Đề tài Thiết kế các trạm của băng truyền cho các nhà máy

Cảm biến quang điện sẽ phát hiện sự có mặt của phôi trên băng tải và bật tín hiệu cho Băng tải hoạt động, di chuyển phôi đến cuối Băng tải.. Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số

Trang 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÁC TRẠM

PHÒNG CƠ ĐIỆN TỬ FMS 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHÒNG THỰC HÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng một vai trò hết sức quan trọng Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động hoá ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa trên cơ sở

sử dụng các máy CNC, các rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tượng lao động, các đồ gá và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi với mục đích tối ưu hoá quá trình công nghệ và quá trình sản xuất

Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩm mới.Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn mà còn cho sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc

Tuy nhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không

ăn khớp giữa năng suất của FMS và phương pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay Cũng do việc sử dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hoá mà quá trình chuẩn bị sản xuất bị kéo dài

Sự nối kết các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ giúp của mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế, các nhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính; CIM bao gồm: thiết kế trợ giúp của máy tính; lập quy trình có trợ giúp của máy tính; lập kế hoạch sản xuất và kiểm tra; kiểm tra chất lượng có trợ giúp của máy tính; và sản xuất có trợ giúp của máy tính Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS và CIM mới chỉ được bắt đầu.Tài liệu về lĩnh vực này bằng tiếng Việt hầu như chưa có Các hệ thống

FMS và CIM mô hình mới được trang bị ở một số trường đại học.Trong tương lai các hệ thống này tiếp tục được đầu tư ở nhiều cơ sở đào tạo khác nhau trên cả nước.Song song với những thiết bị hiện đại là việc rất cần có giáo trình để giảng dạy.Chính vì vậy hệ thống FMS và cuốn tài liệu này được thiết kế nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản cho sinh viên các trường ĐH, CĐ thuộc chuyên ngành cơ khí chế tạo Đồng thời nó cũng được dùng làm tài liệu cho các cán bộ giảng dạy, các học viên cao học và nghiên cứu sinh trong công tác đào tạo và nghiên cứu của mình.

Trang 2

Hình 1.1 Hình ảnh tổng thể phòng cơ điện tử FMS

1.2 MÔ HÌNH TRẠM PHÂN PHỐI GIA CÔNG

1.2.1 Tìm hiểu nguyên lý trạm phân phối vật gia công

Trạm phân phôi vật gia công có chức năng lưu trữ và phân phối phôi cho toàn bộ hệ thống Phôi được chứa trong hộp đựng phôi và được đẩy xuống băng tải nhờ Xylanh đẩy phôi Cảm biến quang điện sẽ phát hiện sự có mặt của phôi trên băng tải và bật tín hiệu cho Băng tải hoạt động, di chuyển phôi đến cuối Băng tải Khi phôi đến cuối Băng tải, một tín hiệu gọi cánh tay khí nén hai bậc được bật lên Cánh tay khí sẽ ghắp phôi từ Băng tải trạm 1 đặt sang trạm kế tiếp để chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo

Trang 3

Hình 1.2 Trạm phân phối vật gia công

1.2.2 Bộ điều khiển PLC S7 200, các thiết bị điện và cơ khí

1.2.2.1 Bộ điều khiển PLC S7 200

- Trạm phân phối phối sử dụng bộ điều khiển trung tâm là PLC S7 200 CPU

222 với 8 đầu vào số, 6 đầu ra số Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số đầu vào/ra số.Bộ điều khiển PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến, hoặc nút ấn để truyền lên điều khiển các cơ cấu chấp hành là van điện xy lanh khí, động cơ băng tải

- Đồng thời, để giao tiếp với các trạm khác, trong trạm có sử dụng module truyền thông EM 277.Module này hỗ trợ kết nối PLC S7 200 vào mạng PROFIBUS.Nhờ đó, trong chế độ chạy Auto, các trạm sẽ giao tiếp và làm việc tuần tự với nhau, đáp ứng đúng yêu cầu công nghệ

1.2.2.2 Kết cấu thiết bị gồm :

- Mô hình băng tải : Di chuyển phôi

- Cơ cấu cấp phôi : Cung cấp phôi xuống Băng tải

- Phôi với 3 loại khác nhau : Phôi nhựa với 2 màu trắng, đen và phôi sắt Ngoài

ra, có một số phôi bị lỗi được đưa vào để phân biệt với những phôi trên

- Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống Băng tải khi có tín hiệu từ van điện

- Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC

- Cánh tay Robot : Cánh tay 2 bậc xoay và ghắp phôi sang trạm tiếp theo

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện

Trang 4

- Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222

- Module mở rộng EM 223

- Module truyền thông PROFIBUS EM 277

- Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cơ cấu cấp phôi

va cuối băng tải

- Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải

- Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch và đèn báo

1.3 TRẠM KIỂM TRA SẢN PHẨM

1.3.1 Tìm hiểu nguyên lý trạm kiểm tra sản phẩm

Khi trạm cấp phôi hoàn thành công đoạn cấp phôi, trạm kiểm tra sản phẩm có nhiệm vụ kiểm tra phôi bị lỗi hay không (dài quá hoặc ngắn quá coi là phôi lỗi - phế phẩm) nhờ hai cảm biến từ đo độ cao của phôi Phế phẩm sẽ bị đẩy xuống thùng chứa phía dưới Phôi không bị lỗi sẽ được đẩy xuống Băng tải Trên Băng tải lắp đặt ba loại cảm biến gồm : Cảm biến quang điện phát hiện tất cả các loại phôi, cảm biến tiệm cận phát hiện phôi có tính chất từ tính, cảm biến mầu sắc phát hiện những phôi màu trắng Khi phôi di chuyển qua các phôi, nhờ tín hiệu ba cảm biến này sẽ xác định từng loại phôi và truyền tín hiệu sang trạm Lưu kho sản phẩm, trạm Lưu kho sản phẩm sẽ dựa vào những tín hiệu này để lưu trữ sản phẩm theo hàng

