4.3.1. Lập trình cho PLC
a. Yêu cầu điều khiển của hệ thống Các tín hiệu đầu vào của hệ thống
+Nút bấm Start, Stop
+Cảm biến 1: Là CB quang phát hiện vật và đẩy vào băng tải.
+Cảm biến 2: Là CB màu sắc Keyence CZ-V20nhận diện 3 màu : Đỏ , Xanh Lá , Xanh Dương
+ Cảm biến 3: Là CB quang phát hiện vật và đẩy sản phẩm màu đỏ vào thùng va đếm
+ Cảm biến 4: Là CB quang phát hiện vật và đẩy sản phẩm màu Xanh lá cây vào thùng và đếm
+ Cảm biến 4: Là CB quang phát hiện sản phẩm màu Xanh dương và đếm
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 65
Các cơ cấu chấp hành đầu ra:
+Động cơ kéo băng tải chạy
+Đèn báo Auto , Manu, LED đỏ, LED xanh dương, Led xanh lá cây +xylanh1, van1: đểđẩy sản phẩm vào băng tải
+xylanh2, van2: đểđẩy sản phẩm Đỏ ra khỏi băng tải
+xylanh3, van3: đểđẩy sản phẩm Xanh lá câyra khỏi băng tải
b. Phân tích sơ đồ
Phân tích sơ đồ công nghệ
Băng tải vận chuyển Xylanh 1 SP loại đỏ Xylanh 2 BT phân loại Xylanh 3 SP loại xanh lá SP loại Xanh dương CB đỏ CB xanh lá CB1 CB2 CB xanh dương
Hình 4. 15 :Sơ đồmô hình phân loại sản phẩm
- Phân tích sơ đồ công nghệ
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 66
Khi bấm Start thì hệ thống bắt đầu làm việc , Cảm biến phát hiện vật trên băng tải thì cho phép băng tải hoạt động . Sau đó , sản phẩm được đưa tới cảm biến màu sắc để phân loại ( trong T1=2s ) sản phẩm , khi sp dừng lại để phân loại thì C1 sẽ đếm tất cả các sản phẩm đi vào để phân loại :
+, Nếu sản phẩm là màu đỏ thì băng tải hoạt động đưa sản phẩm đến đến cảm biến phát hiện màu đỏ rồi dừng lại , pitton 2 sẽ đẩy sản phẩm xuống thùng chứa số sản phẩm đỏ và bắt đầu đếm số sản phẩm đỏ bằng C2 ( Counter : Bộ đếm )
+, Nếu sản phẩm là màu xanh lá thì băng tải hoạt động đưa sản phẩm đi quả cảm biến đỏ ( CBĐ = 0 , pitton 2 = 0 ) đến đến cảm biến phát hiện màu xanh lá rồi dừng lại , pitton 3 sẽ đẩy sản phẩm xuống thùng chứa số sản phẩm xanh và bắt đầu đếm số sản phẩm xanh lá bằng C3 ( Counter : Bộ đếm )
+, Nếu sản phẩm là màu xanh dương thì băng tải hoạt động đưa sản phẩm đi qua cảm biến đỏ và xanh lá ( CBĐ = 0 , CBX = 0 , pitton 2 = 0 , pitton 3 = 0 ) đến cảm biến phát hiện màu xanh dương, sản phẩm sẽ rơi xuống thùng chứa số sản phẩm xanh dươngvà bắt đầu đếm số sản phẩm xanh dươngbằng C3 ( Counter : Bộ đếm )
Hệ thống hoạt động liên tục cho đến khi bấm Stop thì hệ thống dừng lại
c. Phân tích chu trình grafcet
Ban đầu đưa sản phẩm vào băng tải, sản phẩm sẽ được băng tải đưa đến cảm biến để gửi tín hiệu về PLC. Khi đến vị trí định sẵn xi lanh sẽ đẩy các sản phẩm màu xanh lá cây và màu đỏ xuống nơi đã được định sẵn còn lại sản phẩm loại 3 sẽ đi thẳng đến cuối của băng tải.
