5. BỐ CỤC ĐỒ ÁN
3.2.6. Lập trình để kích hoạt trang web chúng ta tự định nghĩa:
Để trang web chúng ta tự định nghĩa hoạt động và hiện lên trong trang web chuẩn của PLC s7-1200 thì bắt buộc phải lập trình bằng một khối dữ liệu trang chƣơng trình chính của TIA.
Khối dữ liệu đó là khối WWW, bằng cách gọi lệnh WWW và thiết lập các thông số.
Hình 3. 18. Khối lệnh WWW Chƣơng trình minh họa:
Hình 3. 19. Chƣơng trình minh họa WWW Ngõ vào CTRL_DB là cho biết giá trị bắt đầu của khối BD Ngõ ra RET_VAL là giá trị trả về.
49 3.3. TRUY CẬP WEB SERVER
3.3.1. Truy cập Web Server trên mạng LAN
Để có thể truy cập vào Web Server của PLC trong mạng LAN. PLC với một địa chỉ IP tĩnh sẽ đƣợc kết nối vào Router có nhiều cổng kết nối. Các máy tính cần sử dụng Web Server để điều khiển PLC sẽ đƣợc kết nối vào chung Router và sử dụng trình duyệt nhập địa chỉ IP của PLC để vào Web Server của PLC [2].
Ví dụ: IP PLC 192.168.1.2
Hình 3. 20. Sơ đồ liên kết trong mạng LAN
3.3.2. Truy suất Web Server trên mạng WAN
Để có thể truy cập Web Server của PLC từ mạng ngoài (internet). IP của PLC phải đƣợc gán vào Router Internet và mở cổng cho địa chỉ IP đó trên Router. Máy tính từ mạng ngoài nhập địa chỉ IP tĩnh của Router và cổng thì sẽ truy cập đƣợc vào Web Server của PLC.
Ví dụ: IP PLC: 192.168.1.2
- IP PLC đƣợc gán vào Router và mở cổng: 192.168.1.2 và cổng 80 (cổng http)
- IP tĩnh của Router Internet (IP của router trên internet): 42.119.229.13
Vậy địa chỉ nhập vào trình duyệt của các máy tính truy cập Web Server của PLC từ mạng internet: 42.119.229.13:80. Máy tính sẽ theo địa chỉ IP tĩnh của Router truy cập đến Router và vào cổng 80 của router để vào thẳng địa chỉ 192.168.1.2 trang Web Server của PLC hiện ra.
50
Hình 3. 21. Sơ đồ liên kết trong mạng WAN
3.4. THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG WEB SERVER ĐIỀU KHIỂN PLC
3.4.1. Thực nghiệm sử dụng Web Server điều khiển PLC bằng mạng Internet
Nguyên lý hoạt động của thực nghiệm [6]:
PLC đƣợc kết nối internet thông qua Router ADSL TP Link TD 8840T. PLC đƣợc gán địa chỉ IP và mở cổng trong Router ADSL. Sử dụng máy tính đƣợc kết nối Internet thông qua mạng khác ( mạng ADSL, mạng 3G... mạng khác mạng ADSL đang sử dụng cho PLC) trong thực nghiệm máy tính truy cập đƣợc sử dụng mạng 3G Viettel.
Thông số kỹ thuật cài đặt:
- IP tĩnh hoạt động trong mạng LAN của PLC: 192.168.1.221
- IP tĩnh hoạt động trong mạng LAN của Router ADSL: 192.168.1.1 - IP tĩnh hoạt động trong mạng Internet của Router ADSL: 42.119.229.13 - Cổng cần mở cho PLC khí gán IP vào Router: port 80 (HTTP_Server)
3.4.1.1. Kết nối các thiết bị xây dựng hệ thống liên kết của ví dụ
PLC đƣợc kết nối với Router ADSL TP-Link TD-8840T thông qua cáp Ethernet màu vàng. Router ADSL TP-Link TD-8840T đƣợc kết nối với mạng Internet thông qua line FPT.
