Báo Cáo Nghiên Cứu Khoa Học Đề Tài Thiết Kế Chế Tạo Hệ Thống Mps Phục Vụ Giảng Dạy Copy.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MPS PHỤC VỤ GIẢNG DẠY LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài, dù gặp rất nhiều khó[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

- -

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

MPS PHỤC VỤ GIẢNG DẠY

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, dù gặp rất nhiều khó khăn nhất là về kinh phí thực hiện nhưng cuối cùng chúng em cũng đã hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học đúng thời gian

Xin gửi lời tri ân sâu sắc đến gia đình của chúng em đã quan tâm lo lắng và chu cấp kinh phí cho chúng em trong suốt 4,5 năm học đại học và thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này

Xin gửi lời cảm ơn đến Ths.Trần Bích Sơn đã giúp đỡ và động viên cũng như cung cấp các kinh nghiệm thực tế, các tài liệu liên quan cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này

Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, các nhân viên trong khoa Cơ Điện - Điện Tử trường Đại Học Lạc Hồng đã tận tình giảng dạy trong suốt quá trình học cũng như nhận được các ý kiến góp ý của các thầy cô đã giúp chúng em hoàn chỉnh và sớm hoàn thành báo

MỤC LỤC

PHẦN I GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI 1

Chương 1 DẪN NHẬP 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Lí do chọn đề tài 1

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của đề tài 2

1.5 Mục đích và phạm vi nghiên cứu 2

1.6 Cấu trúc của báo cáo 2

Chương 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 4

2.1 Khái niệm về hoạt động MPS 4

2.2 Giới thiệu hệ thống FESTO 4

2.3 Giới thiệu hệ thống MPS phục vụ giảng dạy 6

2.3.1 Trạm cấp phôi và phân loại phôi 7

2.3.2 Trạm gia công phôi 8

2.3.3 Trạm lưu kho 9

2.3.4 Trạm băng tải thông minh 9

2.4 Chức năng và sơ đồ hoạt động của hệ thống 10

2.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 10

2.4.2 Chức năng và sơ đồ của hệ thống 10

2.4.2.1 Trạm 1 – Trạm cấp phôi và phân loại phôi 10

2.4.2.2 Trạm 2 – Trạm gia công phôi 12

2.4.2.3 Trạm 3 – Trạm lưu kho 14

2.4.2.4 Trạm 4 – Trạm băng tải thông minh 16

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 17

Chương 1 THIẾT KẾ CƠ KHÍ 17

1.1 Trạm cấp phôi và phân loại phôi 17

1.1.1 Cụm cung cấp phôi 17

1.1.2 Cụm Tay máy 19

1.1.3 Cụm khay chứa trung gian 20

1.2 Trạm gia công phôi 21

1.2.2 Cụm lấy phôi 21

1.2.3 Cụm kiểm tra 22

1.2.4 Cụm đậy nắp 22

1.3 Trạm lưu kho 23

1.3.1 Cụm 1 23

1.3.2 Cụm 2 23

1.3.3 Cụm 3 23

1.4 Trạm băng tải thông minh 23

1.4.1 Cụm xilanh nâng – xoay: 24

1.4.2 Thiết kế cụm nâng - gạt 24

1.4.3 Thiết kế cụm băng tải: 25

Chương 2 THIẾT KẾ ĐIỆN KHÍ NÉN 28

2.1 Giới thiệu về PLC S71200 28

2.1.1 Giới thiệu chung về PLC 28

2.1.2 Hình dáng bên ngoài và cấu trúc phần cứng 29

2.1.2.1 Hình dáng bên ngoài 29

2.1.2.2 Cấu trúc phần cứng 29

2.1.3 Cấu trúc bộ nhớ và giao diện làm việc 30

2.1.3.1 Cấu trúc bộ nhớ 30

2.1.3.2 Giao diện làm việc 31

2.2 Thiết kế phần điện - khí nén 31

2.2.1 Lựa chọn thiết bị chung 31

2.2.2 Thiết kế điện - khí nén cho trạm 1 33

2.2.2.1 Thiết kế điện 33

2.2.2.2 Thiết kế khí nén 35

2.2.3 Thiết kế điện - khí nén cho trạm 2 35

2.2.3.1 Thiết kế điện 35

2.2.3.2 Thiết kế khí nén 36

2.2.4 Thiết kế điện - khí nén cho trạm 3 37

2.2.4.1 Thiết kế điện 37

2.2.4.2 Thiết kế khí nén 38

2.2.5 Thiết kế điện - khí nén cho trạm 4 38

2.2.5.1 Thiết kế điện 38

2.2.5.2 Thiết kế khí nén 39

Chương 3 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN 40

a Khái quát về giám sát điều khiển SCADA 40

Phần 1: các bài tập thực hành với trạm phân loại và cấp phôi 65

Phần 2: Bài tập trạm gia công 73

Phần 3: Bài tập trạm lưu kho 73

Phần 4: Bài tập trạm băng tải thông minh 74

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Hệ thống MPS 500-FMS của FESTO Error! Bookmark not defined.

Hình 2.2 Lưu đồ hệ thống MPS FESTO 5

Hình 2.3 Lưu đồ hệ thống MPS FESTO Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Lưu kho của FESTO Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Hệ thống MPS phục vụ giảng dạy Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Trạm cấp và phân loại phôi Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Mô hình thiết kế Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Trạm băng tải thông minh Error! Bookmark not defined. Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hệ thống MPS 10

Hình 2.10 Sơ đồ hoạt dộng của trạm 1 12

Hình 2.11 Sơ đồ hoạt dộng của trạm gia công phôi 14

Hình 2.12 Sơ đồ hoạt dộng của trạm luw kho 16

Hình 1.1 Thiết kế phôi sử dụng trong hệ thống 17

Hình 1.2 Vật liệu a nhôm ống b xilanh dẩy phôi 18

Hình 1.3 Cấu tạo khối cấp phôi 18

Hình 1.4 Băng tải trung gian 19

Hình 1.5 Toàn bộ cụm cung cấp phôi 19

Hình 1.6 Tay máy 20

Hình 1.7 Khay chứa phôi trung gian Error! Bookmark not defined Hình 1.8 đĩa xoay Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Cụm lấy phôi Error! Bookmark not defined Hình 1.10 Cụm đậy nắm Error! Bookmark not defined Hình 1.11 hình dạng xy-lanh nâng (1); hình dạng xy-lanh xoay (2) Error! Bookmark not defined Hình 1.12 Các chi tiết của bộ phận nâng xoay Error! Bookmark not defined. Hình 1.13 Bộ phận nâng gạt 25