Hình 1.3 Trạm kiểm tra sản phẩm

1.3.2 Bộ điều khiển PLC S7 200, các thiết bị điện và cơ khí

Trang 5

- Mô hình băng tải : Di chuyển phôi

- Cơ cấu kiểm tra phôi : Nâng và hạ phôi lên xuống để kiểm tra phôi có bị lỗi hay không

- Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống Băng tải hoặc thùng đựng phế phẩm khi có tín hiệu từ van điện

- Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện

- Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222

- Module mở rộng EM 223

- Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cuối băng tải

- Cảm biến mầu sắc : Phát hiện những vật có mầu trắng

- Cảm biến quang điện : Phát hiện tất cả các vật

- Cảm biến từ : Giới hạn trên dưới cho cơ cấu kiểm tra phôi và phân biệt phôi bị lỗi hay không

1.4 TRẠM SỬ LÝ GIA CÔNG PHÔI

1.4.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi

Trạm xử lý gia công nhận phôi từ trạm kiểm tra phôi Phôi sau khi đƣợc xác định không bị lỗi sẽ bắt đầu quá trình gia công ở trạm này theo yêu cầu công nghệ của từng loại phôi theo bảng chân lý như sau:

Trang 6

Mâm xoay sẽ xoay từng bước phù hợp với yêu cầu nhờ tín hiệu từ cảm biến

và động cơ một chiều Hamonic Động cơ khoan sẽ di chuyển lên xuống nhờ cơ cấu xy lanh Khi phôi dừng tại vị trí khoan, động cơ khoan sẽ được hạ xuống và khoan lỗ, quá trình này thực hiện trong vài giây sau đóđộng cơ khoan trở về vị trí ban đầu nhờ xy lanh đẩy lên Tiếp theo, quá trình kiểm tra lỗ vừa khoan nhờ một xy lanh

Hình 1.4 Trạm sử lý gia công phôi

1.4.2 Kết cấu thiết bị bao gồm

- Cơ cấu mâm xoay 6 vị trí : Di chuyển phôi lần lƣợt đến các vị trí gia công

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, động

cơ khoan

- Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222 : Bộ điều khiển lập trình

- Module mở rộng EM 223 : Module mở rộng vào/ra số

- Module EM 277 : truyền thông PROFIBUS – DP

- Cảm biến tiệm cận : Phát hiện loại phôi có tính chất từ tính

-Cảm biến màu : Phát hiện phôi có màu đen hoặc trắng

- Cơ cấu khoan : Gia công phôi

- Xy lanh khí : Giữ phôi để khoan dễ dàng

- Van điện : Nhận tín hiệu từ PLC để đóng/mở xy lanh

Trang 7

- Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo

1.5.2 Kết cấu thiết bị bao gồm

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử

- Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơbăng tải

- Cảm biến quang : Phát hiện sản phẩm đã có trên băng tải

- Cơ cấu lắp ráp sản phẩm

- Xy lanh khí : Giữ phôi để lắp ráp

Trang 8

Hình 1.6 Trạm lắp ráp sản phẩm

1.6.2 Bộ điều khiển PLC S7 200, các thiết điện và cơ khí

Trang 9

- Cảm biến quang : Phát hiện sản phẩm đã có trên băng tải

- Cơ cấu lắp ráp sản phẩm

- Xy lanh khí : Giữ phôi để lắp ráp

1.7 TRẠM CÁNH TAY KHÍ NÉN DI CHUYỂN SẢN PHẨM

1.7.1 Tìm hiểu nguyên lý cánh tay khí nén di chuyển vật

Sau khi sản phẩm được lắp ráp hoàn thiện ở trạm lắp ráp, một tín hiệu sẽ được bật lên để gọi trạm Cánh tay khí nén hoạt động Cánh tay khí nén di chuyển bằng cơ cấu khí nén, hành trình được điều khiển chính xác tại vị trí của sản phẩm Sau khi kẹp được sản phẩm, tay khí nén di chuyển sang phải và đặt vào băng tải cho trạm kế tiếp

và trở về vị trí ban đầu

Trang 10

Hình 1.7 Cánh tay khí nén di chuyển vật

222 với 8 đầu vào số, 6 đầu ra số Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số đầu vào/ra số.Bộ điều khiển PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến, hoặc nút

ấn để truyền lên điều khiển các cơ cấu chấp hành là van điện xy lanh khí, động

cơ băng tải

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, van điện

- Module mở rộng EM 223 : Module vào/ra số

- Module EM 277 : Module truyền thông PROFIBUS – DP

- Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và van điện

- Xy lanh khí : Kẹp sản phẩm

- Cánh tay khí nén : Ghắp vật sang trạm tiếp theo

Trang 11

1.8 TRẠM LƯU KHO SẢN PHẨM

1.8.1 Tìm hiểu nguyên lý trạm lưu kho sản phẩm

Sản phẩm lắp ráp hoàn thiện được cánh tay khí nén gắp sang băng tải của trạm Lưu kho Trạm lưu kho có chức năng lưu trữ sản phẩm vào kho theo đúng hàng

