VIẾT CHƯƠNG TRÌNH PLC

3.1.1. Thuật Toán  Thuật toán chính Begin Start==1? Auto==1? Man==1?

Gọi chương trình con Auto Gọi chương trình con Man

Stop==1? Đ Đ Đ Đ s s s s

 Thuật toán chế độ tự động CB_TB=1? T2=2 S ? BT1=0 Xylanh2=1 XILANH2= 0 BT1=1 CB_CAO=1 ? T1=2 S ? BT1 = 0 Xylanh1=1 XILANH1=0 BT1=1 Đặt số sp thấp cần đóng hộp: x BT2=1 CB_THUN G =1? BT2=0 BT1=1 AUTO CB_THẤP= 1? Counter = x (sp) ? T4=3 S ? BT1=1 Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ S S S S S S S

 Thuật toán chế độ bằng tay CB_THU NG =1? Đặt số sp thấp cần đóng hộp: x BT2=1 MAN NUT BT2 =1? Đ S S Đ BT2=0 NUT BT2 =1? BT1=1 NUT BT1 =1? BT1=0 BT2=1 NUT BT2 =0? Đ Đ S S Đ S CB_TB= 1? T2=2 S ? Xylanh2=1 NUT XL2 =1? S Đ S Đ S Đ S CB_CAO =1? T1=2 S ? Xylanh1=1 NUT XL1 =1? S Đ S Đ Đ S CB_THẤ P=1? Counter = x (sp) ? T4=3 S ? S Đ Đ

3.1.2. Chương trình

 Bảng phân công đầu vào, ra.

Tên Gọi Địa Chỉ Giải Thích

Start I0.0 Nút nhấn khởi động hệ thống

Stop I0.1 Nút nhấn để dừng hệ thống

Auto I0.2 Nút nhấn để chọn chế độ hoạt động tự

động

Sensor_box I1.0 Cảm biến nhận biết hộp

Sensor_high I1.1 Cảm biến nhận biết sản phẩm cao

Sensor_average I1.2 Cảm biến nhận biết sản phẩm trung bình

Sensor_short I1.3 Cảm biến nhận biết sản phẩm thấp

DenBao_HT Q0.0 Đóng cắt điện cung cấp cho đèn báo hệ

thống hoạt động

DC1 Q0.1 CTT đóng cắt điện cung cấp cho động

cơ 1

DC2 Q0.2 CTT đóng cắt điện cung cấp cho động

cơ 2

Xylanh_1 Q0.3 CTT đóng cắt điện cung cấp cho xylanh

Xylanh_2 Q0.4 CTT đóng cắt điện cung cấp cho xylanh

DenBao_Auto Q0.6 Đóng cắt điện cung cấp cho đèn báo chế

độ tự động

DenBao_Stop Q0.7 Đóng cắt điện cung cấp cho đèn báo hệ

thống dừng hoạt động

 Code chương trình.

3.2. Thiết Kế Giao Diện WinCC

3.2.1. Tạo biến liên kết trên PC-Access 1.0

Hình 3.1. Tạo biến liên kết trên PC Access

3.2.2. Giao diện

3.2.2.2. Giao diện điều khiển trong chế độ tự động

Hình 3.3. Giao diện điều khiển chế độ tự động

3.2.2.3. Giao diện điều khiển trong chế độ bằng tay

Hình 3.4. Giao diện điều khiển chế độ bằng tay

Chương 4

THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MÔ HÌNH DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

4.1. CẤU TẠO MÔ HÌNH

Mô hình thực tế được thiết kế bao gồm cấu tạo như sau: - Phần khung mô hình: được làm bằng thép và gỗ.

- Phần băng tải:

+ Gồm có hai con lăn đặt ở vị trí hai đầu băng tải. Hai con lăn truyền lực và kéo băng tải nhờ hai dây cao su.

+ Mặt băng tải được làm bằng nhựa mềm quấn tròn xung quanh 2 con lăn. Sản phẩm được đặt chạy trên mặt băng tải.

- Các máng hứng sản phẩm.

- Các động cơ DC1, DC2 là động cơ 1 chiều 24V. DC 1 là động cơ có nhiệm vụ kéo quay mặt băng tải 1 thông qua dây cao su với con lăn phía trên. DC 2 là động cơ có nhiệm vụ kéo quay băng tải 2.

- Xylanh 1và 2 có nhiệm vụ đẩy các sản phẩm tương ứng ra các máng phân loại.