51
Hình 3. 22. Các thiết bị kết nối của Ví dụ
Máy tính dùng để truy cập từ mạng khác mạng ADSL FPT mà PLC sử dụng, đƣợc kết nối với Internet thông qua Dcom 3G Viettel.
52
3.4.1.2. Thực hiện các thao tác cài đặt IP PLC vào Router ADSL
Cài đặt địa chỉ IP tĩnh cho PLC trong mạng LAN.
Hình 3. 24. Cài đặt giá trị IP của PLC
Mở trình duyệt web truy cập vào địa chỉ http://192.168.1.1 . Đăng nhập bằng tài khoản: admin ; mật khẩu: admin. Để vào đƣợc cài đặt của của Router ADSL.
53
Giao diện cài đặt Router ADSL TP Link TD 8840T hiện ra, click vào Tag Advance Setup và chọn phần NAT.
Hình 3. 26. Công cụ NAT trong Advanced Setup
Giao diện NAT hiện ra chọn phần Virtual Server để thực hiện thao tác mở cổng. Trong giao diện Virtual Server dòng Application chọn HTTP_Server (port 80) và điền địa chỉ IP của PLC 192.168.1.221 vào dòng Local IP Address và nhấn Save hoàn tất cài đặt.
54
Sử dụng trình duyệt vào địa chỉ http://www.yougetsignal.com. Trang web sẽ cung cấp địa chỉ IP tĩnh trên Internet của Router 42.119.229.13 và kiểm tra cổng 80 đã mở thành công chƣa nhấn nút Check nếu dòng bên dƣới báo "Port 80 is open on 42.119.229.13".
Hình 3. 28. Kiểm tra Port và IP tĩnh Router
3.4.1.3. Thao tác truy cập Web Server từ mạng Internet
Máy tính dùng để truy cập Web Server đƣợc kết nối Internet thông qua Dcom 3G Viettel ( PLC đƣợc kết nối vào Internet thông qua mạng ADSL FPT nên hai mạng này khác nhau liên kết với nhau thông qua Internet).
55
Trên máy tính truy cập mở trình duyệt Web vào địa chỉ http:// 42.119.229.13:80 (IP tĩnh của Router ADSL: cổng đã mở để dẫn đến ứng dụng Web Server của PLC).
Hình 3. 30. Web Server PLC S7-1200 hiện lên trên Internet
Trang Web Server hiện ra nhấn Enter để vào bên trong. Đăng nhập PLC bằng tài khoản: admin ; mật khẩu: 123654. Vào phần User Pages chọn Homepage of the application. Hiện ra trang web ngƣời lập trình đã tạo.
56
Hình 3. 32. Trang chúng ta điều khiển
3.4.2. Thực hiện tao tác điều khiển PLC
Nhấn nút Start thì bóng đèn 220VAC đƣợc bật sáng và đèn báo đèn đã bật đƣợc bật chuyển sang xanh.
57
Nhấn nút Stop thì bóng đèn tắt và đèn báo đèn đã bật đƣợc chuyển sang màu đỏ.
Hình 3. 34. Đèn đã đƣợc tắt thông qua điều khiển từ Internet
Ghi giá trị muốn ghi xuống PLC nhấn nút "Cai Đat Gia Tri", giá trị vừa đƣợc ghi sẽ đƣợc ghi xuống PLC và hiển thị giá trị vừa đƣợc ghi trên web thông qua mục "Giá trị đã ghi vào PLC: ".
58
Hình 3. 36. Tải giá trị xuống PLC thành công.
Hoàn tất thực nghiệm về sử dụng máy tính thông qua Internet truy cập Web Server và điều khiển PLC bật tắt đèn.
Kết quả thu đƣợc:
- Kết nối và truy cập vào Web Server của PLC S7-1200 bằng cách sử dụng trình duyệt Web của máy tính sử dụng mạng Internet.
- Sử dụng Web Server điều khiển PLC chấp hành lệnh bật và tắt bóng đèn 220VAC.
