Bảng 3.4: : Thông số động cơ DC giảm tốc JGB37 – 520
Ứng dụng Kéo băng tải, kéo tay gạt sản phẩm lỗi
Điện áp làm việc 12 – 30 VDC
Điện áp định mức 24 VDC
Điện áp không tải 0,12 A
Tốc độ quay 107 RPM
Lực kéo Moment 0,6 Kg.cm
3.4.4 Băng Tải
Hình 3.35: Băng tải chở thùng hàng
3.4.5 Cơng Tắc Hành Trình
Hình 3.37: Cơng tắc hành trình Bảng 3.5: Thơng số cơng tắc hành trình Bảng 3.5: Thơng số cơng tắc hành trình
Ứng dụng Phát hiện tay kéo sản phẩm chiều đi và về, tay gạt sản phẩm lỗi
Tải định mức 10 – 24 AC/DC
Điện trở cách điện 100 MΩ
Tốc độ hoạt động 1 mm/s đến 1 m/s
Tần suất hoạt động Cơ: 15.000.000 lần/phút Điện: 750.000 lần/phút
Kiểu tiếp điểm NC, NO
CHƯƠNG 4
QUẢN LÝ THƠNG TIN MƠ HÌNH
4.1 THIẾT KẾ WEB SERVER VỚI USER – DEFINED WEB PAGES
4.1.1 Chuẩn Của Trang Web – Standard Web Pages:
Web Server của S7 – 1200 cung cấp trang Web truy cập đến dữ liệu của CPU và dữ liệu quá trình (Process Data).
CPU S7 – 1200 hỗ trợ chuẩn Web mà có thể truy cập từ máy tính hoặc một thiết bị di động như sau:
- Introduction: Giới thiệu về Website
- Start Page: Giới thiệu chung về CPU
Hình 4.1: Giới thiệu thơng tin CPU 1214C DC/DC/DC
Có thể chuyển trạng thái hoạt động của CPU hoặc cho flash các đèn LED hoạt động.
- Identification – Trang định danh: hiển thị thơng tin về các thuộc tính để xác
định CPU như: Số Serial, mã đặt hàng – Oder, Version của CPU
Hình 4.2: Trang định danh của CPU S7 – 1200
- Module Information – Trang thông tin Module: cho biết tất cả các Module
liên kết với CPU, cung cấp thông tin về tất cả các module liên kết với CPU như: trạng thái hoạt động, indentification, firmware,…
- Communication – thông tin về truyền thông: hiển thị thông tin mạng của CPU
như: địa chỉ MAC, địa chỉ IP và phương thức cài đặt địa chỉ IP cho CPU.
Hình 4.4: Thông tin về truyền thông CPU
- Diagnostic Buffer – Thông tin chuẩn đốn PLC: hiển thị thơng tin sự kiện,
chuẩn đoán lỗi tương tự như chức năng Diagnotics trên Project của STEP 7. Thông tin hiển thị lên tới 50 sự kiện và được sắp xếp theo ngày giờ.
- Trạng thái biến với Variable Status: cho phép giám sát bất kỳ I/O hoặc vùng
nhớ nội của CPU. Người dùng có thể sử dụng địa chỉ trực tiếp ví dụ như I0.0,
M0.0,… PLC tag hoặc tag của khối dữ liệu DB. Khi giám sát người dùng có thể
chọn định dạng dữ liệu để giám sát. Sau khi đăng nhập, có thể sử dụng chế độ
Modify giá trị giống như khi sử dụng phần mềm TIA Portal.
- Xem thông tin Recipe và Data log – File Browser: cho phép truy cập vào vùng
nhớ Load Memory của CPU hoặc thẻ nhớ MMC để giám sát các tập tin Recipe hoặc data log đã khởi tạo.
