phân loại nắp chai theo màu sắc

PLC được ra đời và nó ngày càng phát triển vì những tính năng ưu việt mà nó có được. Từ khi PLC ra đời nó đã thay thế một số phương ph p cũ nhờ khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa trên những tập lênh logic cơ bản. Để tìm hiểu rõ hơn về PLC em xin chọn đề tài “ Mô hình phân loại nắp chai theo màu sắc dùng PLC S7300

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài:

Phân Loại Nắp Chai Theo Màu Sắc Dùng PLC S7-300

GVHD:

Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2016

Mục lục

Mục lục 2

Lời mở đầu 3

Chương 1: Lựa chọn và giới thiệu tổng quan về PLC 4

1.1 Lựa chọn bộ PLC: 4

1.2 Tổng quan về PLC và ứng dụng thực tế: 5

Chương 2 Giới thiệu tổng quan thiết bị 7

2.1 Băng tải: 7

2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống băng tải 7

2.1.2 Các loại băng tải thường gặp 7

2.2 Cảm biến: 7

2.2.1 Cảm biến quang : 8

2.2.2 Cảm biến màu: 10

Chương 3.Xây dựng quy trình công nghệ - thuật toán, thiết kế chương trình PLC 13

3.1 Quy trình công nghệ : 13

3.2 Thiết kế phần cứng 14

3.3 Lưu đồ giải thuật 14

Kết quả đ nh gi 14

Kết quả : 14

Đ nh gi : 14

Lời Mở Đầu

Ngày nay hệ thống điều khiển tự động không còn quá xa lạ với chúng ta Nó được ra đời từ rất sớm, nhằm đ p ứng được nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của con người Và đặc biệt trong sản xuất, công nghệ tự động rất phát triển và nó đã giải quyết được rất nhiều vấn đề mà một người bình thường khó có thể làm được Ngày càng nhiều các thiết

bị tiên tiến đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo , sự chính xác của các hệ thống sản xuất ngày một cao hơn đ p ứng nhu cầu sản xuất về số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày càng cao của xã hội Vì vậy điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng của ngành điều khiển tự động vào lao động sản xuất đời sống sinh hoạt của con người

Bên cạnh đó PLC được ra đời và nó ngày càng phát triển vì những tính năng ưu việt

mà nó có được Từ khi PLC ra đời nó đã thay thế một số phương ph p cũ nhờ khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa trên những tập lênh

logic cơ bản Để tìm hiểu rõ hơn về PLC em xin chọn đề tài “ Mô hình phân loại nắp

chai theo màu sắc dùng PLC S7-300 ”

Chương 1: Lựa Chọn Và Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC

1.1 Lựa chọn bộ PLC

Dựa vào yêu cầu đề tài và nhiệm vụ cụ thể ta chọn bộ điều khiển lập trình PLC S7 –

300 với c c modul và thông số như sau:

+ Nguồn cung cấp 24VDC

+ CPU 314C-2DP tích hợp sẵn c c modul đầu vào và đầu ra số bao gồm:

 24 đầu vào số 24VDC

 16 đầu ra số 24VDC

 5 đầu vào tương tự (0÷10VDC 0÷20mA)

 2 đầu ra tương tự (0÷10VDC 0÷20mA)

 2 cổng truyền thông gồm: DP IBM: giao tiếp m y tính với PLC để nạp chương trình

và DP Profilebus kết nối PLC với m y tính và kết nối giữa c c PLC với nhau

1.2 Tổng quan về PLC và ứng dụng thực tế

PLC (Progammable Logic Controller) - Bộ điều khiển logic khả trình Là 1 thiết bị điều khiển logic lập trình được Thiết bị này có c c đầu vào logic sau qu trình xử lý theo chương trình bên trong nó cho đầu ra là c c mức logic có quan hệ với c c đầu vào thông qua chương trình bên trong của thiết bị

Một bộ PLC có cấu trúc như sau:

PLC sử dụng kh rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm thủy hải sản thiết bị y tế ôtô

Trong ngành hóa học và dầu khí: PLC dùng định p suất (dầu) bơm dầu điều khiển hệ thống ống dẫn

Trong chế tạo m y và sản xuất : PLC dùng trong c c khâu tự động hóa Ví dụ như

tự động lượng ăn dao trong m y tiện CNC

Trong ngành thực phẩm rượu bia thuốc l : PLC dùng kiểm so t số lượng kiểm tra chất lượng sản phẩm tự động đóng chai chiết chai v.v

* Ưu nhược điểm của bộ PLC

- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dùng rơle

- Chiếm vị trí không gian rất nhỏ trong hệ thống

- Tốc độ cao công suất tiêu thụ nhỏ

- Khả năng chống nhiễu tốt

- Cấu trúc module rất thuận tiện cho việc thiết kế mở rộng cải tạo nâng cấp

- Khả năng lập trình được lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động

- Yêu cầu của người lập trình không cần giỏi về kiến thức điện tử mà chỉ cần nắm vững công nghệ sản xuất và biết chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình được

- Thuộc vào hệ sản xuất linh hoạt do tính thay đổi được chương trình hoặc thay đổi trực tiếp c c thông số mà không cần thay đổi chương trình

- Có những module chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt Hay những modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng Internet như thế hệ thống mới có thể đạt được khả năng điều khiển gi m s t từ xa

- Tuy có nhiều ưu điểm nhưng với c c hệ thống nhỏ và không yêu cầu tự động hóa cao thì việc sử dụng PLC là không cần thiết

- Gi thành của bộ PLC cao

Chương 2 Giới Thiệu Tổng Quan Thiết Bị

2.1 Băng tải

2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống băng tải

Hiện nay như chúng ta đã biết hầu hết trong c c nhà m y xí nghiệp c c công ty vừa và nhỏ cho đến những công ty lớn thì dây chuyền sản xuất đang được sử dụng phổ biến nhất đó là hệ thống băng tải hệ thống băng tải ra đời không những làm giảm được chi phí vận chuyển mà còn tiết kiệm được thời gian và nhân lực

Do tính đa dạng của c c loại sản phẩm và yêu cầu về sự phân loại c c sản phẩm ngày càng đòi hỏi phải đ p ứng được tính chính x c và tính chi tiết cao nên việc phân loại c c sản phẩm theo hình d ng độ to nhỏ… đặc biệt là phân loại về màu sắc của sản phẩm là một trong những yêu cầu kh phổ biến trong c c dây chuyền sản xuất

2.1.2 Các loại băng tải thường gặp

 Băng tải PVC

 Băng tải xích

 Băng tải chịu nhiệt

 Băng tải chuyền lắp r p

 Băng tải cao su

 Băng tải con lăn

 Băng tải thực phẩm

 Băng tải di động nâng hạ

 Băng tải nghiêng

2.2 Cảm biến:

Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, quá trình (vật lý, hóa học) ở môi trường cần quan sát và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái, qu trình đó

Cảm biến có vai trò quan trọng trong c c bài to n điều khiển quá trình nói riêng và trong các hệ thống điều khiển tự động nói chung Cảm biến có khả năng cảm nhận các tín hiệu điều khiển vào-ra có vai trò đo đạc các giá trị và giới hạn cảm nhận với đại lượng vật lý cần đo

2.2.1 Cảm biến quang Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L

 Cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán

Đầu ra là NPN, 3 dây nối NO NPN cho phép dòng điện trong cảm biến đi vào điện

p chung Đầu ra của cảm biến hoạt động như một khóa chuyển mạch Bình thường đầu

ra của cảm biến là một Transistor có vai trò như một khóa ( khi sụt áp) Nếu cảm biến vừa phát hiện được đối tượng sau đó tạo ra đường t c động Đương t c động này được nối trực tiếp tới Trans NPN Nếu điện áp truyền tới đương t c động là 0V, Trans không cho phép dòng chạy trong cảm biến Nếu điên p trên đường t c động lớn hơn (12V) Trans sẽ mở khóa cho phép dòng chạy trong cảm biến tới cực chung

Cảm biến chịu phản ứng của các tác nhân vật lý Nếu cảm biến không hoạt động, điện p đường t c động thấp khi đó Trans khóa Có nghĩa là đầu ra NPN không có dòng vào/ ra Khi cảm biến hoạt động làm cho đường t c động có điện áp cao, Trans mở khóa

và t c động đóng khóa Dòng chạy từ cảm biến tới đất Điện áp ở đầu ra của NPN giảm xuống -V

 Kích thước 18mm, làm việc ở 10- 30 VDC

 Khoảng cách phát hiện tối đa 6000mm dòng định mức lớn nhất 30mA

 Vỏ làm bằng chất liệu ABS

 Chống nhiễu tốt

 Gọn và tiết kiệm chỗ

 Bảo vệ chống ngắn mạch và nối cực nguồn

 Chế độ hoạt động Ligh-ON

 Thông số định mức đặc tính kỹ thuật:

Bảo vệ phân cực sai Gắn trong

2.2.2 Cảm biến màu SOEG-E-Q30-PS-S-2L

Nguyên lý hoạt động :

 Ánh sáng trắng là hỗn hợp rất nhiều nh s ng có bước sóng màu sắc khác nhau Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào một vật thể bất kì Tại bề mặt vật thể

sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ và phản xạ ánh sáng

 Ví dụ : Một vật thể có màu sắc đỏ khi được chiếu ánh sáng trắng thì những ánh sáng không nằm trong dải bước sóng màu đỏ sẽ bị vật thể hấp thụ Còn

nh s ng có bước sóng nằm trong dải màu đỏ sẽ bị phản xạ ngược trở lại Và khiến mắt ta nhận biết vật thể đó là màu đỏ

Thông số kĩ thuật :

 Kích thước 18mm, làm việc ở 10- 30 VDC

 Khoảng cách phát hiện 12 - 32 mm dòng định mức 300mA

 Vỏ làm bằng chất liệu ABS

 Chống nhiễu tốt

 Gọn và tiết kiệm chỗ

 Chế độ hoạt động Ligh-ON

 Thông số định mức đặc tính kỹ thuật:

Thông số kỹ thuật SOEC-RT-Q50-PS-S-7L

Cài đặt khoảng cách nhỏ nhất 12 mm

Cài đặt khoảng cách lớn nhất 32 mm

Tần số điều chỉnh lớn nhất 500 Hz

Cấp bảo vệ IP67

Khoảng cách phát hiện 12 mm – 32 mm

Chương 3 Xây Dựng Qui Trình Công Nghệ - Thuật Toán, Thiết Kế

Chương Trình Điều Khiển Lập Trình PLC

3.1 Quy trình công nghệ

Dây chuyền được khởi động bằng nút Start và dừng lại bằng nút Stop

- Nhấn Start I0.0 : khởi động hệ thống đèn power Q0.0 s ng động cơ truyền động băng tải chính được cấp điện

- Khi mỗi sản phẩm nắp chai đi qua sẽ được phát hiện bởi cảm biến quang Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.4) Nhiệm vụ sẽ đếm số lượng nắp chai đã đi qua trên băng chuyền

- Khi S1 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.2) có tín hiệu phát hiện màu đỏ (nắp chai đến) sẽ t c động lên xylanh 1 (Q0.1) đẩy nắp chai màu đỏ ra

- Khi S2 cảm biến màu Festo SOEG-E-Q30-PS-S-2L (I0.3) có tín hiệu phát hiện màu đen (nắp chai đến) , sẽ t c động lên xylanh 2 (Q0.2) đẩy nắp chai màu đen ra

- Khi đủ số lượng phân loại theo yêu cầu, hệ thống sẽ dừng băng tải, các xylanh dừng hoạt động Hệ thống bắt đầu tiếp nhận lại số lượng phân loại theo yêu cầu người sử dụng

- Nhấn stop (I0.1) mọi hoạt động của hệ thống được dừng lại ngay lập tức

3.2 Thiết kế phần cứng

3.3 Lưu đồ giải thuật

Giả sử số lượng mô phỏng trên máy cần phân loại là : 3 sản phẩm

ế

 ế

 Biết được cách trình bày, kết cấu cơ bản của một bản đồ án

 Hiểu được quy trình phân loại sản phẩm và cách thức vận hành

 Hiểu được PLC S7-300, cách lập trình và ứng dụng đã đưa phần mềm vào nội dung nghiên cứu



 Mô phỏng gi m s t được quá trình làm việc của hệ thống phân loại sản phẩm

 Việc mô phỏng chưa mô tả hoàn toàn quá trình thực tế của chu trình hoạt động phân loại sản phẩm do yêu tố khách quan