Hình 1.14 Cụm Băng tải Error! Bookmark not defined Hình 1.15 Tổng quát trạm băng tải thông minh Error! Bookmark not defined. Hình 2.1 So sánh một số CPU S7-1200 28

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát cấu trúc phần cứng PLC 30

Hình 2.3 PLC S71200 32

Hình 2.4 Van 4/2 32

Hình 2.5 Van 5/3 32

Hình 2.6 Khối nguồn 32

Hình 2.7 cảm biến quang phản xạ khuếch tán 33

Hình 2.8 Cảm biến sợi quang 33

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý điện trạm 1 34

Hình 2.10 Sơ đồ kết nối ngõ ra của PLC 34

Hình 2.11 Sơ đồ ngõ vào của PLC Error! Bookmark not defined. Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khí nén của trạm 35

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý điện trạm 2 36Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khí nén của trạm 36

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý điện của trạm lưu kho Error! Bookmark not defined Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý kết nối ngõ ra Error! Bookmark not defined Hình 2.17 sơ đồ nguyên lý kết nỗi ngõ vào của trạm lưu khoError! Bookmark not defined

TÓM TẮT

Việc đào tạo, giảng dạy các môn học có kỹ thuật hiện đại như: PLC, mạng PLC, CNC … đòi hỏi các trường phải đầu tư ban đầu rất lớn và tốn kém, do đó việc tiếp cận, nhất là được thực tập với các hệ thống mang tính hiện đại đối với sinh viên nhất là tại những trường chưa có bề dày phát triển là điều rất khó khăn

Việc học tập các môn học trong chương trình ngành điện công nghiệp như: thủy lực – khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, module sản xuất linh hoạt, hệ thống điều khiển quá trình… còn thiếu hoặc chưa hoàn thiện các bộ thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm để sinh viên có cơ hội được học hỏi và nâng cao hiểu biết Do xuất phát từ yêu cầu thực tế của Trường ĐH Lạc Hồng, nhóm nghiên cứu đã thiết kế mô hình trạm cấp phôi tự động

Mô hình là một hệ thống được cấu thành từ những thiết bị, linh kiện hiện đại bao gồm nhiều cơ cấu cơ khí, quá trình hoạt động rất quen thuộc trong lĩnh vực sản xuất, khi tìm hiểu và vận hành hệ thống, sẽ giúp người vận hành (ở đây là sinh thực tập với

hệ thống) có cái nhìn toàn diện và nâng cao tầm hiểu biết, cũng như tri thức về quá trình sản xuất, các khâu hoạt động của hệ thống gồm điện – khí nén, điện tử, máy tính

PHẦN I GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI

Chương 1 DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề

Trong xu thế hội nhập nền kinh tế quốc tế, việc phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa luôn được Đảng và nhà nước ta đặt ưu tiên hàng đầu trong lĩnh vực phát triển kinh tế, một trong những phương châm đúng đắn và xuyên suốt trong quá trình xây dựng đất nước ta “ngày càng đàng hoàng hơn, to đẹp hơn” trong lĩnh vực công nghệ khoa học kỹ thuật cũng như nhiều nghành lĩnh vực khác là “đi tắt đón đầu” tiếp thu những thành tựu khoa học hiện đại của thế giới để cải tiến nền kỹ thuật nước ta, đưa nước ta ra khỏi tình trạng lạc hậu, nhất là về khoa học công nghệ

Nhờ chính sách đúng đắn này mà nước ta đang tiến dần, tiếp cận các công nghệ hiện đại của thế giới từng bước cải thiện và hoàn thiện tình trạng sản xuất lạc hậu, thủ công, năng suất kém và nhiều lĩnh vực nguy hiểm có tính chất độc hại đến đời sống người lao động Nâng cao dần mức sống cho người dân

Việc tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật của thế giới cùng đi đôi với việc phát triển tầng lớp kế thừa có tri thức về công nghệ hiện đại đồng thời cũng có trách nhiệm phát huy, sáng tạo những kỹ thuật mới góp phần phát triển nền khoa học kỹ thuật nước nhà cũng là góp phần vào việc thúc đẩy công nghệ hiện đại đang phát triển từng ngày từng giờ trên thế giới Nhiều công ty đã và đang phát triển những đội ngũ thợ có tay nghề đủ sức làm chủ các máy móc kỹ thuật tiên tiến của thế giới, các trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp nghề cũng từng bước hoàn thiện việc đào tạo ra đội ngũ

có kiến thức về công nghệ hiện đại

1.2 Lí do chọn đề tài

Việc đào tạo, giảng dạy các môn học có kỹ thuật hiện đại như: PLC, công nghệ CAD /CAM /CNC, hệ thống SCADA… đòi hỏi các trường cần phải đầu tư ban đầu rất lớn và tốn kém, do đó việc tiếp cận, nhất là đối với các hệ thống mang tính hiện đại đối với sinh viên nhất là tại những truờng chưa có bề dày phát triển là điều rất khó khăn Việc thực tập các môn học trong chương trình ngành cơ điện như: Thủy lực - khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, môdul sản xuất linh hoạt, hệ thống điều khiển qua trình (PCS), SCADA… còn thiếu hoặc chư hoàn thiện các bộ thí nghiệm, thiết bị thí nghiện

để sinh viên có cơ hội học hỏi và nâng cao hiểu biết

Đặc biệt là trong môn học hệ thống MPS (Moduler Production System), hệ thống PCS, SCADA… sinh viên trường ĐH Lạc Hồng chưa có bộ thí nghiện để hoàn thiện công tác giảng dạy và thực tập cho sinh viên

Xuất phát từ yêu cầu thực tế của trường ĐH Lạc Hồng và được sự động viên khích

lệ của các giáo viên trong Khoa Cơ - Điện, chúng em đã tiến hành thiết mô hình trạm MPS để phục vụ cho công tác giảng dạy những môn học trong hệ thống các môn học của ngành như: Thủy lực – Khí nén, hệ thống MPS, PLC… chọn đề tài nghiên cứu khoa học là: “Thiết Kế Chế Tạo Hệ Thống MPS Phục Vụ Giảng Dạy”