4.1.2 Kích Hoạt Chức Năng Và Cấu Hình User – Defined Web Pages
Web Server hỗ trợ những trình duyệt Web trên PC như: - IE 8.0 đến 11.x
- Microsoft Edge
- Mozilla Firefox V22 đến V32, V42 đến V47 - Google Chrome V33 đến V38, V46 đến V47 - Apple Safari và Mobile Chrome cho iOS 9 - Trình duyệt hỗ trợ cho Android:
o Jellybean v4.3
o Kitkat v4.4
o Lollipop v5.0 đến v5.1
o Marshmellow v6.0
- Mobile Chrome cho Google Android
Khi sử dụng chức năng điều khiển HTML Browser trong Project của WinCC, Web Server hỗ trợ các màn hình SIMATIC HMI sau:
- Basic Panels: Gen 2 KTP400 to KTP1200 - Comfort Panels:
o TP700 to TP2200
o KP400 to KP1500
o KTP400
o TP700 Comfort Outdoor
Kích hoạt chức năng Web Server:
Bước 1: Chọn CPU trong cấu hình Device Configuaration
Hình 4.5: Cấu hình Device Configuaration Bước 2: Chọn Properties => Web Server Bước 2: Chọn Properties => Web Server
Bước 3: Chọn thuộc tính “Activate web server on this module”
Bước 4: Để tăng cường chức năng bảo mật chọn “Permit access only with HTTPS” Bước 5: Lựa chọn thuộc tính Enable automatic update để trang web tự động cập nhật,
10s nó sẽ cập nhật (refresh). Thời gian này có thay đổi tại trường thông tin Update interval.
Tạo khối DB cho User – Defined Web
STEP 7 khởi tạo khối dữ liệu DB từ HTML cho ứng dụng Web sau khi tác động nút
Generate Block. Khi khởi tạo khối dữ liệu DB, STEP 7 cập nhật thuộc tính các tham
số điều khiển, hiển thị, và nội dung của Web trong các khối DB này.
Hình 4.8: Khối dữ liệu DB 333 – DB 338
4.1.3 Lập Trình Khối WWW cho User – Defined Web
Chương trình người dùng trong STEP 7 phải gọi và thực thi lệnh WWW để User- Defined Web có thể truy cập Web: Instructions => Communication => Web Server => WWW
Hình 4.9: Tạo khối WWW cho User – Defined Web
Sau khi thiết kế, khởi tạo các khối dữ liệu DB cho Web, lập trình xử lý các dữ liệu để làm việc với User – Defined Web Pages thì chỉ cần tải chương trình xuống PLC và truy cập User – Defined Web từ Web chuẩn.
4.2 TRUY CẬP TRANG WEB TỪ MÁY TÍNH
Trang Web chuẩn của PLC S7 – 1200 có thể truy cập từ máy tính hoặc một thiết bị di động thông qua địa chỉ IP của CPU S7 – 1200.
- Thực hiện các bước sau để truy cập Web từ máy tính:
Bước 1: Đảm bảo rằng CPU S7 – 1200 và máy tính cùng lớp mạng Ethernet hoặc
kết nối trực tiếp với nhau qua cáp Ethernet chuẩn.
Bước 2: Mở trình duyệt Web và nhập đường link dẫn htttp://192.168.0.1. Trình
duyệt web mở trang chuẩn Introduction hoặc trang HTML mặc định của User – Defined Web nếu được lập trình cấu hình.
- Truy cập trang Web chuẩn bằng đường dẫn URL
Người dùng có thể truy cập các trang Web chuẩn chỉ định bằng đường dẫn URL. Cách thực hiện đơn giản với định dạng URL như https://192.168.0.1/<pages>.html
- https://192.168.0.1/start.html: Trang giới thiệu chung CPU
- https://192.168.0.1/indentification.html: Trang thông tin chi tiết về CPU
bao gồm serial, order và version
- https://192.168.0.1/module.html: Trang thông tin về các module của
PLC, I/O phân tán và khả năng nâng cấp firmware
- https://192.168.0.1/communnation.html: Trang thông tin về địa chỉ
mạng, thuộc tính vật lý của giao thức truyền thơng và trạng thái kết nối - https://192.168.0.1/diagnostic.html: Trang thơng tin về chuẩn đốn lỗi
- https://192.168.0.1/variable.html: Trang giám sát các biến
- https://192.168.0.1/watch.html: Trang đưa bảng giám sát biến Watch
trên STEP 7 lên Web Server
- https://192.168.0.1/filebrowser.html: Trang lưu trữ tập tin data log và
recipe
- https://192.168.0.1/index.html: Trang giới thiệu Web chuẩn
- Bảo mật truy cập:
Sử dụng mạng ảo cá nhân VPN để kết nối tới Web Server từ một mạng ngoài để bảo vệ hệ thống mạng. Người dùng sử dụng https:// thay vì http:// để truy cập trang
Web chuẩn.
4.3 TRUY CẬP TRANG WEB TỪ THIẾT BỊ DI ĐỘNG
Để truy cập S7 – 1200 từ một thiết bị di động, người dùng cần kết nối PLC đến mạng Internet, wifi cục bộ hoặc sử dụng mạng VPN để kết nối thiết bị di động đến Web Server của PLC S7 – 1200. Người dùng sử dụng Port forwarding của router wifi để gán địa chỉ IP của PLC đến 1 địa chỉ mà thiết bị di động có thể truy cập từ Internet. Nếu khơng sử dụng Port forwarding, người dùng có thể kết nối tới PLC nhưng chỉ là tín hiệu wifi cục bộ.
