14 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
Sau đó chọn mã màu ID màu và lựa chọn lượng sơn cần pha, số lượng thùng (lon) cần pha.
Nhấn nút star hệ thống bắt đàu hoạt động. Các bước hoạt động chế độ auto
Sau khi thực hiện các bước trên hệ thống cấp thùng (lon) hoạt động cảm biến tiệm cận phát hiện thùng (lon) nhận tín hiệu thì cơ cấu xylanh đẩy thùng (lon) vào cơ cấu băng tải di chuyển thùng (lon) qua khâu chiết rớt
Tới khâu chiết rớt sơn cảm biến tiệm cận 2 phát hiện vật sẽ dừng cơ cấu băng tải, thùng (lon) được xylanh kẹp chắc sau đó cảm biến lưu lượng và van điện từ nước hoạt động pha màu theo tỷ lệ ID màu đã chọn, sau khi kết thúc quá trình chiết rớt, xilanh 2 nhã kẹp và cơ cấu băng tải tiếp tục hoạt động đến khâu đóng nắp.
Tới khâu đóng nắp: cảm biến tiệm cận 3 phát hiện vật sẽ dừng cơ cấu băng tải, xilanh gắp nắp hành trình xuống, sau đó hành trình lên, xilanh gắn với thành trượt theo phương ngang hành trình vào, xilanh gắp nắp hành trình xuống nhã nắp và rút về, xilanh phương theo phương ngang hành trình ra về lại vị trí, xilanh đóng nắp hành trình xuống để đóng nắp, kết thúc q trình trong q trình đóng nắp băng tải cắp nắp hoạt động đưa nắp vào vị trí. Sau khi kết thúc cơ cấu băng tải tiếp tục hoạt động tới khâu lắc (trộn) sơn.
Tiếp tục tới khâu lắc (trộn) sơn được 1 cảm biến tiệm cận phát hiện vật dừng băng tải cơ cấu xilanh đẩy thùng (lon) vào cơ cấu trộn. Trong quá trình đang trộn hệ thống thực hiện lặp lại các khâu như ban đầu, tới q trình đóng nắp cơ cấu xilanh của khâu trộn đưa thùng (lon) ra cơ cấu băng tải hoàn thành sản phẩm.
15 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM 3.4. Sơ đồ khối hệ thống. Hình 3.2. Sơ đồ khối hệ thống Chức năng các khôi
- Khối nguồn cung cấp: Khối nguồn sẽ cung cấp 2 loại nguồn điện chính cho hệ thống. Bao gồm nguồn điện một pha xoay chiều 220V giúp cung cấp điện cho van điện từ và các adapter chuyển đổi và nguồn điện 24V một chiều giúp cung cấp điện áp nuôi cho PLC chính, module mở rộng, các cảm biến. - Khối xử lý trung tâm và các module mở rộng: Là khối xử lý chính các
tín hiệu của hệ thống. Giúp giao tiếp với cảm biến, thu thập và xử lý tất cả các tín hiện thu về từ cảm biến. Tính tốn xử lý xuất tín hiệu ra các chân Output để điều khiển các động cơ, van khí nén, đèn tín hiệu,... - Khối cảm biến: xử lý và gửi tín hiệu cho PLC.
16 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
- Van khí nén: điều khiển các xylanh.
- Khối động cơ, van điện từ: Động cơ cho các băng tải. Van điện từ đảm nhiệm việc rót sơn vào thùng sơn.
- Xylanh: Tạo ra các chuyển động, đảm nhận việc cấp thùng, cố định thùng đúng vị trí, hút nắp, đóng nắp, đẩy thùng và cơ cấu trộn và kéo thùng ra. - Khối hệ thống giám sát HMI: giám sát điều khiển các thiết bị.
3.5. Phương thức điều khiển của hệ thống.
Nhóm sử dụng PLC FX5U 32MT/ES với 16 ngõ vào và 16 ngõ ra để điều khiển các các thiết bị xilanh, cảm biến, động cơ băng tải, các cụm van điện từ, để hệ thống hoạt động một các tự động.
3.6. Sơ sở lý thuyết thiết bị.
3.6.1. Giới thiệu PLC và PLC FX5U 32MT/ES.
PLC là viết tắt tiếng Anh của từ Programmable Logic Controller – Bộ điều khiển logic khả trình. Nó cho phép thực hiện linh hoạt các giải pháp điều khiển logic thông qua một ngơn ngữ lập trình, để thực hiện hàng loạt các sự kiện tùy theo yêu cầu của quá trình sản xuất và dễ dàng thay đổi nhiệm vụ bằng cách thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ.