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 67
Giản đồ grafcet S0 S1 S3 S4 S5 S6 S7 START, CB1 Pitton1, BT BT BT CBĐ CBĐ CBXL CBĐ,CBXL CBXD Pitton3,C3 BT,C4 Pitton2,C2 T1=2s CB2 (đọc màu) S2 BT Hình 4. 16:Giản đồgrafcet c. Xây dựng chương trình hệ thống
Thiết lập các địa chỉ: Từ giản đồ grafcet và sơ đồ công nghệ, ta có bảng địa chỉ vào ra.
STT Tên Kiểu Dữliệu Địa chỉ Chú thích
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 68
1 Start Bool %I0.0 Nút bấm start
2 Stop Bool %I0.1 Nút bấm stop
3 CB1 Bool %I0.3 Cảm biến có sản phẩm
4 CB2 Bool %I0.4
Cảm biến nhận biết sản phẩm màu đỏ
5 CB3 Bool %I0.5
Cảm biến nhận biết sản phẩm màu xanh xanh lá
6 CB4 Bool %I0.6
Cảm biến vịtrí phân loại sản phẩm màu xanh dương
7 CB5 Bool %I0.7
Cảm biến vịtrí phân loại sản phẩm màu đỏ
8 CB6 Bool %I1.0
Cảm biến vịtrí phân loại sản phẩm màu xanh lá
9 CB7 Bool %I1.1
Cảm biến vịtrí phân loại sản phẩm màu xanh dương
Bảng 4. 2:Địa chỉđầu vào
STT Tên Kiểu dữ liệu Địa chỉ Chú thích
1 Q_lamp_Auto Bool %Q0.0 Đèn chế độ auto
2 Q_lamp_Manu Bool %Q0.1 Đèn chế độ manu
3 Q_lamp_Đỏ Bool %Q0.2 Báo SP Đỏ
4 Q_lamp_Xanh lá Bool %Q0.3 Báo SP Xanh lá
5 Q_lamp_Xanh Dương
Bool %Q0.4 Báo SP Xanh dương
6 Q_BT1 Bool %Q0.5 Băng tải
7 Q_Xylanh_Do Bool %Q0.6
Xi lanh đẩy sản phẩm màu đỏ
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 69
8 Q_Xylanh_Xanh Bool %Q0.7
Xi lanh đẩy sản phẩm màu xanh
9 Q_Xylanh_SPVao Bool %Q1.1 Xi lanh sản phẩm vào
Bảng 4. 3::Bảng địa chỉđầu ra
STT Tên Kiểu dữ liệu Địa chỉ Chú thích
1 Q_Auto_BT Bool %M20.0 Trung gian auto Trung
gian auto Băng tải 1 2 Q_Auto_Xylanh_Do Bool %M20.1 Trung gian auto Xi lanh
đẩy sản phẩm màu đỏ 3 Q_Auto_Xylanh_Xanh Bool %M20.2 Trung gian auto Xi lanh
đẩy sản phẩm màu xanh 4 Q_Auto_Xylanh_SPVao Bool %M20.3 Trung gian auto Xi lanh
đẩy sản phẩm vào
5 Q_Manu_BT1 Bool %M20.4 Trung gian Manu Băng
tải 1
6 Q_Manu_BT2 Bool %M20.5 Trung gian Manu Băng
tải 2
7 Q_Manu_Xylanh_Do Bool %M20.6 Trung gian Manu Xi lanh đẩy sản phẩm màu đỏ
8 Q_Manu_Xylanh_XanhLa Bool %M20.7
Trung gian Manu Xi lanh đẩy sản phẩm màu xanh
lá
9 Q_Manu_Xylanh_SPVao Bool %M21.0 Trung gianManu Xi lanh đẩy sản phẩm vào Bảng 4. 4: Các biến trạng thái trung gian
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 70
STT Tên Kiểu dữ liệu Địa chỉ Chú thích
1 số sản phẩm màu đỏ Int %MW25 2 số sản phẩm màu xanh lá cây Int %MW28 3 Tổng sản phẩm Int %MW32 4 tổng số sp đỏ và xanh lá cây Int %MW36 5 số sản phẩm
xanh dương Int %MW40
Bảng 4. 5:Các giá trịđếm
CHƯƠNG 5 :KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ VÀ
HƯỚNG PHÁT TRIỂN. 5.1 Kết quả mô phỏng
- Mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm trên phần mềm WinCC.
