao

 Dòng định mức: 10A

 Điện áp định mức: 380VAC 50hz / 220VDC  Phương pháp kết nối: vặn vít

 Kích thước ốc vặn: 3.5 mm  Kích thước lỗ lắp đặt: 22mm  Kích thước chi tiết: như sơ đồ  Trọng lượng: 45g

Công tắc tròn này nằm ở hàng thứ 4 của tủ điện. Công tắc này có tích hợp sẵn đèn báo. Khi người dùng bật công tắc thì sẽ có đèn báo sáng lên để dễ nhận biết công tắc đang hoạt động hoặc không hoạt động. Chức năng của công tắc này dùng để bật chế độ số lượng gạo mà người dùng mong muốn. Trong đây sẽ có 3 công tắc tương ứng với 3 khối lượng mà hệ thống đã cân sẵn, người dùng muốn bao nhiêu thì sẽ bật công tắc lên, 3 chế độ này chỉ được bật 1 trong 3, khi người dùng bật 2 hoặc cả 3 thì hệ thống sẽ không ra xã gạo, chỉ được bật 1 chế và tắt 2 chế độ còn lại.

Hình 21: Hình ảnh thực tế công tắc tròn

Thông số kỹ thuật của công tắc tròn:

 Tên sản phẩm: Công tắc tròn KCD1-105  Đường kính lỗ lắp đặt: 21mm

 Số vị trí: 1 vị trí

 Số tiếp điểm: 1 cặp thường mở (1 NO)  Chất liệu: nhựa không cháy ở nhiệt độ cao  Dòng định mức: 10A

 Điện áp định mức: 380VAC 50hz / 220VDC

Relay Omron được xem như là relay trung gian được điều khiển giữa plc và các thiết bị phần cứng cụ thể như là băng tải, van điện từ khí nén. Dùng để bảo vệ plc và các thiết bị linh kiện khi quá dòng hoặc quá tải thì relay trung gian sẽ giảm tránh tình trạng các thiết bị trên không bị hư hỏng, cháy. Vì các thiết bị rất mắc tiền nên là dù có sai sót nào thì relay trung gian sẽ bị hư hỏng và thay thế relay trung gian sẽ rẻ, dễ tìm, dễ mua. Trong tủ điều khiển này, do 1 relay trung gian chỉ sử dụng điện áp 12V mà plc thì cấp nguồn 24V đầu ra nên là nối tiếp 2 relay để thành điện áp 24V. Sử dụng cho mục đích trung gian từ plc điều khiển cho các thiết bị linh kiện.

Hình 22: Hình ảnh thực tế realy Omron

Thông số kỹ thuật của relay Omron:

 Cuộn dây điện áp đầu vào: 24VDC/AC  Cặp tiếp điểm: 1 thường hở ( 1 NO)  Điện áp tiếp điểm: 250VAC

 Dòng điện tiếp điểm: 15A

2.7 Khối giám sát

SCADA là từ viết tắt trong cụm từ tiếng anh: “Supervisory Control and Data Acquisition” được dịch ra tiếng việt là “Giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu”. SCADA là một phần mềm hệ thống được sử dụng để giám sát, điều khiển và thu thập thông tin dữ liệu của hệ thống phần cứng và được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy để giám sát và điều khiển các dây chuyền và máy móc sản xuất cụ thể như năng lượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải, xử lý nước và rác thải,.... Hệ thống SCADA về mặt vật lý sẽ giống như một màn hình. Thường sẽ có nhiều màn hình trong đó người vận hành có thể vừa điều khiển vừa giám sát tất cả các thành phần liên quan trong một hệ thống, máy móc hoặc thậm chí toàn bộ nhà máy. Điều này có thể dễ được hình dung với ví dụ: một P&ID (sơ đồ đường ống và các thiết bị đo đạc). Tất cả các màn hình này về cơ bản là giao diện HMI (human-machine interfaces “giao diện người máy”). Chúng là giao diện giữa người vận hành và máy móc. Quay lại như những ngày sơ khai, một HMI thực sự chỉ là một loạt các nút nhấn và tín hiệu đèn điều khiển. Nhưng bây giờ, với những hệ thống hiện đại, tân tiến; bạn sẽ thấy thường có màn hình cảm ứng ở máy hoặc trong phòng điều khiển. Nói một cách đơn giản HMI là một phần của SCADA. Bởi vì HMI chỉ là màn hình hoặc chính giao diện, SCADA là một ứng dụng hoặc toàn bộ hệ thống đằng sau tất cả các màn hình đó. Một hệ thống SCADA có thể có nhiều HMI để điều khiển và giám sát các bộ phận khác nhau của nhà máy. SCADA được viết và lập trình bởi ngôn ngữ của phần mềm Tia Portal và thông qua thiết kế giao diện của phần mềm WinCC.