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Trên cơ sở việc tham khảo, quan sát, tìm hiểu các tài liệu có liên quan trên Internet… và hệ thống MPS 500-FMS của hãng Festo đã chuyển giao cho nhiều trường đại học ở nước ta như: Đại học Sư phạn kỹ thuật TP.HCM, Đại học Bách khoa TP.HCM, trường Công nhân kỹ thuật Đồng Nai, nhóm đã thực hiện đề tài đã thiết kế xây dựng và thi công, hoàn thành hệ thống dựa trên chức năng hoạt động của hệ thống MPS 500-FMS của Festo

1.4 Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của đề tài

Hệ thống MPS là một hệ thống được cấu thành từ những thiết bị, linh kiện hiện đại bao gồm nhiều cơ cấu cơ khí, quá trình hoạt động rất quen thuộc trong quá trình hoạt động sản xuất Khi tìm hiểu và vận hành hệ thống sẽ giúp người vận hành (sinh viên thực tập với hệ thống) có cái nhìn toàn diện và nâng cao hiểu biết về quá trình sản xuất, các khâu hoạt động của hệ thống bao gồm: điện - khí nén - điện tử - máy tính Đủ tri thức cần thiết để thiết kế các hệ thống điều khiển tự động trong thực tế sản xuất tại các công ty, xí nghiệp Sau khi thực hành với mô hình người học sẽ có kiến thức sâu rộng hơn trong việc điều khiển và tích hợp hệ thống sau này

1.5 Mục đích và phạm vi nghiên cứu

Mô hình hệ thống MPS được thiết kế là bộ thí nghiệm phục vụ công tác giảng dạy các môn chuyên ngành Cơ - Điện tử như: hệ thống MPS, Thủy lực - khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, kỹ thuật đo lường và cảm biến…

Giúp sinh viên và giáo viên thực tập có điều kiện thực hành trên hệ thống, tiếp cận được các thiết bị công nghiệp hiện đại (cảm biến, PLC…)

Trong quá trình tìm hiểu các hệ thống có liên quan để tiến hành xây dựng thiết kế

và thi công mô hình hệ thống MPS, nhóm đã thực hiện việc phân trạm hoạt động của

hệ thống MPS của Festo gồm cụm trạm: Gia công - Phân loại Do đó hệ thống chỉ dừng lại ở cụm trạm là quá trình hoạt động đáp ứng cho các môn học nêu trên, chưa thể đáp ứng cho các môn như Robot công nghiệp Mặt khác do yêu cầu về thời gian thực hiện đề tài cũng như phần kinh phí hạn hẹp và tiết kiệm chi phí nên các thiết bị (cảm biến, xi lanh…) được sử dụng trong hệ thống chưa thật sự tốt nhất do đó tính thẩm mỹ chưa cao

1.6 Cấu trúc của báo cáo

Trong đề tài bao gồm các nội dunh như sau:

Phần I Giới thiệu khái quát về đề tài

 Khái niệm về hoạt động MPS

 Giới thiệu hệ thống MPS của Festo

 Giới thiệu hệ thống MPS phục vụ giảng dạy

 Chức năng và sơ đồ hoạt động của hệ thống

Phần II Thiết kế thi công hệ thống

 Thiết kế phần cơ khí

 Thiết kế phần điện – khí nén

Chương 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Mô hình dựa trên hệ thống MPS 500-FMS [1] của hãng Festo, hệ thống của hãng Festo dược bán trên thị trường có giá thành rất cao Xuất phát từ yêu cầu thực tế của Trường ĐH Lạc Hồng chúng em đã tiến hành thiết kế Hệ Thống MPS nguyên lý hoạt động như nhau, tiết kiệm được chi phí và đảm bảo được quá trình vận hành để phục vụ cho công tác giảng dạy những môn học trong hệ thống các môn học của nghành Điện Công Nghiệp và cơ điện tử trong nhà trường

2.1 Khái niệm về hoạt động MPS

Hoạt động MPS là quá trình hoạt động linh hoạt , mỗi khâu, mỗi trạm sẽ hoạt động riêng lẻ dựa theo quá trình sản xuất trong công nghiệp, mỗi công nhân, nhân viên làm nhưng công việc riêng tại mỗi tuyến, mỗi khâu riêng, nhưng những công việc của họ làm đều đưa đến hoàn thành sản phẩm cuối cùng

Cũng như hoạt động MPS trong công nghiệp, hoạt động MPS trong mô hình hệ thống cũng có thể điều khiển hoạt động riêng lẻ từng trạm và hoạt động liên hoàn giữa các trạm tạo thành một dây chuyền sản xuất rất dễ tìm thây trong việc sản xuất theo công nghiệp Sản phẩm của khâu trước sẽ là nguyên liệu đầu vào của khâu sau, do đó trong hoạt động sản xuất các khâu hoạt động trước sẽ dừng trước còn các khâu hoạt động sau sẽ dừng sau Ngoài ra cũng phải có điều kiện hoạt động, không có sản phẩm của khâu trước thì khâu sau cũng không hoạt động Chính vì những lý do trên, mô hình

hệ thống MPS cũng hoạt động tương tự như trong công nghiệp

2.2 Giới thiệu hệ thống FESTO

Hệ thống mps của hãng festo dùng trong việc giảng dạy cac môn học như: Lập trình PLC (PLC của Siemen), Mạng PLC, Robot công nghiệp, Mạng truyền thông công nghiệp, hệ thống MPS, hệ thống PCS…

Hệ thống MPS của Festo được thiết kế với 4 trạm hoạt động trình tự, mỗi trạm được điều khiển bởi 1 PLC S7-300 của hãng Siemen (tức là có 4 PLC cho 4)

Hệ thống của FESTO hoạt động Hệ thống này là một nhà máy bao gồm sáu lĩnh vực

liên kết thông qua một hệ thống băng tải ngắn theo sơ đồ khối sau:

Băng tải vận chuyển hàng phôi đi chuyển trong hệ thống

Hình 2.1 Hệ thống MPS 500-FMS của FESTO

Cấp phôi Máy tính Kiểm tra Lắp ráp Vẩn chuyển Lưu kho

Hình 2.2 Lưu đồ hệ thống MPS FESTO

2.3 Giới thiệu hệ thống MPS phục vụ giảng dạy

Mỗi trạm trong hệ thống MPS của Festo có một chức năng nhiệm vụ riêng, tuy vậy nhưng tất cả các trạm khi kết hợp với nhau sẽ trở thành một hệ thống hoàn thiện và khép khín, mô phỏng một quá trình từ cung cấp và phân loại phôi đến gia công để thành chi tiết hoàn thiện, sau đó được lưu kho như một hệ thống ngoài thực tế tất cả được di chuyển và vận hành bởi một băng tải thông minh Tất cả được dựa theo hệ thống của hãng FESTO Hệ thống gồm tập hợp của 4 trạm đó là: Trạm cấp phôi và phân loại phôi, trạm Gia Công, trạm lưu kho và trạm băng tải thông minh

Hình 2.4 Lưu kho của FESTO

Đây là trạm lưu kho của FESTO:

1 Khay chứa hàng

2 Xi lanh di chuyển ngang

3 S7-300 điều khiển PLC Chức năng: Lưu kho sản phẩm theo hai trục X, Y

1

2

3

2.3.1 Trạm cấp phôi và phân loại phôi

Trạm cấp và phân loại phôi là trạm đầu tiên của hệ thống có chức năng phân loại phôi sau khi phân loại phôi thì phôi sẽ được cấp vào hệ thống băng tải thông minh để thực hiện quá trình gia công của hệ thống Trong trạm phân loại, các chi tiết phôi tượng trưng được phân loại theo vật liệu va màu sắc Xilanh được lắp phân loại tùy theo màu và vật liệu Một cảm biến sẽ được gắn ở đầu băng tải có nhiệm vụ phát hiện sản phẩm Các màu sắc khác nhau của sản phẩm được phát hiện bằng các cảm biến ở phía trước Xilanh cản

Chức năng:

- Cung cấp phôi từ ống phôi cho trạm hoạt động

- Tay máy nhận biết loại phôi theo màu sắc qua cảm biến sau đó lưu trữ phôi vào máng chứa phôi trung gian gồm 3 tầng

- Kiểm tra chất lượng cũng như loại phôi cung cấp cho hệ thống và tất cả các trạm sau, thông qua băng tải thông minh

Trạm gia công bao gồm các thành phần sau:

- Xilanh đẩy với mục đích cung cấp phôi cho băng tải trung gian (băng tải nhỏ)

- Băng tải trung gian vận chuyển

2.3.2 Trạm gia công phôi

Đây là trạm thứ 2 của hệ thống,trạm sẽ hoạt động khi có sản phẩm ngoài băng tải, khi đó 1 cơ cấu gắp ra lấp sản phẩm với xilanh 3 vị trí rất linh hoạt, sau đó cơ cấu đĩa xoay sẽ đưa sản phẩm đến cơ cấu kiểm tra sản phẩm và đống nắp

Chức năng:

- Lấy sản phẩm bỏ vào vị trí đĩa xoay

- Đĩa sẽ quay đến vị trí kiểm tra sản phẩm

- Vị trí kiểm tra sản phẩm sẽ có bộ phận loại bỏ sản phẩm không đúng

- Đĩa sẽ quay đến vị trí đậy nắp

- Vị trí đậy nắp sẽ lấy lắp từ một khay có sẵn

- Đĩa quay về vị trí ban đầu để lấy sản phẩm hoàn thiện

Trạm gia công bao gồm các thành phần sau:

- Xilanh lớn trượt để lấy sản phẩm

- Đía xoay

- Xilanh xoay 90 độ

- Cảm biến quang, cảm biến từ

Hình 2.6 Trạm cấp và phân loại phôi

dạy

Hình 2.7 Mô hình thiết kế trạm gia công

Lưu kho là khâu cuối cùng của hệ thống nơi đây sản phẩm sau khi đc hoàn thiện sẽ

đc dây chuyền mang vào kho lưu trữ.Ở đây sản phẩm sẽ đc phân loại theo thành phần

của từng loại.Ở cuối băng tải có gắn xilanh cản và cảm biến điện dung

Chức năng:

- Lấy sản phẩm đã được hoàn thành ở băng tải

- Phân loại sản phẩm theo thành phần cấu tạo của chúng và cất vào từng vị trí đã

được xác định trước

-

Trạm gia công bao gồm các thành phần sau:

- Tay máy theo trục Y mang cơ cấu chạy song song với băng tải

- Tay máy theo trục X chạy vuông góc với băng tải

- Xilanh đẩy gồm 2 cái mục đích mang tay kẹp đến sát sản phẩm

- Tay kẹp để gắp sản phẩm

- Khay để sản phẩm

- Động cơ bước và drive điểu khiển

- PCL nguồn và bảng điều khiển

2.3.4 Trạm băng tải thông minh

Băng tải là trung gian của hệ thống nơi đây sản phẩm được vận chuyển giữa các

trạm sau khi đc hoàn thiện sẽ đc dây chuyền mang đến kho để lưu trữ Ở đây sản phẩm

sẽ được di chuyển liên tục

Chức năng:

- Vận chuyển phôi đến các module vệ tinh trong hệ thống

- Nhận biết trên con chạy có sản phẩm để đưa tín hiệu đến các module thực hiện

2.4 Chức năng và sơ đồ hoạt động của hệ thống

2.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của thệ thống Từ những ý tưởng và tham khảo hệ thống MPS

FESTO nhóm đã xây dựng và thiết kế được hệ thông MPS dùng trong giảng dạy với

nhiều chức năng có thể ứng dụng cho các môn học tại các trường đại học, cao đẳng

trong nước

Hệ thống gồm 4 trạm được kết nối và giám sát điều khiển bằng Scada Các trạm

được liên kết và vận hành mô phỏng thực tế 4 trạm sử dụng 4 PLC S71200 để điều

khiển của hãng Simens

2.4.2 Chức năng và sơ đồ của hệ thống

Với chức năng mô phỏng một hệ thống ngoài thực tế để ứng dụng vào giảng dạy

Quá trình hệ thống gồm 4 công đoạn được mô phỏng bởi 4 trạm trong hệ thống

2.4.2.1 Trạm 1 – Trạm cấp phôi và phân loại phôi

Theo thiết kế của hệ thống thì trạm đầu tiên là trạm cung cấp và phân loại phôi

Trạm được tiết kế với các nhiệm vụ như sau:

Hình 2.8Trạm băng tải thông minh

- Nhận diện màu và phân biệt phôi

- Phân loại phôi sau đó lưu vào kho trung gian theo một trình tự đã được thiết kế sẵn

- Vận chuyển phôi sang băng tải thông minh để cung cấp phôi (sản phẩm) cho trạm kế tiếp

Đây là trạm đầu tiên trong hệ thống Trạm sẽ hoạt động khi được nhấn nút Start

và có phôi ở vị ống chứa phôi do cảm biến điện dung phát hiện và xi lanh sẽ đẩy phôi

ra băng tải trung gian Băng tải trung gian vận chuyển phôi từ vị trí ống phôi đến cuối băng tải sẽ dừng lại, lúc này tay gắp xác định đươc loại phôi và sẽ gắp phôi đến máng lưu trữ do cảm biến phân loại màu và cảm biến quang phát hiện

khi nhận được tín hiệu yêu cầu cung cấp phôi tay máy sẽ gắp phôi từ kho lưu trữ đến khay của băng tải sau đó băng tải vận chuyển phôi đến trạm sau để gia công

Hoạt động của trạm 1

- Xilanh nhỏ đẩy sẽ đẩy phôi ra khỏi ống chứa

- Băng tải vận chuyển phôi đến vị trí tay máy

- Khi có phôi cảm biến màu xác định màu của phôi

- Tay máy nhận biết loại phôi và chuyển phôi đến kho lưu trữ

- Tay máy xoay phải một góc 90 độ để tay gắp phôi đến trạm kế tiếp

1 Trạng thái hoạt động

- Có sản phẩm ở vị trí ống phôi

2 Trạng thái bắt đầu

- Xilanh đẩy phôi ở vị trí co

- Băng tải đứng yên

- Tay máy ở vị trí cuối băng tải

- Nếu chưa nhận được tín hiệu của trạm sau cần cung cấp phôi thì tay máy tiếp tục thực hiện lại quá trình trên cho tới khi đầy kho chứa trung gian

- Nếu nhận được tín hiệu từ trạm sau cần cung cấp phôi loại nào để gia công, thì tay máy tiến hành lấy phôi tại ngăn chứa trung gian theo loại đã được yêu cầu

và cấp ra trạm băng tải thông minh để tiếp tục cung cấp cho tạm kế tiếp

Trạm 1 hoạt động theo sơ đồ sau:

2.4.2.2 Trạm 2 – Trạm gia công phôi

Theo thiết kế của hệ thống thì trạm thứ 2 là trạm kiểm tra và đập nắp, trạm

được thiết kế với các nhiệm vụ sau:

- Lấy sản phẩm từ khay bỏ vào đĩa xoay

- Kiểm tra phôi đúng hay không

- Hút nắp để đậy sản phẩm

- Lấy sản phẩm hoàn thành bỏ lại vào khay

Đây là trạm thứ 2 trong hệ thống.trạm sẽ hoạt động khi có khay chứa phôi do cảm biến điện dung phát hiện, và lúc này xilanh 3 vị trí và tay gắp sẽ hoạt động trượt ra và thao tác gắp phôi để bỏ vào đĩa xoay, đĩa xoay sẽ quay và dừng lại dựa vào cảm biến

từ, khi hoàn thành xong 4 sản phẩm thì tay gắp sẽ bỏ sản phẩm ra khay trên băng tải để

đi đến trạm lưu kho

Hoạt động của trạm 2

- Khi có sản phẩm xilanh trượt ra vị trí 1để gắp sản phẩm ở khay (khay có 4 sản phẩm)

- Xilanh xoay 90 độ để bỏ sản phẩm vào đĩa

- Xilanh đi từ trên xuống va có 1 xilanh nhỏ để kẹp sản phẩm

- Động cơ sẽ được bộ truyền dây đay làm cho đĩa quay

- Xilanh nhỏ từ trên xuống để kiểm tra sản phẩm

Băng tải hoạt động

Băng tải dừng

Phân loại phôi

Tay máy gắp phôi vào kho

Có yêu cầu cấp phôi

- Khi đĩa quay có sản phẩm thì sẽ quay đến cơ cấu kiểm tra phía dưới đĩa xoay có

1 cảm biến từ để xác định vị trí dừng cho đĩa xoay

- Khi đĩa quay dừng ở cơ cấu kiểm tra thì cảm biến quang được gắn phía trên sẽ báo nếu sản phẩm này không đúng (sản phẩm bị ngược) thì cơ cấu gạc sẽ gạc ra khỏi đĩa xoay còn nếu sản phẩm đúng thì đĩa quay sẽ chuyển đến cơ cấu đậy nắp

- Cơ cấu đậy nắp sẽ có 1 xilanh nắm ngang và 1 xilanh đứng,lúc này xilanh đứng

sẽ được gắn 1 giác hút,xilanh đứng đi xuống để hút nắp hút xong thì xilanh đưng đi lên và xilanh ngang sẽ đẩy ra để xilanh đứng đậy nắp

- Khi kết thúc quá trình kiểm tra và đóng nắp thì sản phẩm hoàn thiện sẽ được đưa ra lại khuôn trên bang tải để chuyển đến kho

Trạm 2 hoạt động theo sơ đồ sau:

- Mang sản phẩm đã hoàn thiện từ băng chuyền về kho

- Lưu trữ theo từng loại sản phẩm riêng biệt

Đây là trạm cuối cùng của hệ thống.Trạm hoạt động khi cảm biến trên băng chuyền xác nhận có khay chứa sản phẩm chạy qua.Xilanh cản đi ra cản khay chứa lại đồng thời cảm biến điện dung xác định chất liệu của sản phẩm.tay máy Y hoạt động mang theo tay máy X chạy về cuối hành trình của Y.Lúc Y dừng lại X hoạt động.X chạy kèm theo cơ cấu kẹp phôi ra phía băng tải.Lúc này 2 xilanh đẩy hoạt động đẩy tay kẹp xuống kẹp lấy sản phẩm.Sau khi kẹp đc sản phẩm hệ thống hđ mang sản phẩm về kho

Hoạt động của trạm 3:

- Xilanh cản đi ra cản khay chứa sản phẩm Cảm biến xác định chất liệu của sản phẩm để điều khiển tay máy

- Tay máy Y và X lần lượt hoạt động mang cơ cấu kẹp tiến về phía khay chứa

Khay chứa phôi dừng

lại

Cụm một ra lấy phôi

bỏ vào đĩa xoay

Xilanh xoay loại sản phẩm

Vị trí đầu và gắp sản

phẩm hoàn thiện bỏ

lại ra khay

Đến vị trí kiểm tra phôi Đến vị trí đậy nắp

Phôi bị lỗi Phôi đúng

Đĩa xoay hoạt động (quay theo chiều kim đồng hồ)

Hình 2.11 Sơ đồ hoạt dộng của trạm gia công phôi

- 2 xilanh hoạt động đưa tay kẹp tiến sát đến sản phẩm

- Băng tải đang hoạt động

- Tay máy Y ở đầu hành trình

- Tay máy X hoạt động mang cơ cấu gắp tiến ra phía trên băng tải rồi dừng lại

- Xilanh đẩy đẩy tay gắp xuống sát sản phẩm, tay gắp kẹp chặt lấy sản phẩm

- Cảm biến xác nhận tay gắp đã có sản phẩm 2 xilanh đẩy thu về đồng thời tay máy X mang cơ cấu gắp chạy về kết hợp với tay máy Y mang sản phẩm về kho lưu trữ

- Xilanh cản thu về khay chứa tiếp tục chạy trên băng tải

- Trạm 3 và hoạt động theo sơ đồ:

2.4.2.4 Trạm 4 – Trạm băng tải thông minh

Khi có tín hiệu điều khiển động cơ sẽ quay làm chạy dây đai vận chuyển con chạy

đi tới các trạm trong hệ thống, tùy vào tín hiệu điều khiển mà băng tải sẽ đưa con chạy

chứa phôi ở trên tới trạm theo yêu cầu Tại mỗi trạm sẽ có xilanh nâng và xoay để

nâng con chạy lên khỏi băng tải và xoay để phục vụ cho các trạm thực hiện các nhiệm

vụ (cấp phôi, lắp ráp, lưu kho…)

- Khi có tín hiệu điều khiển băng tải đưa con chạy tới trạm cấp phôi, xilanh nâng

1 sẽ nâng con chạy lên khỏi băng tải để trạm thực hiện việc cấp phôi theo yêu

cầu, nếu trạm cấp phôi cho 3 hoặc 4 vị trí thì xilanh xoay ở phía trên xilanh 1 sẽ

xoay 180 để thực hiện việc cấp phôi, thực hiện xong thì xilanh sẽ xoay lại vị trí

ban đầu, sau đó xilanh 1 sẽ trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục đến trạm 2

- Sau khi phôi được cấp ở trạm 1, băng tải sẽ đưa con chạy chứa phôi ở trên đến

trạm 2 để lắp ráp và kiểm tra sản phẩm, khi băng tải đưa con chạy tới vị trí trạm

2, cảm biến nhận được sẽ đưa tín hiệu điều khiển xilanh nâng 2 nâng con chạy

lên và thực hiện xoay nếu có yêu cầu

- Trạm cuối trong hệ thống là trạm lưu kho, khi phôi được đưa đến trạm thì xilanh

nâng 3 sẽ nâng con chạy lên để trạm thực hiện công việc lưu kho, sau khi thực

hiện xong xilanh nâng sẽ hạ xuống để tiếp tục cho chu trình tiếp theo

Có khay chứa

sản phẩm

Xilanh cản+ nâng khay

Tay máy X Xilanh đẩy

Tay kẹp Kho

Hình 2.12 Sơ đồ hoạt dộng của trạm luw kho

Commented [CP3]: Vị trid ban đầu giải thích nằm như thế nào

Làm gì như các nhóm kia nhá Giang+ bình Ban đầu là vị trí nào???????

Commented [CP4]: Chưa có lưu đồ hhoatj dộng của Trạm

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

Chương 1 THIẾT KẾ CƠ KHÍ 1.1 Trạm cấp phôi và phân loại phôi

Trạm cấp phôi và phân loại phôi là trạm đầu tiên vì vậy cần có một phôi chuẩn cho

cả hệ thống vì thế tại trạm này nhóm đã tiến hành thiết kế một phôi chuẩn, để dễ thực hiện mô phỏng thay thế cho một sản phẩm thật ngoài thực tế Phôi được chế tạo như sau:

Hình 1.1 Thiết kế phôi sử dụng trong hệ thống

1.1.1 Cụm cung cấp phôi

Cụm cung cấp phôi là nơi chứa phôi để chung cấp phôi cho toang hệ thống Bên cạnh đó khối này cũng được thiết kế gắn liền với băng tải tung gian, với mục đích vận chuyển phôi từ ống phôi (kho nguyên liệu) Băng tải mô phỏng công đoạn ngoài thực thế quá trình chuyển nguyên liệu tức sản phẩm cần gia công hay phôi cần gia công Cụm này được cấu tạo bởi:

1 Ống phôi: được cấu tạo như một kho chứa nguyên liệu để cung cấp cho cả hệ

thống làm việc Và được thiết kế hình trụ bằng một ống nhôm có đường kính Ф50mm để có thể chứ được 8 phôi Cụm ống phôi còn được sử dung xilanh dẩy ngang lại nhỏ

a

b

Hình 1.2 Vật liệu a nhôm ống b xilanh dẩy phôi

Và được sự dụng một xilanh đẩy phôi từ ống ra băng tải phụ như hình bên dưới:

Hình 1.3 Cấu tạo khối cấp phôi

1, Xilanh cấp phôi 2, Ống cấp phôi 3 Đế giữ

Băng tải được cấu tạo bằng dây đai có thể dễ dàng thay đổi độ căng chùng của bề

mặt Cùng với đó chính là nhờ vật liệu được thiết kế bằng nhôm hoàn toàn, nên khối

lượng của băng tải giảm rất nhiều và điều quan trong là bộ thí nghiệm có tính thẩm mỹ

Hình 1.4 Băng tải trung gian

1, Lulo quay 2, Dây băng tải 3, Tấm nhôm (Thành băng tải) 4, Ốc tăng đưa

Toàn thể cụm cấp phôi cho trạm 1 cũng như cho hệ thống MPS

Hình 1.5 Toàn bộ cụm cung cấp phôi

1, Ống phôi 2, Xilanh cấp phôi 3, Băng tải trung gian

Toàn bộ cụm cấp phôi của trạm 1 có tính thẩm mỹ cao và được kết cấu cơ khí chắc chắn Bền và có tính thẩm mỹ cao

1.1.2 Cụm Tay máy

Cụm tay máy là trung tâm của trạm 1 tay máy được tiết kế có thể quay 2700 Được điều khiển bởi động cơ bước tạo đọ chính xác cao cho cho tay máy hoạt động Bên cạnh đó tay máy được tích hợp vào đó một xilanh ngang hành trình 50mm và một xilanh kẹp để tang khẳ năng di chuyển và linh hoạt khi di chuyển vật

1

2

3

Hình 1.6 Tay máy

1, Xilanh di chuyển trục đứng 2, Tấm lót 3, Xilanh kẹp

4, Xilanhdi chuyển ngang theo trục X 5, Bánh răng nối vào động cơ bước

1.1.3 Cụm khay chứa trung gian

Cụm khay chứa trung gian có chức năng lưu kho tạm thời và phân loại phôi khi vận chuyển theo quy ước từ trước Và là nơi để lấy vật liệu để cấp cho băng tải thông minh, và từ đó cung cấp cho trạm tiếp theo

Với chức năng đó cùng với tay máy luôn di chuyển theo bán kính nhất định (bán kính 210mm) nên khay chứa phôi trung gian cũng được thiết kế hình cung để tạo năng suất cao nhất khi vận chuyển và lưu trữ

Hình 1.7Khay chứa phôi trung

1.2 Trạm gia công phôi

1.2.1 Cụm đĩa xoay

Chức năng: xoay theo chiều kim đồng hồ làm nhiệm vụ đưa phôi đến các vị trí cần kiểm tra và lắp ráp

Ưu điểm: do sử dụng động cơ truyền lực bằng buli bánh răng nên đỡ tốn kém khi ta

sử dụng động cơ bước có mạch driver phức tạp và mắc tiền, đĩa xoay gồm 4 vị trí được xác định bởi sensor từ nên độ chính xác cao

1

2

34

5

1, đĩa nhôm 2, buli răng 3, trục xoay 4,bạc đạn 5, cục lô

Hình 1.8 Đĩa xoay

1.3 Trạm lưu kho

Trạm lưu kho là trạm cuối cùng của hệ thống có chức năng phân loại sản phẩm theo

màu sắc của chúng để mang vào kho lưu trữ Nhiệm vụ xác định màu sản phẩm là của

cảm biến đc gắn ở trước xilanh cản

1.3.1 Cụm 1

Cấu tạo bao gồm 1 động cơ bước 1 thanh trượt và 1 vitme bi đc đặt trong 1 hộp

bằng nhôm.Trên thanh trượt và trục vitme có gắn cơ cấu gắp phôi.Trục vitme đc gắn

song song với thanh trượt nhằm điều khiển cơ cấu chạy theo từng bước đảm bảo độ

chính xác lúc đưa sản phẩm vào kho

1.3.2 Cụm 2

Cấu tạo cũng bao gồm 1 động cơ bước 1 thanh trượt và 1 vitme bi.Tay máy X đc

gắn trên tay máy Y

1.3.3 Cụm 3

Cấu tạo gồm 2 xilanh đôi và 1 xilanh kẹp.2 xilanh đẩy có tác dụng thu hẹp khoảng

cách đến phôi của tay gắp

1.4 Trạm băng tải thông minh

1, máng đựng nắp 2, xilanh đứng 3, xilanh ngang 4, giác hút

1.4.1 Cụm xilanh nâng – xoay:

Hệ thống nâng xoay gồm 2 xy-lanh: Xy-lanh nâng và xy-lanh xoay Xilanh nâng

xoay có thể dịch chuyển theo chiều dài băng tải.Hoạt động của các xy-lanh này là nâng

con và xoay (nếu có yêu cầu) tại các trạm lắp ráp Xilanh được sử dụng là loại xy-lanh

có thể xoay 180 độ

1.4.2 Thiết kế cụm nâng - gạt

Khi con chạy di chuyển đến bộ phận nâng gạt của băng tải thì cảm biến sẽ nhận Xy-lanh nâng con chạy lên và xy-lanh trượt ngang sẽ di chuyển con chạy băng tải thứ

2 đang chạy song song với băng tải 1 và xy-lanh hạ con chạy xuống băng tải 2

Hình 1.12hình dạng xy-lanh nâng (1); hình dạng xy-lanh xoay (2)

1, Xilanh nâng phôi; 2, Xilanh xoay Hình 1.13Các chi tiết của bộ phận nâng xoay

Hình 1.15 Bộ phận nâng gạt (1) Giá đỡ xilanh; (2) xilanh trượt; (3) xilanh nâng; (4) càng nâng

1.4.3 Thiết kế cụm băng tải:

Cụm băng tải được thiết kế gồm hai băng tải song song nhau nhằm luân chuyển con chạy theo một chu trình xuyên suốt, mỗi băng tải được sử dụng động cơ giảm tốc bằng bánh răng, tốc độ ổn định, moment lớn, vận tốc thấp khoảng 100 vòng/phút Băng tải

sử dụng 2 rulô chuyền động và được gắn vào 2 đầu của 2 gá đỡ Băng tải được cố định bằng 4 đế đỡ được làm từ nhôm, việc sử dụng nhôm khối dễ gia công, độ bền và thẩm

mỹ cao

(1) Giá đỡ xilanh; (2) xilanh trượt; (3) xilanh nâng; (4) càng nâng

Hình 1.14 Bộ phận nâng gạt

Sau khi thiết kế từng cụm trong trạm băng tải, ta ráp các cụm được tổng quan:

(1) Đầu tăng (2) rulô; (3) thành băng tải; (4) giá đỡ băng chuyền; (5) dây đai

Hình 1.16Cụm Băng tải

Tổng quát trạm băng tải thông minh

Chương 2 THIẾT KẾ ĐIỆN KHÍ NÉN 2.1 Giới thiệu về PLC S71200

2.1.1 Giới thiệu chung về PLC

PLC, viết tắt của từ programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic lập trình được, hay thiết bị logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Như vậy với chương trình điều khiển trong, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài (PLC khác hoặc máy tính) S7-1200 là thiết bị điều khiển logic khả trình của hãng Siemens (CHLB Đức) có cấu trúc module và có các module mở rộng Các module này dược sử dụng với những mục đích khác nhau Toàn bộ nội dung chương trình được ghi trong bộ nhớ của PLC, trong trường hợp dung lượng bộ nhớ không đủ ta có thể sử dụng bộ nhớ ngoài để lưu chương trình và dữ liệu Dòng PLC S7-1200 Với PLC S71200 có 5 dòng CPU là CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C và CPU 1217C Cuối cùng, tất cả các CPU SIMATIC S7-1200 có thể được trang bị lên đến ba module truyền thông ở phía bên trái của bộ điều khiển để thực hiện điểm-điểm giao tiếp nối tiếp, cũng như kiến trúc mạng lưới phân phối khác nhau

Hình 2.1 So sánh một số CPU S7-1200

2.1.2 Hình dáng bên ngoài và cấu trúc phần cứng

2.1.2.1 Hình dáng bên ngoài

- Đầu vào(Ix.x): kết nối với nút bấm công tắc, cảm biến, với điện áp vào tiêu

chuẩn 24VDC

- Đầu ra ( Qx.x): kết nối với các thiết bị điều khiển với điện áp 24VDC/220VAC (

tùy theo CPU)

- Đầu vào nguồn: 24VDC/220VAC ( tùy theo CPU)

- Đèn trạng thái

 Đèn RUN (màu xanh): chỉ báo PLC dang ở chế độ làm việc và thực hiện

chương trình đã nạp vào bộ nhớ chương trình

 Đèn STOP (màu vàng ): chỉ báo PLC đang ở chế độ dừng va không thực hiện

chương trình, các đầu ra đều ở trạng thái OFF

 Đèn Ix.x : chỉ báo trạng thái của đầu vào số (ON/OFF)

 Đèn Qx.x : chỉ báo trạng thái của đầu ra số (ON/OFF)

- Port truyền thông

 Port truyền thông nối tiếp RS485: giao tiếp với PC, PG, TD200, OP…

 Port cho module mở rộng: kết nối với module mở rộng

2.1.2.2 Cấu trúc phần cứng

Cấu trúc phần cứng của một PLC gồm các module sau:

- Module nguồn

- Module đầu vào

- Module đầu ra

- Module đơn vị xử lý trung tâm(CPU)

- Module bộ nhớ

Commented [CP10]: Thêm hình trực diện và chú thích của PLC

- Module quản lý phối ghép vào ra

- Đơn vị xử lý trung tâm ( CPU Central Processing Unit):

CPU dung để xử lý, thực hiện những chức năng điều khiển phức tạp quan trọng của PLC Mỗi PLC thường có từ một đến hai đơn vị xử lý trung tâm CPU thường được chia làm hai loại là đơn vị xử lý “một bit” và đơn vị xử lý “từ ngữ”

 Đơn vị xử lý “một bít”: chỉ áp dụng cho những ứng dụng nhỏ, đơn giản, chỉ đơn thuần xử lý ON/OFF nên kết cấu đơn giản, thời gian xử lý dài

 Đơn vị xử lý “từ ngữ”: có khả năng xử lý nhanh các thông tin số, văn bản, phép toán, đo lường, đánh giá, kiểm tra nên cấu trtúc phần cứng phức tạp hơn nhiều tuy nhiên thời gian xử lý được cải thiện nhanh hơn

- Bộ nhớ: Bao gồm các loại bộ nhớ RAM, ROM, EEFROM, là nơi lưu trữ các thông tin cần xử lý trong chương trình của PLC Bộ nhớ được thiết kế thành dạng module dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển với các kích cỡ khác nhau Muốn mở rộng bộ nhớ chỉ cần cắm thẻ nhớ vào rãnh cắm chờ sẵn trên CPU Bộ nhớ còn có một tụ dung để duy trì dữ liệu trong chương trình khi bị mất

điện

- Khối vào /ra

 Dùng để giao tiếp giữa mạc vi điện tử của PLC (5/15 VDC) với mạch công suất bên ngoài (24/220 VAC)

 Khối ngõ vào thực hiện việc chuyển mức điện áp từ cao xuống mức tín hiệu tiêu chuẩn để đưa vào bộ xử lý

 Khối ngõ ra thực hiện việc chuyển múc yín hiệu từ tiêu chuẩn sang tín hiệu ngõ ra và cách ly quang

2.1.3 Cấu trúc bộ nhớ và giao diện làm việc

2.1.3.1 Cấu trúc bộ nhớ

Vùng nhớ của PLC được chia làm 4 vùng cơ bản:

- Vùng nhớ chương trình : gồm 3 khối chính là OB1, SUBROUTIN, INTERRUPT

Đơn vị quản lý trung tâm (central processingunit)

Bộ nhớ

Bộ nguồn

Khối ngõ vào

Khối ngõ ra

Quản lý ghép nối

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát cấu trúc phần cứng PLC

- Vùng nhớ dữ liệu gồm :

 V ( Variable memory ): vùng nhớ biến

 I (Input image register):vùng đệm đầu vào

 Q (Output image register):vùng đệm đầu ra

 M (Internal memory bits) : vùng nhớ trong

 SM(Special memory): vùng nhớ đặc biệt

2.1.3.2 Giao diện làm việc

Một số lệnh làm việc cơ bản ( ngôn ngữ LAD)

- Là ngôn ngữ lập trình đồ họa, mô phỏng theo mạch relay Các phần tử cơ bản

dung để biểu diễn theo lệnh logic Có 2 tiếp điểm :

Tiếp điểm thường đóng

Tiếp điểm thường hở

Cuộn dây

Đảo giá trị của bit đầu tiên

Set một mảng gồm n tiếp điểm tính từ

tiếp điểm “bit”

Reset một mảng gồm n tiếp điểm tính

từ tiếp điểm “bit”

Bảng 1 Một số kí hiệu lập trình

2.2 Thiết kế phần điện - khí nén

2.2.1 Lựa chọn thiết bị chung

Hệ thống sử dụng thiết bị điều khiển là PLC S7-1200 của Siemens

Commented [CP11]:

Nguồn nuôi cho toàn bộ trạm được biến đổi từ Apadtor

Chi tiết về Apadtor:

Hình 2.6 Khối nguồn

- Công suất : 80W

- Nguồn vào: AC 100-240V, tần số 50/60Hz

- Nguồn ra: 24V, 3A

Ngoài ra hệ thống còn sử dụng các loại cảm biến tiệm cận cảm ứng từ, cảm biến gương phản xạ, cảm biến sợi quang thu phát độc lập, cảm biến quang phản xạ khuếch tán…