Băng tải di chuyển sản phẩm đến cuối hành trình Khi cảm biến quang phát hiện có sản phẩm đi qua sẽ bật một tín hiệu yêu cầu Robot lưu kho hoạt động Kết hợp tín hiệu gửi sang từ trạm Kiểm tra sản phẩm, Robot lưu kho sẽ xuống gắp sản phẩm và cất vào hàng theo đúng yêu cầu : Phôi nhôm hàng trên cùng, phôi trắng hàng giữa và phôi đèn hàng dưới cùng

Hình 1.8 Trạm lưu kho sản phẩm

222 với 8 đầu vào số, 6 đầu ra số Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số đầu vào/ra số.Bộ điều khiển PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến, hoặc nút

ấn để truyền lên điều khiển các cơ cấu chấp hành là van điện xy lanh khí, động

cơ băng tải

- Đồng thời, để giao tiếp với các trạm khác, trong trạm có sử dụng module truyền thông EM 277.Module này hỗ trợ kết nối PLC S7 200 vào mạng

Trang 12

PROFIBUS.Nhờ đó, trong chế độ chạy Auto, các trạm sẽ giao tiếp và làm việc tuần tự với nhau, đáp ứng đúng yêu cầu công nghệ

- Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, van điện, cảm biến, động cơ băng tải

- Module mở rộng EM 223 : Module vào/ra số

- Module EM 277 : Module truyền thông PROFIBUS – DP

- Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và van điện, động cơ băng tải

- Robot lưu kho tự động

- Xy lanh khí : Kẹp sản phẩm

1.9 TRẠM ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRUNG TÂM

1.9.1 Tìm hiểu nguyên lý trạm điều khiển và giám sát trung tâm

Trạm điều khiển và giám sát sử dụng bộ điều khiển PLC S7 300 CPU 313C-2DP và màn hình giám sát HMI – TP 177A Bộ PLC S7 300 sẽ nhận tín hiệu từ 8 bộ PLC S7

200 truyền lên và xuất tín hiệu điều khiển xuống các trạm thông qua mạng PROFIBUS Đồng thời, màn hình HMI – TP 177A sẽ điều khiển và giám sát các biến nhớ, các đầu vào/ra, tín hiệu từ cảm biến hiển thị lên màn hình

Hình 1.9Trạm điều khiển và giám sát trung tâm

1.9.2 Kết cấu thiết bị gồm :

- Bộ nguồn PS 2A : Cung cấp nguồn cho PLC S7 300 và màn hình TP 177A

- Bộ điều khiển lập trình PLC S7 300 CPU 313C-2DP

- Bộ máy tính giám sát điều khiển trung tâm

- Màn hình giao tiếp HMI – TP 177A

Trang 13

Hình 1.11 Bộ điều khiển lập trình PLC S7 300

1.9.3.2 Màn hình giao tiếp Người - Máy TP 177A và giao diện điều khiển giám sát

Màn hình TP 177A là thiết bị giao tiếp Người – Máy (HMI) do hãng Siemens sản xuất Nó có khả năng giao tiếp với các loại PLC của Siemens thông qua chuẩn PPI, MPI và PROFIBUS

Màn hình TP 177A sẽ điều khiển và giám sát các biến của PLC trong các trạm thông qua mạng PROFIBUS Cho phép hiển thị trạng thái của các biến, các đầu vào/ra, tín hiệu từ cảm biến về lên màn hình

Trang 14

1 Rãnh tháo lắp màn hình

2 Màn hình hiển thị và điều khiển với chức năng đa điểm

3 Gờ cạnh ngoài cùng của màn hình

4 Chỗ lắp cơ cấu gá

1.9.4 Trạm máy tính điều khiển giám sát trung tâm

Trạm máy tính trung tâm gồm một máy tính cấu hình cao có cài đặt phần mềm điều khiển giám sát WinCC của hãng Siemens Trạm máy tính sẽ giám sát hoạt động của cả

hệ thống thông qua giao diện được thiết kế bằng WinCC Đồng thời, tại trạm trung tâm

có thể điều khiển bất kỳ khâu nào của bất kỳ trạm nào

Hình 1.12 Trạm máy tính trung tâm

Trang 15

CHƯƠNG 2 MẠNG PROFIBUS –DP VÀ CHƯƠNG TRÌNH

ĐIỀU KHIỂN 2.1 CẤU HÌNH MẠNG PROFIBUS- DP VỚI PHẦN MỀM STEP 7

2.1.1 Giới thiệu về mạng Profibus

PROFIBUS là chữ viết tắt của Process Field Bus, là một tiêu chuẩn mạng cấp thực địa được phát triển lần đầu tiên tại Đức vào năm1987, sau này trở thành tiêu chuẩn của châu Âu EN 50170 vào năm 1996 và trở thành tiêu chuẩn quốc tế IEC 61158 vào đầu năm 2000 Một dạng của PROFIBUS là PROFIBUS DP (Decentralized Peripherals – ngoại vi phân tán) được ứng dụng rất phổ biến trong mạng công nghiệp và truyền thông dành cho các ứng dụng có các thiết bị ngoại vi phân tán PROFIBUS DP có thể

sử dụng chuẩn truyền thông 485, không dây hoặc cáp quang Trong đó chuẩn

RS-485 được sử dụng phổ biến nhất

PROFIBUS DP được phát triển nhằm phục vụ cho việc trao đổi thông tin đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu nhanh, đáp ứng yêu cầu cao về thời gian trong trao đổi dữ liệu giữa các bộ PLC hoặc các máy tính công nghiệp với các ngoại vi phân tán ở cấp thực địa như: cảm biến, thiết bị đo, bộ truyền động, thiết bị chấp hành, các module mở rộng…

Đặc điểm của mạng PROFIBUS DP:

 Dữ liệu truyền được xác định trong cấu hình (tối ưu hóa trao đổi dữ liệu)

 Duy nhất một DP chủ có thể xuất dữ liệu về trạm máy tính

 Hệ thống field bus nhanh, có thể lên đến 12 Mbits/s (xem Bảng 2.1)

 Dữ liệu lên đến 244 byte vào / 244 byte ra trên mỗi trạm

 Thời gian đáp ứng nhanh đo được với 10 trạm mở rộng I/O phân tán ET200,

mỗi trạm này có 32 I/O là 0,25 ms

Bảng 2.1: Tương quan giữa khoảng cách và tốc độ truyền của Profibus – DP

Tốc độ truyền Khoảng cách truyền tối đa

187,5Kb/s

500 Kb/s 1,5 Mb/s

100 mét

Multi Point Interface (MPI) là một mạng con (subnet) trong hệ thống SIMATIC NET của hãng Siemens Mạng MPI được sử dụng cho cấp điều khiển, giám sát với yêu cầu khoảng cách giữa các trạm không lớn Thiết lập mạng MPI này phục vụ cho mục

Trang 16

đích ghép nối một số lượng hạn chế trạm không quá 32 trạm và dung lượng truyền thông nhỏ với tốc độ truyền tối đa là 187,5 Kbps

2.1.2 Câu hình mạng Profibus – DP bằng phần mềm Step7

2.1.2.1 PLC và biến tần

Sử dụng phần mềm Step 7 tạo một Project sau đó vào phần HW configure (CPU315 -2DP) tạo một profibus master kết nối PLC –biến tần như hình 2.1 Tuy nhiên tùy thuộc vào cấu hình thực tế của ứng dụng như thế nào Số lượng như biến tần, thiết bị kết nối lên mạng như thế nào để chọn cho đúng với thực tế.Vào phần Catalog trong HW Configure chọn phần Profibus DP rồi kéo chuột xuống dưới chọn loại biến tần đúng thực tế với biến tần định mua để lắp đặt Nhấp chọn và giữ chuột trái vào rồi giữ và kéo biến tần đó vào network master cho đến khi hiển thị dấu “+” thì nhả nút trái chuột ra và ta được một node Làm tương tự cho các biến tần còn lại.Địa chỉ node (Profibus node) có thể sẽ tự động nhưng cũng có thể thay đổi cho phù hợp

Lưu ý: Không phải loại biến tần nào cũng giống nhau nên phải chọn và nghiên cứu

đúng loại mình cần trước Ví dụ như họ Sinamics thì khác với MMx hay Simovert Nếu không cài Driver ES thì cần cài các file GSD cho phù hợp

Sau khi đã tạo ra được các object tức là các thiết bị như biến tần cũng như các thiết

bị khác có trên mạng thì chúng ta cần phải xác định độ dài dữ liệu cần truyền cho từng đối tượng cụ thể Có thể chúng sẽ bằng nhau nhưng cũng có thể chúng sẽ khác nhau tùy thuộc vào tình hình thực tế và nhu cầu sử dụng.Chúng ta có thể tham khảo qua hình 2.2

Sau khi đã thiết lập được HW, nhấn vào "save and compile" để kiểm tra có lỗi không Nếu không có lỗi thì có thể tải cấu hình xuống PLC và xử lý lỗi phần cứng nếu

có

Trang 17

Hình 2.1: Cấu hình phần cứng Profibus được thiết lập hoàn tất

Hình 2.2: Tạo vùng nhớ trao đổi dữ liệu trên trạm chủ và trạm tớ

Sau khi đã thiết lập cấu hình xong thì cần phải có công cụ hỗ trợ để cài đặt thông

số truyền thông Chúng ta có thể cài đặt thủ công bằng màn hình AOP, BOP nhưng ở

đây khuyên dùng Starter, một phần mềm vận hành hữu hiệu cho thiết bị của Siemens

Ở phần trước chúng ta đã cấu hình với biến tần G120 với kiểu khung truyền dữ liệu do người dùng định nghĩa và đã xác định độ dài cho nó là 2 word Ở đây PLC sẽ gửi dữ liệu đến biến tần trên word thứ nhất là Control_Word và trên word thứ hai là Speed setpoint

Trong hình 2.3 là quá trình cấu hình bản tin truyền từ PLC đến biến tần với ô số 5

là giá trị tốc độ được gửi từ PLC đến nằm trên word thứ 2

Nhấn và giữ chuột trái vào đây rồi kéo đến network và khi nào thấy dấu + nổi lên thì thả ra

Kick đúp chuột trái vào đây

Địa chỉInput/Output

Độ dài dữ liệu tùy ch n

Trang 18

Trong hình 2.4 là quá trình cấu hình bản tin truyền từ biến tần lên PLC với ô số 5

là giá trị tần số hiện tại của biến tần nằm trên word thứ 2

Hình 2.3: Mô tả quá trình cấu hình bản tin truyền từ PLC đến Biến tần

Hình 2.4: Mô tả quá trình cấu hình bản tin truyền từ Biến tần đến PLC

2.1.2.2 PLC và PLC

Để gán các bộ PLC S7 200 vào mạng và thực hiện quá trình trao đổi dữ liệu giữa PLC S7 300 ta cấu hình module EM 277 vào mạng như sau:

Chọn PROFIBUS DP => Additional Field Devices => PLC => SIMATIC =>EM

277 PROFIBUS – DP Kéo và thả module EM 277 vào “cable profibus” bên trái

3 nhận tín hiệu từ master

4 kiểu khung truyền nhận dữ liệu tự chọn

6 Control work bit 0 đến bit

15

Giá trị tốc độ từ PLC

3 Tín hiệu gửi lên PLC

4 kiểu khung truyền dữ liệu do người dùng định nghĩa

5 dữ liệu được gửi lên PLC

Trang 20

Sau khi lập trình xong 7 trạm, tiến hành download cho trạm Master PLC S7 300 trước với cấu hình mạng MPI Sau đó, chuyển sang cấu hình mạng PROFIBUS và download cấu hình này xuống PLC S7 300 Các bước tiến hình như sau:

Vào Options => SetPG/PC Interface

Trong cửa sổ tiếp theo chọn chuẩn giao tiếp MPI => PC Adapter(MPI), kích chọn Properties, chọn cổng truyền thông qua cổng COM nào

Hình 2.7 Chọn chuẩn và cổng giao tiếp cho s7-300

Trang 21

Kích OK kết thúc quá trình chọn chuẩn giao tiếp Sau đó, tiến hành Downloadchương trình của PLC S7 300 vào CPU(qua cổng MPI_COM1) Kích vào biểu tượng Download.

Sau khi toàn bộ chương trình của PLC S7 300 đã được Download vào CPU của PLC S7 300 qua cổng MPI, tiếp theo để toàn bộ hệ thống giao tiếp đƣợc với nhau qua mạng PROFIBUS, tiến hành chọn chuẩn giao tiếp PROFIBUS Bắt đầu với việc cấu hình trên phần mềm PLC S7 200 như hình sau:

Hình 2.8 Chọn chuẩn và cổng kết nối cho PLC s7-200

Kích OK kết thúc quá trình chọn chuẩn giao tiếp Sau đó, tiến hành Download chương trình của PLC S7 200 vào CPU qua cổng PROFIBUS_COM

2.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRẠM MASTER( PLC S7-300)

2.2.1 Bảng khai báo Symbol

Bảng 2.2 Bảng khai báo Symbol cho trạm Master

Trang 22

bat tat den tram 1 bat tat den tram 2 bat tat den tram 3 bat tat den tram 4 bat tat den tram 5 bat tat den tram 6 bat tat den tram 7

CB tram 5 gui ve

CB tren BT tram 2

CB tren BT tram 5 Den bang tay 1 Den bang tay 2 Den bang tay 3 Den bang tay 4 Den bang tay 5 Den bang tay 6 Den bang tay 7 Den tu dong 1 Den tu dong 2 Den tu dong 3 Den tu dong 4 Den tu dong 5 Den tu dong 6 Den tu dong 7 Goi tram 1 Goi tram 1 tu tram 2 Gui xuong hang 1 Gui xuong hang 2 Gui xuong hang 3 Khoi tao he thong Khoi tao tram 1 Khoi tao tram 2 Khoi tao tram 3 Khoi tao tram 4 Khoi tao tram 5 Khoi tao tram 6

PIB 0 PIB 8 PIB 16 PIB 24 PIB 32 PIB 40 PIB 48 PIB 35 PIB 13 PIB 34

tram 2 tram 3 tram 4 tram 5 tram 6 tram 7 tram 1 tram 2 tram 3 tram 4 tram 5 tram 6 tram 7 tram 7 bat_tat_den_tram1 tram 7

tram 7 tram 7 tram 1 tram 1 tram 2 tram 3 tram 4 tram 5 tram 6

Trang 23

Khoi tao tram 7 Nhan hang 1 Nhan hang 2 Nhan hang 3 Nhan t/h CB tram 5 Nhan t/h tram 2 Nhan t/h tu BT 2 Nhan tu tram 5 T/h tu BT tram 3 Tram 1 goi tram 2 Tram 1 gui len Tram 1 nhan t/h CB tram 2 goi tram 3 tram 2 gui len tram 2 truyen sang tram Tram 3 goi tram 4 Tram 3 gui len Tram 3 gui ve Tram 4 goi tram 1 Tram 4 goi tram 5 Tram 4 gui len tram 4 gui ve Tram 5 goi Tram 5 goi tram 6 Tram 5 gui len Tram 5 nhan t/h cb Tram 6 goi tram 7 Tram 6 gui len

PQB 49 PIB 10 PIB 11 PIB 12 PQB 6 PQB 22 PQB 19 PQB 21 PIB 15 PQB 10 PIB 2 PQB 7 PQB 18 PIB 9 PIB 14 PQB 26 PIB 17 PIB 18 PQB 2 PQB 34 PIB 25 PIB 26 PQB 12 PQB 42 PIB 33 PQB 5 PQB 50 PIB 41

Tram 7 tram 7 tram 7 tram 7

goi robot goi tram 3 tram 2 goi tram 2

tram 3 goi tram 3 khi phat hien phe pham tram 4

goi tram 4

tram 1 tram 5 goi tram 5 goi tram 1 nhan tin hieu tu tram 5 tram 6

goi tram 6

tram 7 Tram 7

2.2.2 Chương trình điều khiển

Network 1:BAT TIN HIEU DAU RA BAO TRANG THAI HOAT DONG A/M

A M 0.0 = "Den bang tay 1"

AN M 0.0 = "Den tu dong 1"

A M 1.0

= "Den bang tay 2"

Trang 24

Network 2:NHAN DATA TU PLC200-1

L "bat tat den tram 1"

T MB 0 Network 3:NHAN DATA TU PLC200-2

T MB 6 Network 9:TIN HIEU CHO PHEP CHE DO AUTO TRUYEN LEN TU TRAM 1, TRUYEN NGUOC TRO LAI TRAM 1

L "Khoi tao he thong"

T "Khoi tao tram 1"

Network 10:TIN HIEU CHO PHEP CHE DO AUTO TRUYEN LEN TU TRAM 1 TRUYEN XUONG TRAM 2

T "Khoi tao tram 2"

T "Khoi tao tram 3"

T "Khoi tao tram 4"

T "Khoi tao tram 5"

T "Khoi tao tram 6"

Trang 25

T "Khoi tao tram 7"

Network 16:TRAM 1 GOI TRAM 2 HOAT DONG

L "Tram 1 gui len"

T "Tram 1 goi tram 2"

Network 17:TRAM 2 GOI TRAM 3

L "tram 2 gui len"

T "tram 2 goi tram 3"

L "tram 2 truyen sang tram"

T "Goi tram 1 tu tram 2"

L "Tram 3 gui len"

L "Tram 4 gui len"

L "Tram 5 gui len"

L "Tram 6 gui len"

Network 23:NHAN TIN HIEU TU TRAM 1 SANG TRAM 7 THONG BAO

LA PHOI SAT DE CHUAN BI LUU KHO

L "Nhan hang 1"

T "Gui xuong hang 1"

LA PHOI NHUA TRANG DE CHUAN

BI LUU KHO

L "Nhan hang 2"

LA PHOI NHUA DEN DE CHUAN BI LUU KHO

L "Nhan hang 3"

Network 26:TIN HIEU CB TRAN

BT TRAM 3 GUI VE TRAM 2

L "T/h tu BT tram 3"

T "Nhan t/h tu BT 2"

Network 27:TIN HIEU CB TRAN

L "CB tren BT tram 5"

T "Tram 5 nhan t/h cb"

Network 28:TIN HIEU CB TREN

L "CB tren BT tram 2"

T "Tram 1 nhan t/h CB"

Network 29:KHI CB TRAM 5 PHAT HIEN DUA TIN HIEU VE TIEP TUC CAP PHOI TRAM1

L "CB tram 5 gui ve"

T "Nhan t/h CB tram 5"

2.3 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRẠM SLAVE( PLC S7-200)

2.3.1 Trạm phân phối vật gia công

Trạm phân phối vật gia công có 2 cảm biến và các cơ cấu chấp hành sau:

- Cảm biến quang 1: Cảm biến gắn vào hộp chứa phôi, phát hiện phôi có

trong hộp hay không

- Cảm biến quang 2: Cảm biến đặt trên băng tải, phát hiện phôi có trên băng

tải

Trang 26

- Xy lanh: Van điện từ sẽ đóng/mở xy lanh và đẩy phôi từ hộp chứa phôi

xuống băng tải

- Động cơ băng tải: Động cơ DC 24V lấy tín hiệu điều khiển từ mạch điện

tử, quay băng tải với tốc độ phù hợp với yêu cầu

- Cánh tay Robot 2 bậc: Robot gắp phôi từ băng tải trạm 1 sang trạm 2 bắt

đầu quá trình kiểm tra

2.3.1.1 Lưu đồ thuật toán

Trang 27

START

Xi lanh đẩy phôi ở vị trí ngừng làm việc Băng tải dừng

Cánh tay robot ở vị trí chờ phôi

Nạp phôi vào kho chứa

Kiểm tra phôi trong kho chứa

Xi lanh tác động đẩy phôi vào băng tải

CB phát hiện phôi ở cuối BT

Trang 28

Hình 2.9 Lưu đồ thuật toán trạm 1

2.3.1.2 Chương trình điều khiển

Xoa_byte_trong_winCC_T1 CB_BT_Tram_5_gui_ve Cb_BT_Tram_2_Gui_ve Cb_Bt_tram_5

Khoi_dong_ht Tu_dong_bang_tay Mo_xi_lanh

Dong_xi_lanh Chay_bang_tai Dung_BT Chay_Robot Dung_Robot

M0.0 M0.1 M10.2 VB105 VB107 V106.0 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

Tram 1 Tram 1 Tram 1 Lay noi dung de thuc hien tinh toan Lay noi dung de thuc hien tinh toan Cap phoi Tram 1 lam viec

1

Bật xi lanh kẹp của cánh tay robot

Bật xi lanh xoay của cánh tay robot

Tạo thời gian trễ 5s

Đóng xi lanh kẹp của cánh tay robot

Đóng xi lanh xoay của cánh tay robot

END

Trang 29

Symbol addres

s

Comment

CB_quang Dung_BT_Wincc Chay_BT_wincc Khoi_tao_Tram_1 Mo_xilanh_wincc Dong_xi_lanh_wincc Chay_RB_wincc Dung_RB_wincc Den_tu_dong Den_bang_tay Xi_lanh Bang_tai Xi_lanh_kep Xi_lanh_xoay Den_Robot Khoa_che_do_tu_dong Tram_2_chuyen_ve_1 Byte_nhan_1

Byte_gui_1 Byte_gui_12 Byte_gui_13 Cb_tren_BT

I1.2 M5.0 M5.1 M20.0 M30.0 M30.1 M30.2 M30.3 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q1.0 V101.0 V104.0 VB100 VB110 VB111 VB112 I1.3

Gui DATA lên S7-300 de bat tat dau ra Q124.0 và Q124.1

Gui DATA lên S7-300 de khong che che do Auto

goi tram 2

b Chương trình chính

Network1:Xoa byte dung cho Wincc

o vong quet dau tien

LD SM0.1

O Xoa_byte_trong_winCC_T1 MOVB 0, MB30

R Dung_BT_Wincc, 2

R Tram_2_chuyen_ve_1, 1 MOVB 0, Cb_BT_Tram_2_Gui_ve MOVB 0, CB_BT_Tram_5_gui_ve MOVW 0, VW6

MOVW 0, VW12

R Cb_Bt_tram_5, 1 MOVB 0, Byte_gui_12

Network2:Luon goi chuong trinh con

Communication

LD SM0.0 CALL PROFIBUS

MOVB Cb_BT_Tram_2_Gui_ve, VB13

MOVB CB_BT_Tram_5_gui_ve, VB7

MOVW VW12, VW1 -I VW6, VW1

Network3:o che do man I0.1=1,goi

chuong trinh Man, gui 1 len S7-300 bat den bao trang thai qua Q0.1

Khi I0.1=0 gui 0 len vung nho BUFFER 2 và BUFER 1=> khoa che do Auto và chi cho phep khi an nut START System I0.0=1

LD Tu_dong_bang_tay

O Bang_tay_Wincc LPS

CALL BANG_TAY

ED

Trang 30

MOVB 0, Byte_gui_12 MOVB 0, Byte_gui_1

R Bang_tai, 16 LRD

= Den_bang_tay MOVB 1, Byte_gui_1 LRD

EU

R Den_tu_dong, 20 MOVB 0, Byte_gui_12 LPP

R Den_tu_dong, 1

Network4:Khi co suon len cua i0.0

gui 1 len S7-300 de bat dau che do Auto

LD Khoi_dong_ht

O Khoi_dong_ht_in_Wincc MOVB 1, Byte_gui_12

S Khoi_tao_Tram_1, 1

Network5:Che do Auto duoc thuc

hien khi I0.1=0 và V101.0=1

LDN Tu_dong_bang_tay

O Bang_tay_Wincc LPS

A Khoa_che_do_tu_dong AW<= VW1, 2

CALL TU_DONG LRD

ED

R Bang_tai, 1

R Khoi_tao_Tram_1, 1 LPP

Network2:

LDB= SMB224, 2 MOVD VD10, VD14 BTI SMB228, AC0 ITD AC0, AC0 +D AC0, VD14

Network3:

LDB= SMB224, 2 MOVB SMB228, VB18 MOVB SMB229, VB19

Network4:

LDB= SMB224, 2 BMB *VD10, Byte_nhan_1, VB18 BMB Byte_gui_1, *VD14, VB19

Network2:dong xylanh day phoi tu

nut an hoac tu Wincc

Trang 31

O Chay_BT_wincc

S Bang_tai, 1

EU

R Dung_BT_Wincc, 1

Network5:Cho robot hoat dong tu

nut an hoac Wincc

Network6:Cho robot ngung hoat

dong tu nut an hoac winCC

A CB_quang

S Xi_lanh, 1

Network2:tao thoi gian tre de reset

xylanh day phoi

LD Xi_lanh

A SM0.5

LD C2

O SM0.1 CTU C2, 2

Network3:reset xylanh day phoi

S M4.4, 1

Network11: tao tre 3s

Trang 32

LD M4.4 TON T38, 30

Network12:

LD T38

EU MOVB 0, Byte_gui_13

2.3.2 Trạm kiểm tra sản phẩm

Trạm kiểm tra sản phẩm có các loại cảm biến và các cơ cấu chấp hành sau:

- Cảm biến từ 1và 2: Gắn trên cơ cấu kiểm tra độ cao của phôi

- Cảm biến từ trên và dưới: Hạn chế hành trình lên xuống của cơ cấu nâng

phôi

- Cảm biến quang 1: Cảm biến gắn vào phía dưới của cơ cấu nâng phôi,

kiểm tra sự xuất hiện của phôi

- Cảm biến quang 2: Cảm biến đặt trên băng tải, phát hiện phôi có trên băng

tải

- Xy lanh: Van điện từ sẽ đóng/mở xy lanh và đẩy phôi từ hộp chứa phôi

xuống băng tải

- Động cơ băng tải: Động cơ DC 24V lấy tín hiệu điều khiển từ mạch điện

tử, quay băng tải với tốc độ phù hợp với yêu cầu

- Cơ cấu kiểm tra phôi: Gồm cơ cấu nâng phôi và cơ cấu kiểm tra độ cao

của phôi, từ đó phát hiện phế phẩm để loại bỏ trước khi đưa những phôi đạt

yêu cầu vào quá trình gia công

Trang 33

2.3.2.1 Lưu đồ thuật toán

Hình 2.10 Lưu đồ thuật toán trạm 2

Xy lanh lên xuống ở vị trí ngừng làm việc

Xy lanh đẩy phôi ở vị trí ngừng làm việc Băng tải ngừng hoạt động

Nhận phôi từ trạm 1 vào khay

CB phát hiện phôi trên khay

Bật xy lanh lên xuống để kiểm tra phôi

Chạy băng tải

Sau thời gian trễ 3s

Trang 34

2.3.2.2 Chương trình điều khiển

a Bảng Symbol

Bảng 2.4 Bảng khai báo Symbol cho trạm 2

bang_tay_in_wincc xoa_byte_in_wincc CB_BT_gui_ve_tram_1 truyen_sang_tram_3 tu_dong_bang_tay mo_xylanh_len_xuong dong_xylanh_len_xxuong mo_xy_lanh_day

dong_xy_lanh_day chay_bang_tai dung_bang_tai Cam_bien_tu_1 cam_bien_tu_2 cam_bien_quang_vuong CB_quang_tru

CB_mau_sac CB_tiem_can Mo_xylanh1_wincc_T2 Dong_xylanh1_wincc_T2 Mo_xylanh2_wincc_t2 dong_xylanh2_wincc_t2 Chay_bang_tai_wincc_t2 Dung_bang_tai_wincc_t2 bit_kiem_tra

goi_CT_phe_pham_ngan goi_CT_phe_pham_dai goi_CT_thanh_pham Bit_CBTC

BIT_CBMS Bit_CBQ Den_tu_dong Den_bang_tay xylanh_day Bang_tai_t2 Den_dung_BT Xy_lanh_len_xuong khoa_che_do_tu_dong Tram_1_truyen_vao byte_nhan_2

byte_gui_2 byte_goi_tram_3

M0.0 M0.2 VB215 VB217 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I2.0 I2.1 I3.0 I3.1 I3.2 M5.0 M5.1 M5.2 M5.3 M5.6 M5.7 M6.0 M7.0 M7.1 M7.2 M10.0 M10.1 M10.2 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 V201.0 V202.0 VB200 VB210 VB211

tram2 tram 2 khi phat hien phoi di qua set dia xoay tram 3

TRAM 2 tram 2 tram 2 tram 2 tram 2 tram 2

nhan tin hieu tu tram 1 bat tat auto/man den s7-300 GOI TRAM 3

Trang 35

Symbol Address Comment

BYTE_hang_1 byte_hang_2 byte_hang_3 bit_T38 Byte_truyen_sang_tram_1

VB212 VB213 VB214 M11.0 VB216 khi phat hien phe pham hoac thanh

R T37, 1

R bit_kiem_tra, 1

R Bit_CBTC, 3

R bit_T38, 1 MOVB 0, CB_BT_gui_ve_tram_1 MOVW 0, VW10

R M2.1, 2

Network2:

LD SM0.0 CALL PROFIBUS

Network3:

LD tu_dong_bang_tay

O bang_tay_in_wincc LPS

CALL BANG_TAY

= Den_bang_tay

ED MOVB 0, byte_gui_2

R xylanh_day, 1

R M30.0, 1 LRD

MOVB 1, byte_gui_2 LRD

EU

MOVD 0, VD212 MOVB 0, Byte_truyen_sang_tram_1 LPP

LD khoa_che_do_tu_dong

O SM0.1

O xoa_byte_in_wincc ALD

CALL TU_DONG LPP

LPS

ED

R xylanh_day, 1 LPP

Trang 36

ITD AC0, AC0 +D AC0, VD24

Network2:

LDB= SMB224, 2 MOVB SMB228, VB28 MOVB SMB229, VB29 BMB *VD20, byte_nhan_2, VB28 BMB byte_gui_2, *VD24, VB29

d Chương trình bằng tay

Network1:

LD chay_bang_tai

O Chay_bang_tai_wincc_t2 LPS

S Bang_tai_t2, 1

EU

R Dung_bang_tai_wincc_t2, 1 LPP

R Den_dung_BT, 1

Network2:

LD dung_bang_tai

O Dung_bang_tai_wincc_t2 LPS

S Bang_tai_t2, 1

EU

R Chay_bang_tai_wincc_t2, 1 LPP

Network3:

LD T37

R bit_kiem_tra, 1

EU MOVB 0, Byte_truyen_sang_tram_1

Network4:

LDW> T37, 30 AW< T37, 50

S Xy_lanh_len_xuong, 1

Network5:

LD Xy_lanh_len_xuong LPS

AN Cam_bien_tu_1 TON T40, 30

LRD

A T40

S goi_CT_phe_pham_ngan, 1 LRD

A Cam_bien_tu_1

AN cam_bien_tu_2

S M2.2, 1 LPP

Trang 37

Network9:

LD goi_CT_phe_pham_dai

O SM0.1

O xoa_byte_in_wincc CALL PHE_PHAM_DAI

Network10:

LD goi_CT_thanh_pham

O SM0.1

O xoa_byte_in_wincc CALL THANH_PHAM

Network11:

LD goi_CT_phe_pham_ngan

O SM0.1

O xoa_byte_in_wincc CALL PHE_PHAM_NGAN

Network3:het 3s reset xylanh day phoi ve

A CB_tiem_can

EU

S Bit_CBTC, 1 LRD

A CB_mau_sac

EU

S BIT_CBMS, 1 LPP

Network8:

LDN CB_quang_tru LPS

ED MOVW C3, VW10 LRD

ED MOVB VB11, CB_BT_gui_ve_tram_1 LRD

ED MOVB 1, Byte_truyen_sang_tram_1 LPP

ED MOVB 1, byte_goi_tram_3

Network10:

LD C4 LPS

R Bang_tai_t2, 1

R Bit_CBQ, 1

EU MOVB 0, byte_goi_tram_3 LRD

EU MOVB 0, Byte_truyen_sang_tram_1 LRD

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	3,63 MB