Hình 23: Hình ảnh màn hình giám sát trên WinCC RT Advance

Trong phần mềm giám sát này, được thiết kế giống với mô hình hệ thống thực tế và hoạt động tương tự để người dùng dễ quan sát hệ thống thực tế thông qua màn hình này. Trên màn hình giám sát có 2 qui trình được thiết kế như sau: Đầu tiên là qui trình tự động cân và xã gạo vào hủ. Hệ thống đã được cân và tính toán sẵn định lượng nên hệ thống có 3 giá trị như bên tủ điều khiển là 200g, 350g, 500g. Tiếp đến là qui trình đóng gói sản phẩm, thì cấp nắp sẽ hoạt động trước để đẩy nắp ra cho sản phẩm, khi đã cấp nắp hoạt động xong thì đóng nắp sẽ tiến hành hoạt động nhằm đóng kín chặt nắp cho sản phẩm. Qui trình thứ 2 là bằng tay, người dùng có thể điều khiển cái linh kiện, động cơ, xi lanh đóng mở bằng tay thông qua các nút nhấn trên màn hình giám sát. Phía dưới là bảng báo khi người dùng thao tác những lỗi sai và hệ thống không hoạt động.

CHƯƠNG 3: GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 3.1 Hoạt động của hệ thống

 Hệ thống sẽ hoạt động ở 2 chế độ tự động và bằng tay.

 Đầu tiên, bấm start hệ thống được cài đặt sẵn luôn chạy ở chế độ tự động.  Đèn xanh báo hệ thống hoạt động, lúc này hệ thống sẽ kiểm tra xem người

dùng đã chọn 1 trong 3 chế độ gram. Nếu đã chọn xong hệ thống sẽ hoạt động băng tải.

 Gặp cảm biến phễu, băng tải dừng, xi lanh phễu sẽ hoạt động và xã gạo xuống đúng với 1 trong 3 chế độ gram người dùng đã chọn đầu tiên.

 Sau khi xã gạo xong, xi lanh phễu đóng lại, khi đó băng tải hoạt động lại và đưa sản phẩm đến qui trình đóng nắp.

 Gặp cảm biến đóng nắp, băng tải dừng, tiến hành qui trình đóng nắp.  Xi lanh cấp nắp sẽ đẩy nắp ra, và thu xi lanh về.

 Sau 1 giây, xi lanh đóng nắp sẽ hoạt động đóng nắp 3 giây và thu về. Băng tải hoạt động, khi 1 trong 2 cảm biến phát hiện vật thì cảm còn lại sẽ được ngắt để đợi cảm biến kia xong nhiệm vụ mới hoạt động lại.

 Tiếp đến, chuyển sang chế độ bằng tay.

 Người dùng có thể điều khiển thông qua nút nhấn nhả trên tủ điều khiển để đóng mở các thiết bị băng tải, xi lanh phễu, xi lanh đóng nắp hoạt động.