59
CHƢƠNG 4
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
MÁY PHA MÀU TỰ ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
4.1. LÝ DO CHỌN MÔ HÌNH
Sơn là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng, chủ yếu là sơn phủ bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt đối tƣợng sử dụng đồng thời cũng là hình thức trang trí thẩm mỹ, chính vì vậy màu sắc của sơn là một yếu tố quan tâm của k h á c h hàng. Đa số việc pha Pha màu hiện nay trên thị trƣờng đều đƣợc thực hiện trên phƣơng pháp thủ công (tức theo kinh nghiệm). Chính vì vậy độ chính xác không cao, sản phẩm sản xuất ra đôi khi không theo mong muốn, tỷ lệ phế phẩm nhiều, năng suất thấp, lãng phí sức lao động, thời gian, …
Để loại bỏ những nhƣợc điểm trên. Cũng nhƣ để tạo ra những sản phẩm theo mong muốn, chỉ bằng một thao tác đơn giản, đƣa bộ điểu khiển lập trình PLC vào để thực hiện cụ thể là một dây chuyền sản xuất tự động: “Hệ Thống Pha màu Tự Động và phân loại sản phẩm”.
Mô hình này có thể sử dụng trong hệ thống trộn bêtông và một số lĩnh vực khác nhƣ pha chế hoá chất, thực phẩm, …
4.2. HƢỚNG THỰC HIỆN MÔ HÌNH
- Nghiên cứu mô hình máy pha màu từ các bồn chứ vật liêu cơ bản (các màu cơ bản và thành phần để tổng hợp nên màu cơ bản).
- Ấn định sản xuất một số màu từ các màu cơ bản ( vàng, xanh, đỏ). - Ấn định sản xuât theo dung tích ( 1lit, 1.5lit, 2lit).
- Sử dụng các bộ timer để tính thời gian trộn và xả sản phẩm...
- Sử dụng Web Server để ngƣời điều hành có thể lựa chọn sản phẩm và khối lƣợng mong muốn.
- Web Server điều khiển PLC để tác động đóng mở các van cấp nguyên liệu, máy bơm và điều khiển động cơ trộn băng tải phân loại khối lƣợng.
- Lập trình điều khiển PLC.
- Thiết kế giao diện về mô hình và bảng điều khiển trên Web Server để dễ dàng trong việc giám sát và điều khiển.
60 - Kết nối mô hình với các PC điều khiển.
- Thi công mô hình và điều khiển mô hình hoàn toàn hoạt động.
4.3. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH
4.3.1. PLC Simatic S7-1200
PLC Simatic S7-1200 đƣợc lập trình để điều khiển các thiết bị: van điện từ, bơm nguyên liệu, động cơ trộn, cảm biến, động cơ băng tải, động cơ phân loại.
Hình 4. 1. PLC S7-1200
4.3.2. Khí cụ điện CB
Hình 4. 2. Khí cụ điện CB
CB bảo vệ là khí cụ điện dùng để đóng mạch điện động lực và các thiết bị phụ tải có công suất lớn. CB của mô hình dùng để đóng điện cho hệ thống hoạt động. Thông số kỹ thuật:
Điện áp cung cấp: 220 VAC/50Hz Cƣờng độ dòng điện định mức: 20A
4.3.3. Relay trung gian
Hình 4. 3. Relay trung gian
61
Relay trung gian là một khí cụ điện đƣợc dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động. Đây là một loại relay điện áp, nguyên lý hoạt động tƣơng tự nhƣ contactor.
Relay trung gian cho cƣờng độ dòng điện nhỏ đi qua.
Relay trung gian có những tiếp điểm thƣờng đóng và tiếp điểm thƣờng mở. Trong mô hình sử dụng 10 Relay trung gian.
06 Relay trung gian loại 220VAC/5A dùng để cấp nguồn 220VAC cho 05 cuộn dây của van điện từ và 03 bơm.
04 Relay trung gian loại 220VAC/5A dùng để cấp nguồn 12VDC cho 01 động cơ DC làm nhiệm vụ trộn và 02 động cơ DC kéo băng tải và 01 động cơ DC sử dụng làm gạt phân loại.
