- Các bước để khởi tạo và lập trình trên phần mềm WPLSoft:
Bước 1: Cài đặt dịng PLC hoạt động và cổng truyền thơng COM cho phần mềm. Ở đây ta sử dụng PLC Delta DVP 14SS211T nên ta chọn SS2 và sử dụng cổng truyền thông RS232.
77 Bước 2: Khởi tạo tên cho các biến:
- Khởi tạo địa chỉ ngõ vào, ra và gán tên cho các địa chỉ
- Khởi tạo địa chỉ và tên cho ngõ vào PLC. X0, X1, X2 lần lượt là chân ngõ vào của
PLC được nối cảm biến 1, cảm biến 2, cảm biến 3.
Hình 5.11: Khởi tạo địa chỉ và gán tên cho địa chỉ ngõ vào PLC
- Khởi tạo địa chỉ và tên cho ngõ ra PLC. Y0, Y1, Y2 lần lượt là chân ngõ ra của
PLC được kết nối với các relay kiếng và van selenoid, biến tần để điểu khiển trạng thái của tiến lùi của xylanh, và cơ cấu vít me. Y4 được kết nối với relay kiếng điều khiển biến tần và motor bơm.
78
- Khởi tạo địa chỉ và tên cho biến M. Địa chỉ M được sử dụng để gán cho các nút
nhấn, công tắc được thiết lập trên HMI và được sử dụng làm biến trung gian để viết chương trình PLC.
Hình 5.13: Khởi tạo địa chỉ và gán tên cho địa chỉ ngõ ra PLC Bước 3: Viết chương trình PLC trên phần mềm: Bước 3: Viết chương trình PLC trên phần mềm:
79
Chương trình chính:
- Thiết lập 2 nút khởi động để điều khiển ở 2 chế độ: chế độ tự động (START
AUTO), chế độ chạy tay (START TAY). M0, M1 là địa chỉ gán cho nút nhấn khởi động auto và tay bên HMI. M6 và M7 là địa chỉ gán cho đèn báo khởi động được thiết kế bên HMI.
Hình 5.15: Viết chương trình cho thiết lập 2 nút khởi động
- Thiết lập chương trình điều khiển chế độ tự động: Sử dụng tín hiệu của cảm biến
1 và cảm biến 3 để tiền hành điều khiển cơ cấu vít me đi ra hoặc lùi về, và cảm biến 2 điều khiển quá trình chặn của xylanh. M8, M9, M10 là các biến trung gian. D50 là địa chỉ gán cho ô cài đặt thời gian an tồn trên HMI.
80
Hình 5.17: Viết chương trình phần điều khiển tự động, tiến và chặn
- Thiết lập chương trình điều khiển chế độ tay: Sử dụng các nút “TIẾN”, “LÙI”,
“CHẶN”, “DỪNG” để điều khiển cơ cấu vít me đi ra hoặc lùi về hoặc dừng lại và xylanh chặn xuống. Các biến M2, M3, M4, M14 là địa để gán cho các nút nhấn được thiết lập trên HMI. M11, M12, M13 là các biến trung gian.
Hình 5.18: Viết chương trình phần điều khiển bằng tay
- Thiết lập chương trình điều khiển động cơ bơm. M5 là địa chỉ gán cho nút nhấn
81
Hình 5.19: Viết chương trình điều khiển motor bơm
- Thiết lập chương trình ngõ ra điều khiển trạng thái của xylanh và cơ cấu vít me.
các biến trung gian M được kết nối với ngõ ra Y0 (Kết nối với relay kiếng và biến tần điều khiển cơ cấu vít me đi ra), Y1 (Kết nối với van seneliod điều khiển xylanh B chặn xuống), Y2 (Kết nối với relay kiếng và biến tần điều khiển cơ cấu vít me lùi về).
Hình 5.20: Viết chương trình ngõ ra PLC Bước 4: Mơ phỏng chương trình, kiểm tra và sữa lỗi chương trình. Bước 4: Mơ phỏng chương trình, kiểm tra và sữa lỗi chương trình.
82
Hình 5.21: Mơ phỏng chương trình, kiểm tra và sữa lỗi chương trình 5.7.3. Thiết kế giao diện cho màn hình HMI Delta trên phần mềm DOPSoft 5.7.3. Thiết kế giao diện cho màn hình HMI Delta trên phần mềm DOPSoft
- Thiết kế giao diện HMI ở 2 chế độ: Chế độ vận hành tự động (Screen_1) và chế độ vận hành bằng tay (Screen_2).
