HỆ THỐNG PHÂN LOẠI sản PHẨM THEO CHIỀU CAO, có CODE, s7 1500

Chúng ta sẽ phải xuất nhập khẩu hàng hóa liên tục và hàng hóa sẽ rất đa dạng về kích thước sẽ có cao,có thấp vì vậy để có thể tiết kiệm thời gian,ít sai sót và dễ dàng hơn trướckhi đóng

THEO CHIỀU CAO, CÓ CODE, S7-1500

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

1.1 Giới thiệu đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 1

1.4 Phạm vi nghiên cứu 4

1.5 Kết quả dự kiến 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1.Cảm biến quang 5

2.2.Phần mềm TIA PORTAL V15 6

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI 7

3.1.Sơ đồ khối 7

3.1.1.PLC S7-1200 8

3.1.2.Cảm biến 9

3.1.3 Bộ điều khiển gạt 10

3.1.4.Băng tải 13

3.1.5.Đèn báo 14

3.1.6.SCADA 15

3.2 Thiết kế giao diện trên SCADA 15

3.3.Thi công trên mạch thực tế 19

CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 22

4.2.Sơ đồ giải thuật 23

CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM 27

5.1 Tiến hành thực nghiệm 27

5.1.1.Các bước thực hiện 27

5.1.2.Thực hiện mô phỏng chương trình trên SCADA 27

5.1.3.Kết quả trên mô hình 32

5.2 Kết quả thực nghiệm 34

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 35

6.1 Ưu điểm 35

6.2 Nhược điểm 35

6.3.Hướng phát triển 35

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 36

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀN

Hình 1 1 1

Hình 1 2 2

Hình 1 3 2

Hình 1 4 3

Hình 1 5 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2 1 5

Hình 2 2 6

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI Hình 3 1.Hình ảnh PLC S7-1200 8

Hình 3 2.Nguồn tổ ong 9

Hình 3 3.Cảm biến quang 9

Hình 3 4.Nguồn driver 10

Hình 3 5.Arduino 11

Hình 3 6.Động cơ bước 2 pha 12

Hình 3 7.Sơ đồ đấu dây bộ gạt 13

Hình 3 8.Băng tải 13

Hình 3 9.Nút nhấn 14

Hình 3 10.Đèn báo 14

Hình 3 11 15

Hình 3 12.PLC tag input 16

Hình 3 13.PLC tag Input M 16

Hình 3 14.PLC tag output 17

Hình 3 15.PLC tag trung gian 17

Hình 3 17.Thiết kế màn hình chính trên SCADA 18

Hình 3 18.Sơ đồ đấu dây 20

Hình 3 19.Mô hình thực tế 21

CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM Hình 5 1.Chế độ điều khiển bằng tay 28

Hình 5 2.Chế độ điều khiển tự động 28

Hình 5 3.Mô phỏng sản phẩm cao 29

Hình 5 4.Mô phỏng sản phẩm cao 29

Hình 5 5.Mô phỏng sản phẩm trung bình 30

Hình 5 6.Mô phỏng sản phẩm trung bình 30

Hình 5 7.Mô phỏng sản phẩm thấp 31

Hình 5 8.Mô phỏng sản phẩm thấp 31

Hình 5 9.Mô hình ở chế độ Manual 32

Hình 5 10.Mô hình ở chế độ Auto 32

Hình 5 11.Mô hình đang phân loại sản phẩm cao 33

Hình 5 12.Mô hình đang phân loại sản phẩm trung bình 33

Hình 5 13.Mô hình phân loại sản phẩm thấp 34

PLC: Programmable Logic Controller

SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition

TIA POTAL: Totally Integrated Automation Portal

DC: Direct Current

NPN: Negative Positive and Negative

CPU: Central Processing Unit

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

1.1 Giới thiệu đề tài

 Ngày nay công nghiệp nước ta đang trên đường phát triển nhanh chóng Chúng ta

sẽ phải xuất nhập khẩu hàng hóa liên tục và hàng hóa sẽ rất đa dạng về kích thước

sẽ có cao,có thấp vì vậy để có thể tiết kiệm thời gian,ít sai sót và dễ dàng hơn trướckhi đóng gói chúng ta cần có hệ thống phân loại được các loại sản có kích thướckhác nhau.Nên hôm nay với các kiến thức đã học em sẽ thi công thực hiện đề tàiphân loại sản phẩm theo kích cỡ bằng PLC

1.2 Mục đích nghiên cứu

 Phân loại sản phẩm theo chiều cao(cao-thấp-trung bình)

 Ứng dụng PLC S7-1200 để điều khiển băng tải và cảm biến quang để phân loại sảnphẩm giúp dễ dàng hơn khi đóng gói sản phẩm