3.2 Sơ đồ đấu nối dây

C ôn g tắ c A u/ M an C B đ ón g nắ p C B P hễ u N út đ ón g nắ p N út x ã va n N út b ăn g tả i S ta rt S to p 20 0g 35 0g 50 0g

M L+ DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 DI8 DI9 DI10 DI11

Simatic S7 – 1200 CPU 1214C dc/dc/dc

Hình 24: Sơ đồ đấu nối dây

3.3 Quy ước tín hiệu

Thứ tự Tên Kiểu dữ liệu Địa

chỉ Ghi chú

1 Start Bool %I0.0 Nút bắt đầu thường mở

2 Stop Bool %I0.1 Nút dừng thường đóng

3 Cảm biến phễu Bool %I0.2 Cảm biến ngay phễu

4 Cảm biến đóng nắp Bool %I0.3 Cảm biến ngay đóng nắp 5 Công tắc chế độ Bool %I0.4 Công tắc chế độ tự động và

bằng tay M L+ DQ1 DQ2 DQ3 DQ4 DQ5 Đ èn đ ỏ Đ èn x an h X i l an h đó ng n ắp X i l an h ph ễu B ăn g tả i 24Vdc

6 200g Bool %I0.5 Công tắc chế độ 200g

7 350g Bool %I0.6 Công tắc chế độ 350g

8 500g Bool %I0.7 Công tắc chế độ 500g

9 Nút băng tải Bool %I1.0 Nút điều khiển băng tải

chạy hoặc dừng

10 Nút xã van Bool %I1.1 Nút điều khiển xi lanh xã

gạo

11 Nút đóng nắp Bool %I1.2 Nút điều khiển xi lanh

đóng nắp

12 Băng tải Bool %Q0.0

13 Xi lanh phễu Bool %Q0.1

14 Xi lanh đóng nắp Bool %Q0.2

15 Đèn xanh Bool %Q0.3

16 Đèn đỏ Bool %Q0.4

Hình 25: Bảng quy ước tín hiệu

3.3 Lưu đồ giải thuật tổng quát

Sai Bắt đầu Khởi động Đèn xanh bật Bằng tay Tự động Hệ thống tự động Hệ thống bằng tay Dừng Kết thúc Chọn chế độ Vòng lặp Đúng Sai Đúng Đèn đỏ bật

Hình 26: Lưu đồ giải thuật tổng quát

Giải thích lưu đồ thuật toán tổng quát

Đầu tiên, bắt đầu thì đèn đỏ sẽ sáng để báo hệ thống vẫn đang dừng và chưa hoạt động. Khi mà nhấn start thì đèn xanh sẽ sáng báo hệ thống đang hoạt động. Tiếp đến, hệ thống luôn luôn sẽ hoạt động 1 trong 2 chế độ mà người dùng cài đặt, khi hoạt động tự động thì bằng tay sẽ không được hoạt động và ngược lại. Cuối cùng, người dùng không nhấn stop thì hệ thống sẽ tiếp tục vòng lặp và đến khi stop được nhấn thì hệ thống sẽ ngưng hoạt động.

3.3.1 Lưu đồ thuật toán ở chế độ tự động

Tự động

Băng tải chạy

CB đóng nắp CB phễu

Băng tải dừng

Sai Đúng

Hình 27: Lưu đồ giải thuật ở chế độ tự động

Giải thích lưu đồ thuật toán ở chế độ tự động:

Ở chệ độ tự động, băng tải sẽ tự hoạt động đến khi gặp 1 trong 2 cảm biến sẽ dừng. Khi gặp cảm biến phễu thì sẽ tiếp đến xem xét người dùng cài đặt ở chế độ nào và tác động xi lanh phễu theo số thời gian tương ứng ở mỗi chế độ, sau khi hoàn thành thì tiếp tục vòng lặp để băng tải sẽ hoạt động. Đến gặp cảm biến đóng nắp thì tiếp tục băng tải dừng và tiến hành cấp nắp, sau khi xi lanh cấp nấp xong thì 1 giây sau xi lanh đóng nắp sẽ hoạt động và tiếp tục vòng lặp.