- Thiết kế cấu hình HMI bao gồm: Đèn báo các cảm biến, khung hiển thị chế độ vận hành, đèn báo xylanh và cơ cấu vít me, đèn báo bơm, các nút lệnh tiến, lùi, bơm, chặn, khởi động, khung cài đặt thời gian. Khung khiển thị thời gian chạy, nút lệnh chuyển đổi chế độ.
5.7.3.1. Phần mềm thiết kế giao diện HMI Delta DOPSoft
83
- Phần mềm DOPSoft sử dụng để thiết kế HMI Delta, nó hỗ trợ thiết kế các loại màn hình thuộc các dịng: DOP-B, HMC, DOP-W, DOP-H Series.
- Các bước thiết kế giao diện HMI trên DOPSoft.
Bước 1: Cài đặt dòng HMI sử dụng. Ở đây ta sử dụng dịng màn hình HMI Delta DOP 107BV nên chọn 107BV.
Hình 5.23: Cài đặt dòng HMI sử dụng
Bước 2: Thiết lập cổng giao tiếp RS – 232 để kết nối với PLC Delta DVP 14SS211T.
84 Bước 3: Tạo các khối lệnh.
85
Hình 5.25: Tạo các khối lệnh
Bước 4: Gán tên cho các nút.
Địa chỉ các biến gán cho nút nhấn, công tắc, đèn báo… trên HMI Địa chỉ Tên nút nhấn, công tắc trên HMI
M0 Nút nhấn “KHỞI ĐỘNG” bên tự động
M1 Nút nhấn “KHỞI ĐỘNG” bên điều khiển bằng tay M2 Nút nhấn “TIẾN”
M3 Nút nhấn “LÙI” M4 Công tắc “CHẶN” M5 Công tắc “BƠM”
M6 Đèn báo khởi động chương trình vận hành tự động M7 Đèn báo khởi động chương trình vận hành bằng tay X0 Đèn báo cảm biến 1
86
X1 Đèn báo cảm biến 2 X2 Đèn báo cảm biến 3
Y0 Đèn báo Cơ cấu vít me đi ra Y1 Đèn báo Xi lanh chặn
Y2 Đèn báo Cơ cấu vít me lùi về Y4 Đèn báo bơm
T0 Khối hiển thị thời gian chạy (Numeric Display)
D50 Khối cài đặt thời gian canh chỉnh khay (Numeric Entry)
Bảng 5.2: Địa chỉ các biến gán cho nút nhấn, công tắc, đèn báo… trên HMI
Thiết lập tên và gán địa chỉ cho các khối nút, đèn báo, khung cài đặt thời gian và hiển thị thời gian trên HMI.
- Tạo nút “BƠM”, thiết lập nút ở chế độ là công tắc và gán địa chỉ M5 cho nút trên khung Write Address.
Hình 5.26: Tạo nút nhấn “BƠM” và gán địa chỉ M5 cho nút
- Tạo nút “KHỞI ĐỘNG” ở Screen 1 (Nút khởi động ở chế độ tự động), thiết lập nút ở chế độ là nút nhấn và gán địa chỉ M0 cho nút trên khung Write Address.
87
- Tạo khối nhập thời gian Numeric Entry để cài đặt thời gian an toàn (Khoảng thời
gian cần thiết để người vận hành canh chỉnh khay). Gán địa chỉ D50 cho khối Numeric Entry ở khung Write Address (Khi thời gian của khối timer T0 bên PLC chạy tới khoảng thời gian cài đặt ở D50) thì sẽ đóng tiếp điểm lại và PLC sẽ điều khiển cho cơ cấu vít me đẩy khay ra.
Hình 5.28: Tạo khối nhập Numeric Entry gán địa chỉ D50 cho khối
88
- Thiết lập thông số thời gian tối thiểu và thời gian tối đa có thể nhập cho khối Numeric Entry (Thời gian canh chỉnh khay tối thiểu là 5s và tối đa là 1h49’).
Hình 5.29: Thiết lập thơng số thời gian tối thiểu và tối đa cho khối Numeric Entry
- Thiết lập khối hiển thị thông số thời gian chạy Numeric Display (Hiển thị thời gian chạy của khối Timer T0 bên PLC). Gán địa chỉ T0 cho khối ở khung Read Address để đọc giá trị của timer T0.
89
- Thiết lập đèn báo cảm biến 1 (Đèn sẽ sáng lên khi khay được đặt vào và chạm cảm biến hồng ngoại thứ 1). Gán địa chỉ X0 cho đèn ở khung Read Address.