1.3 Đối tượng nghiên cứu

 PLC S7-1200

Hình

1 1

Hình 1 4

 Động cơ điều khiển gạt

Hình 1 5

1.4 Phạm vi nghiên cứu

 Thi công mô hình phân loại được sản phẩm thành 3 loại : sản phẩm cao, sản phẩmthấp, sản phẩm trung bình

1.5 Kết quả dự kiến

 Mô phỏng trên SCADA

 Thi công mô hình

 Phân loại được sản phẩm cao,thấp,trung bình

 Mô hình dễ sử dụng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Trạng thái có vật cản : Cảm biến phát vẫn phát ánh sáng Nhưng cảm biến thu ánh sáng không thu được ánh sáng (bị vật cản che chắn).trường hợp vật trong suốt cảm biến có thể không nhận biết được

 Ứng dụng trong mô hình thi công: nhận biết vật để cần gạt phân loại và gạt sản phẩm vào nơi phù hợp.

2.2.Phần mềm TIA PORTAL V15

Hình 2 2

 TIA Portal viết tắt của Totally Integrated Automation Portal là một phần mềm tổng hợp của nhiều phần mềm điều hành quản lý tự động hóa, vận hành điện của hệ thống

 TIA Portal tạo môi trường dễ dàng để lập trình thực hiện các thao tác:

 Thiết kế giao diện kéo nhã thông tin dễ dàng, với ngôn ngữ hỗ trợ đa dạng

 Quản lý phân quyền User, Code, Project tổng quát

 Thực hiện go online và Diagnostic cho tất cả các thiết bị trong project để xác định bệnh, lỗi hệ thống

 Tích hợp mô phỏng hệ thống

 Dễ dàng thiết lập cấu hình và liên kết giữa các thiết bị Siemens

 Ứng dụng trong mô hình thi công: Thực hiện viết chương trình PLC điều khiển môphỏng giao diện Scada

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI

3.1.Sơ đồ khối

Bộ gạt

 Ứng dụng trong mô hình: là bộ điều khiển liên kết với chương trình trên máy tính.Nhận ngõ vào , ngõ ra để điều khiển cho hệ thống mô hình hoạt động

Hình 3 2.Nguồn tổ ong

 Sử dụng nguồn tổ ong 24VDC

 Chức năng: kết nối cấp nguồn để PLC,cảm biến, dirver và động cơ băng tải hoạtđộng

Hình 3 4.Nguồn driver

 Nguồn Driver

 Driver điều khiển động cho cơ bước Microstep 3.5A 40VDC sử dụng IC Driver làSI09AFTG của Japan cho khả năng điều khiển động cơ bước 2 pha với công suấttối đa là 3.5A 40VDC, chức năng và cách sử dụng giống với Driver TB6600thường thấy trên thị trường hiện nay tuy nhiên độ phân giải tăng đến 1/32 step.Driver có thiết kế vỏ bằng kim loại chống nhiễu có độ chắc chắn, bền bỉ và với tảnnhiệt lớn cho hoạt động ổn định cao nhất

 Thông số kỹ thuật:

 IC Driver: SI09AFTG của Japan

 Nguồn cấp tối đa: 40VDC

 Dòng cấp IOUT = 3.5 A

 Độ phân giải: 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 step

 Có thể điều khiển đảo chiều quay

 Tích hợp chân Reset và Enable

 Tích hợp tính năng Standby

 Tích hợp bảo vệ quá nhiệt TSD

 Tích hợp bảo vệ quá áp UVLO

 Kích thước: 96 x 57 x 35mm

 Aruino uno

Hình 3 5.Arduino

 Sử dụng để nạp code điều khiển driver và động cơ bước

 Ứng dụng trong mô hình: điều khiển cần gạt để gạt sản phẩm đã được cảm biếtnhận biết và phân loại

Hình 3 6.Động cơ bước 2 pha

 Lập trình điều khiển thông qua Arduino

 Cấu tạo: Stator,dây quấn stator,roto nam châm vĩnh cửu,trục động cơ

 Chức năng: gạt sản phẩm về nơi đã lập trình trước

 Sơ đồ nối dây:

Hình 3 7.Sơ đồ đấu dây bộ gạt

3.1.4.Băng tải

Hình 3 8.Băng tải

 Chức năng: Là thiết bị dùng để vận chuyển sản phẩm, được sử dụng rộng rãi trongcông nghiệp, tăng năng suất lao động và sản xuất.Tiết kiệm được sức và thời giankhi vận chuyển sản phẩm

