4.3. Lƣu đồ thuật toán
4.3.1. Lưu đồ chọn chế độ
Hình 4. 3 Lưu đồ chương trình chọn chế độ
4.3.2. Lưu đồ chế độ Manual
4.3.3. Lưu đồ chế độ Auto
Hình 4.5 Lưu đồ chương trình chế độ Auto
Giải thích lưu đồ chế độ auto: đầu tiên hệ thống sẽ kiểm tra điều kiện (nếu nút nhấn Stop đã tác động thì hệ thống sẽ dừng ) nếu nút nhấn Stop chưa tác động thì sẽ xét điều kiện tiếp theo nếu nút Start tác động thì Trục X và Trục Z sẽ về vị trí 0. Sau đố tiếp tục sét điều kiện chọn chế độ nếu Xuất/Nhập tác động thì sẽ thực hiện chương trình con chế độ nhập hàng, nếu Xuât/Nhap không tác động thì thực hiện chương trình con chế độ xuất hàng.
4.3.4. Lưu đồ chương trình con chế độ auto nhập hàng
Hình 4. 6 lưu đồ chương trình con chế độ nhập hàng
Giải thích lưu đồ chương trình con chế độ auto nhập hàng: Xét điều kiện cảm biến sản phẩm nếu cảm biến sản phẩm tác động thì xét điều kiện vị trí ô hàng (nếu từ ô 1 đến ô 8 đều tác động thì đèn báo đầy tác động ) nếu từ ô 1 đến ô 8 có ô không tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy sẽ di chuyển đến vị trí ô Xuất/Nhập. Xét điều kiện cảm biến xylanh nếu cảm biến xylanh1 tác động thì đưa xylanh ra tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh 2 nếu cảm biến xilanh 2 tác động thì Trục Z tác động nâng vật lên và xylanh thu về tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh1 nếu cảm biến xylanh1 tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy di chuyển đến vị trí ô trống đã tính toán ở trên. Sau khi di chuyển đến vị trí ô trống đó xylanh đưa ra và tiếp tục xét điều kiện nếu cảm biến 2 tác động thì Trục Z tác động đưa vật hạ xuống, xylanh thu về tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh 1 nếu cảm biến xylanh 1 tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy về lại vị trí 0.
4.3.5. Lưu đồ chương trình con chế độ auto xuất hàng
Hình 4. 7 Lưu đồ chương trình con chế độ xuất hàng
Giải thích lưu đồ chương trình con chế độ auto xuất hàng: Xét điều kiện chọn ô cần lấy nếu chọn trong nằm trong khoảng từ ô 1 đến ô 8 thì tiếp tục xét điều kiện nếu ô đã chọn đã tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy đến vị trí ô đã chọn, xét điều kiện cảm biến xylanh 1 nếu cảm biến xylanh1 tác động thì tác dộng xylanh đưa ra và tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh 2 nếu cảm biến xylanh 2 tác động thì tác động Trục Z để nâng vật lên. Sau đó xylanh thu về tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh1 nếu cảm biến xylanh1 tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy đến vị trí trả hàng, xylanh đưa ra tiếp tục xét điều kiện nếu cảm biến xylanh 2 tác động thì Trục Z tác động đưa vật hạ xuống xylanh thu về tiếp tục xét điều kiện cảm biến xylanh 1 nếu cảm biến xylanh1 tác động thì Trục X Trục Z tác động đưa tay máy về lại vị trí 0.
4.4. Chƣơng trình điều khiển
4.4.1. Thiết lập địa chỉ IP
Để kết nối PLC với máy tính ta cần thiết lập địa chỉ IP cho máy tính
Bước 1: Vào Network and Sharing Center chọn Change adapter settings. (Như
Hình 4. 8 )
Hình 4. 8 Thiết lập địa chỉ IP_1
Bước 2: Click phải vào Ethernet, chọn Ethernet Properties. Sau đó chọn Internet Protocol Version 4 và nhập địa chỉ IP vào. (Như Hình 4. 9 )
Hình 4. 9 Thiết lập địa chỉ IP_2
Địa chỉ IP có dạng 192.168.xx.yy, trong đó yy chọn giống với PLC, xx chọn khác với PLC.