4.4 LẬP TRÌNH THIẾT KẾ WEB SERVER
4.4.1 Lưu Đồ Các Bước Thực Hiện Thiết Kế Web Server
Hình 4.11: Lưu đồ các bước thiết kế web server
4.4.2 Cơ Sở Về HTML Và Khởi Tạo Trang HTML
HTML là ngơn ngữ lập trình web đơn giản, được tạo thành từ các thẻ Tag và nội dung dạng text. Mỗi thẻ bao quanh một đối tượng và có thể quyết định các thuộc tính liên quan đến đối tượng đó. Các đoạn mã do người lập trình thiết kế phải chắc chắn sử dụng mã ký tự dạng UTF – 8
4.4.3 Cơ Sở Về AWP Và Các Tập Lệnh AWP Hỗ Trợ Cho WEB SERVER
AWP về cơ bản là các dòng ghi chú trong trang HTML nhưng PLC có thể biên dịch và hiểu được. Nhờ đó mà dữ liệu của PLC có thể được truy cập bởi các trang User – Defined Web.
Web Server của CPU S7 – 1200 cung cấp các lệnh AWP để thực hiện các tác vụ sau: - Đọc giá trị biến dữ liệu
- Ghi giá trị biến dữ liệu
- Đọc giá trị biến đặc biệt (special variable) - Ghi giá trị biến đặc biệt
- Thay thế giá trị số bằng văn bản (enum type) - Gán dữ liệu cho biến văn bản
- Tạo các mảng dữ liệu trong DB
Hình 4.13: Cú pháp khai báo bằng AWP
4.4.4 Phần Mềm Visual Studio Code
Visual Studio Code là một biên tập mã được phát triển bởi Microsoft dành cho Windows, Linux và macOS. VS Code hỗ trợ chức năng debug, đi kèm với Git, có syntax highlighting, tự hồn thành mã thơng minh, snippets, và cải tiến mã nguồn. VS Code cho phép tùy chỉnh, do đó, người dùng có thể thay đổi theme, phím tắt và các tùy chọn khác.
Hình 4.14: Các chức năng phụ thuộc vào ngơn ngữ của VS Code
Hình 4.16: Lập trình tiêu đề và chức năng cài đặt thơng số
Hình 4.20: Bảng trạng thái hiển thị lên Web
Hình 4.22: Hình ảnh đã lên Web
Hình 4.24: Lập trình phân loại sản phẩm
CHƯƠNG 5
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN
5.1 ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Với mục tiêu đề ra ban đầu là giải quyết được vấn đề chưa tự động, thiếu quản lý thông tin tại công đoạn ra cà phê tại nhà máy Vinacafé Biên Hịa, nhóm đã cố gắng hồn thiện mơ hình hoạt động một cách tối ưu nhất. Mơ hình hoạt động có tính liên tục, khá hiệu quả, đúng với nguyên lý hoạt động đặt ra. Sau khi hoàn thành và tiến hành chạy thử nghiệm thành cơng, nhóm đã đưa ra các vấn đề như sau:
Về ưu điểm:
- Sử dụng PLC S7 – 1200 làm công cụ tự động hóa dây chuyền phù hợp với hệ thống vừa và nhỏ;
- Phân loại đúng các sản phẩm đạt và sản phẩm không đủ khối lượng;
- Sử dụng Web Server làm tối ưu khả năng quản lý thông tin về hệ thống mà không cần dùng các phần mềm quá nặng, phức tạp từ TIA Portal hay WinCC;
- Nhóm nắm bắt được nguyên lý hoạt động, khả năng lập trình TIA Portal và Web Server;
Về nhược điểm:
- Giao diện Web còn đơn giản chưa quá chuyên nghiệp;
- Lập trình Web bằng VS Code cịn phức tạp, các thành viên trong nhóm chưa nắm bắt được hết;
- Chưa tối ưu được lên Mobile Web; - Cân Loadcell chưa ổn định;
5.2 KẾT LUẬN
Trong đề tài Thiết kế mơ hình phân loại sản phẩm theo khối lượng, đóng gói và quản lý thơng tin sử dụng PLC S7 – 1200 nhóm đã đưa ra tóm tắt kết luận sau:
Chương 1 nhóm giới thiệu quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê hòa tan để áp dụng mơ
hình vào cơng đoạn sản xuất chưa tự động cịn sử dụng sức người là chính. Lý do nhóm làm mơ hình giải quyết được các vấn đề tồn đọng:
- Giảm hao hụt nguyên liệu - Giảm sức lao động trực tiếp
- Tăng độ chính xác cân nặng của sản phẩm - Tiết kiệm năng lượng
- Năng suất, công suất sản xuất sản phẩm tăng lên
Chương 2 nhóm trình bày cơ sở lý thuyết về PLC S7 – 1200, bộ điều khiển này phù hợp
với hệ thống vừa và nhỏ. Hiểu rõ hơn về các thông số CPU Siemens, cụ thể CPU sử dụng trong mơ hình là CPU 1214C, cùng với đó là các khối hàm, bộ định thì, bộ đếm, các vùng nhớ, địa chỉ và kiểu dữ liệu của PLC S7 – 1200 .