Hình 3 11

 Được dùng để thu thập dữ liệu thiết kế hệ thống giúp người dùng thiết kế giaodiện, mô phỏng trước khi tiến hành thực hiện làm mô hình Sử dụng WinCCRuntime Professional với chuẩn kết nối IE general để giao tiếp với PLC

3.2 Thiết kế giao diện trên SCADA

 Thiết kế dữ liệu cho hệ thống:

Hình 3 12.PLC tag input

Hình 3 13.PLC tag Input M

Hình 3 14.PLC tag output

Hình 3 15.PLC tag trung gian

Hình 3 16.PLC tag bộ đếm

Hình 3 17.Thiết kế màn hình chính trên SCADA

3.3.Thi công trên mạch thực tế

Hình 3 18.Sơ đồ đấu dây

Hình 3 19.Mô hình thực tế

CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN

4.1.Nguyên lí hoạt động

 Nhấn Start chương trình hoạt động

 Ban đầu hệ thống mặc định sẽ là chế độ manual(Điều khiển bằng tay hay tại chỗ)

 Có thể điều khiển băng tải động cơ gạt cao gạt trung bình bằng cái nút nhấn tạichỗ

 Ta nhấn switch để chuyển sang chế độ auto lúc này đèn xanh sẽ sáng báo hiệu đãchuyển thành công sang chế độ auto và hệ thống sẽ khởi động băng tải tự hoạtđộng

 Tiếp theo ta cho sản phẩm lên băng tải để phân loại:

 Trường hợp cho sản phẩm cao lên băng tải thì cảm biến cao sẽ nhận biết vàbáo cho động cơ cao, động cơ cao sẽ hoạt động gạt sản phẩm về bên rakhỏi băng tải

 Trường hợp là sản phẩm trung bình thì tương tự như sản phẩm cao nhưnglúc này cảm biến nhận biết là cảm biến trung bình và động cơ gạt là động

S Đ

21

1

Đi đến cuốibăng tảiCảm biến cao

Sản phẩm

CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM

5.1 Tiến hành thực nghiệm

5.1.1.Các bước thực hiện

 Bước 1: Ngắn vào nguồn tổ ong để cấp nguồn 24V cho PLC

 Bước 2: Kết nối PLC và ardino với máy tính

 Bước 3: Tiến hành tìm PLC tải,nạp chương trình vào PLC

 Bước 4: Chạy chương trình

 Bước 5: Mô Phỏng kiểm tra trên giao diện SCADA

 Bước 6: Quan sát mô hình có chạy đúng theo chương trình không

 Bước 7: Cho sản phẩm lần lượt cao,trung bình thấp để kiểm tra

 Bước 8:Dừng băng tải, cho mô hình về trạng thái ban đầu

5.1.2.Thực hiện mô phỏng chương trình trên SCADA

 Màn hình SCADA gồm có: chế độ vận hành:man,auto;nút reset;nút mô phỏng cao,thấp và trung bình; 2 xilanh; băng tải; sản phẩm; motor băng tải; cảm biến cao,thấp

và trung bình; thùng chứa; bộ đếm sản phẩm

Hình 5 1.Chế độ điều khiển bằng tay

Hình 5 2.Chế độ điều khiển tự động

Hình 5 3.Mô phỏng sản phẩm cao

Hình 5 4.Mô phỏng sản phẩm cao

Hình 5 5.Mô phỏng sản phẩm trung bình

Hình 5 6.Mô phỏng sản phẩm trung bình

Hình 5 7.Mô phỏng sản phẩm thấp

Hình 5 8.Mô phỏng sản phẩm thấp

5.1.3.Kết quả trên mô hình

Hình 5 9.Mô hình ở chế độ Manual

Hình 5 10.Mô hình ở chế độ Auto

Hình 5 11.Mô hình đang phân loại sản phẩm cao

Hình 5 12.Mô hình đang phân loại sản phẩm trung bình

Hình 5 13.Mô hình phân loại sản phẩm thấp 5.2 Kết quả thực nghiệm

 Mô hình hoạt động được ở hai chế độ bằng tay và tự động Băng tải hoạt độngđộng cơ gạt chạy hỗ trợ phân loại được các lại sản phẩm cao,trung bình và thấp.Phânloại được các lại sản phẩm

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN

6.1 Ưu điểm

 Mô hình nhỏ gọn

 Dễ sử dụng

 Giá không quá cao

 Phân loại được sản phẩm

 Có thể điều khiển bằng tay hoặc tự động

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

1/Kỹ thuật điện Việt, Cảm biến quang, cảm biến quang thu phát chung,

PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH PLC

 Chương trình Main

 Chương trình Auto

 Chương trình Simulation