- Các cảm biến: CB1, CB2, CB3, CB4. Các cảm biến được sử dụng là cảm biến quang E3F3-ᴐ31, loại 3 dây của hãng omron. Các cảm biến được gắn bên cạnh mặt băng tải. CB1 được gắn bên cạnh mặt băng tải 1 cao hơn 10cm so với mặt băng tải. CB2 được gắn bên cạnh mặt băng tải 1 cao hơn 5cm so với mặt băng tải. CB3 được gắn bên cạnh mặt băng tải 1 cao hơn 2cm so với mặt băng tải. CB4 được gắn bên cạnh băng tải 2 với nhiệm vụ xác định vị trí thùng hàng.

- Các role để đóng cắt điều khiển các thiết bị như động cơ, van điện từ, đèn báo…

- Hệ thống bình nén khí, ở phạm vị mô hình nhỏ nên chúng tôi chỉ sử dụng loại bình nén khí tự chế. Được sử dụng để cung cấp khí cho các xylanh hoạt động.

- Nút nhấn là loại nút nhấn không tự giữ, được dùng để điều khiển hoạt động hệ thống.

STT Tên Địa chỉ Chức năng

1 Start Ấn Start thì hệ thống sẵn sàng hoạt động. Chờ

người vận hành chọn chế độ vận hành.

2 Stop Ấn Stop thì toàn bộ hệ thống dừng lại.

3 Auto Ấn Auto để chọn chế độ làm việc của hệ thống

là tự động.

+ Các sản phẩm và hộp đựng:

Sử dụng loại hộp có kích thước vuông vừa đủ để đựng sản phẩm thấp. Có 3 loại sản phẩm: sản phẩm cao, sản phẩm trung bình, sản phẩm thấp. Cả ba sản phẩm đều được làm bằng nhựa.

- Sản phẩm cao có kích thước hình trụ π,h = 30x100. - Sản phẩm trung bình có kích thước hình trụ π,h = 30x50. - Sản phẩm thấp có kích thước hình trụ π,h = 30x20.

4.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH

Trong mô hình trình bày có 3 loại sản phẩm khác nhau về kích thước. Đây chính là đặc điểm được sử dụng để phân loại và đếm sản phẩm . Qua kích thước của sản phẩm mà chúng tôi chia thành 3 loại là sản phẩm cao, sản phẩm trung bình và sản phẩm thấp.

Khi ta ấn Start thì toàn bộ hệ thống sẵn sàng hoạt động sau đó chọn chế độ điều khiển thì hệ thống bắt đầu làm việc.

Hình 4.1.Nút ấn

4.2.1. Chế độ hoạt động tự động

Các bước hoạt động của mô hình trong chế độ này:

1. Đặt số sản phẩm thấp cần đóng hộp trên giao diện giao tiếp WinCC. 2. Khởi động băng tải 2, và băng tải 2 đưa hộp đến vị trí cảm biến nhận biết hộp và cảm biến xuất tín hiệu báo có hộp thì khởi động băng tải 1 để đưa sản phẩm đến phân loại.

3. Khi có sản phẩm cao đi qua cảm biến quang nhận tín hiệu đưa về PLC, khi sản phẩm đi qua hoàn toàn PLC bắt sườn xuống của tìn hiệu cảm biến đưa vào làm bộ đếm counter đếm, lúc này wincc đọc tín hiệu từ

counter và hiển thị ra màn hình. Sau 1 khoảng thời gian trễ đã được tính toán để sản phẩm đi đến đúng vị trí xylanh thì PLC xuất ra tín hiệu cho van điện từ điều khiển xylanh hoạt động đẩy sản phẩm ra máng vận chuyển sản phẩm cao.

4. Khi có sản phẩm trung bình đi vào băng tải. Do sự sắp xếp chiều cao các cảm biến khác nhau mà cảm biến cao sẽ nẳm cao hơn sản phẩm trung bình và thấp nên nó không thể phát hiện ra 2 loại sản phẩm thấp và trung bình. Khi cảm biến trung bình phát hiện vật phẩm nó cũng thao tác tương tự như với sản phẩm cao .

5. Khi sản phẩm thấp xuất hiện trên băng tải. Nó đi qua 2 cảm biến cao và trung bình đến với cảm biến thấp. Khi này cảm biến thấp có nhiệm vụ đưa tín hiệu vào PLC để đếm sản phẩm thấp, và sản phẩm thấp sẽ đi thẳng về cuối băng tải để đưa vào hộp đựng sản phẩm cần đóng. Khi số sản phẩm thấp ở trong hộp bằng với số sản phẩm thấp đã đặt thì kích hoạt băng tải 2, đồng thời dừng băng tải 1. Sau đó hệ thống tiếp tục hoạt động lại như ban đầu.