4.3.4. Van điện từ
Hình 4. 4. Van điện từ
Van điện từ là một khí cụ điện đƣợc dùng trong lĩnh vực điều khiển sự đóng ngắt các van bằng cách cấp nguồn cho các cuộn dây bên trong van
Thông số kỹ thuật:
Điện áp cuộn dây: 220VAC 50/60Hz.
4.3.5. Bơm nguyên liệu
Hình 4. 5. Động cơ bơm sơn
62
Đây là loại bơm nƣớc cho bể cá hoặc những bể nƣớc nhỏ . Thống số kỹ thuật:
Điện áp cấp: 220VAC 50Hz 40W. Chiều cao cột nƣớc tối đa: 1.8m. Lƣu lƣợng nƣớc: 2800L/H.
4.3.6. Bộ nguồn
Hình 4. 6. Nguồn biến áp
Đây là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện 220VAC kết hợp cầu diot thành điện áp 24VDC và 12VDC cung cấp cho các thiết bị điện trong hệ thống.
4.3.7. Động cơ DC
Hình 4. 7. Động cơ DC
Động cơ DC là thiết bị chuyền động chuyên dùng cho cơ cấu nâng, kẹp, trƣợt. Thông số kỹ thuật:
Nguồn 24VDC, tốc độ 70vòng/phút ,công suất 7w. Momen xoắn cực đại 1.9N.m.
63
4.3.8. Cảm biến áp suất
Hình 4. 8. Cảm biến áp suất
Bộ cảm biến áp suất đƣợc sử dụng để đo thể tích cũng nhƣ khối lƣợng mực chất lỏng, cảm biến áp suất chuyển đổi áp suất của cột nƣớc trong bồn thành giá trị dòng điện [5].
Thông số kỹ thuật:
Điện áp cung cấp: 24VDC. Thang đo áp suất: 0 - 100kPa. Tín hiệu ra: 1 - 5VDC.
4.3.9. Công tắc hành trình
Hình 4. 9. Công tắc hành trình
Công tắc hành trình là thiết bị đƣợc gắn trên băng tải khi có vật đi qua làm đóng tiếp điểm (có thế là thƣờng đóng hoặc thƣờng mở) cho dòng điện đi qua hoặc ngắt dòng điện. Dẫn đến tín hiệu ngõ vào PLC tích cực lên hoặc xuống.
Thống số kỹ thuật:
64
4.4. SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CÁC QUY ƢỚC TRONG MÔ HÌNH
4.4.1. Sơ đồ kết nối PLC
Hình 4. 10. Sơ đồ kết nối PLC
4.4.2. Mạch động lực
65
Bảng 4. 1. Địa chỉ mạch động lực và sơ đồ kết nối PLC
Ký hiệu Tên
C1 Cuộn dây relay bơm và van A C2 Cuộn dây relay bơm và van B C3 Cuộn dây relay bơm và van C C4 Cuộn dây relay van bồn định lƣợng C5 Cuộn dây relay van bồn trộn C6 Cuộn dây relay động cơ DC trộn C7 Cuộn dây relay động cơ DC băng tải chính C8 Cuộn dây relay động cơ DC băng tải phụ C9 Cuộn dây relay động cơ DC cần gạt phải C10 Cuộn dây relay động cơ DC cần gạt trái
4.5. YÊU CẦU KỸ THUẬT PHƢƠNG PHÁP PHA MÀU SƠN
Để pha trộn đƣợc một màu sơn nào đó chúng ta phải tìm hiểu kỹ thuật về pha chế màu, nắm bắt đƣợc tỷ lệ giữa các màu cơ bản là bao nhiêu [4].
Yêu cầu: - Các màu sơ phải có màu chuẩn.
- Hỗn hợp phải đƣợc khuấy trộn đều đặn.
Do hạn chế thiết bị trong mô hình nên chỉ có thể dùng 3 màu cơ bản để sản suất ra một số màu nhất định với các mức dung tích cố định và phân loại theo khối lƣợng.