3.3.2 Lưu đồ thuật toán ở chế độ bằng tay

200g Chọn chế độ Xi lanh cấp nắp Xi lanh phễu 2s 1s 500g 350g Xi lanh phễu

Xi lanh phễu Xi lanh đóng nắp

3s 1s

Hình 28: Lưu đồ giải thuật ở chế độ bằng tay

Giải thích lưu đồ thuật toán ở chế độ bằng tay:

Ở chế độ bằng tay này, này thì có 4 chế độ và người dùng tự tác động. Khi người dùng tác động 1 trong 4 nút thì chức năng sau nút đó sẽ hoạt động. Nút nhấn này là nhấp nhả nên muốn tác động lâu hay nhanh thì tuỳ thuộc vào thao tác giữ hay nhấp nhả nút của người dùng mong muốn.

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 4.1 Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Kiểm tra tủ điều khiển, nút nhấn, đèn báo và tiền hành cấp nguồn tổng điện áp 220v cho nguồn tổ ong để biến đổi sang điện áp 24v cho plc s7-1200 hoạt động. Nút cấp nắp Nút xã van Nút đóng nắp Nút băng tải Xi lanh đóng nắp Xi lanh cấp nắp Xi lanh phễu Băng tải

Hình 29: Kiểm tra tủ điều khiển và cấp nguồn

Bước 2: Khi đã cấp nguồn sang cho plc s7-1200 thì sẽ có đèn trên plc báo sáng và khi được tải chương trình xuống plc s7-1200 thì đèn đỏ sẽ sáng và báo hệ thống chưa hoạt động.

Hình 30: Đèn đỏ báo hệ thống chưa hoạt động

Bước 3: Mở phần mềm và kiểm tra những lỗi trong ngôn ngữ lập trình. Sau khi đã kiểm tra hoàn tất mọi thứ tủ điện, chương trình lập trình thì tiến hành tải chương trình xuống cho plc s7-1200.

Hình 31: Kiểm tra lỗi và tải chương trình xuống cho plc s7-1200

Bước 4: Khi đã hoàn thành tải chương trình xuống cho plc s7-1200 thì tiến hành mở phần mềm giám sát WinCC RT Advance để quan sát song song giữa hệ thống thật và hệ thống trên phần mềm hoạt động.

Hình 32: Màn hình giám sát trên WinCC RT Advance

Bước 5: Tiến hành thao tác trên tủ điều khiển hoặc thao tác trên màn hình giám sát để bật hệ thống hoạt động. Đầu tiên, nhấn start thì hệ thống hoạt động khi đó đèn xanh sẽ sáng và tắt đèn đỏ. Hệ thống sẽ luôn luôn chạy chế độ tự động, người dùng

muốn đổi chế độ bằng tay thì phải thao tác trên tủ điều khiển hoặc màn hình giám sát. Sau đó hệ thống sẽ xem xét đến 3 chế độ gram mà người dùng thao tác 1 trong 2 cách trên để cài thời gian cho xi lanh phễu xã gạo và khi người dùng chọn xong 1 trong 3 thì băng tải mới bắt đầu hoạt động.

Hình 33: Đèn xanh sáng báo hệ thống hoạt động

Bước 6: Đầu tiên, băng tải hoạt động đưa sản phẩm đi đến van xã gạo. Khi đến van xã gạo, cảm biến phễu phát hiện thì sẽ cho dừng băng tải để tiến hành qui trình cân

và xã gạo vào sản phẩm. Khi tiến hành xong qui trình cân và xã gạo xong thì sẽ bật lại băng tải hoạt động để đưa sản phẩm sang qui trình kế tiếp.

Hình 34: Hình ảnh thực tế hệ thống đang cân và xã gạo

Bước 7: Khi đã hoàn thành xong qui trình cân và xã gạo thì sản phẩm được đưa