Hình 5.31: Thiết lập đèn báo cảm biến 1
- Thiết lập đèn báo cảm biến 2 (Đèn sẽ sáng lên khi xylanh A đẩy khay chạm cảm biến hồng ngoại thứ 2). Gán địa chỉ X1 cho đèn ở khung Read Address.
90
- Thiết lập đèn báo cảm biến 3 (Đèn sẽ sáng lên khi vít me đẩy khay chạm cảm biến hồng ngoại thứ 3). Gán địa chỉ X2 cho đèn ở khung Read Address.
Hình 5.33: Thiết lập đèn báo cảm biến 2
- Thiết lập đèn báo bơm mứt chanh dây (Đèn sẽ sáng lên khi biến tần điều khiển motor bơm hoạt động). Gán địa chỉ Y4 (Ngõ ra PLC kết nối với biến tần) cho đèn ở khung Read Address.
91
- Thiết lập đèn báo khởi động ở chế độ tự động (Đèn sẽ sáng lên nhấn nút “KHỞI ĐỘNG” trong chương trình tự động ở Screen 1). Gán địa chỉ M6 ở khung Read Address.
Hình 5.35: Thiết lập đèn báo khởi động ở chế độ tự động
- Thiết lập đèn báo khởi động ở chế độ điều khiển bằng tay (Đèn sẽ sáng lên nhấn nút “KHỞI ĐỘNG” trong chương trình điều khiển bằng tay ở Screen 2). Gán địa chỉ M7 ở khung Read Address.
92
- Thiết lập nút chuyển trang Goto Screen, chuyển sang chế độ chạy bằng tay (Screen 2). Gán địa chỉ trang Screen_2 vào khung Goto Screen.
Hình 5.37: Thiết lập nút chuyển sang trang chế độ chạy tay Screen 2
- Thiết lập đèn báo cơ cấu vít me đẩy khay ra. Gán địa chỉ Y0 (Ngõ ra của PLC kết nối với relay kiếng và biến tần điều khiển cơ cấu vít me đi ra). Gán địa chỉ Y0 cho đèn báo ở khung Read Address để đọc tín hiệu Y0 từ PLC.
93
- Thiết lập đèn báo cơ cấu vít me lùi về. Gán địa chỉ Y2 (Ngõ ra của PLC kết nối với relay kiếng và biến tần điều khiển cơ cấu vít me lùi về). Gán địa chỉ Y2 cho đèn báo ở khung Read Address để đọc tín hiệu Y2 từ PLC.
Hình 5.39: Thiết lập đèn báo cơ cấu vít me lùi về
- Thiết lập đèn báo xylanh chặn xuống. Gán địa chỉ Y1 (Ngõ ra của PLC kết nối với relay kiếng và van selenoid 5/2 điều khiển xylanh chặn xuống). Gán địa chỉ Y1 cho đèn báo ở khung Read Address để đọc tín hiệu Y1 từ PLC.
94
- Tạo nút “KHỞI ĐỘNG” ở Screen 2 (Nút khởi động ở chế độ điều khiển bằng tay), thiết lập nút ở chế độ là nút nhấn và gán địa chỉ M1 cho nút trên khung Write Address.
Hình 5.41: Tạo nút nhấn “KHỞI ĐỘNG” ở chế độ vận hành bằng tay và gán địa chỉ
M1 cho nút
- Thiết lập nút “TIẾN” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2) đề điều cơ cấu vít me đẩy khuôn ra, thiết lập nút ở dạng nút nhấn. Gán địa chỉ M2 cho nút ở khung Write Address.
95
- Thiết lập nút “LÙI” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2) đề điều khiển cơ cấu vít me lùi về, thiết lập nút ở dạng nút nhấn. Gán địa chỉ M3 cho nút ở khung Write Address.
Hình 5.43: Thiết lập nút “LÙI” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2)
- Thiết lập nút “DỪNG” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2) đề điều khiển cơ cấu vít me dừng lại khi đang tiến tới hay lùi về, thiết lập nút ở dạng nút nhấn. Gán địa chỉ M14 cho nút ở khung Write Address.
96
- Thiết lập nút “CHẶN” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2) đề điều khiển xylanh chặn xuống, thiết lập nút ở dạng công tắc. Gán địa chỉ M4 cho nút ở khung Write Address.
Hình 5.45: Thiết lập nút “CHẶN” ở chế độ điều khiển bằng tay (Screen 2)
- Thiết lập nút chuyển trang Goto Screen, chuyển sang chế độ tự động (HMI hiển thị trang Screen 1). Gán địa chỉ trang Screen_1 vào khung Goto Screen.