Một số thành phần các màu cơ bản:
Bảng 4. 2. Thông số tỷ lệ màu pha [3] Màu sp\Màu chuẩn Vàng Xanh dƣơng Đỏ
Xanh lục 45% 45% 10%
Tím 10% 45% 45%
Cam 45% 10% 45%
Xanh dƣơng - Xanh 30% 60% 10%
Xanh - Tím 10 60% 30%
66
Trƣớc khi chuẩn bị pha màu cần xem kỹ màu mẫu mà đối chiếu để tăng hoặc giảm một màu thứ màu chính nào đó cho đạt tiêu chuẩn.các màu pha lẫn phải khuấy thật đều với nhau cho các màu sơn tan hoàn toàn.pha chế màu sơn phải theo công thức tỷ lệ phần trăm nhƣ bảng hƣớng dẫn.
Tuy nhiên cần phải linh hoạt tăng hoặc giảm để đạt đƣợc màu sắc thích hợp và đẹp mắt,vì ngay trong một thùng sơn cùng màu thùng sơn đặc thì màu sắc đậm hơn thùng sơn loãng.
Khi pha chế màu sơn cần chú ý không đƣợc pha lẫn màu sơn gốc dầu với sơn gốc nhựa tổng hợp,vì thành phần hóa học của hai loại sơn này khác nhau về cơ bản.
Trong khi pha chế màu sơn nếu gặp trƣờng hợp sơn đặc không đủ độ nhớt theo tiêu chuẩn thì cần pha dung môi và dầu sơn theo từng loại sơn để đảm bảo độ nhớt sau đó mới pha chế màu sơn.
Sau khi đã pha màu xong cần phải xem thử để kiểm tra màu sơn trƣớc khi đƣa vào sản suất hàng loạt sản phẩm.
Trong mô hình này sử dụng nƣớc màu đề thay sơn thật.
4.6. ĐIỀU KHIỂN MÁY PHA MÀU TỰ ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI
4.6.1. Quy trình xử lý điều khiển
Hình 4. 12. Quy trình xử lý điều khiển.
Các lệnh và giá trị dữ liệu đƣợc nhập từ giao diên Web Server. PLC có nhiệm vụ xử lý thông tin từ Web Server.
Các thiết bị có nhiệm vụ chấp hành lệnh của PLC đƣa ra.
Nhập dữ liệu PLC xử lý
Giao diện Web Server
Cơ sở dữ liệu Các thiết bị chấp hành
67
4.6.2. Quy định địa chỉ vào ra trong PLC
Bảng 4. 3. Bảng phân địa chỉ vào và ra PLC
Địa chỉ Thiết bị chấp hành Kí hiệu Chức năng
I0.5 Công tắc hành trình cb bang tai chinh 1 Nhận biết thùng ở đầu băng tải chính
I0.6 Công tắc hành trình cb bang tai chinh 2 Nhận biết thùng ở cuối băng tải chính
I0.7 Công tắc hành trình cb gat phai Nhận biết cần gạt qua phải I1.0 Công tắc hành trình cb gat trai Nhận biết cần gạt qua trái I1.1 Công tắc hành trình cb chinh giua Nhận biết cần gạt ở giữa I1.2 Công tắc hành trình cb bang tai phu 1 Nhận biết thùng ở đầu băng
tải phụ
I1.3 Công tắc hành trình cb bang tai phu 2 Nhận biết thùng ở cuối băng tải phụ
Q0.0 Bơm và Van Bom A Cấp sơn thành phần A
Q0.1 Bơm và Van Bom B Cấp sơn thành phần B
Q0.2 Bơm và Van Bom C Cấp sơn thành phần C
Q0.3 Van van DL Xả bồn định lƣợng
Q0.4 Van van tron Xả bồn trộn
Q0.5 Động cơ dc tron Trộn hỗn hợp sơn
Q0.6 Động cơ tai chinh Kéo băng tải chính
Q0.7 Động cơ tai phu Kéo băng tải phụ
Q1.0 Động cơ phan loai phai Kéo cần gạt phải
Q1.1 Động cơ phan loai trai Kéo cần gạt trái