Giới thiệu phần mềm lập trình TIA Portal V15.1, sử dụng ngơn ngữ lập trình LAD: ngơn ngữ lập trình theo sơ đồ mạch.
Chương 3 Thiết kế mơ hình, chương này nhóm đã đưa các sơ đồ - bản vẽ - giải thích
nguyên lý hoạt động – phần khí cụ điện và cách lập trình phần mềm. Cách cài địa chỉ IP, mạng truyền thông Ethernet cho PLC S7 – 1200. Code và các khối lập trình mơ hình, xử lý tín hiệu analog loadcell.
Phần khí cụ điện giới thiệu các thiết bị sử dụng trong mơ hình như loadcell, động cơ DC, cảm biến và băng tải.
Chương 4 nhóm trình bày thiết kế web server, các bước thiết kế lập trình web, giới thiệu
truy cập trang web server PLC. Có thể sử dụng máy tính hoặc thiết bị di động thông qua Ethernet nhập địa chỉ IP của CPU.
Thời gian làm đồ án vừa qua là thử thách cho bản thân mỗi thành viên, do đại dịch Covid – 19 đang khơng có dấu hiệu suy giảm tính đến thời điểm hiện nay, vì vậy nhóm chỉ có thể chuẩn bị thiết bị, vật tư mơ hình trong tháng 5. Thời điểm tháng 6, tháng 7 và tháng 8 giãn cách xã hội theo chỉ thị 16 của Chính Phủ, nhóm đã khơng thể gặp mặt và bàn bạc cụ thể với Thầy hướng dẫn, nhưng team đã vượt lên để hồn thiện gần như 90% mơ hình đi vào hoạt động. Quá trình cùng nhau làm việc vừa qua nhóm đã đúc rút các điểm đáng chú ý sau:
- Cần tìm hiểu và học kinh nghiệm làm việc nhóm để nâng cao hiệu quả trong cơng việc;
- Đáp ứng và thực hiện đúng yêu cầu công việc được giao; - Cũng cố cơ sở lý thuyết chuyên môn về PLC, lập trình Web; - Ln ln chủ động, nhanh nhẹn trong cơng việc;
Những điều chưa đạt được và khó khăn:
- Mỗi thành viên đều có điểm mạnh yếu khác nhau nên khi kết hợp vẫn chưa đoàn kết đi đến thống nhất;
- Khả năng lập trình và ứng dụng thực tế cịn chưa tốt;
- Phân phối công việc chưa được hợp lý, cần sắp xếp thời gian làm việc phù hợp;
Tuy vậy, đây là một bài học lớn với nhóm để hồn thiện bản thân, ứng dụng được tốt từ
mơ hình đến thực tế, có mơ hình áp dụng cho mục tiêu kinh doanh nhưng phải ra được
tiền cho doanh nghiệp là cốt lõi nhóm hướng tới. Nếu khơng có những đóm lửa nhỏ thì
khơng bao giờ có những biến chuyển lớn. Chắc chắn rằng khoảng thời gian sau này nhóm đã có được kinh nghiệm về dây chuyền sản xuất, là cơ sở để tự tin đưa ra các giải pháp tự động hóa cho các doanh nghiệp. Khơng chỉ dừng lại phân loại sản phẩm cà phê, mà mơ
Một lần nữa, Nhóm cảm ơn Trường Đại Học Cơng Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ cho
nhóm thời gian hồn thành đồ án. Đã gắn bó với Hutech cùng nhiều kỷ niệm, chắc chắn rằng tuổi thanh xuân với Hutech là một trang sách đẹp đẽ nhất của bản thân mỗi thành viên.