Ưu điểm của hệ thống sử dụng PLC:
- Thích ứng với nhiều nhiệm vụ điều khiển khác nhau - Khả năng thay đổi chương trình một cách linh hoạt - Tiết kiệm không gian lắp đặt
- Dễ dàng kiểm tra chỉnh sửa lỗi
17 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
- Khơng cần các tiếp điểm…
Hình 3.3. So sánh ưu điểm hệ PLC so với kết nối cứng dùng relay và timer (nguồn
internet)
Ứng dụng: PLC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau
như:
- Điều khiển thang máy
- Điều khiển các quy trình sản xuất: Bia, xi măng, giấy, sữa, … - Các dây chuyền đóng gói bao bì, đóng thùng
- Thiết bị sấy, khai thác
- Hệ thống giữ xe, rửa xe tự động
18 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HOÀI NAM PLC FX5U: - Modum CPU
Control Scale từ 32 đến 256 điểm; tối đa 512 điểm bao gồm cả CC-Link, AnyWireALINK và remote I/O
Program memory 64000 bước (step)
Có khe cắm SD card Tối đa 4GB
Cổng Ethernet có sẵn + Kết nối trực tiếp với các PLC khác + Ghi/Đọc chương trình dùng GX Work3 qua cổng VPN.
+ Ghi/đọc các dữ liệu (data) từ PLC Cổng RS-485 có sẵn + Thích ứng cả hai chuẩn RS-485 và RS-
422
+ ứng dụng cho truyền thông với biến tần (chiều dài lớn nhất 50m. tối đa nối được 16 thiết bị.
+ truyền thông kiểu MODBUS cho phép kết nối với 32 thiết bị bao gồm các PLC khác, các cảm biến, các bộ điều chỉnh nhiệt độ.
I/O chức năng chuyên dụng Điều khiển vị trí 4 trục với xung tần số 200kHz
Bộ đếm tốc độ cao: tối đa 8 kênh với xung đầu vào 200kHz
19 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
Riêng loại FX5U cịn có sẵn 2 kênh vào A/D 12 bit và 1 kênh ra D/A 12 bit.. Đặc điểm chi tiết các vùng nhớ để sử dụng đã đề cập chi tiết ở mục vùng nhớ. CPU FX5U được chế tạo để dùng cả điện xoay chiều (85-260VAC) và một chiều
24VDC.
- Modum mở rộng:
Để mở rộng khả năng hoạt động có chế tạo sẵn các loại sau.
a). Khối I/O mở rộng dùng nguồn AC hoặc DC với 16 hoặc 32 I/O (nửa là Inputs + nửa là Outputs) có cả đầu ra role và transistor (soucing và sinking).
b) Khối đầu vào mở rộng có loại 8/16 và 32 Inputs dùng nguồn 24VDC’
c) Khối đầu ra mở rộng có loại 8/16 và 32 Outputs cả kiểu rơle và transistor (soucing và sinking).
d). Khối xung cao tốc (high speed pulse) với 8 đầu vào và 8 đầu ra.
e) Khối vào tương tự (A/D) với các loại 4 kênh và 8 kênh được chế tạo kiểu điện áp có các dải: 0-5V; 1-5V; 0-10V và dải (-10V đến +10V).
f). Khối ra tương tự (D/A) với loại 4 kênh cũng kiểu điện áp có dải như khối đầu vào tương tự
g). Khối đầu vào kết nối trực tiếp với cảm biển nhiệt độ; có loại 4 kênh và 8 kênh. Chủng loại sensor nhiệt độ từ -200oC đến 1200oC (Pt100; Ni100;… Căp nhiệt ngẫu loại K,J,T,B,R,S…).
h). Khối bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter): loại 2 kênh, tần số tối đa 200kHz. i). Khối chuyên dụng cho điều khiển chuyển động (Motion) 4 trục và 8 trục.
k).Khối chuyên dụng điều khiển vị trí 1 trục và 2 trục (tần số 200kHz).
l). Các khối mở rộng về truyền thông loại:CC-LINK; Ethernet; MODBUS; Serial communication.
20 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
m). Các khối nguồn cung cấp 5VDC dòng tải xấp xỉ 1A.
3.6.2. Băng tải
Băng tải là thiết bị chuyên dụng được dùng trong công nghiệp được cấu tạo từ hệ thống máy hoặc cơ có khả năng di chuyển một vật nặng hay một khối lượng lớn nguyên vật liệu từ điểm này tới điểm khác cách đó một khoảng cách vật lý nhất định.
Hình 3.5. Hình ảnh một số loại băng tải (nguồn internet)
Trong sản xuất, băng tải có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nhất là trong công nghiệp. Các ngành công nghiệp nặng và công nghiệp nhẹ, nhờ sự xuất hiện của băng tải con lăn đã giảm tải được rất nhiều khâu trong quá trình sản xuất nhất là đối với các nhà máy xí nghiệp có lượng ngun liệu cần vận chủn nhiều và thường xuyên. Trong xây dựng, thiết bị này chủ yếu được dùng để chuyên chở vật liệu xây dựng từ trên xuống dưới hay từ dưới lên trên ở một độ cao nhất định, đặc biệt trên mọi địa hình. Băng tải cơng nghiệp giúp giảm tải sức lao động tối đa giúp các chủ thầu tiết kiệm được tiền thuê nhân công.
Trong ngành công nghiệp nhẹ như cơng nghiệp chế biến, sản xuất máy móc điện tử, may mặc, da giày… băng tải có vị trí đặc biệt quan trọng giống như một mắt xích khơng thể tháo rời trong hệ thống. Nhờ có hệ thống này, năng suất lao động của công nhân được nhân lên đáng kể và cùng nhờ đó tỉ lệ sản phẩm làm ra cũng được tăng lên mang lại lợi nhuận lớn cho các chủ doanh nghiệp. Có thể nói băng tải cơng nghiệp là một trong những phát minh quan trọng nhất của con người với khả năng và
21 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
tác dụng to lớn băng tải đã và đang từng ngày từng giờ trở thành một thiết bị không thể nào thiếu trong sản xuất và đời sống hàng ngày.
Với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật thì hệ thống băng tải được sử dụng hầu hết trong các dây chuyền sản xuất, các cơng trình thi cơng lớn và nhỏ. Được ứng dụng trong tất cả các ngành nghề từ công nghiệp như ô tô, điện tử, chế tạo,…cho đến sản xuất hóa chất, thực phẩm, dược phẩm, bao bì, in ấn,…. Hệ thống băng tải – băng chuyền có thể được lắp đặt bất cứ nơi nào, mọi địa hình, khơng những mang lại hiệu quả kinh tế cao nó cịn giảm thiếu tai nạn trong lao động bảo đảm tính an tồn lao động cao.
22 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
Hình 3.7. Ứng dụng của băng tải trong nhà máy sản xuất nước giải khát (nguồn internet)
Cấu tạo băng tải
Băng tải gồm các cơ cấu như sau: + Khung băng tải
+ Rulo chủ động + Rulo bị động + Cơ cấu dẫn hướng + Con lăn đỡ dây + Cơ cấu tăng đơ + Dây băng tải
+ Động cơ giảm tốc…
Nguyên lý hoạt động
Khi rulô chủ động quay làm cho dây băng tải chuyển động nhờ lực ma sát giữa rulô và dây băng băng tải. Để tạo ra lực ma sát giữa rulô và dây băng tải khi dây băng tải gầu bị trùng thì ta điều chỉnh rulơ bị động để dây băng tải căng ra tạo lực ma sát giữa dây băng tải và rulô chủ động lực ma sát giữa dây băng tải và Rulô sẽ làm cho băng tải chuyển động tịnh tiến. Khi các vật liệu rơi xuống trên bề mặt dây băng tải, nó sẽ được di chuyển nhờ vào chuyển động của băng tải. Để tránh băng tải bị võng, người ta dùng các Con lăn đặt ở phía dưới bề mặt băng tải, điều này cũng làm giảm đi lực ma sát trên đường đi của băng tải. Băng tải cao su được bao bọc bởi chất liệu cao su chất lượng cao, bên trong làm bằng chất liệu Polyester, một loại sợi tổng hợp và sợi Poliamit, có đặc tính rất bền, chịu được nước, chịu được thời tiết ẩm, Dây băng tải đòi hỏi phải bền, chắc, chịu mài mòn và ma sát cao. Một yếu tố rất quan trọng là hệ số giãn dây băng tải phải rất thấp, vận chuyển được nhiều, có thể chuyển được vật liệu ở khoảng cách vừa và xa với tốc độ cao.
Các loại băng tải được sử dụng trong sản xuất và đặc điểm
- Băng tải cao su: Chịu nhiệt, sức tải lớn.
Hình 3.8. Các thành phần cơ bản của băng tải (nguồn internet)
23 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
- Băng tải xích: Khá tốt trong ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững chắc.
- Băng tải con lăn: Gồm băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn nhựa PVC, băng tải con lăn thép mạ kẽm, băng tải con lăn truyền động bằng motor.
- Băng tải đứng: Vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng. - Băng tải PVC : Tải nhẹ và thông dụng với kinh tế
- Băng tải linh hoạt: Di chuyển được
- Băng tải góc cong: Chuyển hướng sản phẩm 30 đến 180 độ.
Mỗi loại băng tải có mỗi hình dạng, chức năng và ứng dụng khác nhau, cho nên hãy cân nhắc lựa chọn cho mình loại băng tải phù hợp nhất với mục đích sử dụng. Để băng tải có thể phát huy được hết chức năng của nó phục vụ tốt cho việc vận chuyển hàng hóa thì phải lựa chọn loại băng tải có chức năng phù hợp. Đồng thời, tiết kiệm được rất nhiều chi phí và tăng năng suất cho cơng việc.
Trong những trường hợp nhất định thì sẽ sử dụng mỗi loại băng tải khác nhau cho nên cần tìm hiểu kĩ để có thể sử dụng đúng mục đích và đem lại hiệu quả cao.
3.6.3. Giao thức kết nối Ethernet và chuẩn kết nối Rs 485. 3.6.3.1. Giao thức kết nối Ethernet. 3.6.3.1. Giao thức kết nối Ethernet.
Ethernet là gì?
Ethernet là một loạt các cơng nghệ mạng và hệ thống được sử dụng trong các mạng cục bộ (LAN), nơi các máy tính được kết nối trong một khơng gian vật lý chính.
Cách hoạt động của ethernet:
Ethernet đòi hỏi kiến thức kỹ thuật trong khoa học máy tính để hiểu đầy đủ cơ chế đằng sau giao thức Ethernet. Đây là một lời giải thích đơn giản: Khi một máy trên mạng muốn gửi dữ liệu đến một máy khác, nó cảm nhận sóng mang, đó là dây chính kết nối tất cả các thiết bị. Nếu nó là miễn phí có nghĩa là khơng ai gửi bất cứ điều gì, nó sẽ gửi gói dữ liệu trên mạng, và tất cả các thiết bị khác kiểm tra gói để xem họ có phải là người nhận hay khơng. Người nhận tiêu thụ gói. Nếu đã có một gói trên đường
24 SVTH
LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM
cao tốc, thiết bị muốn gửi giữ lại khoảng một phần nghìn giây để thử lại cho đến khi nó có thể gửi.
Các tính năng hàng đầu của bộ điều khiển Ethernet:
- Bao gồm vòng 1 “hop” cho nhà cung cấp Cấp 1
- Cung cấp giá bán buôn cho tất cả các loại hình doanh nghiệp - Kết nối trực tiếp với xương sống của tàu sân bay
- Cung cấp Thỏa thuận mức dịch vụ với mọi kết nối - Cung cấp băng thông chi phí thấp
- Cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao hơn - Cung cấp ‘Cắm và Chạy’
3.6.3.2. Chuẩn kết nối Rs 485. Rs 485 là gì?
RS485 hay được biết đến với tên gọi đầy đủ là chuẩn giao tiếp RS485 hay cáp RS485, đây là phương thức giao tiếp kết nối với máy tính và các thiết bị khác. RS485 không chỉ đơn thuần là giao diện đơn lẻ mà nó chính là tổ hợp truyền thơng có khả năng tạo ra các mạng đơn giản của nhiều thiết bị.
Chuẩn giao tiếp RS485 có thể kết nối max lên đến 32 thiết bị trên một cặp dây đơn và một hệ thống dây nối đất ở khoảng cách lên đến 1200m.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của RS485 khá đơn giản, dữ liệu sẽ được truyền qua 2 dây khi xoắn lại với nhau, dây này được gọi là cáp xoắn. Khi dây được xoắn lại sẽ tạo cho RS485 khả năng chống nhiễu cao và khả năng truyền tín hiệu đường dài tốt hơn.
RS485 được chia làm 2 loại cấu hình, hiện đang được sử dụng nhiều nhất hiện nay là cấu hình 2 dây và cấu hình 4 dây. Các bạn hãy tìm hiểu nguyên lý hoạt động của 2 loại cấu hình này nhé!
25 SVTH LỮ ĐÌNH TRƯƠNG PHẠM HỒI NAM Cấu tạo Hình 3.9. Cấu tạo Rs 485
Sơ đồ chân RS 485 2 dây.