97
5.7.3.2. Màn hình HMI sau khi thiết kế xong
- Chế độ vận hành bằng tay: Việc điều khiển vít me, bơm phần lớn phụ thuộc vào các nút nhấn hiển thị trên màn hình HMI.
Hình 5.47: Thiết kế màn hình HMI ở chế độ điều khiển bằng tay
- Chế độ vận hành tự động: Việc điều khiển vít me, bơm phụ thuộc hồn tồn vào các cảm biến, khi nhận tín hiệu từ cảm biến PLC sẽ kích hoạt các ngõ ra để điều khiển các thiết bị dựa trên chương trình đã lập trình sẵn và mọi tác động của thiết bị đều được hiển thị trên màn hình HMI. Thơng qua đó người vận hành có thể biết được thiết bị nào đang hư hỏng, chạy sai với chương trình từ đó tiến hành kiểm tra và sửa chữa.
98
- Thiết lập màu cho các khối đèn báo và các khối nút nhấn khi được tác động.
Hình 5.49: Thiết lập màu chế độ vận hành tự động (Screen 1)
99
Chương 6: KHẢO NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN
6.1. Khảo nghiệm
- Địa điểm khảo nghiệm: Cơng ty TNHH Cơ Khí Nơng Nghiệp Việt Nam. - Địa chỉ: 551/110/22/28 Lê Văn Khương, Hiệp Thành, quận 12.
- Người khảo nghiệm: Trần Phạm Tiến Hiền, Trần Văn Chiến, Nguyễn Đức Đạt. - Người hướng dẫn: Th.S Bùi Văn Tâm và Th.S Phạm Duy Lam.
- Dụng cụ đo: Đồng hồ bấm giờ. - Mục đích:
+ Khảo nghiệm khả năng làm việc của máy.
+ Kiểm tra đánh giá chất lượng chế tạo. - Thời gian khảo nghiệm: 05/06/2021. Các bước tiến hành khảo nghiệm:
Bước 1: Cho hỗn hợp mứt chanh dây vào phễu chứa.
Bước 2: Thơng qua màn hình HMI điều khiển bơm hoạt động. Bước 3: Đặt khay vào máy.
Bước 4: Kiểm tra, đánh giá các khn sau khi rót.
Khảo nghiệm Vít me đẩy khay Xylanh chặn Cảm biến Lượng mứt Lần 1 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều Lần 2 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều Lần 3 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều Lần 4 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều Lần 5 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều Lần 6 Đẩy đều Chặn tốt Nhạy Ra chưa đều
100 Số khn cần rót vào Số khn rót đạt u cầu Số khn rót chưa đạt yêu cầu Khay 1 88 0 88 Khay 2 88 0 88 Khay 3 88 0 88 Khay 4 88 0 88 Khay 5 88 0 88 Khay 6 88 0 88
Bảng 6.2: Thông số khảo nghiệm
101
Hình 6.2: Hỗn hợp chanh dây được rót đều vào khn
102 6.2. Đánh giá
- Thiết kế mơ hình vẫn cịn sơ sài, chưa có tính thẩm mỹ cao và đa chức năng so với một số máy bên ngoài thị trường dù vậy máy vẫn được thiết kế và chế tạo bằng inox 304 để đảm bảo yêu cầu an toàn thực phẩm, dễ dàng vệ sinh, khả năng chống chịu ăn mòn cao.
- Bơm hoạt động ổn định, hỗn hợp mứt chanh dây chảy ra ở các ống rót chưa được đồng đều.
- Hỗn hợp mứt rót vào khn chưa đạt yêu cầu.
- Hỗn hợp mứt thừa được thu hoàn toàn về phễu hứng để đưa về phễu chứa.
- Các thiết bị cảm biến, PLC, HMI, biến tần, relay kiếng, van selenoid hoạt động ổn định đặc biệc là cảm biến rất nhạy khi gặp khay đi qua và các đèn báo trên HMI đều sáng lên để nhận biết.
- Phần thiết kế HMI do chúng em cịn ít kiến thức và ít tiếp xúc với các màn hình HMI thực tế trong các nhà máy nên khâu thiết kế vẫn còn sơ sài và vẫn chưa đảm bảo được tính thẩm mỹ.
- Phân bố và sắp xếp vị trí thiết bị vẫn chưa đạt yêu cầu, đa phần các thiết bị được