Sau khi tạo projec. Để xem địa chỉ IP của PLC, trong giao diện chính click chuột phải vào PLC chọn Properties, xem trong phần Ethernet addresses. (Như Hình 4. 10 )
Hình 4. 10 Thiết lập địa chỉ IP_3
4.4.2. Viết chương trình
Sau khi chọn địa chỉ IP và có bản phân công đầu vào ra thì bắt đầu viết chương trình. Bước 1: Kích hoạt xung Clock và xung PTO cho PLC. (Như Hình 4. 11 đến Hình 4.14 )
Hình 4. 12 Kích hoạt xung Clock và xung PTO_2
Hình 4. 14 Kích hoạt xung Clock và xung PTO_4
Bước 2: Bắt đầu viết chương trình. (Xem Hình 4. 15 ) (tham khảo code ở phần PHỤ LỤC 1 )
Hình 4. 15Giao diện viết chương trình cho PLC
4.5. Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên Wincc
Đầu tiên vào phần Device configuration để kết nối PLC với WinCC RT Advanced.
Sau khi tạo kết nối mình tiếp tục vào thiết kết HMI. Chọn phần Screens:
Hình 4.17 Chọn Screen để tạo HMI
Sau đó nhấn Add new screen mình tạo chương trình mới:
Hình 4.18 Add new screen để tạo giao diện
Sau khi hoàn thành mình sẽ có được giao diện như hình:
Hình 4.19 Giao diện thiết lập WinCC
Ở Toolbox ở góc phải màn hình, ta sử dụng của Options để tạo ra giao diện mong muốn
Basic Objects : Gồm các hình khối là đối tượng cơ bản, dùng để cấu thành hình dạng đồ vật trong giao diện.
Hình 4.20 Khối Basic objects
Elements : gồm các đối tượng cảm biến, cơ cấu chấp hành dùng để mô phỏng như động cơ, băng tải, …
Hình 4.21 Khối Elements
Controls : gồm các biểu đồ hiện thị thông thống.
Giao diện sau khi hoàn thành:
KẾT LUẬN
Kết luận về các nội dung nghiên cứu đã thực hiện:
Sau quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài, nhóm đã thiết kế và thi công “Mô hình lưu kho tự động ứng dụng PLC S7-1200”; đã đạt được những mục tiêu lúc đầu đề ra:
1. Sử dụng phần mềm TIA Portal V16 để lập trình điều khiển hệ thống cũng như mô phỏng giám sát trên giao diện màn hình WINCC.
2. Hiểu được cấu tạo, các ngõ vào ra, nguyên lý hoạt động cũng như các modun, các thiết bị phần cứng liên quan đến PLC S7-1200.
3. Tìm được các giải thuật giúp việc lập trình PLC S7-1200 trở nên dễ dàng và logic hơn.
4. Biết được các loại động cơ bước, nguyên lý hoạt động của động cơ bước, cách sử dụng động cơ bước, cách đấu dây cũng như cách điều khiển động cơ bước.
5. Biết được Driver TB6600 điều khiển động cơ bước, đặc biệt là cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thiết lập các thông số, cách đấu dây giữa Driver với PLC và động cơ bước.
6. Có thể thiết kế được các kết cấu cơ khí nhỏ mang tính chính xác tương đối trong mô hình, làm tiền đề cho các hệ thống lớn sau này.
7. Thiết kế và thi công tủ điện với tính thẩm mỹ và kỹ thuật cao phù hợp với các tiêu chuẩn tủ điện thực tế.
Mô hình hoạt hoạt động ổn định và chính xác, đúng yêu cầu công nghệ đã đề ra. Đây là nguồn tài liệu cho sinh viên nghiên cứu, cho các kỹ sư điện tham khảo để thiết kế hệ thống lưu kho tiết kiệm chi phí.
Hƣớng phát triển:
Mô hình có thể cải tiến theo nhiều hướng như :
+ Thay thế tay nâng thành tay gắp để tăng độ chính xác.
+ Thay thế động cơ bước thành động cơ servo có bộ hồi tiếp encoder tăng độ chính xác cho hệ thống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] SIMATIC S7-1200 System Manual, Update to edition 05/2009.
[2] Nguyễn Thị Phương Hà, Huỳnh Thái Hoàng (2003), Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM.
[3] Phạm Quang Huy, Ngô Văn Thuyên (2017), Lập Trình Với PLC S7-1200 Và S7- 1500, Nhà Xuất Bản Thanh Niên, STK.
PHỤ LỤC 1 (CHƢƠNG TRÌNH HỆ THỐNG )