4.2.2. Chế độ hoạt động bằng tay

Các bước hoạt động của mô hình trong chế độ này:

1. Chọn chế độ bằng tay. Đặt số sản phẩm thấp cần đóng hộp trên giao diện giao tiếp WinCC.

2. Khởi động băng tải 2, và băng tải 2 đưa hộp đến vị trí cảm biến nhận biết hộp và cảm biến xuất tín hiệu báo có hộp thì khởi động băng tải 1 để đưa sản phẩm đến phân loại, trong quá trình hoạt động ta có thể điều

6. Ta có thể cùng lúc đóng cả sản phẩm cao, trung bình, thấp nếu muốn.

4.3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH4.3.1. Động Cơ Một Chiều 4.3.1. Động Cơ Một Chiều

Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM.

Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp,

động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. ở đây ta chỉ nghiên cứu động cơ DC trong dân dụng chỉ hoạt động với điện áp 24V trở xuống .

Hình 4.2 Một số loại động cơ trên thực tế.

4.3.1.1. Cấu tạo

Một động cơ DC có 6 phần cơ bản:

 Phần ứng hay Rotor (Armature).

 Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet).

 Cổ góp (Commutat).

 Chổi than (Brushes).

 Trục motor (Axle).

 Bộ phận cung cấp dòng điện DC.

Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (dây quấn kích thích). Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tốc độ quay. Đối với động cơ công suất nhỏ, người ta có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.

Hình 4.3 Cấu tạo động cơ điện một chiều.

Rotor ( còn gọi là phần ứng ) gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại có rãnh để đặt các phần tử của dây quấn phần ứng. Điện áp một chiều được đưa vào phần ứng qua hệ thống chổi than – vành góp.

Chức năng của chổi than – vành góp là để đưa điện áp một chiều và đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng. Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ (một nửa có cực từ âm, một nửa có cực từ dương).

Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều: E = K Φ. W (1)

V = E + Ru.Iu (2) M = K Φ Iu (3) Với:

 E: sức điện động cảm ứng (V).

 Φ: Từ thông trên mỗi cực( Wb).

 Iu: dòng điện phần ứng (A).

 V : Điện áp phần ứng (V).

 Ru: Điện trở phần ứng (Ohm).

 W : tốc độ động cơ (rad/s).

 M : moment động cơ (Nm).

4.3.1.2. Nguyên lý hoạt động

Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó rotor sẽ quay theo quán tính. Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích thích tạo thành momen điện từ. Do đó phần ứng sẽ được quay quanh trục.

Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ DC.

4.3.2. Cảm Biến E3F3 – D314.3.2.1. Nguyên lý hoạt động 4.3.2.1. Nguyên lý hoạt động

Khi chiếu vào nguồn sáng thích hợp vào cảm biến, tính chất dẫn điện của cảm biến thay đổi, làm mạch tín hiệu cảm ứng thay đổi theo. Như vậy thông tin ánh sáng được chuyển thành thông tin của tín hiệu điện.

Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của cảm biến

Đầu phát của cảm biến phát ra một nguồn sáng về phía trước. Nếu có vật thể che chắn, nguồn sáng này tác động lên vật thể và phản xạ ngược lại đầu thu, đầu thu nhận tín hiệu ánh sáng này và chuyển thành tín hiệu điện. Tuỳ theo lượng ánh sáng chuyển về, mà chuyển thành tín hiệu điện áp và dòng điện và khuyếch đại thành tín hiệu ra.

4.3.2.2. Cấu tạo

Hình 4.5 Hình dáng cảm biến quang

 Mô tả

 Cảm biến quang E3F3-D31.

 Khoảng cách đo 0-100mm.

 Nguồn cung cấp 12 tới 24 VDC ±10% kể cả xung tối đa 10% (p-p).

 Ngõ ra PNP.

 Nguồn sáng(Bước sóng): LED hồng ngoại (860 nm)

 Kích thước

Hình 4.6 Cấu tạo cảm biến

 Sơ đồ nối dây

 Giản đồ ngõ ra

4.3.3. Rơle

4.3.3.1. Khái niệm chung về rơ le

Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.

4.3.3.2. Các bộ phận chính của rơ le

+ Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu) : Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.

+ Cơ cấu trung gian( khối trung gian) : Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động.

+ Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) : Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.

Ví dụ các khối trong cơ cấu rơle điện từ hình 6-1. -Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây.

-Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện. -Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm.

4.3.3.3. Phân loại rơle

Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau. Do vậy có nhiều cách để phân loại rơle:

 Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm

+ Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng,...).

+ Rơle nhiệt. + Rơle từ.

+ Rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch. + Rơle số.

 Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành

+ Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm.

+ Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, điện dung, điện trở,...

 Phân loại theo đặc tính tham số vào + Rơle dòng điện.

+ Rơle điện áp. + Rơle công suất. + Rơle tổng trở,...

+ Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ. + Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay

Phần ngôn ngữ lập trình

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC