CÀI ĐẶT PHẦN MỀM 9Bước 2: Trên cửa sổ các thành phần hình 1.4, hãy để các trình điều khiển của Eclech đượckiểm tra nếu bạn có ý định sử dụng Factory I/O với các bảng USBech 4750 và 4704
Giới thiệu
Factory I/O là một phần mềm của Real game dùng để mô phỏng các hệ thống tự động hoá trong các nhà máy, xí nghiệp và training kỹ năng lập trình (hình 1.1) [1]
Hình 1.1: Hệ thống tự động mô phỏng trong Factory I/O
Với giao diện 3D, hỗ trợ thêm góc nhìn thứ nhất có thể quan sát toàn bộ hệ thống một cách chi tiết Hệ thống mô phỏng có từ hệ đơn giản đến phức tạp cho người dùng Có đến 90% các thiết bị và 30 loại linh kiện phổ biến dùng trong nhà máy (hình 1.2).
Factory I/O được sử dụng phổ biến trên nền tảng đào tạo lập trình PLC vì PLC là bộ điều
Hình 1.2: Các thiết bị cơ bản Factory I/O cung cấp khiển phổ biến nhất được tìm thấy trong các ứng dụng công nghiệp Tuy nhiên, Factory I/O cũng được sử dụng với các bộ vi điều khiển, SoftPLC, Modbus và nhiều công nghệ khác.
Cài đặt phần mềm
Bước 1: Chạy trình cài đặt Nếu được nhắc bởi User Account Control (hình 1.3), bấm “Yes”. Thực hiện theo các hướng dẫn cài đặt.
Hình 1.3: Cửa sổ User Account Control
Bước 2: Trên cửa sổ các thành phần (hình 1.4), hãy để các trình điều khiển của Eclech được kiểm tra nếu bạn có ý định sử dụng Factory I/O với các bảng USBech 4750 và 4704 DAQ (yêu cầu phiên bản Ultimate) Để lại tùy chọnOPC Core Components chọn nếu bạn sẽ sử dụng Factory I/O với trình OPC Client Data Access (yêu cầu phiên bản Ultimate hoặc Modbus OPC Client DA).
Bước 3: Bây giờ là lúc để khởi động Factory I/O Nếu không tìm thấy giấy phép, Factory I/O sẽ tự động bắt đầu bản dùng thử tính năng đầy đủ trong 30 ngày (yêu cầu kết nối internet). Nhấp vào File > Options > Licensing, nhập mã khóa để kích hoạt giấy phép độc lập hoặc nhập mã chia sẻ để kiểm tra giấy phép thực Tiếp theo, nhấp vào Activate.
Hình 1.5: Cửa sổ kiểm tra license
Bắt đầu
Điều hướng
Một trong những kỹ năng quan trọng nhất để học trong Factory I/O là cách sử dụng máy ảnh. Máy ảnh được sử dụng để điều hướng trong không gian 3D và là chìa khóa để tương tác với các bộ phận hoặc xây dựng cảnh mới Bạn có thể sử dụng ba loại máy ảnh: Orbit (1), Fly
Hình 1.7: Các loại máy ảnh trong Factory I/OLàm quen với từng loại máy ảnh bằng cách kiểm tra các hành động như được mô tả dưới đây.
1.3 BẮT ĐẦU 11 Hãy nhớ rằng mỗi máy ảnh được thiết kế cho một mục đích chức năng cụ thể.
Orbit Camera (Camera quỹ đạo)
Camera Orbit (hình 1.8) là camera mặc định và nên được sử dụng khi xây dựng cảnh Đây là máy ảnh duy nhất cho phép bạn di chuyển qua các bộ phận mà không va chạm với chúng.
Nó hoạt động bằng cách xoay quanh một điểm (được biểu thị bằng một chấm trắng) mà bạn xác định bằng cách nhấp đúp chuột trái vào một phần Khi điểm được xác định, bạn xoay camera xung quanh nó bằng cách giữ nút chuột phải (RMB) và kéo chuột Các bộ phận mới được kéo từ Bảng màu được tạo ở độ cao được xác định bởi điểm này, ngoại trừ các bộ phận thường được đặt trên sàn, chẳng hạn như băng tải, trạm, v.v.
Bảng 1.1: Hướng dẫn sử dụng Orbit Camera Điều khiển Hoạt động
Nhấp đúp LMB Đặt điểm camera (điểm trắng) Máy ảnh sẽ xoay quanh điểm này và các bộ phận mới sẽ được tạo ở độ cao này.
RMB + Kéo Xoay camera xung quanh điểm.
MMB + Kéo Xoay camera theo chiều ngang.
Con lăn chuột Phóng to và thu nhỏ camera.
Nút cách Đặt lại camera về vị trí mặc định.
• LMB (Left Mouse Button): nút chuột trái
• RMB (Right Mouse Button): nút chuột phải
• MMB (Middle Mouse Button): nút chuột giữa
Fly Camera (hình 1.9) được sử dụng để di chuyển tự do trong không gian 3D Máy ảnh này va chạm với các bộ phận cảnh nhưng không bị cảm biến phát hiện.
Bảng 1.2: Hướng dẫn sử dụng Fly Camera Điều khiển Hoạt động
Nhấp đúp LMB Đưa camera đến nơi con trỏ chuột đang chỉ.
Con lăn chuột Xoay camera theo chiều dọc.
LMB + RMB Di chuyển camera về phía trước.
W | Up Di chuyển camera về phía trước.
S | Down Di chuyển camera về phía sau.
A | Left Di chuyển camera về bên trái.
D | Right Di chuyển camera về bên phải.
1.3 BẮT ĐẦU 13 First Person Camera (Camera góc nhìn thứ nhất)
Camera First Person (hình 1.10) đại diện cho một người có chiều cao 1,8m ( 5,9 feet) Nó nên được sử dụng khi mô phỏng một người trong một nhà máy ảo Nó va chạm với các bộ phận cảnh và theo mặc định, không bị cảm biến phát hiện.
Bảng 1.3: Hướng dẫn sử dụng First Person Camera Điều khiển Hoạt động
Nhấp đúp LMB Đưa camera đến nơi con trỏ chuột đang chỉ.
Con lăn chuột Xoay camera theo chiều dọc.
LMB + RMB Di chuyển camera về phía trước.
W Di chuyển về phía trước.
S Di chuyển về phía sau.
A Di chuyển về bên trái.
D Di chuyển về bên phải.
Mở một mô hình mẫu
Để mở mô hình mẫu, chọn Open từ File Menu (Ctrl + O) và chọn cảnh đó từ danh sách bằng cách bấm chuột trái (hình 1.11).
Hình 1.11: Hướng dẫn mở một mô hình mẫu
Factory I/O đi kèm với 21 Mô hình mẫu, có thể được truy cập trong tab Scenes (hình 1.12). Bạn cũng có thể sử dụng bất kỳ mô hình nào trong số những mô hình mẫu này làm điểm bắt đầu cho mô hình mới bằng cách mở và lưu nó với tên tùy chỉnh.
Hình 1.12: Các mô hình mẫu
Tạo một mô hình nhà máy ảo
Factory I/O bao gồm nhiều lựa chọn, các bộ phận lấy cảm hứng từ các thiết bị công nghiệp phổ biến nhất Bạn tạo một nhà máy ảo bằng cách đặt và sắp xếp các phần này lại với nhau. Bằng cách làm theo các bước tiếp theo, bạn sẽ học cách tạo ra một hệ thống với cách sắp xếp đơn giản.
- Bước 1: Nhấp File, chọn New (Ctrl + N) để tạo một mô hình trống.
- Bước 2: Trên thanh Toolbar, chọn Orbit camera - bạn nên chọn Orbit camera khi chỉnh sửa Nếu Palettekhông hiển thị, nhấp vào biểu tượng Palette (hình 1.13).
Hình 1.13: Chọn biểu tượng Palette
- Bước 3: Chọn danh mụcHeavy Load Parts từPalette, nhấp chuột trái và kéo thảRoller Conveyor (2m)vào nền cảnh Khi một phần mới được tạo nó sẽ tự dộng được chọn, được chỉ định bởi một hộp bao màu trắng Khi bạn kéo một phần được chọn, nó sẽ di chuyển trên mặt phẳng ngang; để di chuyển nó theo chiều dọc, nhấn phím V và kéo (hình 1.14).
Hình 1.14: Chọn biểu tượng Palette
- Bước 4: Đặt điểm trắng của camera trên cạnh của băng tải bằng cách nhấp đúp chuột trái vào nó (hình 1.15) Tiếp theo, phóng to bằng con lăn chuột để có cái nhìn gần hơn Hầu hết các bộ phận sẽ được tạo ra ở độ cao của điểm camera, ngoại trừ những phần thường được đặt trên sàn, chẳng hạn như băng tải, giá đỡ, cầu thang, v.v.
- Bước 5: Trên Palette, chọn danh mục Sensors, nhấp chuột phải và kéo thả cảm biến khuếch tán (diffuse sensor) Trong khi giữ LMB, đặt cảm biến ở cạnh của băng tải (hình 1.16).
- Bước 6: Nhấp chuột phải vào cảm biến và chọn Duplicate (Left Alt) từ menu Tiếp theo, di chuyển bản sao của của biến đến điểm cuối của băng tải (hình 1.17).
- Bước 7: Chọn tất cả các phần bằng Rectangle Selection Tool bằng cách nhấp chuột trái vào nền cảnh và vẽ hình chữ nhật cắt ngang tất cả các phần để đưa vào lựa chọn.
- Bước 8: Bạn có thể nhóm các bộ phận lại với nhau, điều này sẽ cho phép bạn dễ dàng chọn, di chuyển, xoay và sao chép chúng cùng một lúc Nhấp chuột phải vào đầu lựa chọn và chọnGroup (Ctrl + G) Bất cứ lúc nào, bạn có thể hủy nhóm bằng cách nhấp chuột phải vào
Hình 1.17: Sao chép cảm biến một nhóm và chọn Ungroup (Ctrl + G) Bạn có thể chọn một phần trong nhóm bằng cách giữ phím Ctrl và nhấp chuột trái.
- Bước 9: Với nhóm đã được chọn, Nhấp chuột phải vào bất kỳ phần nào và chọn Duplicate (Left Alt) Di chuyển nhóm mới được tạo đến một vị trí hợp lệ và lặp lại quy trình, do đó bạn kết thúc với ba nhóm băng tải và cảm biến Khi một hộp màu đỏ bao quanh các nhóm hoặc các bộ phận, điều đó có nghĩa là chúng đang giao nhau với các bộ phận khác và sẽ bị hủy khi chuyển từ chế độ chỉnh sửa (Edit) sang chế độ chạy (Run Mode).
- Bước 10: Chọn All từ danh mục Palette, kéo bàn xoay (Turntable) vào nền cảnh và đặt nó ở phía trước một băng tải Để đặt đúng hai băng tải còn lại ở mỗi bên của Bàn xoay, bạn phải Xoay chúng trước Nhấp chuột phải vào băng tải và nhấp vào nút Yaw + hoặc - (Y) để xoay nó Hầu hết các bộ phận chỉ cho phép quay 90 độ; cảm biến có thể xoay tự do xung quanh trục (hình 1.18).
Hình 1.18: Xây dựng mô hình
Lưu ý các băng tải, giống như hầu hết các bộ phận khác, có một mũi tên màu trắng chỉ hướng di chuyển (hình 1.19).
Hình 1.19: Ký hiệu hướng của băng tải
- Bước 11: Cuối cùng, chọn danh mục Items và đặt một pallet lên trên băng tải đầu tiên.
- Bước 12: Bây giờ công việc của bạn đã hoàn tất, nhấp vào File và Save (Ctrl + S), đặt tên cho nó (và tùy chọn mô tả) và nhấp vào Save.
Điều khiển một mô hình
Trước khi điều khiển một mô hình bằng bộ điều khiển bên ngoài (ví dụ như PLC), bạn nên kiểm tra thủ công Bằng cách này bạn có thể đảm bảo rằng bố cục cảnh hoạt động như mong đợi Nhưng trước tiên, bạn cần tìm hiểu Tagslà gì và cách chúng có thể được sử dụng để kiểm soát các bộ phận.
Bất kỳ phần nào là cảm biến hoặc bộ truyền động đều có ít nhất một thẻ Tags được tạo thành từ một tên và một giá trị và có thể có hai loại khác nhau: Thẻ cảm biến (Sensors Tags) và Thẻ chấp hành (Actuators Tags) Chúng có thể giữ ba loại dữ liệu khác nhau: Boolean cho các giá trị bật/tắt, Float cho các giá trị tương tự (số thực) và Integer cho dữ liệu cụ thể.
Giá trị Tags có thể bị ép buộc bất cứ lúc nào, cho phép bạn đóng vai trò của bộ điều khiển. Để điều khiển mô hình theo cách thủ công, bạn buộc các Thẻ chấp hành, mô phỏng một giá trị đến từ bộ điều khiển.
Bạn có thể hiển thị hoặc ẩn Thẻ cảm biến và Thẻ chấp hành bằng cách nhấp vào các biểu tượng tương ứng trên thanh công cụ (hình 1.20).
Hình 1.20: Hiển thị hoặc ẩn Thẻ Đổi tên một thẻ bằng cách chọn nó và nhấp chuột trái vào trường tên.
Sử dụng cảnh được tạo trên phần 1.3.3, cố gắng vận chuyển pallet đến băng tải bên trái.
• Chuyển sang chế độ Run bằng cách nhấp vào nút Play (1).
• Hiển thị các Thẻ chấp hành bằng cách nhấp vào nút Thẻ chấp hành (2).
• Nhấp chuột trái vào một thẻ để gắn nó Khi một thẻ được neo, bạn có thể buộc giá trị của nó Bạn có thểDock All TagsvàClear Docked Tagsđược gắn trênView Menu.
Hình 1.21: Thẻ chấp hành Ràng buộc Thẻ (hình 1.21)
Thẻ cảm biến và Thẻ chấp hành có thể bị ràng buộc bằng cách nhấp chuột trái vào nút, thanh trượt hoặc trường nhập của thẻ (tùy thuộc vào loại dữ liệu được giữ bởi thẻ) Khi ràng buộc thẻ của bộ chấp hành, nó sẽ ghi đè giá trị đọc từ bộ điều khiển Bằng cách buộc các bộ chấp hành, bạn có thể đóng vai trò của bộ điều khiển và điều khiển một cảnh bằng tay Buộc các thẻ của cảm biến ghi đè lên các giá trị cảm biến Ngay cả khi một cảm biến không phát hiện ra một vật, việc ép buộc giá trị của nó sẽ khiến nó được gửi đến bộ điều khiển. Để giải phóng một giá trị bắt buộc, hãy di chuột vào nút FORCED và nhấp chuột trái vàoRELEASE.
Lập trình điều khiển Factory I/O
Thiết lập giao tiếp với PLC Sim
Có thể bắt đầu tạo một project Ở đó có những mẫu khác nhau cho s7 – 1200 hoặc s7 – 1500 cho các phiên bản khác nhau Phải sử dụng TIA Portal template project khi kết nối S7 – PLCSIM V13 – 16 với Factory I/O Các phiên bản khác nhau thì Factory sẽ hỗ trợ template đúng với từng phiên bản TIA Portal.
Các bước cài đặt S7 – PLCSIM với TIA Portal:
- Bước 1: Download và mở template project tương ứng với phiên bản TIA Portal đang sử dụng.Link:
1.4 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN FACTORY I/O 21 https://docs.factoryio.com/manual/drivers/s7-plcsim/
- Bước 2: Lưu project với tên phù hợp (hình 1.23).
Hình 1.23: Lưu lại với 1 tên khác
- Bước 3: Chọn device và chọnStart simulation trên thanh công cụ.
- Bước 4: Chọn PN/IE làm loại giao diện PG/PC và trên giao diện PG/PC, chọn PLCSIM S7 – 1200/S7 – 1500 Nhấn bắt đầu tìm kiếm Khi quá trình quét hoàn tất, chọn thiết bị và nhấn Load.
Một số cài đặt Bảo vệ & Bảo mật được yêu cầu để có thể thiết lập kết nối với PLC.
Nhấp vào Protection và bật Permit access with PUT/GET communication from re- mote partner trong Connection mechanisms. Đặt cấp độ Truy cập là quyền truy cập HMI hoặc cao hơn (Truy cập đọc hoặc Truy cập đầy đủ) (hình 1.24).
Nhấp chuột phải vào thiết bị và chọn Download to device > Hardware configuration.Tiếp theo, Start CPU (hình 1.25).
Hình 1.24: Thiết lập quyền truy cập
Hình 1.25: Tải phần cứng và phần mềm xuống PLC
Điều khiển bằng PLC
Bây giờ bạn đã tạo ra nhà máy của mình, đã đến lúc điều khiển nó bằng PLC Nhưng trước tiên, bạn nên tìm hiểu Driver I/O là gì và cách sử dụng chúng.
Driver I/O là một tính năng tích hợp của Factory I/O chịu trách nhiệm "giao tiếp" với bộ điều khiển bên ngoài Factory I/O bao gồm nhiều Driver I/O, mỗi Driver cho một thiết bị cụ thể.
1.4 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN FACTORY I/O 23
Bạn chọn trình điều khiển trong Factory I/O dựa trên bộ điều khiển bạn muốn sử dụng Tiếp theo, bạn định cấu hình trình điều khiển này để nó biết cách "giao tiếp" với bộ điều khiển và cách đọc và viết I/O từ nó.
Ví dụ, hướng dẫn này cho thấy cách sử dụng PLC S7-1200 Tuy nhiên, hầu hết các bước được mô tả ở đây cũng áp dụng cho các trình điều khiển khác (hình 1.26).
Hình 1.26: "Giao tiếp" giữa PLC và Driver I/O
- Bước 1: Mở cửa sổ Driversbằng cách nhấp vàoFile và tiếp theo trênDrivers (F4) Ngoài ra, bạn có thể mở cửa sổ Drivers bằng cách nhấp chuột trái vào trình điều khiển hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái (hình 1.27).
- Bước 2: Chọn trình điều khiển Ethernet Siemens S7-1200/1500 từ danh sách bằng cách nhấp chuột trái vào nó (hình 1.28).
- Bước 3: Nhấp vào nútConfigurationđể thiết lập trình điều khiển theo mô hình PLC và địa chỉ IP của bạn (hình 1.29).
- Bước 4: Chọn kiểu máy S7-1200 và điền vào trường Hostbằng địa chỉ IP của PLC của bạn. Tiếp tục bước tiếp theo bằng cách nhấp vào Mũi tên lùi (hoặc phím ESC) (hình 1.30).
Hình 1.30: Chọn thiết bị và địa chỉ IP của thiết bị
- Bước 5: Nhấn nút Connect để kết nối với PLC Một kết nối thành công sẽ được chỉ định bằng một dấu màu xanh lá cây được hiển thị bên cạnh danh sách trình điều khiển (hình 1.31).Lưu ý rằng bạn sẽ tìm thấy một số thẻ "Factory I/O ( )" được hiển thị trong danh sách cảm
1.4 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN FACTORY I/O 25
Hình 1.31: Trạng thái đã kết nối thiết bị biến (được tô sáng trong hình 1.32) Các thẻ này có thể được sử dụng bởi bộ điều khiển để có thể "nhận biết" về trạng thái và thang thời gian của mô phỏng (nếu nó bị tạm dừng, chạy trong chuyển động chậm hoặc chuyển tiếp nhanh).
- Bước 6: Bắt đầu các thẻ ánh xạ bằng cách kéo và thả từng thẻ vào cổng dự định Để xóa thẻ khỏi một cổng, chỉ cần kéo nó trở lại danh sách Khi bạn đã ánh xạ tất cả các thẻ, hãy đặt mô phỏng thành chế độ chạy (Run Mode) và kiểm tra logic PLC của bạn (hình 1.33).
Hình 1.33: Cửa sổ các thẻ kết nối với thiết bị
Một số video hữu ích liên quan đến lập trình PLC
Một phương pháp để lập trình logic tuần tự sử dụng LAD/FBD
Tiêu đề: TIA Portal: Sequential Programming in LAD/FBD (Available for ALL PLC’s)https:
//www.youtube.com/watch?v=BlLsfVLgcOo&list=PLtGimRyb0S0haP_iO4TsAnZDF5rdOzBza&index15
Cách chỉnh sữa lỗi không tương thích Firmware
Tiêu đề: TIA Portal: Firmware Version Handling - Common Errors and Fixes! https://www.youtube.com/watch?vYz9VFqlY&list=PLtGimRyb0S0haP_iO4TsAnZDF5rdOzBza& index
Tiêu đề: TIA Portal: Firmware Updates - How and Where? Here! https://www.youtube.com/watch?v=N2wXhAKSupo&list=PLtGimRyb0S0haP_iO4TsAnZDF5rdOzBza& index
Tìm hiểu về Grafcet
PLC Programming with GRAFCET - DIN EN 60848 - Fluidsim + TIA Portal https://www.youtube.com/watch?v=_5ujgQ1zRcs https://www.youtube.com/watch?v=-XgWnu0f3E8
Factory I/O cung cấp một bộ sưu tập các bộ phận dựa trên các thiết bị công nghiệp phổ biến nhất Các bộ phận này được tổ chức thành tám loại: vật phẩm (items), bộ phận tải nặng(heavy load parts), bộ phận tải nhẹ (light load parts), cảm biến (sensors), người vận hành(operators), trạm (stations), thiết bị cảnh báo (warning devices) và lối đi (walkways).
Thiết bị cảm biến
Cảm biến điện dung (Capacitive Sensor )
Cảm biến điện dung (hình 2.1) được sử dụng để phát hiện khoảng cách gần của bất kỳ vật liệu nào Nó được trang bị một đèn LED, cho biết sự hiện diện của một vật thể trong phạm vi của nó Giá trị đầu ra có thể là tín hiệu kỹ thuật số (digital) hoặc tín hiệu tương tự (analog) tùy theo cấu hình đã chọn.
- Đèn LED: màu xanh lá cây (phát hiện)
- Vật liệu có thể phát hiện: chất rắn và chất lỏng.
Hình 2.1: Cảm biến điện dung Cấu hình
Bảng 2.1: Tín hiệu của cảm biến điện dung Tín hiệu Bộ điều khiển I/O Loại dữ liệu Mô tả
Digital Đầu vào Bool Phát hiện
Analog Đầu vào Float [0, 10] V: khoảng cách giữa cảm biến và đối tượng được phát hiện.
Cảm biến khuếch tán (Diffuse Sensor )
Cảm biến quang điện (hình 2.2) khuếch tán có thể phát hiện bất kỳ vật thể rắn nào.
- Vật liệu phát hiện: chất rắn
Hình 2.2: Cảm biến quang điện khuếch tán
2.1 THIẾT BỊ CẢM BIẾN 29 Cấu hình
Bảng 2.2: Tín hiệu của cảm biến khuếch tán Tín hiệu Bộ điều khiển I/O Loại dữ liệu Mô tả
Digital Đầu vào Bool Phát hiện
Cảm biến tiệm cận (Iductive Sensor )
Cảm biến tiệm cận (hình 2.3) được sử dụng để phát hiện khoảng cách gần Nó được trang bị một đèn LED, cho biết sự hiện diện của một vật thể trong phạm vi của nó Giá trị đầu ra có thể là kỹ thuật số hoặc tương tự, theo cấu hình đã chọn.
- Vật liệu phát hiện: dẫn điện
Hình 2.3: Cảm biến tiệm cận Cấu hình
Bảng 2.3: Tín hiệu của cảm biến tiệm cận Tín hiệu Bộ điều khiển I/O Loại dữ liệu Mô tả
Digital Đầu vào Bool Phát hiện
Analog Đầu vào Float [0, 10] V: khoảng cách giữa cảm biến và đối tượng được phát hiện.
Cảm biến lưới ánh sáng (Light Array )
Một tập hợp các chùm ánh sáng song song được sử dụng để tạo ra một trường cảm biến (hình 2.4) Để đảm bảo đồng bộ hóa cả hai thiết bị (bộ phát và bộ thu), chúng phải được căn chỉnh chính xác và đối diện nhau Khi căn chỉnh này được đảm bảo (được biểu thị bằng đèn LED màu xanh lá cây), tất cả các chùm có thể bị gián đoạn mà không phá vỡ sự đồng bộ hóa Có thể cấu hình để hoạt động ở chế độ số (Numerical), kỹ thuật số (Digital) hoặc tương tự (Analog).
- Vật liệu phát hiện: chất rắn
- Giá trị tương tự = 10 * số lượng chùm ánh sáng bị gián đoạn / 8
Hình 2.4: Cảm biến lưới ánh sáng
Bảng 2.4: Tín hiệu của cảm biến điện dung Tín hiệu Bộ điều khiển I/O Loại dữ liệu Mô tả
Numerical Đầu vào Bool Mỗi bit số nguyên đại diện cho một tia sáng.
Digital, Bộ phát sáng 1 - 9 Đầu vào Bool Phát hiện
Cảm biến hồi quy và phản xạ (Retroreflective Sensor and Reflector )
Không giống như các cảm biến khác, cảm biến hồi quy đòi hỏi phải có gương phản xạ (hình 2.5) Để hoạt động đúng, nó phải được liên kết với gương phản xạ Nó được trang bị hai đèn LED cho biết căn chỉnh chính xác (màu xanh lá cây) và trạng thái phát hiện (màu vàng).
- Đèn LED xanh: căn chỉnh với gương phản xạ
- Đèn LED màu vàng: chùm sáng không bị gián đoạn
- Vật liệu phát hiện: chất rắn
Hình 2.5: Cảm biến hồi quy và phản xạ Cấu hình
Bảng 2.5: Tín hiệu của cảm biến hồi quy và phản xạ Tín hiệu Bộ điều khiển I/O Loại dữ liệu Mô tả
Digital Đầu vào Bool Chùm sáng ngắt quãng
Cảm biến tầm nhìn (Vision Sensor )
Cảm biến tầm nhìn nhận ra Nguyên liệu thô (Raw Materials), Nắp sản phẩm (Product Lids) và Đế sản phẩm (Product Bases) và màu sắc tương ứng của chúng (hình 2.6).
- Nguyên liệu có thể phát hiện: Raw Materials, Product Bases, Product Lids
Hình 2.6: Cảm biến tầm nhìn
Cảm biến này có thể được cấu hình để phát hiện thêm các loại thành phần bằng cách chọn cấu hình phù hợp:
- All Digital: trả về bốn đầu vào kỹ thuật số cho biết mục nào được phát hiện.
- All Numerical: trả về một giá trị mã hóa mục được phát hiện.
- Tất cả ID: trả về một giá trị duy nhất (ngẫu nhiên) xác định mục được phát hiện Có thể được sử dụng theo cách tương tự như đầu đọc mã vạch hoặc RFID.
Mục mã hóa theo cấu hình
Bảng 2.6: Tín hiệu mã hóa của cảm biến tầm nhìn Vật liệu All Digital (Bool) All Numerical (Int) All ID (Int)
Bộ phận tải nặng
Băng tải trục lăn (Roller Conveyor )
Băng tải trục lăn nặng (hình 2.8), có thể được điều khiển bởi các giá trị kỹ thuật số và tương tự theo cấu hình đã chọn.
- Chiều dài có sẵn: 2, 4 và 6 m
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,45 m / s (kỹ thuật số); 0,8 m / s (tương tự)
Hình 2.8: Băng tải trục lănBạn có thể kích hoạt Bộ encoder cho phần này thông qua Context Menu.
Băng tải trục lăn cong (Curved Roller Conveyor )
Băng tải trục lăn cong nặng (hình 2.9), có thể được điều khiển bởi các giá trị kỹ thuật số và analog theo cấu hình đã chọn, có thể cấu hình để quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.
- Chu vi bên ngoài (tại cạnh cuộn): 2,94 m
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,45 m/s (kỹ thuật số); 0,8 m/s (tương tự)
Hình 2.9: Băng tải trục lăn cong
Băng tải (Loading conveyor)
Băng tải hạng nặng (hình 2.10), chủ yếu được sử dụng để tải / dỡ hàng lên Cầu trục Stacker.
Có thể được kiểm soát bởi các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự.
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,45 m / s (kỹ thuật số); 0,8 m / s (tương tự)
Bàn chuyển (Chain Transfer )
Được sử dụng để chuyển hàng hóa lên băng tải liền kề, hoạt động tốt nhất với viên vuông, được làm bằng các cuộn tải và ba chuỗi xích (hình 2.11).
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,45 m / s
- Tối đa tốc độ chuỗi: 0,45 m / s
Bảng 2.7: Tín hiệu của bàn chuyển Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Chiều thuận (+) Đầu ra Bool Cuộn (theo hướng mũi tên)
Chiều nghịch (-) Đầu ra Bool Cuộn
Chuyển trái Đầu ra Bool Nâng nền đế và xoay chuỗi tráiChuyển phải Đầu ra Bool Nâng nền đế và xoay chuỗi phải
Bàn xoay (Turntable )
Bàn xoay nặng (hình 2.11), thường được sử dụng để sắp xếp pallet Nó được trang bị cuộn quay và các cảm biến được cài đặt sẵn.
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,45 m/s
- Tốc độ quay bàn: 0,7 rad/s
- Cảm biến điện dung phạm vi: 0 - 0,1 m
Bảng 2.8: Tín hiệu của bàn xoay cấu hình monostable Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Cuộn (+) Đầu ra Bool Tải
Cuộn (-) Đầu ra Bool Không tải
Xoay Đầu ra Bool Xoay (theo hướng mũi tên)
Giới hạn trước Đầu vào Bool Cảm biến phía trước (Front sensor) Giới hạn sau Đầu vào Bool Cảm biến phía sau (Back sensor)
Giới hạn 0 Đầu vào Bool bàn xoay đến vị trí 0 độ
Giới hạn 90 Đầu vào Bool bàn xoay đến vị trí 90 độ
Bảng 2.9: Tín hiệu của bàn xoay cấu hình bistable Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Cuộn (+) Đầu ra Bool Tải
Cuộn (-) Đầu ra Bool Không tải
Chiều thuận (+) Đầu ra Bool Xoay (ngược chiều kim đồng hồ) Chiều nghịch (+) Đầu ra Bool Xoay (chiều kim đồng hồ)
Giới hạn trước Đầu vào Bool Cảm biến phía trước (Front sen- sor) Giới hạn sau Đầu vào Bool Cảm biến phía sau (Back sensor)
Giới hạn 0 Đầu vào Bool bàn xoay đến vị trí 0 độ
Giới hạn 90 Đầu vào Bool bàn xoay đến vị trí 90 độ
Bộ phận tải nhẹ
Các loại băng tải
Cấu hình của các loại băng tải nhẹ cũng tương tự như các loại băng tải nặng.
Băng tải đai (Belt Conveyors)
Băng tải đai (hình 2.14) được sử dụng để vận chuyển hàng hóa tải nhẹ Có thể được kiểm soát bởi các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự.
- Chiều dài có sẵn: 2, 4 và 6 m
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,6 m/s (kỹ thuật số); 3 m/s (tương tự)
Hình 2.14: Băng tải đai Băng tải đai cong (Curved Belt Conveyor)
Băng tải đai cong (hình 2.15) được sử dụng để vận chuyển hàng hóa tải nhẹ Có thể được kiểm soát bởi các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự.
Hình 2.15: Băng tải đai cong
Cổng băng tải (Belt Conveyor Gate)
Cung cấp cổng băng tải trượt (hình 2.16) được thiết kế để cung cấp một lối đi cho nhân viên.
Nó được trang bị một cảm biến đóng (closed sensor) và có thể được điều khiển bởi các giá trị kỹ thuật số hoặc analog.
- Tối đa truyền đạt tốc độ: 0,6 m/s (kỹ thuật số), 3 m/s (tương tự)
Hình 2.16: Cổng băng tải đai
Băng tải nghiêng (Inclined Belt Conveyor)
Băng tải đai nghiêng (hình 2.17) được sử dụng để vận chuyển hàng hóa tải nhẹ Có thể được kiểm soát bởi các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự.
Băng tải có cân (Conveyor Scale )
Cân băng tải tốc độ cao được sử dụng để kiểm soát trọng lượng (hình 2.18) Đo phạm vi trọng lượng khác nhau theo cấu hình đã chọn.
- Tối đa tốc độ truyền tải: 0,6 m/s
Công cụ sắp xếp, cánh tay gạt (Pivot Arm Sorter )
Một bộ chuyển hướng cánh tay điện 45 độ (hình 2.19), được cung cấp bởi một bánh răng Được trang bị một vành đai giúp làm lệch các vật phẩm được chuyển sang phần tiếp theo Cánh tay có thể xoay trái hoặc phải theo cấu hình đã chọn.
- Tốc độ góc của cánh tay: 5 rad/s
Hình 2.19: Cánh tay gạtCấu hình gạt trái , Cấu hình gạt phải tương tự
Bảng 2.10: Cấu hình của cánh tay gạt Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Cánh tay gạt trái Đầu ra Bool Gạt trái
Cuộn (+) Đầu ra Bool Xoay đai
Cuộn (-) Đầu ra Bool Xoay đai
Công cụ sắp xếp, bánh xe bật lên(Pop-Up Wheel Sorter )
Một máy phân loại bánh xe pop-up (hình 2.20) hai mặt 45 độ được sử dụng để chuyển hướng các vật sang ba hướng khác nhau thông qua các con lăn có trục.
Hình 2.20: Pop-Up Wheel Sorter
Bảng 2.11: Cấu hình bánh xe phân loại (Pop-Up Wheel Sorter) Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Có tín hiệu (+) Đầu ra Bool Nâng lên và xoay
Xoay trái Đầu ra Bool Xoay trái hoặc quay về vị trí trung tâm
Xoay phải Đầu ra Bool Xoay phải hoặc quay về vị trí trung tâm
Cơ cấu đẩy (Pusher )
Máy phân loại khí nén (hình 2.21) được trang bị hai cảm biến chỉ ra giới hạn trước và sau Nó cũng bao gồm một van servo có thể được sử dụng để đặt và đo vị trí thanh Điều khiển có thể được thực hiện bằng các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự theo cấu hình đã chọn.
Bảng 2.12: Cấu hình cơ cấu đẩy Kiểu vận hành Trình điều khiển I/O Kiểu dữ liệu Mô tả
Giới hạn trước Đầu vào Bool Ở vị trí giới hạn trước
Giới hạn sau Đầu vào Bool Ở vị trí giới hạn trước Đẩy (+) Đầu ra Bool Đẩy ra phía trước Đẩy (-) Đầu ra Bool Đẩy về phía sau Đẩy, điểm đặt (V) Đầu ra Float [-10, 10]V: đặt tốc độ Đẩy, vị trí (V) Đầu vào Float [0, 10]V: vị trí thanh đẩy
Chương 3 Điều khiển các hệ thống phân loại tự động trong công nghiệp
Một trong những ứng dụng của điều khiển tự động hóa là ứng dụng vào trong các khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa có số lượng sản phẩm sản xuất ra lớn được băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống phân loại tùy theo từng mục đích khác nhau để phân loại sản phẩm một cách tự động.
Hệ thống tự động phân loại sản phẩm là quá trình tự động hóa sản xuất, vì vậy nó mang những đặc điểm của tự động hóa sản xuất:
• Tự động hóa quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ khí, nghĩa là tự động hóa sử dụng năng lượng phi sinh vật để thực hiện và điều khiển toàn bộ hoặc một phần của quá trình sản xuất Tóm lại: tự động hóa là sự ứng dụng hệ thống cơ khí, điện, điện tử, máy tính, để thực hiện và điều khiển quá trình mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người.
• Nhiệm vụ của con người là kiểm tra hoạt động của máy móc, khắc phục các hỏng hóc sai lệch, lập trình và điều chỉnh máy để phù hợp với các sản phẩm khác nhau Người công nhân không tham gia vào quá trình gia công chi tiết hoặc lắp ráp, do đó có thời gian để phục vụ nhiều máy Xuất hiện công nhân trình độ cao: thợ điều chỉnh.
• Để tự động hóa quá trình sản xuất cần phải có và ứng dụng các cơ cấu hoặc thiết bị tự động phù hợp với từng yêu cầu và mức độ tự động hóa khác nhau.
Tổng quát
Hệ thống cấp liệu
Hệ thống cấp liệu (khối Emitter) (hình 3.1) được sử dụng trong một mô hình hệ thống (ví dụ: hộp các-tông, pallet, v.v.) Bạn có thể chọn loại sản phẩm, thời gian giữa các lần cấp liệu, số lượng sản phẩm được cung cấp và vị trí (Random Part Position) và hướng sản phẩm ngẫu nhiên (Random Part Orientation) hay không, có thể bật hoặc tắt bộ cấp liệu etc. bằng cách click phải vào nó và Bật hoặc Tắt thẻ tương ứng.
Hình 3.1: Hệ thống cấp liệu Các tùy chọn (hình 3.2)
Hình 3.2: Các tùy chọn của Emitter Base to Emit
Các loại sản phẩm được cung cấp (Pallet, Pallet vuông, hộp có thể xếp chồng lên nhau hoặc không có (None)) Nếu chọn nhiều hơn một tùy chọn, bộ cấp liệu sẽ cung cấp ngẫu nhiên. Nếu ít nhất một loại sản phẩm được lựa chọn, và None được chọn thì sẽ chỉ có sản phẩm ngẫu nhiêu và không có pallet sản phẩm.
Các thành phần được cấp ra (Hộp kích thước (S), Hộp kích thước (M), Hộp kích thước (L),Hộp Palletizing, v.v.) Nếu chọn nhiều hơn một tùy chọn, bộ cấp liệu sẽ cấp ngẫu nhiên Nếu
3.1 TỔNG QUÁT 45 ít nhất một loại sản phẩm được lựa chọn, và None được chọn thì sẽ chỉ có pallet ngẫu nhiêu và không có sản phẩm.
Khoảng thời gian cấp sản phẩm Bộ cấp liệu sẽ cung cấp ngẫu nhiên giữa các giới hạn thời gian Min và Max Nếu các giới hạn Max và Min được đặt thành 0, bộ phát sẽ phát ra ngay Đối với khoảng thời gian phát xạ không đổi, đặt Min và Max bằng nhau.
Số lượng sản phẩm sẽ được cung cấp Nếu được đặt thành 0, nó sẽ cấp ra tối đa số sản phẩm được phép trong một cảnh (500).
Mỗi sản phẩm được cung cấp ra sẽ xuất hiện ở một vị trí và/hoặc hướng ngẫu nhiên.
Băng tải và các cảm biến phân loại
Tùy theo mục đích phân loại sản phẩm là hàng hóa tải nhẹ hay hàng hóa tải nặng để lựa chọn loại băng tải cho phù hợp, các loại băng tải đã được giới thiệu chi tiết ở Chương 2. Để hệ thống tự động hoạt động, cần có các cảm biến Cảm biến đóng vai trò cung cấp thông tin để PLC đều khiển các hệ đẫn động như động cơ điện, van điện, quạt, các cơ cấu chấp hành Cần chú ý đến mục đích phân loại và đối tượng sản phẩm được phân loại để lựa chọn cảm biến phù hợp.
Cơ cấu phân loại
• Pop -Up Wheel Sorter (phần 2.3.4)
Hệ thống phân loại theo chiều cao (sorting by high)
Yêu cầu: thiết kế một hệ thống phân loại theo chiều cao của sản phẩm, sử dụng các thành phần cơ bản như trên mục 3.1 Vẽ lưu dồ giải thuật và giải thích hoạt động của hệ thống Sinh viên có thể sử dụng các mô hình mẫu trong thư viên để thực hiện việc điều khiển.
• Cơ cấu phân loại: Tùy chọn
Một số mô hình ví dụ:
Hình 3.3: Hệ thống phân loại theo chiều cao (1)
Hình 3.4: Hệ thống phân loại theo chiều cao (2)
Hệ thống phân loại theo cân nặng
Hình 3.5: Hệ thống phân loại theo chiều cao (3)
Hình 3.6: Hệ thống phân loại theo chiều cao (4)
3.3 Hệ thống phân loại theo cân nặng
Yêu cầu: thiết kế một hệ thống phân loại theo chiều cao của sản phẩm, sử dụng các thành phần cơ bản như trên mục 3.1 Vẽ lưu dồ giải thuật và giải thích hoạt động của hệ thống.
• Cảm biến: Sử dụng băng tải có kèm cảm biến đo (Convenyor Scale)
• Cơ cấu phân loại: Tùy chọn
Một số mô hình ví dụ:
Hình 3.7: Hệ thống phân loại theo cân nặng (1)
Hình 3.8: Hệ thống phân loại theo cân nặng (2)
Hệ thống phân loại theo màu sắc
Yêu cầu: thiết kế một hệ thống phân loại theo chiều cao của sản phẩm, sử dụng các thành phần cơ bản như trên mục3.1 Vẽ lưu dồ giải thuật và giải thích hoạt động của hệ thống.
• Cơ cấu phân loại: Tùy chọn
Một số mô hình ví dụ:
3.4 HỆ THỐNG PHÂN LOẠI THEO MÀU SẮC 49
Hình 3.9: Hệ thống phân loại theo màu sắc (1)
Hình 3.10: Hệ thống phân loại theo màu sắc (2)
Chương 4 Điều khiển mức chất lỏng (hoặc lưu lượng) của bồn đơn bằng PID
Bồn đơn trong Factory I/O
Kiểm soát mức chất lỏng (hoặc lưu lượng) của bồn (hình 4.1) bằng bộ điều khiển PID. ter
Hình 4.1: Mô hình bồn đơn
Mô hình bao gồm 01 cảm biến mức chất lỏng, 01 cảm biến lưu lượng, 01 van xả và 01 van cấp nước Nhiệm vụ là điều khiển mức (hoặc lưu lượng) chất lỏng đến vị trí đặt mong muốn sử
51 dụng bộ điều khiển PID.
Hàm đọc tín hiệu analog trên PLC S7-1200
Hàm Norm_X
Sử dụng hàm NORM_X (Normalize) để bình thường các giá trị của biến đầu vào bằng việc ánh xạ nó vào một hàm scale tuyến tính Bạn có thể sử dụng thông số MIN và MAX để xác định giới hạn của dãy giá trị được quy định trong hàm scale (hình 4.2) Kết quả ở đầu ra OUT được tính toán và lưu với dạng số chấm động (floating-point).
Hình 4.2: Sự tuyến tính của hàm Norm_XHàm NORM_X làm việc theo biểu thức sau: OUT = (VALUE – MIN) / (MAX –MIN)
4.2 HÀM ĐỌC TÍN HIỆU ANALOG TRÊN PLC S7-1200 53
Bảng 4.1: Thông số của hàm Norm_X Thông số Ngõ vào/ra Kiểu dữ liệu Vùng nhớ lưu trữ
EN Input Bool I, Q, M, D, L Cho phép ngõ vào
ENO Output Bool I, Q, M, D, L Cho phép ngõ ra
MIN Input Integers, floatingpoint numbers
MAX Input Integers, floatingpoint numbers
VALUE Input Integers, floatingpoint numbers
OUT Output Floating-point num- bers
Hàm Scale_X
Sử dụng hàm SCALE_X để scale giá trị input bằng việc ánh xạ nó vào một dãy giá trị xác định Khi hàm SCALE được thực thi, giá trị chấm động (floating-point) tại đầu vào input được ca-lip tới dãi giá trị được định nghĩa bằng thông số MIN và MAX (hình 4.3) Kết quả của ca-lip là một số thực (integer), được lưu ở ngõ ra OUT.
Hình 4.3: Sự tuyến tính của hàm Norm_XHàm SCALE_X làm việc theo biểu thức sau: OUT = [VALUE (MAX – MIN)] + MIN
Bảng 4.2: Thông số của hàm Scale_X Thông số Ngõ vào/ra Kiểu dữ liệu Vùng nhớ lưu trữ
EN Input Bool I, Q, M, D, L Cho phép ngõ vào
ENO Output Bool I, Q, M, D, L Cho phép ngõ ra
MIN Input Integers, floatingpoint numbers
MAX Input Integers, floatingpoint numbers
VALUE Input Integers, floatingpoint numbers
OUT Output Floating-point num- bers
Ví dụ: đọc giá trị 01 cảm biến với khoảng đo từ 0 đến 100 độ, tương ứng Một đầu vào analog từ một module analog hoặc signal board sử dụng tín hiệu đầuvào hiện tại trong khoảng 0 -
27648 cho các giá trị hợp lệ, giả sử một đầu vào analog là nhiệt độ tương ứng giá trị 0 là 0 độ
Hình 4.4: Hàm Norm_X và Scale_X
Khối PID
Nên để khối PID (hình 4.5) trong khối OB (Cyclic Interrupt), chương trình trong OB35 sẽ được thực hiện các đều nhau một khoảng thời gian nhất định Mặc định thời gian này là 100ms Nếu
OB1 là khối thực hiện liên tục trong từng vòng quét, thì các khối OB khác chỉ được thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt tương ứng Chương trình viết cho các khối này chính là các chương trình xử lý tín hiệu ngắt.
Xây dựng mô hình điều khiển mực nước (hoặc lưu lượng) trong bồn đơn, với hệ thống điều khiển vòng kín, đầu ra của hệ thống y(t) được hồi tiếp qua một cảm biến đo lường để so sánh với giá trị đặt trước r(t), bộ điều khiển lấysai số e (độ chênh lệch) giữa giá trị đặt và tín hiệu đầu ra để thay đổiđầu vào u cho hệ thống dưới điều khiển đối tượng Điều này được thể hiện trong hình 4.6 Đây là hệ thống điều khiển một đầu vào, một đầu ra (SISO), là vòng phản hồi âm, vì giá trịcảm biến bị trừ đi từ giá trị mong muốn để tạo ra tín hiệu sai số rồi được nhân lên bởi bộ điều khiển.
Hình 4.6: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển PID
Cần thay đổi phiên bản của của folder Compact PID từ V3.0 trở về trước hoặc của khối PID Compact thành V1.2 thì mới chạy được khối PID mô phỏng trên Factory I/O (hình 4.7).
Hình 4.7: Thay đổi phiên bản khối PID
Khi cài đặt khối PID cần quan tâm các giá trị thông số trong tab sau: "Controller type", "
Input/Output parameters" và "Process value limits"
Sau khi đã cài đặt tất cả các thông số và cho chạy mô phỏng, vào giao diện của khối PID để kích hoạt khối PID, bấm Start, sau đó cho chạy lần lượt chế độPre-tuning và Fine tuning để khối PID tự động tính toán các thông số Ki, Kp, Kd tối ưu nhất cho mô hình Cuối cùng nhấp vào Start PID_Compact (hình 4.8).
Bài tập
Quan sát mô hình mô phỏng hệ bồn nước đã xây dựng và đọc biểu đồ đáp ứng của bộ điều khiển PID và nhận xét.
So sánh giữa các bộ điều khiển P, PI, PID và nhận xét kết quả.
Hệ thống lưu kho hàng hóa
Cần cẩu và giá đỡ Stacker
Cần cẩu trục (hình 5.1 lắp trên ray dùng để xếp hàng hóa nặng Hai máy đo khoảng cách laser được đặt trên xe đẩy và bệ đo vị trí ngang và dọc của bệ Giá đỡ là những khung thép thẳng đứng được kết nối bằng các dầm thép nằm ngang với mục đích để chứa tải.
Mỗi giá đỡ được căn chỉnh với một trong các đầu của thanh ray, làm cho cần trục máy xếp dừng ở đúng vị trí Cần trục máy xếp có thể được điều khiển bằng các giá trị Digital, Numerical và Analog, theo cấu hình đã chọn.
Thang máy
Thang máy (hình 5.2 dẫn động bằng xích hạng nặng, được sử dụng để vận chuyển các loại hàng hóa giữa các tầng Thang máy được trang bị hai cảm biến phản xạ hồi quy (retroreflective sensors), được đặt ở mỗi đầu của bệ Thang máy có thể được điều khiển bằng các giá trị Digital hoặc Analog, theo cấu hình đã chọn.
Hệ thống sắp xếp thùng
Hệ thống dùng để sắp xếp các thùng các tông lên pallet.
Hình 5.3: Hệ thống sắp xếp thùng
Hệ thống gắp thả vật hai trục
Bộ phận này có thể được sử dụng để lắp ráp Nắp trên đế hoặc chọn và đặt các vật phẩm từ nơi này sang nơi khác Để đảm bảo khớp chính xác, đế (Lids) và nắp (Bases) phải được căn chỉnh đúng bằng Thanh định vị (Positioning Bars) (hình 5.4).
Hệ thống gắp thả
Hình 5.4: Hệ thống gắp thả vật hai trục
Trạm Gantry Pick and Place (hình 5.5) với ba trục được điều khiển bởi động cơ servo. Thường được sử dụng để di chuyển hàng hóa nhẹ (ví dụ: hộp các tông) vào băng tải hoặc pallet khác.
Pick and Place có bốn bậc tự do, ba bậc tương ứng với chuyển động tuyến tính của trục và một bậc khác đối với chuyển động quay của bộ kẹp Bộ kẹp được kích hoạt bởi các cốc hút và bao gồm một cảm biến khoảng cách Chọn và đặt có thể được điều khiển bởi các giá trị kỹ thuật số và tương tự, theo cấu hình đã chọn.
Hình 5.5: Trạm Gantry Pick and Place
Giao diện giám sát và điều khiển
Chương 6 sử dụng phần mềm WinCC để thiết kế giao diện giám sát hệ thống tự động được mô phỏng trên phần mềm Factory I/O.
Việc kết nối phần mềm WinCC và Factory I/O chính là kết nối thu thập dữ liệu thông qua phần mềm PLCSim.
Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HIM (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa.
Các chương trình cần cài đặt: TiaPortal, PLCSim,WinCC Pro, WinCC RuntimePro.
Kết nối PLCSim với WinCC
Chọn thêm WinCC Runtime: Add new device > PC Systems > Simatic HMI application
Thêm card IE general (PROFINET): Hình 6.1 Đổi IP WinCC khác với IP PLC (nếu dùng PLC thật thì chỉ cần đổi IP tĩnh của máy tính trùng với IP WinCC).
Kết nối PN/IE và HMI_Connection: Chọn Network view > kéo dây kết nối từ biểu tượng PLC qua biểu tượng PC Systems > connection (Hình 6.2)
Hình 6.2: Kết nối với màn hình giám sát Chọn tag Connection view (hình 6.3)
Hình 6.3: Kết nối với màn hình giám sát Thay đổi kiểu Interface WinCC RT (hình 6.4)
Hình 6.4: Thay đổi kiểu Interface của WinCC RTCuối cùng, Compile và Savechương trình.
Viết chương trình điều khiển và mô phỏng PLCSim
6.2 Viết chương trình điều khiển và mô phỏng PLCSim
Thực hiện các bước tạo Project, viết chương trình điều khiển và tạo mô hình mô phỏng trên
Factory I/O theo các bước đã được trình bày trước đó.
Lưu ý:Các Bit Input(I0.0, I0.1, ) thì điều khiển vật lý, còn để điều khiển qua WinCC cần thao tác trên Bit Memory (M0.0, M0.1, )
Sau khi đã Load chương trình và tiến hành chạy mô phỏng, tạo màn hình giao diện WinCC.
6.3 Màn hình giao diện giám sát và điều khiển
Tạo một màn hình giám sát mới: Chọn PC – System_1[SIMATIC PC station] > HMI_RT_1[WinCC
RT Professional] > Screens > Add new Screens.
Thay đổi kích thước mặc định màn hình WinCC, nên để nhỏ hơn kích thước màn hình máy tính.
Tạo các biểu tượng trên giao diện giám sát: Lấy dữ liệu từ Default tag table để tạo địa chỉ cho các biểu tượng giám sát (hình 6.5).
Hình 6.5: Lấy dữ liệu từ Default tag table Dùng Toolbox để lấy các biểu tượng cho giao diện giám sát.
Cấu hình Connection sang S7ONLINE: Hình 6.7
Hình 6.6: Giao diện giám sát và điều khiển
Hình 6.7: Cấu hình ConnectionChạy mô phỏng PLCSim và WinCC Runtime