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 71
- Mô phỏng hệ thống trên phần mềm Factory IO.
5.2 Sơ đồ đấu nối mô hình
Sơ đồ kết nối mạch điều khiển cho hệ thống Sơ đồ kết nối mạch động lực cho hệ thống Sơ đồ mạch nguồn
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58 72
5.3 Thuyết minh mô phỏng 5.4. KẾT LUẬN 5.4. KẾT LUẬN
Sau quá trình nghiên cứu, tính toán, thiết kế, và chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc,chúng ta đãrútrađượcmộtsốkếtluậnsau:
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Nghiên cứu và chế tạo thành công hệthống phân loại sản phẩm theo màu sắc với khối lượng tối đa 05kg
Ứng dụng phần mềm TIA PORTAl
Ứng dụng được PLC và trong điều khiển hệthống
Áp dụng và tính toán, thiết kếđược các hệ thống truyền động cơkhí.
HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI
Chưađiềukhiểnđược tốc độbăng tảidohạnchếvề mặt thờigiancũng như phức tạp trong điềukhiển
Chỉphân loại đc hạn chếsố màu ( mới chỉdừng lại ở3 màu sắc )
HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Tích hợp điều khiển vận tốc băng tải : để tăng năng suất phân loại sản phẩm cũng như có thể vận hành băng tải với các chế độ vận tốc khác nhau đểphù hợp với từng loại sản phẩm nhất định
Cải thiện thời gian xửlí tín hiệu : nhằm rút ngắn thời gian phân loại, nâng sao hiệu suất sửdụng.
Phát triển hệthống phân loại màu sắc kết hợp đóng thùng sản phẩm. Thêm các hệthống cảnh báo lỗi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS. TS. Trần Văn Địch, “Công Nghệ Chế Tạo Máy”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001.
2. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1,2 NXB Giáo dục Hà Nội 2006”.
3. Ths. Châu Trí Đức, “Kĩ thuật điều khiển lập trình PLC Semantic S7-1200” , Đại học Cần Thơ, 2008.
4. S7-1200 Programmable Controller System Manual- Siemens
5. http://w3.siemens.com/mcms/human-machine- interface/en/visualization- software/scada/simatic- wincc/Pages/default.aspx
6. http://plcvietnam.com.vn/
PHỤ LỤC 1: Số liệu đầu vào
-Các sốliệu yêu cầu:
+Hệ thống phân biệt sản phẩm ít nhất 3 màu, khối lượng mỗi sản phẩm tối đa 5kg, sửdụng PLC S7-1200
+Hàng vận chuyển: Thùng sơn +Khối lượng thùng hàng:G= 5Kg +Kích thước hàng: 250x200mm
+Năng suất của băng tải: z= 1000 Thùng/h +Chiều rộng băng tải: 400mm
+Đường kính con lăn: D= 50mm +Khối lượng con lăn : 3kg
+Chiều dài băng tải :L= 3000mm
PHỤ LỤC 2:
Chương trình điều khiển Bảnvẽ sơ đồ công nghệ Bảnvẽ đồ mạch động lực Bảnvẽ mạch điều khiển
Bảnvẽ mạch điều khiển khí nén Bản vẽ tủ điện
Bản vẽ thuật toán và chương trình